화학경제연구원(원장 박종우)은 4월4일 여의도 전경련회관에서 ‘제12회 건축 및 산업용 단열재 기술세미나’를 개최했다.

 

국내 단열재시장은 강화된 정부 규제정책 대응과 더불어 값싼 중국산제품이 시장을 교란하고 있으며 건설경기 침체로 과열경쟁이 극심한 상황이다.

 

특히 화재안전 강화정책에 따라 무기소재가 부각되면서 최근 5년간 유기단열재가 대부분을 차지해오던 재질도 변화해 단열재 재질 중 무기소재 비중이 약 38%로 늘어났다.

 

단열재 시장구조가 격변하며 기술경쟁이 심화됨에 따라 화학경제연구원은 △탄소중립에 따른 친환경 정책 및 차세대 단열재 전환 △건축·산업용 단열재 기술개발 동향 및 화재안전 평가기술 등 2가지 테마를 주제로한 세미나를 개최했다.

 

이번 세미나에는 △송혜주 국토교통부 녹색건축과 사무관 △채승언 한국건설기술연구원 수석연구원 △김영성 한국환경공단 과장 △김기선 아마쎌코리아 매니저 △김채훈 LX하우시스 팀장 △한정혁 KCC 책임 △송창용 국립목포대학교 극저온단열시스템연구센터장 △윤인섭 3M 수석연구원 등이 연사로 나섰으며 업계관련자 120여명이 참여했다.

 

건물부문 탄소중립 4대전략… ZEB·GR·목조건축 추진

송혜주 국토부 녹색건축과 사무관은 ‘2025년 건물부문의 탄소중립을 위한 녹색건축 정책현황 및 추진방향’을 주제로 발표했다.

 

인구‧건물 및 경제활동이 증가함에 따라 건물에너지 사용량 증가는 불가피하다. 이런 상황에서 건물분야 온실가스 감축은 생존을 위해 꼭 실천해야할 과제다. 국토부에서는 건물 온실가스 감축을 위해 △에너지손실 최소화 △에너지생산 △에너지절약을 필수과제로 삼고 있다.

 

이에 따라 국토부에서는 △신축건축물 에너지성능 기준 강화 △기존 건축물 에너지성능 개선 △녹색건축 실현기반 구축을 구체적인 정책추진 방향으로 정했다.

 

신축건축물 에너지성능 기준 강화는 건축물의 에너지절약 설계기준을 따른다. 이는 설계단계에서부터 에너지저감 기술을 적용하도록 하는 기준으로 열손실 방지 등 에너지절약형 설계와 고효율‧신재생 설비를 설치하도록 유도한다. 특히 열손실 방지 조치는 모든 건축물에 적용하는 의무규정이다.

 

또한 연면적 500㎡ 이상 건축물은 의무적으로 에너지절약계획서를 제출해야 한다. 제출서류는 계획서 및 검토서로 검토서에는 EPI 점수가 포함된다. 민간건축물은 65점 이상, 공공건축물은 74점 이상을 획득해야하며 업무시설 및 교육연구시설 중 연면적 3,000㎡ 이상인 건물은 에너지소요량 평가서를 추가로 제출해야 한다. 소요량 평가값이 민간은 200kW, 공공은 140kW 미만을 기준으로 한다.

 

송혜주 사무관은 “앞으로는 대상 건축물의 연면적은 줄어들고 에너지소요량도 감소하는 방향으로 정책이 더 강화될 예정이다”라고 밝혔다.

 

이를 통해 신축건축물의 제로에너지화를 추구하며 제로에너지건축물(ZEB) 인증제도를 통해서 에너지 모니터링시스템이 설치된 건축물을 대상으로 에너지자립률 또는 에너지소요량에 따라 6개 등급으로 구분한다. 올해 1월부터 변경된 ZEB 인증을 통해서 용적률‧높이제한 등 건축기준이 최대 15%까지 완화되며 건축물 또는 주택취득세도 최대 20%까지 감면받을 수 있다.

 

그 외에도 정부조달사업에 ZEB 건물을 가진 기관이 입찰하면 가점을 부여하는 등 다양한 인센티브를 제공하고 있다.기존 건축물은 그린리모델링(GR) 활성화를 도모한다. GR이란 기존 건축물의 창호‧단열재‧노후설비 등을 교체해서 노후건축물의 에너지성능을 높이고 정주환경을 개선하는 사업이다. 국토부는 공공건축물과 민간건축물 모두를 대상으로 사업을 추진하고 있다. 공공건축물은 사용승인 후 10년 이상 건물을 대상으로 사업비를 지원하고 있으며 민간건축물은 GR 공사비 이자를 최대 4% 지원한다.

 

또한 국가 건물에너지 통합관리시스템을 통해 녹색건축 실현기반을 구축한다. 건물에너지 통합DB를 통해서 건축물 대장정보와 에너지사용정보를 연계해 건물단위의 에너지통합 DB를 구축했다. 해외의 경우 에너지통합 DB가 보험과 연계돼서 에너지효율이 좋은 건물은 보험료 감축을 받는 등 활용될 가능성이 높다.

 

녹색건축인증제도(G-SEED)도 올해 하반기에 변경될 예정이다. 운영단계 외에 전과정에서 자원절약적인 건물에 국토부‧환경부가 인증을 부여하는 제도다. 현재 연면적 합 3,000㎡ 이상 공공건축물과 500세대 이상 공동주택이 인증대상이며 최우수‧우수‧우량‧일반 등 4개 등급으로 구분된다.

 

G-SEED도 마찬가지로 인센티브를 부여하고 있으며 아직 국내의 경우 규제를 통한 방식이지만 앞으로 민간기관과 연계해 시장에서 경제성을 높이는 방향으로 변화될 것으로 전망된다.

 

국토부의 녹색건축 추진방향은 제3차 녹색건축물 기본계획(이하 녹기본)에 따라 이뤄진다. 녹색건축물 조성 지원법 제6조에 의해 수립된 녹기본은 녹색건축 정책의 기본방향을 제시하며 녹색건축물 연구개발과 전문인력 육성 등을 주요내용으로 한다.

 

올해부터 시행되는 제3차 녹기본은 ‘기후위기 시대, 2050년 탄소중립 사회를 위한 녹색건축의 혁신과 확산’을 비전으로 2030년 건물부문 온실가스 배출량 3,500만톤 목표를 위해 4가지 추진전략으로 이뤄진다.

 

첫 번째 추진전략은 공공과 민간이 함께하는 녹색건축 생태계 조성이다. 정부‧지자체간 협력적인 녹색건축 거버넌스를 구축하며 민간주도형 녹색건축 산업생태계 조성을 지원한다. 계획적합성을 강화하기 위해 지역 녹색건축물 조성계획 수립시점을 법제화해 국가 녹색건축 정책과 지자체 계획 및 사업간 정합성을 제공한다. 또한 정부‧지자체‧민간전문가 등 녹색건축 협력체계를 만들며 탄소중립 목표관리 및 이행 관련 협의‧지원을 위한 소통을 강화하는 것이 목표다.

 

두 번째 추진전략은 기존건축물 GR사업의 체계적 확장이다. GR기반 기존 건축물의 기후위기 적응력을 강화하며 이를 위해 GR 개선방안을 마련한다. GR추진 시 화재‧방재‧내진 등 안전성능 제고를 병행하며 GR 표준설계와 시방서를 마련해 관련 설비자재 활용 시 적용할 예정이다. 또한 녹색건축인증 및 GR 지원사업에서 그린인프라계획 요소를 평가에 반영해 기후적응력을 강화하려 한다. 폭염‧폭우 등 적응력을 갖추기 위해 GR 사업에 필지내 조경면적, 건축물 녹화 등 그린인프라 계획요소를 반영한다면 인센티브를 부여하는 것이 구체적인 추진전략이다.

 

세 번째 추진전략은 신규 건축물의 전과정 제로에너지와 추진이다. 특히 탄소저장‧감축에 유리한 목조건축물 확산기반을 마련할 계획이다. 지난 해 11월에 발의된 목조건축 활성화법을 통해 실제 산업에서 애로점을 해소하기 위한 제도개선 방안을 마련하고 있다. 또한 목조건축 기술 발전 및 산업육성을 위한 지원사업을 추진하며 개별 건축물 및 도시‧단지 단위의 목조화 시범사업을 시행할 예정이다.

 

송혜주 사무관은 “국토부에서 목조건축의 화재안전에 대해 가장 많이 주목하고 있으며 아직 법안도 나오지 않아 구체적으로 정해진 것은 없지만 먼저 하위법령에서 목조건축물의 명확한 기준을 정하는 것을 우선시하고 있다”고 말했다.

 

네 번째 추진전략은 미래를 선도하는 녹색건축 기술발굴 및 육성이다. 건물에너지원 다원화를 고려한 기초기술 개발과 실증기반을 마련할 예정이다. 구체적으로 무탄소 에너지 활용 건축물 자재‧설비 인프라 기술을 육성해 △벽면 일체형 태양광 설비 등 건물 내 청정에너지 혁신기술 실증을 추진한다. 태양광 등 이미 상용화된 기술은 현장활용도 등을 조사‧분석해 기술요소별 확대‧보완사항을 발굴할 예정이다.

 

또한 녹색건축물의 화석연료 대체기술 개발 및 실증을 추진한다. 건물 내 주요 온실가스 배출원인 도시가스 저감을 위해 고효율 히트펌프 실증사업을 지원하며 건축물 내 수소기반 기술의 활용을 위해 수소가 혼입된 가스를 사용하는 난방취사 설비 등을 실증할 것이다.

 

2025년도 녹기본의 주요 변경사항은 먼저 기존 ZEB인증과 건축물 에너지효율등급제도가 ZEB인증제로 통합됐다는 것이다. 이를 통해 제도를 간소화하며 인증에 소요되는 시간도 20일 가량 단축이 기대된다. 또한 에너지자립률 외에 1차 에너지소요량 기준을 추가했으며 최상위 인증등급인 ZEB+ 등급을 신설했다.

 

ZEB인증 통합과 함께 공공건축물 ZEB 의무등급이 상향됐다. 기존 1,000㎡ 이상 공공건축물 신축 시 ZEB 5등급이 의무였던 것에서 1,000㎡ 이상, 17개 용도 공공건축물은 ZEB 4등급 의무 취득으로 강화됐다. 다만 목적‧기능‧설계조건 및 시공여건상 특수성으로 해당등급을 받는 것이 불합리하다고 인정되는 경우 인증운영위원회를 거쳐 완화가 가능하다.

 

또한 공공뿐만 아니라 민간건축물에 적용되는 에너지절약 설계기준도 올해 말까지 강화를 추진하고 있다. 현행은 연면적 합계 500㎡ 이상 민간건축물은 EPI 65점 이상 또는 에너지소요량 평가 200kW 미만을 충족하면 되던 것이 1,000㎡ 이상 건물에 한해 EPI를 강화하거나 에너지소요량 평가가 150kWh 미만으로 적용된다. EPI 기존 5개 항목이 개정 및 의무화 됐으며 중앙공조 냉난방 4개 항목 추가가 의무화 됐다.

 

국토부는 올해 안으로 G-SEED 평가체계를 통합‧개편하는 등 녹색건축 인증제도를 개선할 예정이다. 주거‧비주거 구분 없이 신축‧기존‧리모델링으로 인증신청 건축물 종류를 3가지로 간소화했다. 한 건물을 다양한 용도로 사용하는 복합건축물이 증가함에 따라 복잡한 용도구분으로 인한 혼선방지를 위해 기준을 통합한 것이다. 또한 G-SEED에서 학제적 구분에 따른 7개 분야에서 녹색건축이 지향하는 가치를 반영한 4개 전문분야로 개편한다. 전문분야는 △탄소중립과 자원활용 생활공간과 건강 생태공간과 그린인프라 친환경 계획과 관리 등으로 구분된다.

 

HFCs 관리체계 개편… 저GWP 전환‧재생냉매 사용

김영성 환경공단 과장은 ‘온실가스 감축을 위한 국내‧외 수소불화탄소(HFCs) 관리 동향’에 대해 발표했다.

 

HFCs는 오존파괴 주요물질로 유럽연합(EU)에서는 HFCs 관리를 위한 통합법이 2006년에 제정됐다. 이후 2014년에 키갈리개정 이행을위해 2030년까지 2015년 대비 HFCs 배출량을 2/3수준으로 감축하는 1차 개정이 이뤄졌으며 이후 HFCs ‘제로’를 목표로 2030년까지 4,000만톤 감축 및 2050년까지 총 3억1,000만톤을 감축해 HFCs 소비량을 제로로 하는 2차 개정이 이뤄졌다.

 

EU는 가장 강력한 HFCs 규제를 적용하고 있다. HFCs 제품출시 및 유지보수를 금지하며 HFCs 누출금지‧주기적 점검‧검사 등 대기누출 규제를 도입했다. 또한 불소계 온실가스 사용정보 표시를 의무화하며 HFCs 단계적 감축계획에 따라 할당부과금을 부여하고 F-gas 포털을 통해 전과정 보고의무를 부여하는 등 구체적 추진전략을 수립했다.

 

일본의 경우 프레온류 배출억제법이 2015년에 제정됐으며 프레온류 회수파괴법 전면개정을 통해 HFCs 감축목표를 세웠다. 제품 및 HFCs의 제조‧수입은 △자동차리싸이클법 △가전리싸이클법 등 개별법에서 별도로 관리 중이다. 또한 프레온류 사용전망‧목표에 따라 제조 및 수입업자의 총량감축계획 보고 및 실행의무를 부여한다. 제품의 설치‧폐기 및 사용 중 냉매의 충전‧회수‧폐기규정을 의무화하며 저GWP‧논프레온 제품 구매촉진을 위해 정보표지를 강제하고 있다.

 

미국의 경우 HFCs 생산‧소비의 단계적 감축을 위해 AIM Act법이 2020년에 제정됐다. 2036년까지 HFCs 생산소비를 2011~2013년 평균소비량 대비 85% 감축하는 것을 목표로하고 있으며 HFCs의 단계적 생산‧소비 기준비율을 설정하고 할당프로그램을 운영하고 있다. 제품‧시스템별 GWP 및 적용시기를 설정하고 제조‧수입‧유통을 제한한다. 또한 QR코드 부착 형태로 제품정보 제공을 의무화하며 제품 제조‧수입 업자의 규제물질과 라벨 부착여부를 보고하도록 하고 있다.

 

국내에 경우 키갈리 개정서에 따라 2023년에 오존층 보호법에 HFCs를 규제대상에 포함했다. 2024년부터 수입‧제조량을 동결하며 2029년까지 10% 감축을 시작해 2045년까지 80%를 감축할 예정이다.

 

또한 대기환경보전법에서 냉동능력 20RT 이상 냉매사용기기의 냉매회수처리를 위무화하며 냉매 제조‧수입업자의 제조‧수입판매량 신고를 강제한다. 냉매회수업자도 냉매회수처리와 보고의무가 부여된다. 전자제품 등 자원순환법에서 폐전자제품‧폐자동차에서 발생하는 냉매회수처리도 의무화 하고 있다.

 

산업부 통계에 의하면 국내 HFCs소비량은 2020~2022년 평균 2만7,459톤이며 그중 냉매와 발포제에 사용되는 HFCs가 각각 71.3%, 18.4%로 대부분을 차지한다. 키갈리 개정서 감축일정계획만으로는 HFCs 감축목표 달성이 불가능하기 때문에 보다 적극적인 감축 및 관리방안 마련이 요구된다.

 

현재 HFCs 관리정책은 저GWP물질로 전환을 위한 구체적 목표설정 및 실행계획이 부재한 상황이다. 또한 저GWP물질전환을 위한 정부차원의 산업계 지원이 부족하며 HFCs 소비량‧배출량 감축을 위한 통합관리도 부족하다는 문제가 있다.

 

김영성 과장은 “이러한 문제를 개선하기 위해 저GWP물질 사용촉진을 위한 제품군별 명확한 물질전환계획 제시가 필요하며 R&D 추진과 인센티브 등 산업계 지원확대가 필요하다”라며 “또한 누출방지‧회수‧재사용 등 기존 관리체계에 포함되지 못한 사각지대 해소를 통해 실질적 HFCs 소비와 배출량감축계획을 반영하는 식에 개선안을 환경공단에서 준비하고 있다”고 말했다.

 

환경공단은 기존 관리정책을 개선하기 위해 관계부처 회의를 통해 HFCs 사용‧배출량 전망 및 협의체 운영계획을 마련해 HFCs 감축 및 관리‧개선방안을 협의했다. 또한 협의체 분과회의를 통해 HFCs 용도별 분과를 구성했으며 정부‧공공기관‧협회‧산업계 의원의 의견을 수렴했다.

 

협의체 분과회의 결과 산업계에서는 저GWP 물질제한 취지와 방향성에 공감하지만 이를 법적 의무사항으로 규제해야 특정 기업이 불이익을 겪지 않을 것이며 정부가 제품별 제한연도와 목표GWP 등 명확한 기준을 제시할 것을 요구했다. 또한 대체물질 유무, 기술개발 및 안전규정 등을 고려해 제품별로 물질전환을 단계적으로 추진해야한다는 의견이 나왔다. 환경공단은 이러한 의견을 반영해 주요내용을 정책개선에 반영할 예정이다.

 

환경공단에서는 저GWP 전환촉진을 위해 기술 및 재정 지원이 필요하다는 의견을 주의깊게 보고 있으며 이를 개선하기 위해 저GWP 대체물질 또는 핵심부품(압축기, 밸브 등) R&D를 추진하고 누출 저감설비와 고효율 회수장비등 전과정 기술개발을 추진할 계획이다.

 

또한 올해 중으로 배출권거래제 할당업체 대상으로 저GWP 전환설비를 지원하며 내년 이후 할당업체 외 중소‧중견기업 지원을 위한 보조사업의 신설을 검토할 예정이다. 추가적으로 인센티브도 확대할 예정이며 인증제도 개선을 통해 소비자 구매를 유도한다. G-SEED에 GWP 배점을 조정하는 등 방안이 대표적이다.

 

또한 공공소비 촉진을 위해 환경표지 인증 품목을 확대지정하며 공공기관 의무구매를 통해 저GWP제품 소비를 활성화하는 방안도 마련할 계획이다.

 

가정‧산업용‧냉장 냉매와 공조설비에 활용되는 냉매도 2027년부터 단계적으로 전환할 예정이며 소화약제는 2028년부터 전환을 촉진할 예정이다.

 

김영성 과장은 “단열재 등에 사용되는 발포제의 경우 대체물질이 부재하며 중간단계 없이 전환을 이루는 것이 무리라는 산업계의 의견에 따라 아직 의무 제한 제품 단계에 포함되지 않았지만 지속적인 산업계와 대화를 통해 냉매전환을 추진할 계획”이라고 말했다.

 

또한 냉매 전주기 관리체계를 마련하는 것도 주요 개선방안으로 언급됐다. 사용단계에서 냉매 누출관리를 강화하며 일회용 용기를 제한하는 등 체계가 마련했다. 이를 위해 제조사‧유지보수 등 사용자가 냉매사용량을 신고해 냉매물질 사용량을 관리하며 누출관리 대상을 기존 20RT에서 10RT로 대폭 확대할 예정이다. 2027년부터 신규냉매 1회용 용기 사용을 제한하며 2030년에 전면금지할 계획이다.

 

폐기단계에서는 재생냉매 사용을 확대하며 재생냉매 공급체계 및 재생냉매 연간생산량 추정 등 인프라를 구축할 예정이다. 또한 재생냉매의 품질기준 마련 및 품질인증기관을 내년 중으로 지정할 예정이다. 이를 통해 재생냉매 사용 시 품질 인증-시험체계를 마련할 것이다. 또한 공공기관‧학교 등 공공분야 냉매회수를 2027년까지 의무적으로 부여해 연간 재생냉매 생산량 검토 후 재생냉매 사용 의무화 기준도 마련할 예정이다.

 

Armacell, 고무발포‧에어로젤… 단열재 기술 선도

김기선 아마쎌코리아 매니저는 ‘고무발포단열재 및 에어로젤 블랭킷 단열재기술 개발동향 및 적용전망’에 대해 발표했다.

 

아마쎌은 설비단열시장과 발포보온재분야 글로벌리더이자 엔지니어드 폼 선두공급업체다. 1954년 발포단열재제품 개척자로 사업을 시작했으며 2000년 Armstrong World Industries에서 단열재 사업 부문을 따로 분리해 Armacell이라는 독립회사로 출범했다.

 

현재 20개 국가에서 25개 제조시설을 운영하고 있으며 1조2,000여억원 순매출을 기록하고 있다. 그 중 70% 이상 매출이 고성능 단열재에서 발생하며 풍력, 자동차 등 다양한 시장에서 사용할 수 있는 고성능 엔지니어드 폼을 공급하고 있다.

 

ArmaFlex라는 고무발포단열재가 대표적이며 그 외에도 ArmaGel, ArmaProtect 등 지속가능한 가치를 창출하는 다양한 단열제품 및 솔루션을 제공하고 있다.

 

ArmaFlex Class1은 한국시장에서 가장 큰 매출비중을 차지하는 제품으로 결로 방지를 위한 설계로 구성돼있다. 수증기 차단기능이 내장돼 있어 단열재 내부부식(CUI)의 위험을 줄이며 유연성을 가지고 있어 불규칙한 공간에서도 설치가 유의하다. 에어컨, 냉장 및 공정장비의 파이프, 공기덕트 등 제품을 단열해 결로를 방지하고 에너지를 절약한다. 수증기확산 저항에 강점을 보이며 FM 승인과 BS 476파트 7에 따른 Class 1을 인증받아 화재성능을 인증 받ᄋᆞᆻ다.

 

또한 장기항균기술을 가지고 있어 일반적 제품과 달리 24시간 후 세균번식 억제에 유리하며 병원, 연구소 등 세균번식에 취약한 시설에 다양하게 적용된다. 셀구조가 안정적으로 유지되는 기술을 통해 열전도율과 투습도를 낮게 유지할 수 있다는 점도 특징이다.

 

ArmaFlex Class 0는 안전‧효율성 및 실내공기질 개선을 위한 특화 솔루션이다. Armacell Class 1에 비해 난연 성능이 더 강화됐으며 Armacel 고유 Microban 항균제품의 보호기능으로 곰팡이와 박테리아 번식을 줄인다.

 

ArmaFlex Ultima는 화재 시 연기방출이 기존 단열재에 비해 10배 적어서 안전한 설치를 보장한는 특화제품이다. 열전도율과 투습성 등은 타 제품에 대해 떨어지지만 화재성능을 강화하고 자체접착 코팅을 보완한 제품으로 볼 수 있다.

 

Armacell에서는 에어로젤(Aerogel)을 가장 중요한 미래가치 자원으로 여기고 있다. 공기를 뜻하는 Aero와 고체화된 액체를 뜻하는 Gel의 합성어로 Cell구조의 98%가 공기로 이뤄져 가볍고 단열성능이 뛰어나다. 또한 방음과 소수성에서 우수한 성능을 보인다.

 

ARMGEL XGH는 Armacel에 차세대 에어로젤로 기존 제품에 비해 20% 이상 뛰어난 열성능과 독점적인 저먼지기술을 제공하며 불연성능도 포함하고 있다.

 

ARMGEL XGH의 이점으로는 CUI 완화를 통해 배관 및 장비수명을 연장하며 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 또한 더 얇은 두께로 파이프 충돌을 감소시키며 공간 및 무게절약도 가능하다. 롤 블랭킷 구조로 취급이 용이하며 구부릴 수 있는 소재로 설치가 용이하고 잘못된 취급에도 강한 내성을 가진다. 사용 후 폐기물이 감소한다는 것도 주요이점이다.

 

ArmaComfort는 소음제어솔루션으로 단열파이프, 팬코일, 덕트, 히트펌프 컴프레셔와 같은 건물 장비용으로 특별히 설계됐다. ArmaComfortm의 음향덕트 라이닝은 공기 중 소음을 제어하고 패널진동을 최소화하는데 도움이 되며 섬유가 없는 소재를 통해 섬유누출의 위험없이 실내공기질을 개선할 수 있다.

 

Arma Chek은 해양 및 중공업환경을 위해 개발된 제품으로 염수, 기계적 충격, 자외선공격에 대한 저항력을 제공하는 유연한 비금속 커버다. 뛰어난 기계적‧자외선 및 내후성을 갖춘 전문적인 커버링시스템을 통해 기계적 손상을 방지한다.

 

특수 자외선차단 코팅된 다층 알루미늄이 표면에 라미네이트 돼있으며 금속자켓에 비해 간편한 설치와 시간절약을 제공한다.

 

또한 Armacell에서는 제품 제공 외에도 통합적 솔루션을 제공한다. Application training system을 제공해 단열재 규격선정 공정관리 설치 및 시공감리 등 단열 시공 전문가 양성 프로그램을 제공한다.

 

또한 Arma Win이라는 단열재 두께 계산프로그램을 통해 정확하고 경제성 있는 최적의 보온단열 두께를 선정할 수 있다. 이를 통해 결로제어와 에너지효율 극대화 등 다양한 이점을 제공한다. 현재 Armacell의 제품에 대해서만 계산을 제공하고 있지만 타사제품도 문의를 통해 서비스를 제공받을 수 있다.

 

Energy&Acoustic consulting 서비스를 통해 기존 시설에 대한 단열시스템이 얼마나 효율적인지 측정하며 신규 또는 설비시스템 개선 같은 프로젝트에서 산업용 단열시스템의 성능을 평가한다, 설비별 층정결과, 에너지비용 산출, 단열제안, 절감효과 산출, 페이백기간 산출 등 결과 보고서를 제공한다.

 

김기선 매니저는 “무기계에서 강점을 보이는 중국제품이 현재로서는 경쟁력이 뛰어난 것은 부정할 수 없는 상황이지만 Armacell도 실질적인 제품 성능 시험 등을 통해 고온에서 열전도율 유지가 뛰어난 점을 증명했다는 차별점을 가지고 있다”고 말했다.

 

LX하우시스 준불연 PF단열재, 장기열성능·화재안전 강화

김채훈 LX하우시스 팀장은 ‘LX하우시스의 페놀폼(PF) 단열재 연구개발 동향 및 전망’을 주제로 발표했다.

 

단열재 관련 규제는 단열‧화재‧발포제 등 크게 3가지 종류로 구분된다. 먼저 단열기준은 열관류율로 평가되는데 국내에서 최근 20년간 3배 가까운 급격한 속도로 기준이 강화됐다. 화재 관련 규제도 건축법 제52조 건축법 시행령에 따라서 해외에 비해서도 강력한 기준을 가지고 있다. 난연특성에 경우 무기단열재가 일반적으로 더 뛰어나기 때문에 최근 시장비중이 높아지는 추세를 보이고 있다. 유기소재의 경우 KS M ISO 4898 기준에 의해 준불연특성을 보유하도록 규제된다.

 

단열재의 단열성능은 크게 Closed-Cell과 Open-Cell 방식으로 구분된다. 단열성능만 두고 보면 Closed-Cell 형태가 유리하며 셀과 셀 사이에 발포제가 자리하는 방식으로 단열역할을 하게된다. 열은 크게 복사‧대류‧전도 3가지 방식으로 전달되는데 이 3요소를 잘 차단해야 단열성능을 확보하게 되는 원리다.

 

LX하우시스는 2013년부터 PF보드를 출시하며 본격적으로 단열재 사업을 시작했다. 2017년 내단열 난연제품을 양산하며 내단열의 새로운 기준을 확보했으며 2018년에 화재에 보다 안정한 FM인증을 취득하는 등 성과를 이뤄냈다. 2022년에 국내 최초로 유기단열재 ‘준불연Core’를 양산했다.

 

김채훈 팀장은 “LX하우시스 연구팀은 고객의 관점에서 최선의 제품개발에 노력을 가하고 있다”라며 “일부 중국산 저가제품의 경우 독립기포가 높게 나오지만 장기열전도도에 문제가 있는 경우가 있기 때문에 복합적인 기준을 가지고 제품을 선택할 필요가 있다”고 밝혔다.

 

또한 “요즘 VOC관련해 이슈가 되고 있는데 PF의 경우 공기질에 불리한 부분이 있지만 규제에 맞춰서 적합한 제품을 만들기 위해 노력하고 있다”고 말했다.

 

KCC, 천연바인더·경량그라스울 개발… 무기단열재 성장 대응

한정혁 KCC 책임은 ‘무기단열재(그라스울‧미네랄울‧세라믹파이버) 연구개발 동향 및 적용현황’을 주제로 발표했다.

 

무기단열재는 일반적으로 인조광물섬유(MMVF)로 만들어진다. 인조광물섬유는 장섬유와 단섬유로 구분되며 단섬유의 가공방식에 따라 미네랄울, 그라스울, 세라믹화이버 등 다양한 종류로 구분된다. 무기단열재는 유기단열재보다 사용온도 범위가 높다는 장점이 있다.

 

2020년 지붕내화구조 개정이 시행되며 무기단열재 비중이 점차 증가하고 있다. 최근 공장 및 창고 착공 축소영향으로 소폭 줄어들었지만 2024년 기준 국내 그라스울, 미네랄울, 세라크 울 시장합계가 약 6,000억원 규모다.

 

그라스울은 주로 △샌드위치패널 및 지붕패널시스템 △건축물 외벽단열 △건축물 제연설비(덕트) △배관단열 △LNG 저장탱크 벽체 및 지붕 단열에 주로 활용된다.

 

미네랄울은 △방화문 △건축물 외벽단열 △선박 내화구획 및 파이프 단열 △뿜칠 단열 및 농업 농토에 주로 활용된다. 특히 미네랄울은 그라스울과 달리 드라이비트 공법에 가능한 제품이며 외벽 단열 사용비율이 높다.

 

세라크울은 △열처리로 △대형압연 가열로 △선박 Bulkhead 및 Deck △수직‧수평 내화로에 주로 활용된다.

 

KCC에서는 Natural Binder라는 그라스울을 개발했다. KCC 자체기술로 천연원료(옥수수)를 활용한 친환경 바인더이며 포름알데히드가 방출되지 않고 경화강도가 우수해 범용성 높게 사용할 수 있다. 국내 친환경 건축자재 인증인 HB인증을 받았으며 일본 JIS A 9504 최우수 등급도 획득했다.

 

한정혁 책임은 “KCC가 개발한 천연바인더는 모든 성능에서 기존 단열재보다 같거나 높은 성능을 유지하며 친환경성을 추가한 제품이다”라고 밝혔다.

 

Soft Touch 그라스울은 유리섬유의 촉감을 개선해 부드러운 섬유개발을 완성했다. 아직 제품화는 못했지만 기술력 확보를 완료했다. 촉감이 좋으며 포름알데히드도 없는 친환경 그라스울이다.

 

외단열 그라스울로 WaterSate Nature 24‧sms 단열성능 ‘가등급’에 해당하는 가벼운 발수 그라스울 개발로 작업성을 향상시켰다. 기존 밀도 40K에서 24K로 경량화한 단열시공으로 경제성확보가 가능하다.

 

BIO 세라크울은 84년 양산공장에서 처음 생산했으며 현재 김천공장에서 생산중이다. 현재 1,300℃ 조성개발이 완료됐으며 1,400℃ 이상 고온용 BIO 조성연구까지 이뤄지고 있다.

 

현재 KCC는 파생제품 불연화를 목표로 연구하고 있다. 외피재와 단열재를 부착할 경우 접착제의 양에 따라 불연성능을 충족하지 못하는 경우가 있는데 덕트나 외벽에 들어가는 제품에 복합부착제 완성품도 불연성능을 확보하는 기술개발을 완성했다.

 

또한 바닥충격음 사후 확인제도가 시행되며 KCC에서도 바닥충격음 차단구조를 위한 연구를 확대하고 있다. 공명현상을 해결하기 위한 다공성제품으로 그라스울이나 미네랄울을 활용해 차음성능을 확보하는 시스템 연구를 진행중이다.

 

한정혁 책임은 “전체 그라스울 중 패널의 비중이 가장 큰 패널 비중이 금리 상승으로 공장 생산이 중단되며 감소한 상황에 대응하기 위해 제연설비 등 다른 분야로 확대를 이어가고 있다”라고 말했다.

 

LNG·수소운반선 핵심 ‘극저온 단열시스템’… 국산화·기술독립 본격화

송창용 목포대 극저온단열시스템연구센터장은 ‘LNG-수소운반선 화물창용 극저온 단열시스템 개발동향 및 적용전망’을 주제로 발표했다.

 

LNG는 유전에서 추출한 천연가스로 효율적인 저장‧운송을 위해 영하 163°C의 액화시킨 무색 무취의 액체다. 액화시 부피가 1/630으로 감소돼 효율적인 저장과 운송이 가능하다. 액화 전에 불순물인 이산화탄소 황화수소 암모니아 수분 등이 제거되므로 불순물이 거의 포함되지 않으며 고에너지를 가진 청정에너지로 주목받고 있다.

 

LNG의 가치사슬은 선박관점에서 업스트림, 미드스트림, 다운스트림으로 구분된다. 업스트림은 탐사개발생산 단계를 포함하며 미드스트림은 액화와 운송을 하는 단계로 이 과정에서 운반선이 활용된다. 이후 기화과정을 거쳐 다운스트림으로 공급돼 소비자에게 전달된다.

 

LNG 운반선은 천연가스를 액화해 안전하고 대량으로 운송하기 위한 선박으로 전용 화물저장고(CCS)를 보유한 선박을 의미한다. CCS는 천연가스를 영하 163°C로 액화된 상태로 저장하기 때문에 기밀기능을 가진 1차‧2차 방벽과 단열 및 보냉목적의 단열층으로 구성된다. IMO LNG CCS 규격으로는 크게 독립형과 일체형(멤브레인) 타입이 있으며 2000년대 이후 GTT사의 멤브레인 방식이 절대 우위를 차지하고 있다.

 

액화수소는 LNG와 마찬가지로 액화시 부피가 1/800까지 감소해 액체 상태로 운송하게 된다. 액화수소는 가스 중에 가장 작고 가벼와 재료 투과성이 높으며 액화점이 매우 낮아 대기 환경에 노출되면 빠르게 기화해 시스템을 손상시키기 때문에 운송이 까다롭다.

 

수소운반선은 LNG 적용사례와 달리 다수의 국제 안전기준에 따라 이중구조 진공단열이 적용돼야 한다. 아직 LNG 운반선과 달리 상용화되지 못했다. 현재 2가지가 프로토타입 형태로 제시돼 향후 개발될 예정이다. IMO 독립형 탱크 방식과 일체형(멤브레인)타입이 있는데 외부환경으로부터 열전달을 최소화하기 위해 IMO 독립형 탱크 방식이 선호된다. 액체수소 저장 및 공급은 극저온과 함께 수소의 투과성 및 취성화 방지가 핵심이다.

 

한국은 기술적으로 세계최고 조선강국으로 LNG운반선 건조에서도 85% 이상 독점적 지위를 유지하고 있다. 하지만 2025년 이후로 발주량 감소시기가 찾아올 것으로 예측돼 3년 호황기 동안 친환경 선박수주 기술을 확보하는 것이 핵심이라고 할 수 있다.

 

LNG를 해상에서 공급하기 위해서는 운반선 외에도 LNG FPSO, VLEC 등 다양한 선박이 활용된다. 따라서 이러한 선박에 공통적으로 적용되는 LNG CCS의 개발이 각광받고 있으며 향후 기술경쟁이 확대될 것으로 전망된다.

 

센터는 2021년 산업통상자원부의 지원을 받아 LNG 단열시스템 실증기반 구축사업을 진행했다. 한국기계연구원과 현대중공업 등 다양한 기업이 참여해 LNG 극저온 CSS 소재 및 구조체의 성능평가 기술개발 연구를 진행하고 있다.

 

현재 48종의 장비를 구축했으며 열성능 평가 및 단열에 관한 모든 시스템을 평가할 수 있는 시스템이 국내에서 유일하게 마련돼 있다.

 

경량‧고강도 단열소재 ‘글라스 버블’, 액화수소‧자동차 활용 확대

윤인섭 3M 수석연구원은 ‘건축‧산업용 단열소재 글라스버블(Glass Bubbles) 개발동향 및 향후 활용전망’에 대해 발표했다.

 

3M의 글라스버블은 유리로 구성된 복합소재로 단열재 등 다양한 제품에 활용된다. 산업에서 흔히 사용되는 Talc에 비해 최대 20배까지 비중이 훨씬 낮은 경량소재이다. 가운데가 빈 구상소재의 유리로 단열성능이 우수하다.

 

또한 강도(Crush Strength)와 True Density가 상충관계로 있어 공정에 맞춰서 재료의 강도와 밀도를 적절히 조절할 수 있다. 강도를 최대로 유지할 경우 압출이나 사출이 필요한 공정에도 사용이 가능하다. 최대 600℃까지 온도를 견딜 수 있어 불소수지를 제외하고 대부분 재료와 혼합해서 사용할 수 있다.

 

글라스 버블은 3M에서 가장 가벼운 제품인 K1 기준으로 이론상 열관류율이 0.047W/㎡K에서 가장 높은 경우 0.2 수준으로 계산됐다. 폴리머 등 타 발포성 소재에 비해 열관류율이 다소 높은 수치지만 대신 유리를 활용해 고강도 성능을 강점으로 내새웠다. 예를 들어 석유 심해 파이프라인에 수압을 견디는 용으로 가장 많이 사용되고 있다. 가벼움 때문에 자동차에도 주로 사용된다.

 

글라스울은 액화수소 단열 등 특별한 경우를 제외하고는 거의 혼합제 형태로 사용된다. 탄산칼륨을 포함한 여러 소재와 배합한 도료를 만들었을 때 기존 탄산칼슘이나 기존 페인트와 비교해서 상당히 높은 Reflectance value를 확보하며 SRI 값도 높게 나타나 열 반사에 우수한 성능을 보였다.

 

3M 자체 실험결과 글라스울 배합량을 늘릴수록 결로현상이 줄어드는 결과가 나타났다. 실제로 국내에서 결로방지 페인트에 글라스울을 사용하는 사례가 늘고 있다.

 

또한 차세대 에너지원으로 수소가 각광받는 상황에서 액화수소 탱크에 단열재로 글라스울이 활용된다. 1990년대부터 나사(NASA) 수소탱크에 글라스울이 적용되며 Boil-off rate(자연적으로 증발되는 가스의 비율)가 기존 대비 최대 48% 가량 우수한 결과를 보였다. 특히 대규모 액화수소 탱크에 적용하기에 글라스울이 유리한 측면이 있으며 진동과 충격에도 강해 장기 내구성이 보장된다.

 

건설연, 성능중심에서 구조중심으로 화재대응 전환… 배관보온재 R&D기반 실물시험 병행

채승언 건설연 수석연구원은 ‘건축물 배관단열재(보온재)의 화재안전 성능 평가방법 및 정책 방향’을 주제로 발표했다.

 

지하주차장 내 화재확산 원인 중 하나로 지목된 배관보온재의 난연성능을 강화하기 위해 정부가 관련 기준개정과 함께 구조적 대안 마련에 나섰다. 건설연은 배관 온재의 화재확산 방지구조를 개발해 국토교통부에 제안할 예정이며 중규모 이상의 실물시험체계 도입도 추진된다.

 

배관보온재는 건축법상 내부마감재에 해당되지 않아 그간 난연기준 적용대상에서 제외돼 왔다. 최근 지하주차장 내 차량 화재 확산과 맞물려 정책 개선 필요성을 부각시켰다. 특히 청라 아파트 및 천안 주상복합 화재사례에서는 천장 배관보온재를 따라 불이 번진 것으로 확인되며 단열재 난연성능 대한 문제가 제기됐다.

 

건설연은 배관보온재의 전면적 불연화가 어렵다는 현실을 반영해 일정 간격마다 불연재를 배치해 연소확산을 차단하는 화재확산 방지구조를 표준화할 계획이다. 이를 통해 화재 시 전파 속도를 줄이고 피해범위를 최소화하는 데 초점을 맞춘다.

 

이 구조의 유효성을 입증하기 위해 기존 소형 시편시험이 아닌 중규모 실물시험 기반의 시험방법과 평가기준을 함께 개발한다. 시험기준은 향후 KS화 또는 기존 KS시험을 통과한 제품에 한해 전 구간 적용 허용 등 성능인증 방식으로도 병행될 수 있다.

 

건설연은 이와 함께 배관보온재를 포함한 단열재 전반을 대상으로 화재안전 모니터링도 확대 적용할 계획이다. 이는 건축법 제68조3에 따른 건축물 화재안전 모니터링 제도에 따라 시공현장, 유통 제품, 시험기관까지 점검하는 체계다.

 

채승언 연구위원은 “배관보온재는 앞으로 구조기준 또는 성능기준을 충족한 제품만 사용할 수 있도록 바뀔 것”이라며 “업계는 자재개발과 시장대응전략을 조속히 마련할 필요가 있다”고 밝혔다.