▣인터뷰-건설기술연구원 강재식 박사
단열성능 지표로 규정 불구 ‘고온가속화 시험법 도입’ 턱없는 주장 개탄
충분한 검증 없이 특정 제품 유불리 따라 ‘표준 재개정’ 바람직하지 못해
페놀폼 ‘폼알데하이드’ 금속자재 부식 등 콘크리트 중성화까지 문제 발생
충분하고 객관적인 검증으로 안전기준 값 이하 수준으로 ‘위해성’ 관리해야
건축용 발포플라스틱 단열재 표준을 ISO 4898 국제표준과 같이, 하나의 통합표준으로 개정한 ‘KS M ISO 4898’ 표준이 지난 1월부터 시행되고 있다.
KS M ISO 4898 표준 개정은 관련 연구를 토대로 2023년 7월 1차 개정됐고, 일부 내용 수정 후 2024년 7월 재개정 및 유예기간을 거쳐 올해 1월부터 전면 시행 중이다. 건물 단열재로 가장 일반적으로 사용 중인 EPS, XPS, PUR/PIR, PF 단열재 표준을 ISO 4898 국제표준과 같이 하나의 통합표준으로 개정한 것이 핵심이다.
그러나, 최근 장기 열저항 측정 방식을 둘러싸고 PUR/PIR, PF 업계와 EPS, XPS 업계의 의견이 충돌하고 있어 논란이 일고 있다. 해결책은 없는지, 건설기술연구원 강재식 박사를 만났다.
- KS M ISO 4898 표준의 핵심 내용은 무엇인가.
▶기존에는 단열이라는 동일 목적의 제품임에도 표준 제정 시기와 제정 주체에 따라 여러 표준으로 구분돼 각각 다른 성능항목과 성능 값이 운용되며 소비자에게 올바른 제품 정보 전달이 어려웠다.
하지만, 이번 통합표준을 통해 최종 소비자인 국민의 알권리를 확보하고, 단열재 선정 시 보다 합리적인 선택이 가능하다.
또한, 이 표준은 기후변화 대응 및 탄소중립 정책에 따른 제로에너지 건축물의 에너지성능을 고려해 단열재에서 발생하는 것으로 밝혀진 발포가스의 공기 치환에 의한 단열성능 저하, 즉 경시변화 특성을 표준에 반영하고 있다.
경시변화가 발생하지 않는 EPS 단열재는 초기 열전도도 값을 단열성능 지표로 하고, 경시변화가 발생해 수년 내에 단열성능이 낮아지는 XPS, PUR/PIR, PF 단열재는 장기 열저항을 단열성능 지표로 규정하고 있다.
경시변화는 시간에 따른 자연스런 노화현상이 아니라 제조일로부터 180일을 기준으로 발포 플라스틱폼 단열재에서 발포가스의 공기 치환에 의한 단열성능 저하 현상으로 정의한다.
또한, 최근 대형화재로 인한 인명 손실 등 사회적 이슈를 고려해 화재 안전성 항목을 관련 법령에 근거해 성능항목으로 신설했고, 국민 건강과 안전 측면에서 1급 발암물질인 폼알데하이드와 같은 위해물질의 방출 여부에 대한 친환경 성능을 성능항목에 신설했다.
세부적으로는 하중에 따른 단열재의 사용 용도와 열전도도 값에 따라 범주를 구분했고, 시험 시료의 전처리 조건을 명문화해 시험 전 제조일로부터 최소 28일 이상 대기환경에서 전처리함으로써 발포 플라스틱폼 단열재의 숙성이라는 물리적 특성을 반영했다.
이때 중요한 사항은 시험용 시료를 전체 치수의 판을 대상으로 하는 만큼 시험 결과의 적합성 확보를 위해 기존과 같이 시험 의뢰자가 임의로 시료를 제단 및 제작해 시험할 수 없도록 규정하고 있다.
또한, 밀도를 하나의 고정 값으로 제시하지 않고 제조자 스스로 제시하는 방안이 표준에 규정됐다. 즉, 제조자는 자사 제품의 품질과 성능을 관리해야 할 책임이 있으며, 제조자 제시에 의한 성능 및 품질관리는 선진화된 표준이라 할 수 있다.
이와 함께 압축강도, 치수안전성, 압축크리프, 수증기 투과도, 흡수성, 굴곡 파괴 하중 등 항목은 ISO 국제표준 시험법을 인용했고, 이때 모든 항목에 대해 시험하는 것이 아니라 단열재의 용도에 따라 시험항목에 대한 선택이 가능하도록 합리화 했다.
단, 불필요한 항목을 포함해 전체 항목에 대한 성능을 요구하는 현장 사례가 현실적으로 발생하고 있는 만큼 합리적인 표준 운용을 위해 반드시 개선이 필요한 사안이다.
가장 큰 변화는 열전도도를 초기 열전도도와 장기 열저항으로 명확히 구분해 규정한 것이다.
시간에 따른 단열성능 저하, 즉 경시변화가 발생하지 않는 단열재인 EPS는 초기 열전도도 값을 단열성능 지표로 하고, 경시변화가 발생할 수 있는 XPS, PUR·PIR, PF 단열재는 장기 열저항을 단열성능 지표로 명확히 규정했다.
다만, 이들 단열재도 친환경 발포제 등을 활용해 규정에서 정한 경시변화가 없을 경우 초기 열전도도를 단열 지표로 제시할 수 있다.
하지만, 현재 국내에서 생산하고 있는 경질발포플라스틱 단열재 대부분이 경시변화가 발생하는 만큼 이번 KS M ISO 4898 개정 시행 이후에는 장기 열저항을 제품의 단열성능 지표로 반드시 사용해야 한다.
종래와 같이 초기 열전도도를 제품 단열성능 값으로 표기하거나 소비자에게 제공하는 것은 표준 규정의 적합성에 위배한다고 할 수 있다.
최소 25년에서 50년 이상 사용하는 건물에 사용하는 건축 내장재인 단열재가 시간에 따라 수년 이내에 초기 단열성능 값 대비 최대 20%~30% 성능이 낮아진다면 이는 건물 냉·난방부하와 에너지손실에 심각한 악영향을 미칠 수 있으며, 결국 최종 사용자인 국민에게 단열재 제품에 대한 잘못된 성능 값을 표준에서 제공하는 것이 될 수 있다.
참고로 개정 표준은 경시변화 단열재의 장기 열저항은 25년 평균값으로 규정하고 있다. 해외의 경우 40년 또는 50년까지 장기 열저항 값을 규정하기도 한다.
이외에도 이번 표준에는 화재 안전과 관련해 기존에 운용됐던 연소성 항목을 국제표준 수준으로 규정했고, 난연성은 콘칼로리미터법과 가스유해성 시험을 통한 준불연재료, 난연재료 항목을 신설했다.
또한, 단열재의 친환경성은 1급 발암물질인 폼알데하이드, 톨루엔, 총휘발성 유기화합물의 방출량 항목도 신설했다.
- 고온 가속화법 도입을 주장하는 의견에 대해 어떻게 생각하는가.
▶ 오래전부터 특정 단열재에서 발생하고 있는 것으로 알려진 시간에 따른 단열성능 저하, 즉 경시변화는 시간에 따른 자연 노화현상이 아니라 발포가스의 공기 치환에 의해 수년 내에 단열성능이 급격히 낮아지는 현상이다.
현재 ISO 11561 국제표준에서는 건물 사용 연한을 고려해 25년 동안의 평균 열저항 값 시험을 위해 발포가스 확산 촉진을 고려한 슬라이싱 가속화 시험조건을 표준 시험법으로 규정하고 있다.
슬라이싱에 의한 가속화 촉진은 셀 내부의 미세기공에 포함된 발포가스를 단기간 내에 방출하기 위한 물리적 시험조건이다.
경시변화가 발생하는 일부 단열재를 생산하는 기업에서는 이 같은 슬라이싱 가속화 조건이 너무 가혹하다는 주장을 펼쳐 왔고, 최근 ISO 국제표준을 대체해 독일 DIN 제품표준에 근거한 EN 유럽표준의 고온가속화 시험법 도입을 주장하고 있다.
하지만, 이 같은 주장은 국내 제품에 대해 객관적이고 공학적 근거자료가 없는 주장이다.
경시변화에 의한 건물에너지 손실이나 소비자의 피해는 고려하지 않고 있으며, 통합표준 시행 후 ISO 국제표준을 따를 경우 자사 제품이 시장에서 경쟁 제품보다 불리하다는 기업의 이해관계가 내포돼 있다고 볼 수 있다.
특히, 국내에서 사용하는 발포가스가 상이하고, 제조설비 등이 다른 유럽 단열재 제품에 적용하는 EN 유럽표준을 도입하려면 해당 유럽표준에서 규정하는 모든 제품 관리사항에 대해 국내 단열재 제품에 적용이 적합한지에 대한 공학적, 객관적 시험결과가 제시돼야 한다. 하지만, 아직 근거자료는 제시돼 있지 않다.
EN 유럽표준에서 규정하는 발포가스 종류에 따른 보정계수 등 대한 기초자료 역시 전무한 실정이다.
한편, 지난 2021년 산업통상자원부 국가표준기술력향상 연구를 통해 국내 단열재 제품 중 경시변화가 발생하는 압출법 발포폴리스티렌, 폴리우레탄 폼, 페놀폼 3종 단열재에 대한 장기 시험결과, EN 유럽표준에 따른 고온 가속화 조건은 경시변화가 발생하는 단열재 내부의 발포가스 확산 촉진 보다 시간에 따른 경시변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 평가됐다.
70℃에 175일, 110℃에 14일의 고온가속화 이후에도 지속적으로 단열성능이 낮아지는 현상이 객관적으로 검증된 것이며, 이를 근거로 ISO 11561 국제표준시험법을 KS M ISO 4898에 적용한 것이다.
고온 가속화 후 지속적으로 단열성능이 낮아진다면 그 피해는 막대한 건물에너지 손실과 국가 탄소중립 실현에 지장을 초래하는 결과가 예상된다.
결론적으로 국내 단열재 제품에 대한 충분하고도 객관적인 검증 없이 독일 DIN 표준에 기초한 EN 유럽표준을 국내 KS 표준에 그대로 도입하자는 주장은 바람직하지 않다는 생각이며, 향후 충분한 공학적 검토와 객관적인 평가가 필요하다.
- 이 같은 논란의 핵심은 무엇이라고 생각하는가.
▶ 논란이라고는 생각하지 않는다. KS M ISO 4898 표준 개정은 유기계 4종 단열재의 사용 용도와 물리적 특성에 대한 표준을 합리화한 과정이라고 생각한다.
동일 목적의 건물 단열재에 대한 통합표준은 최근 기술개발로 노후화된 표준에 대한 합리적 정비며, 특히, 슬라이싱 가속화 조건에 의한 장기 열저항 값의 명확한 규정은 제로에너지건축물 의무화와 탄소중립 실현에 기본 조건이다.
사회적 이슈에 따른 표준 신수요를 반영한 화재안전 항목과 친환경성 항목 신설 역시 국민의 삶과 안전을 고려한 것이라 생각한다.
표준은 늘 진화하고 발전해야 한다. 오랜 기간 모든 단열재 산업과 전문가들이 회의와 소통을 통해 합의한 결과로 이뤄낸 성과가 KS M ISO 4898 통합표준인 만큼 충분한 검증 없이 특정 제품의 유불리에 따라 표준의 일부를 재개정을 주장하는 것은 바람직하다 보기 어렵다.
또한, 2001년 KS M ISO 4898 제정 이후 해당 표준으로 인증받은 제품이 표준에서 규정한 장기 열저항 값을 제대로 준수했는지에 대해서는 조사와 검토가 반드시 필요하며, 빠른 시일 내에 KS 제품 인증 등을 포함해 적합한 시험과 단열성능 값이 제시돼야 한다.
KS 인증 성능을 기준으로 진행되는 건축물 에너지절약설계기준과 건축표준시방서 역시 이를 적합하게 반영해야 한다. 제조 후 수년 내에 급격히 단열성능이 낮아지는 경시변화를 단열재의 열성능 값에 반영하지 않는 것은 상식적 판단이라 보기 어려울 것이다.
- 해외에서는 PF 단열재 사용량이 국내 대비 현저히 낮은 것으로 알고 있다.
▶ 페놀폼은 일반적으로 고온 덕트의 단열 등을 목적으로 개발된 단열재다. 상대적으로 우수한 단열성과 화재 안전성으로 개발 초기에 많은 관심이 있었던 것도 사실이다.
하지만, 지난 1980년대 미국에서 페놀폼에서 발생하는 폼알데하이드로 인한 건물의 부식 문제가 사회적으로 이슈화 됐고, 이후 매우 제한적으로 건물 단열재로서 적용되고 있는 것으로 알려져 있다.
페놀폼에서 발생하는 폼알데하이드는 빗물 등과 접촉할 경우 강산화돼 건물 금속자재의 부식은 물론 콘크리트 중성화까지 문제가 발생할 수 있다.
실제로 독일의 경우, 유치원 바닥에 페놀폼을 설치하고 유아들의 집단 질환 발생 사례가 있다. 독일 내 역학 조사 결과, 바닥 하부에 설치한 페놀폼에서 폼알데하이드 성분이 실내로 방출되면서 심각한 위해성 문제가 발생한 것이다.
페놀폼은 페놀수지와 폼알데하이드의 화학적 반응을 통해 단열재가 만들어지며, 이때 잔존하는 폼알데하이드는 중장기적으로 서서히 실내에 방출되면서 인체 건강에 심각한 위해성을 발생시킬 수 있다.
지난 2019년 환경부 국립환경과학원 연구보고서, 2019년 JTBC 보도, 2024년 3월 단열재 세미나, 2024년 3월 건설기술신문 특별기고 등에서 제시된 바와 같이 국내에 유통 중인 페놀폼 제품에서 안전수준을 초과하는 1급 발암물질 폼알데하이드가 다량 방출되는 것으로 나타났다.
충분하고도 객관적인 검증, 안전기준 값 이하의 수준으로 페놀폼의 위해성을 관리해야 할 충분한 이유다.
- 끝으로 덧붙이고 싶으신 말은 무엇인가.
▶ 표준에 근거한 단열재 제품의 최종 소비자는 국민이다. 또한, 수많은 제조 산업이 표준에서 규정한 성능값을 기준으로 제품을 생산하고 품질관리하고 있어 보다 합리적인 표준 개발은 반드시 필요하다.
다만, 새로운 표준 개발은 국내 제품에 대한 충분하고도 객관적인 검증이 반드시 선행돼야 한다.
과학적인 근거 없이 특정 기업의 유불리 또는 시장의 이해관계 속에서 표준 시험법과 성능 값이 규정될 수는 없다.
표준 개발은 공공의 범위에 해당하며 모든 관련 산업에 대해 최소한의 제품 성능과 품질, 그리고 안전에 대한 규정임을 거듭 말하고 싶다.
