외단열공사의 하자유형별 원인과 그 대처방안 알아보기

새로운 EIFS 공법 - "K Class" | 2015-09-03 오후 7:57:54 | 조회수 : 20691 | 공개

외단열 하자유형별 알아보기
외단열미장마감공법(EIFS)의 흔한 하자별 원인과 최근의 고단열 주택에서 반드시 지켜져야 할 중요한 요소들

목차
■ 정작 단열이 잘 안 될 수 있다.
■ 태풍에 외단열이 뜯겨나간다.
■ 미장면에 크랙이 발생하는 하자
■ 스티로폼이 바가지처럼 휘는 하자
■ 접착몰탈의 떠바름(떡밥)식 시공 절대엄금
■ 결로와 곰팡이대책(=투습제어)
■ 스티로폼 화재 대비책
■ 요약 - 외단열을 실용적으로 하려면.....(농가주택의 그린리모델링 DIY)

■ 정작 단열이 잘 안 될 수 있다.

현상
애써 사용한 단열재가 단열재로서의 역할을 제대로 못한다.
춥고 덥다. 겨울철 웃풍이 생긴다.
화재 시 화염이 급속히 전파된다.
실내 측에 결로가 생기고 곰팡이가 필 수 있다.

원인
단열재가 건물벽체에 밀착되지 않고 떠있고, 그 공간의 크기가 커서 공기가 흐르는 대류손실이 심하게 생긴다.
단열재와 벽체사이의 좁은공간이 단열재크기(＜1000*500) 보다 더 작게 구획되어야한다.
흔히 창문에 붙이는 뽁뽁이가 의외로 단열효과를 주는 것은 페어글라스와 같이 움직이지않는 공기층, 즉 "공장생산된 중공층"이기 때문이다.
또한 불이 나면, 그 떠있는 공간이 굴뚝이 되어 화염이 수직으로 건물전체로 급속도로 확산되는 결정적인 원인이기도하다.

또한
스티로폼이 정밀하게 재단되지 않아 직각을 이루지 못하면, 스티로폼사이에 틈이 생겨 그 틈으로 공기가 새고, 모세관현상으로 물이 빨려 들어가 오랜 시간 물기가 존재하게 된다. 이는 특히 겨울철에는 건물의 아웃코너부분에서 기하학적인 열교와 겹쳐져서 실내 측에 결로와 곰팡이를 유발시키고, 비가 온 후나 결로수 등 물이 빨려 들어간 부분이 기다란 선의 형태로 계속 젖어 나오고 심한 경우 마감재의 색이 부분적으로 바래거나 외벽에 곰팡이가 피기도 한다.

대처방안
반드시 파스너(Fastener)를 가급적 촘촘히 박아 단열재를 벽체와 밀착 시공한다.
스티로폼의 뒷부분으로 공기가 흐르지 않도록 스티로폼의 테두리를 접착몰탈로 모두 발라 그 공간의 크기를 가급적 작게 구획한다.
스티로폼이 모두 90도 직각으로 정밀하게 제작하고, 서로 밀착 시공하여 틈이 생기지 않도록 시공한다.
이 스티로폼들의 시공품질,즉 틈으로 공기가 새지않는 기밀성능과 물이 존재하지 못하는 성능이 EIFS성능과 비례한다.
네오블록은 정밀하게 직각으로 기계 가공된 몰드로 찍어낸다.

■ 태풍에 외단열이 뜯겨나간다.

원인
속칭 스티로폼을 접착몰탈 떡밥으로만 붙였을 때 생긴다.
이는 접착몰탈의 떠바름의 접착력만으로는 태풍 등 단기하중에 대응할 수 없기 때문이다.
떠바름식 접착몰탈의 초기강도는 어쩌면 충분할 수 있다.
하지만 그 접착몰탈은 세월이 흐를수록 여러 가지 이유로 인하여 얼마든지 떨어질 수 있다.

특히 스티로폼을 콘크리트 벽에 붙이는 무기질 접착몰탈은 딱딱하고 잘 깨지는 취성이 강한 재료이기 때문에 더욱 그렇다.
취성(脆性: brittleness) 즉 잘 깨지는 물성은 겨울철 반복되는 동결융해 즉 물이 얼고 녹는 과정에서 물분자의 부피가 늘어나고 줄어드는 결정압 때문에 서로 딱딱한 물성이 비슷한 콘크리트와는 쉽게 떨어지게 된다. 다른 한 쪽인 스티로폼 쪽은 스티로폼이 말랑말랑해서 그 변위량에 대하여 유연하기 때문에 잘 붙어있게 된다.
그래서 태풍에 떨어진 외단열 파편들을 보면 떠바른 몰탈떡밥이 거의 모두 스티로폼에만 붙어있는 것의 이유이다.
최근에 독일에서 출시된 1액형 저발포 우레탄폼(깡통식)은 이러한 접착몰탈의 재료적 물성으로 인한 하자를 없애기 위한 목적으로 해석된다.

또 다른 심각한 문제점은 준공되고 1~2년 지나면 벽체가 바가지처럼 휘어지는 하자를 유발시키는 것 역시 같은 문제이다.
이 접착몰탈 떡밥이 시간이 지나면서 중간중간 떨어지게 되는 것이 바가지처럼 휘는 량을 가속화시킨다.
그동안 국내 외단열에 쓰이는 스티로폼은 인건비를 최대한 줄이기 위한 목적 하나 때문에 거의 모두 3×6(0.9m×1.8m) 온 장을 그대로 붙이는 방법으로 진행 되어왔다.
모든 물질은 온도가 높아지면 늘어나게 되어있다.

이런저런 이유로 이렇게 큰 크기의 스티로폼을 길게 그대로 쓰면 직사광선에 노출되어 늘어나는 길이의 변위량도 커진다. 유럽에서 외단열의 스티로폼 규격을 1000×500으로 제한하고 또 통줄눈이 아닌 벽돌쌓기처럼 막힌줄눈으로 강제하는 것 역시 모두 이 열에 의한 길이방향의 수축팽창 변위값을 작게 나누고 또 분산시키기 위함이라고 본다. 최근 들어 국내에서도 외단열의 기술이 많이 보급되어 600×1200의 크기로 잘라서 쓰기 시작했다.
또한 어떤 이유로든 스티로폼과 콘크리트벽과 사이가 벌어지면 또 그 틈이 크게 벌어질수록 대류현상이 생기고 대류량이 커지면 단열효과도 없어진다.

대처방안
반드시 파스너(Fastener)를 잘 분산해서 많이 박을수록 튼튼하다.
접착몰탈을 믿어선 안 된다. 대부분의 접착몰탈은 딱딱해서 비교적 빨리 떨어지게 된다.
독일의 풍하중기준으로 건물의 높이별로 정해진 외단열 앵커링기준보다 조금 더 박을 필요가 있다고 본다.
태풍에 보다 튼튼히 대응하기 위함보다는
언제든지 기존의 스타코미장위에 곧바로 벽돌타일로 리모델링이 가능하게 하기 위해서다.
1㎡당 파스너 2개 더 박는데 들어가는 작은 비용으로 언제든지 벽돌마감으로 리모델링 가능하게 될것이다.

■ 미장면에 크랙이 발생하는 하자

현상
빗물이 단열재와 미장층사이로 침투하여 스티로폼이 오랫동안 계속 젖어있게 된다.

원인
바탕몰탈층의 보강 유리메쉬가 부실하게, 또는 부족하게 시공되었기 때문이다.
또는 무니만 유리섬유메쉬인 싸구려 불량 메쉬를 사용했을 때이다.
EIFS에서 크랙이 발생하는 위치는 크게 3가지가 있다.
창문모서리부분처럼 유리섬유메쉬가 90도로 잘라지거나 꺾이는 부분과
유리섬유메쉬를 이을 때 충분히 겹쳐지지 못한 경우와
미장층의 두께가 고르지 못할 때 특히 얇은 부위이다.

결론적으로 이러한 미장층이 찢어지는 크랙은 단열효과에 치명적이다.
크랙을 통하여 빗물이 직접 스며들어 단열재를 흠뻑 적시게 되고 단열재로 스며든 물이 오랫동안 단열재를 적신 상태가 유지되기 때문이다.
단열재는 젖게 되면 이미 단열재가 아니다.
또한 곰팡이는 반드시 수분이 오래 머무는 곳에 핀다.

대처방안
몰탈은 쉽게 깨지기 때문에 미장몰탈층 중간위치에 유리섬유 메쉬를 철근역할을 하라고 넣는 것이다.
창문모서리 각진 부분에는 메쉬가 끊어지는 부분이 각 방향으로 많이 생기게 된다.
메쉬 조각을 최대한 여러 겹 덧발라 덕지덕지 보강할수록 튼튼해진다. 이 작업에 정성을 아끼지 말아야 한다.
올바른 품질의 메쉬를 사용해야함은 당연하다.

■ 스티로폼이 바가지처럼 휘는 하자

현상
준공되고 1~2년 지나면 스티로폼이 바가지처럼 휘어진다.

원인
우리나라의 단열재 크기 규정은 1200×600이고 유럽은 1000×500 이다.
스티로폼 판재의 크기가 크면 생긴다.
또한 이 접착몰탈 떡밥이 시간이 지나면서 중간중간 떨어지게 되는 것이 바가지처럼 휘는 량을 가속화시킨다.

그동안 국내 외단열에 쓰이는 스티로폼은 인건비를 최대한 줄이기 위한 목적 하나 때문에 거의 모두 3×6(0.9m×1.8m) 온 장을 그대로 붙이는 방법으로 진행 되어왔다.

모든 물질은 온도가 높아지면 늘어나게 되어있다.

바가지 현상이 일어난 벽은 두드려보면 속이 떠있는 것을 알 수 있다. 어떤 이유로든 스티로폼과 콘크리트벽과 사이가 벌어지면 또 그 틈이 크게 벌어질수록 대류현상이 생기고 대류량이 커지면 단열효과도 없어진다.

대처방안
반드시 파스너(Fastener)를 바가지가 생길 부위 즉 스티로폼의 중간위치에 박아 기계적으로 단열재를 벽체와 고르게 밀착 시공한다.
단열판재의 크기를 작게 나누고, 기계적 고정앵커 즉 파스너(Fastener)의 위치를 잘 분산해서 충분히 박으면 생기지 않는다.
또한
이렇게 박은 모든 파스너는 열교현상이 생기지 않도록 스티로폼 속으로 가급적 깊이 파고 박아야하고 반드시 단열재 뚜껑으로 막아야 한다. 이러한 단열재 뚜껑작업이 잘 지켜지지 않으면 열교로 인한 단열손실과 아래 사진과 같은 Fastener의 플라스틱 플러그(Plug)부위가 그대로 변색되는 부분얼룩이 생긴다.

■ 접착몰탈의 떠바름(떡밥)식 시공 절대엄금

이 사진처럼 바가지현상이 생겼다는 것은 이미 접착몰탈이 떨어졌다는 것을 의미한다. 두들겨보면 퉁퉁거리는 그 소리로 확인하고 알 수 있다.
이 사진의 경우 바가지현상 때문에 결로가 생겨 아래 부분으로 결로수가 줄줄 흘러나오고 있는 것을 볼 수 있다.
이미 단열은 기대할 수 없다.

떠바른 떡밥두께만큼 맨 아래에서 건물 맨 꼭대기까지 틈이 생기고 그 틈으로 공기가 숭숭 통해서 단열효과가 없다.
또한 불이나면 그 틈이 굴뚝이 돼서 불이 곧바로 집 전체로 번진다.
몰탈의 접착성능은 수명이 너무 짧다.
접착몰탈의 중요역할은 단열재와 바탕벽체사이 공간에서 대류손실이 안 생기도록 공기층의 구획이다.
공기의 흐름을 차단시키는 역할로 생각하여야 한다.
태풍이나 지진 등에 대응하는 것은 파스너 즉 나사못으로 촘촘히 박아주는 것이 최상의 방법이다. 이렇게 파스너를 규정보다 더 촘촘히 박아두면 나중에 세월이 흘러 개보수 때 미장마감이 싫증이 나면 벽돌타일을 붙여서 리모델링을 해도 구조 상 아무 문제가 없다.
파스너는 많이 박을수록 좋다. 열교가 잘 차단된다면 말이다.

■ 결로와 곰팡이대책(=투습제어)

현상
결로가 생긴면 반드시 곰팡이가 핀다.
특히 목조주택의 경우 타이벡같은 투습지의 오용과 과신으로 인한 OSB의 썩는 것과 개미나 바퀴의 창궐은 심각하다. 특히 그라스울 등 솜과 결로가 만난다면 더욱 심각해진다. 이 경우에는 건물 내부가 아닌 외부까지도 곰팡이가 피는 경우도 생긴다. 주택의 곰팡이는 계절을 가리지 않고 생긴다.
우리나라같이 부엌에서 밥 국 찌개 등 끓이는 식생활 패턴을 가지는 나라들은 더욱 조심해야할 부분이다. 습기를 반드시 잘 배출시켜야 한다.

원인
단열과 밀폐와 환기, 생활패턴, 소재, 방향 등 모든 요소가 서로 상반되고 얽히는 가장 어려운 부분이다.
따라서 결로문제가 생겼을 때 그 원인을 제대로 짚어내는 것과 보수공사에 드는 경제적인 손실크기와 그 실효성조차 가늠하기 어렵다.
곰팡이는 결로가 없으면 생길 수 없다.

결로의 발생원인은 무수히 많다.

우선
스티로폼이 설치 시 틈새로 바람이 안 새게 제대로 설치되면 80%는 성공이다. 특히 아웃코너 벽체부위의 스티로폼이 기밀하게 잘 시공되어야 한다. 그런데 그 아웃코너부가 스티로폼을 기밀하게 시공하기 가장 어려운 부분이다. 두 양쪽 벽체 골조의 오차가 모이는 곳이기 때문에 어려움이 2배 이상이기 때문이다. 실제 해보면 꽤나 딱딱한 스티로폼으로 시공하려면 일반 벽체부분보다 아마도 2배가 아닌 제곱이상으로 어렵다.
아웃코너부위는 단열이 잘 시공되더라도 학계에서 말하는 속칭 기하학적인 열교가 발생하는 곳에다가 스티로폼 간에 틈이 많이 생겨 대류손실까지 겹쳐지기 때문에 겨울철 모서리 벽에 결로가 많이 생기는 이유가 된다. 만약 그 모서리 벽에 장롱이라도 가로막고 있다면 문제는 더 심각해진다.
공기순환마저 더 잘 안되기 때문이다.

단열문제가 아닌 나머지 결로가 발생할 수 있는 요인은 너무 많다.
EIFS의 기준이 되는 유럽과 달리 어쩔 수없이 국 찌게 밥 등 국물요리를 한꺼번에 조리할 때 생기는 과포화수증기 등의 문제들은 생략하자.

단열재는 어떠한 경우에도 젖으면 안 된다.
젖는다면 이미 단열재가 아니다.
젖지는 않고 습기만 머금은 과포화 상태만으로도 열전도율은 크게 떨어진다.

유리솜이나 언젠가부터 슬며시 미네랄울로 개명한 암면이나 셀룰로오즈섬유 등 솜 성상의 단열재들 회사는 흔히 우리제품은 물을 먹지 않는다 라고 시험성적서를 제시한다. 실제 제시하는 시험성적서의 갑 지에는 물을 거의 안 먹는다고 되어있다. 하지만 조금 더 들어가 보면 그 논리는 섬유세포자체 즉 유리 속으로는 물을 먹지 않는다라는 시험결과이다. 하지만 솜은 어느 것이든 물에 담궈 보면 흠뻑 젖는다.
단열재가 젖으면 결로는 더 가중되게 된다.

또 한 가지
고단열 주택은 자칫 독가스 실이 될 수도 있다.

요즈음 나오는 창문들은 기밀성능이 좋다.
기밀이 안 되는 창문은 안 팔린다.
요즈음 창문을 닫으면 웬만한 소음까지 다 차단될 정도이다.
환기가 안 된다.
단열은 잘될지 모르나 오래 앉아있으면 독가스실과 같다.

화학접착제와
바람이 안 통하는 창문들과
환기장치 없는 집... 그리고 이름만 좋고 예쁜 비닐막인 실크벽지.....
그 안에 잠을 자는 사람들...

새집증후군.... 아토피....

단열이 잘되는 집이라면 강제환기장치는 필수항목이다.

우리가 늘 해오던 창문을 열어 하는 짧고 강한 환기보다 긴 시간 적은 량이 계속 지속되는 약한 환기가 필수적이다.

그 느린 환기 과정에 열손실 없도록 하는 것이 이른바 전열교환기라고하는 폐열회수환기장치이다.
강제환기장치는 필수이고 대부분의 결로와 곰팡이를 원천적으로 차단한다. CO2가스농도검측센서와 습도센서 등이 구비되어있어야 한다.

고단열 주택에서 환기는 선택이 아닌 필수이다.

또한 폐열회수환기장치는 조용해야 한다.
독일제는 조용하지만 비싸고 국산은 싸지만 조금 더 시끄럽다. 요즈음엔 자동차 머플러 같은 소음기도 별도 옵션으로 달기도 한다.

또한 요즈음 고효율 창과 문은 가격대의 폭이 정말 넓다. 일부 수입된 창문 하나에 1000만원이 훌쩍 넘는 것들도 많다.
창과 문 즉 창호의 열관류율과 결로 여부를 용납 못한다면 비싼 시스템창호이고, 어느 정도 너그럽다면 실용적인 PVC창호이다.
이제 국산 창호의 성능도 꽤 좋다.

대처방안
결로가 생기지 않으려면 단열재끼리의 사이로 공기가 통하지 않는 기밀성을 유지하도록 최대한 스티로폼끼리 빈틈이 없도록 잘 설치해야한다.
그리고 강제 기계환기장치를 설치해서 지속적인 환기를 시키면 결로는 거의 생기지 않을 것이다.
잠깐씩 창문열고 환기하는 것은 곰팡이와는 전혀 효과가 없다. 그 짧은 창문 열어 놓는 동안에 벽이 뽀송뽀송 마르지 않기 때문이다.

강제환기장치....

폐열회수율이 높고, 전기는 얼마나 먹고, 한밤중 실제 소음은 얼마나 나는지가 체크 포인트이다. 가격 대비해서...

■ 스티로폼 화재 대비책

원인
스티로폼은 불에 너무 잘 탄다. 석유화합물인 스티로폼은 태생 상 우리나라 법규에서 규정하는 난연성기준에도 부족하다. 그래서 스티로폼은 자기소화성의 여부로 화재관련 등급을 받는다.
자기소화성(自己燒火性)이란 라이터 불을 대고 있으면 타지만 그 원인불꽃인 라이터를 떼면 곧 꺼지는 즉 자기스스로는 계속 타지 않는 성질 말한다.

대처방안
■ 네오블록은 아래 그림과 같이 스티로폼 화재에 대비하는 특별한 방법을 개발하였다.
의정부화재사고와 같은 외단열(=드라이비트)방식의 최대 문제점은 불이 나면 수직상태로 또 매우 빠른 속도로 불이 번지는 것이다.
수직으로 화재가 확산되는 과정을 면밀히 들여다보면 창문위에서부터 화염이 직접 스티로폼으로 들어가는 것을 알 수 있다. 이 부분에 불이 수평부분 미장면에 직접 닿지 못하도록 차염판을 덧 설치하여 그 미장막이 화염에 오래 견디도록 하는 것이 중요하다고 생각했다.
이 방법이 1차 대비책이다.
2차 대비책은 그 스티로폼 속에 소화분말을 마치 소시지처럼 또는 커피믹스처럼 만들어 일정간격으로 삽입 매립시켜 놓는 것이다.
이 방법을 한국건설연구원 화재안전시험소와 협의한 결과
지금까지 전 세계를 통 털어 전례가 없는 방식이기 때문에 R&D 실험을 2015년 10월 초 시행키로 일정이 잡혔다.

1차 화염 방지책 차염판

2차 스티로폼 화재 방지책 -
신축 시 스티로폼 속에 매립하는 방법과 외단열 마감 후 외부에서 삽입 매립하는 방식

추가 화재대비 사안
■ 자기소화성이 강조된 스티로폼을 선택한다. 독일은 스티로폼의 자기소화성 기준으로 B1 Class를 법적으로 강제하고 있다.
■ 가급적 몰탈미장층의 두께를 두껍게 하여야 한다. 중국도 1층은 15mm이상 나머지 층은 5mm이상으로 규정하고 있다. 우리나라는 아직 해당 규정이 없으며 3~4mm가 대부분이다.
   단 미장층이 두꺼우면 보강메쉬 층도 1겹이 아닌 2겹 이상으로 하여야 한다.

■ 요약 - 외단열을 실용적으로 하려면...

할수있다면 내 손으로 외단열 직접하기 - 농촌주택 외단열 그린리모델링 DIY (이 부분은 그린리모델링정책과 맞물려 다음에 보다 자세히 들여다보기로 한다)

내 손으로 직접 외단열을 하는 방법은 2가지이다.
1. 사람사서 하되 내가 작업지시를 하고 관리하는 방법
2. 내 손으로 직접 다 시공하는 방법

내손으로 직접 외단열을 하는 수고로움을 마다하지 않는다면 비용을 절감하고, 비교할 수 없는 고품질시공을 할 수 있다.
비교할 수없는 고품질이란
시공업자는 어느 현장이든지 늘 돈과 시간에 쫒기게 된다.
모든 과정을 시공업자보다 차근차근 더 꼼꼼하게 시공할 수 있기 때문이다.
보통 30평정도 되는 가정주택의 경우 대략 외벽면적이 대략 100~150㎡되니 가장 중요한 스티로폼을 시간에 쫒기지 않고 차근차근 빈틈없이 신경써서 박을수 있다. 그 다음 중요한 공정인 유리섬유 메쉬 역시 꼼꼼히 시공해야 할 중요 공정이다.
시공업자가 나름 꼼꼼히 한다하여도 집주인으로서의 꼼꼼함만 더할 수 없을 것이다.
스티로폼과 메수는 정말 정밀한 품질만큼 단열성능능 보장한다.
이 메쉬를 넣는 미장은 바탕 미장이기 때문에 우리전통 미장고대보다 더 긴 사각형태의 서양식 고대로는 초보자라도 정성껏 바르면 평활도는 충분할 것이다.
그도 정 자신이 없다면 미장공을 사서 하는 것으로 마감미장까지 할 수있을 것이다.

전문시공팀에게 공사를 맞길 때에는 네오블록을 지급자재로 제공하면 된다.
레고블록을 쌓듯이 따라하면 되기 때문에 시공반장과의 시시비비가 없어진다.
딱 한 가지 창문주위 찢어지는 곳 보강메쉬를 드껍게 바르는 것을 분명히 하면 된다.

다시 한번 정리
외단열공사의 성공과 실패를 가르는 6가지 중요한 요소
    바탕벽체와 단열재 사이 공간의 크기가 최대한 작아야 한다. 바람 숭숭 대류손실이 생긴다.
    단열재끼리의 틈이 없어야 한다. 바람이 새거나 물이 스며들게 된다.
    Mesh는 많이 들어갈수록 좋다. Mesh가 이어지거나 꺾이는 곳이 특히 그렇다.
   화재사고에 대비하였는가? 안전문제이다.
   가장 어려운 것은 곰팡이이다. 예측하기 어렵기 때문이다.
   강제 환기장치는 필수이다. 없다면 따듯한 가스실이다.

태그 : 네오블록, 외단열, 스티로폼, 스티로폼화재, 드라이비트, 패시브, EIFS, ETICS, EOTA, 하자

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