[한국목재신문=한국목재신문 편집국]

수확체감의 법칙을 고려한 단열 성능 목표치 설정

지난 연재를 통해 단열재 종류 및 시공시 유의사항, 목조건축 단열에서 중요한 개념인 Framing factor를 다루었다. 이렇게 건축물의 열손실을 줄일 수 있는 우선적인 옵션은 단열이다. 그렇다면, 목조건축이나 일반 건축에서 단열재는 무조건 두껍게 시공하면 열손실을 줄이는 측면에서 좋은가?

보통 목조주택 설계도면이나 단열공사가 진행되는 현장을 가보면, 대부분 법적으로 요구하는 기준을 준수하는 단열재 등급과 두께로 단열을 계획하거나 시공한다. 그리고 일반적인 목조주택이 아닌, 저에너지 목조주택을 목표로 하고 있는 현장이나 저에너지 목조주택은 아니지만 건축주가 단열을 중요시하는 현장을 가보면, 스터드나 서까래 사이에 중단열 뿐만 아니라, 내단열이나 외단열까지 적용하여 높은 단열 성능을 확보하기 위해 두껍게 단열재를 시공하는 현장들이 있다.

우리는 겨울철에 기본적인 옷 이외에 히트텍 같은 내의를 입기도 하고, 때에 따라서는 두꺼운 외투를 계속 입는다. 물론 한 겹이나 두 겹 정도로 적절하게 입으면 따뜻해지긴 하지만, 춥다고 계속 껴입다 보면, 몸도 잘 움직여지지 않기도 않고, 어느 순간에는 너무 더워 몸에 땀이 흐르게 되어, 불쾌감까지 느끼게 된다. 또한, 옷을 계속해서 껴입으려면 비용을 들여 계속 옷을 사야 하기 때문에, 옷을 구매하는 비용이 늘어날 수밖에 없게 된다. 건축물의 단열도 마찬가지로 볼 수 있다.

건축물의 지붕이나 외벽 등에 단열재는 일정 수준이상으로 시공하게 되면, 일정 단열 성능 수준까지는 열손실이 급격하게 저하되지만, 어느 정도까지 단열 성능을 갖추는 어느 시점을 지나게 되면 열손실이 저하되는 기울기가 완만하게 된다. 이 이론을 수확체감의 법칙(Diminishing returns of scale)이라고 한다. 수확체감의 법칙은 캐나다 수퍼-E 하우스 교육에서도 강조하고 있는 내용으로, 건축물에서 단열재와 열손실의 관계는 수확체증의 법칙이 아닌, 수확체감의 법칙이 적용된다. 이렇게 열손실이 어느 시점을 지나면 정체되고, 그와 동시에 그동안 높은 수준의 단열 성능을 올리기 위해 단열공사 비용(재료비, 노무비)은 급격하게 올라가게 되어, 소위 말하는 인풋 (Input) 대비 아웃풋(Output)의 가성비가 현저히 떨어지게 된다. 즉, 건축물의 단열은 무조건 성능을 올린다고 좋은 것이 아닌, 적정 수준의 단열 성능을 준수하는 것이 비용 효율적인 면에서 매우 중요한 것이다.

그렇다면, 목조건축에서 적정 수준의 단열은 어느 정도 인지에 대한 의문이 있을 것이다. 필자는 건축주가 일반적인 목조주택을 목표로 한다면, 국내 단열기준 자체도 거의 패시브수준으로 강화되었기 때문에, 국내 단열 기준을 충족하는 정도면 될 것이 라고 생각된다. 혹은 일반적인 목조주택이 아닌, 저에너지 목조주택을 목표로 한다면, 캐나다 수퍼-E 하우스에서 요구하는 단열 기준을 충족하기를 권장한다. 수퍼-E 하우스는 한국건축시공학회(02-745-5547, kic5547@hanmail.net)로 문의하면 된다.

즉, 목조주택의 단열을 계획할 때 어느 정도 수준까지로 할지 고민하기 이전에 어떠한 성능 수준의 목조주택을 목표로 할지를 먼저 결정하는 것이 매우 중요하다. 왜냐하면, 그것에 따라, 단열 성능에 대한 기준치나, 기밀시공 여부, 환기장치 적용 여부, 고성능 창호 적용 여부 등이 달라지기 때문이다.

결론적으로 목조주택에서의 단열은 주택의 방향성에 맞는 재료 선정과 시공방법, 그에 따른 품질 관리, 그리고 목조주택의 특성을 반영한 단열 계획(framing factor 고려), 무조건적인 높은 단열성능을 추구하기보다 적정한 단열 성능 충족을 위한 주택의 목표 설정이 중요하다고 할 수 있다.