전문가 칼럼

의정부 화재와 외단열

M 관리자 22 24,035 2023.01.22 16:16

주거시설의 단열은 외단열이 올바른 방향이다. 여기에 대한 물리적 근거는 워낙 많은 정보가 넘쳐 나기 때문에 몇가지 핵심 사항 만을 추리면 다음과 같다.

1. 열교를 근본적으로 방지할 수 있어, 결로와 곰팡이로 부터 자유로울 확율이 높다.
2. 실내에서 콘크리트의 축열 효과를 극대화 할 수 있다.
3. 구조체의 수명을 늘릴 수 있다.
4. 도시 열섬 현상을 감소시킬 수 있다.

 

 

수 많은 장점이 있는 외단열이 올 해 1월 의정부 대봉그린아파트 화재 이후에 시장이 움추려 들고 있다. 화재의 원인을 외단열로 지목한 한 전문가의 발언과 이를 확대 생산한 언론이 만들어낸 현상이다.
그러나, 이 화재의 내용을 들여다 보면, 외단열 그 자체가 원인이 아니라 외단열이 잘못 설계/시공된 것이 그 원인이라는 것을 알 수 있다. 즉, 우리나라는 외단열에 대한 제대로 된 규정과 시방이 없고, 이로 인해 부실 시공된 외단열이 화재를 진화시킬 시간을 벌어 주지 못한 것이다.
이 아파트의 외단열 시공은 우리나라 외단열시공의 민낯을 보여 준거에 다름없다.

 

화재가 진압된 후의 언론 보도 사진을 보면 크게 두가지 측면에서 화재 확산을 원인을 찾을 수 있다.

 

첫 번째는 접착방식의 부실이다.
외단열미장마감은 “ribbon & dab” 방식의 접착 방식을 따라야 한다. 이는 아래 그림과 같이 단열재의 중앙부위와 테두리를 모두 접착하는 방식이다.

< 외단열미장마감에서의 단열재 접착 방법 >

 


대봉그린아파트 화재 후의 사진을 보면, 이 방식으로 접착되지 않았다는 것을 알 수 있다.
아래 사진에서와 같이 점형으로만 접착된 것을 알 수 있다. 이 테두리와 중앙을 모두 접착하는 것은 몇가지 이유가 있지만, 화재와 연관해서는 이른바 “배면 연돌 현상”을 막을 수 있기 때문이다.

< 대봉그린아파트 화재 후 사진, 출처: The Fact >

 


즉 단열재 접착이 점형으로만 되어져 있기 때문에 단열재의 배면은 맨 하부층부터 최상부층까지 공기층이 모두 이어져 있게 된다. 외단열미장마감의 하부에서 화재가 날 경우 공기의 온도가 매우 높게 올라가게 되고, 온도차로 인한 상승기류가 단열재의 배면으로 타고 올라가게 된다. 단열재의 외부면은 모르타르 미장이 되어져 있기 때문에 화재 확산이 느리나, 아무런 마감이 없는 단열재의 배면은 열기에 속수무책일 수 밖에 없다.
이를 개념도로 표현한 것이 아래그림이다.
< 단열재 배면의 연돌현상 >

 

이 상승 기류의 속도는 매우 빨라서 아파트의 최상부층까지 불길이 번지는데 얼마의 시간이 걸리지 않는다. 자기 소화성이 있는 유기질 단열재라 할지라도 단열재 배면을 따라서 빨대로 물을 빨아 올리 듯이 올라가는 불길을 견딜 수는 없다.

아래 사진에서 표면의 단열마감재가 마치 얇은 천처럼 되어져, 뒷부분이 빈 모양으로 부풀어 올라 있는데. 이 부분이 배면 연돌 현상으로 뒷면의 단열재가 모두 녹아버린 경우이다. 
사진을 찍은 곳이 최상층 파라펫 부분이니.... 불길이 최상부 층까지 매우 빠르게 번져 나갈 수 밖에 없었다는 사실을 뒷받침한다.

의도부화재_연돌현상.jpg
<연돌현상으로 인한 미장 후면의 단열재 연소, 출처: The Fact>



 

 

두 번째는 미장방법의 부실이다.
외단열미잠마감은 단열재의 외부측에 메쉬와 모르타르를 이용해서 미장면을 형성하게 된다.
메쉬와 모르타르는 철근콘크리트구조에서 철근과 콘크리트의 관계와 같다. 즉, 메쉬가 철근의 역할을 하고, 모르타르가 콘크리트의 역할을 맡는다. 서로의 응력을 바탕으로 강한 마감면을 형성할 수 있는 것이다.
철근콘크리트구조에서 철근의 피복두께가 중요한 것은 철근의 내구성 때문이기도 하지만, 피복두께가 제대로 되어 있지 않으면 필요한 강도가 나오지 않기 때문이다. 외단열미장마감에서의 메쉬도 마찬가지로 모르타르 속에 합침되어 제대로된 피복두께를 유지해야 그 역할을 할 수 있다. 아래그림은 메쉬가 모르타르 속에 함침된 모습이다. 이를 위해 모르타르 작업을 두 번에 나누어서 하게 되는데, 바탕몰탈을 먼저 바르고 4시간이내에 메쉬를 대고 두 번째 몰탈 작업을 하게 된다.

< 외단열미장마감공법에서의 올바른 메쉬 위치 >

 

그러나, 여기에 대한 국내 규정이 없다는 이유와 항상 저가 수주로 일관된 시장의 분위기로 인해 단열재위에 직접 메쉬를 대고 몰탈작업을 1회만 하는 방식으로 작업되고 있는 것이 현실이다.
이 것을 표현한 것이 아래그림이다.
< 우리나라에서 외단열미장마감의 메쉬 위치 >

 

이 방식은 저렴하기는 하나 외단열미장마감공법이 요구하는 외벽의 강성이 제대로 나올 리가 없다. 단열재에 메쉬가 직접 붙어 있기 때문에 몰탈이 단열재와 접착되지도 못할뿐더러 메쉬는 전혀 강성을 가질 수도 없다.

외벽의 마감 강도가 하락되는 것은 물론이고, 의정부 아파트와 같은 화재시 단열재가 녹아 내리면서 강도가 없는 몰탈이 같이 탈락하면서 내부에 지속적으로 산소를 공급하게 된다. 즉, 제대로 시공이 되었다면 아래그림과 같이 단열재가 녹아 내리더라도 외부의 몰탈이 일정시간 이상을 버텨 주면서 타들어가는 단열재가 산소를 공급받는데 한계가 있으나, 몰탈이 같이 탈락하게 되면 이를 저지할 방법이 없기 때문이다.
즉, 배면의 접착방법과 메쉬를 비롯한 마감의 품질이 화재 확산에 중요한 변수로 작용한다는 것이다.

< 외단열화재시의 연소양상 >

 

독일에서의 외단열미장마감의 화재 현장을 보면 이 두가지 규정이 얼마나 중요한 것인 지를 알 수 있다.
아래그림을 보면 화재 후에도 메쉬가 온전하게 남아 있는 것을 확인할 수 있다.
이 미장면 내부의 단열재가 자기소화성이 있다면 이처럼 화재가 급격히 빠른 속도로 번지는 것을 막을 수 있다.
즉, 소방차가 현장에 도착할 수 있는 충분한 시간을 벌어줄 수 있다는 것이다.
< 독일 외단열미장마감현장의 화재 사례 1, 출처:Fassaden- und Dämmtechnik , Caparol >

 

아래그림을 보면 “ribbon & dab” 방식으로 접착되어 있는 것을 볼 수 있다.

그림8.jpg
< 독일 외단열미장마감현장의 화재 사례 2, 출처:Fassaden- und Dämmtechnik , Caparol >

 


의정부 화재는 불행한 일이며, 앞으로 이와 유사한 일이 반복되지 않도록 해야 한다. 그러나, 이 화재로 인해 외단열 그 자체가 유해하다고 하는 것은 옳지 않다. 이는 세월호 사고 이후 해경을 해체하겠다는 이야기와 다르지 않다. 제대로 된 규정과 이를 준수할 수 있는 시장 시스템을 구축하는 것이 더 나은 미래를 만드는 유일한 방법이다. 아무쪼록 이 일로 인해 주거시설이 외단열로 가야 하는 당위성이 훼손되지 않았으면 하는 바램이다.

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이 글은 한국그린빌딩협의회의 요청에 의해 한국그린빌딩협의회 2015년 12월호 웹진에 게재된 내용입니다.

Comments

1 김태민 2016.01.06 09:09
화재와 같이 예기치못한 사고에 대해서도 이런 디테일이 중요하다는걸 깨닫게됩니다. 좋은자료 감사드립니다.
2 이상준 2016.06.28 20:47
기본이 중요하네요 잘 읽었습니다.
1 강태혁 2016.08.03 17:48
몰랐던 사실을 알기쉽게 설명해 주셔서 감사합니다. 좋은자료 정말 감사합니다.
1 아서기 2017.02.22 12:33
외단열에 대한 생각을 다시 해보게 되네요
1 눈밑어둠 2017.04.06 11:10
좋은정보 감사히 잘 보았습니다
근데 사진을 참고 하고 싶은데 반은 나오고 반은 안나오네요 이거 보는방법 아시는분?...
(다시가보니 됩니다 감사합니다!)
M 관리자 2017.04.06 14:06
ㅎ. 다행입니다.~
G 패시브 2017.08.10 16:38
Ribbon&dab 접합방식 의 시작은 독일인가요?
M 관리자 2017.08.10 20:10
네 딱히 정확한 자료은 없습니다만 ...외단열미장마감 자체가 독일에서 개발된거라... 접합방식도 그러하리라 추정됩니다.
G 패시브 2017.08.23 12:34
관리자님 질문있습니다.
의정부 화재이후 법안이 나왔고, (6층이상 불연자재 사용 혹은 화재확산방지띠 설치) 법안이 나오기 전 기존의 도시형 생활주택이 35만 ~41만 정도 되는데 이 기존의 건물들은 아직도 화재에 취약하다고 뉴스자료를 보았는데
화재가 취약하다는 말은 제대로 시공이 안 돼있다는 말로 보면 되는 것인가요? 여러 외국 규정에서 보듯이 어떤 등급의 유기질단열재를 쓰고 어떤 접합방식을 쓰며, 보강층과 마감층 규정이 제대로 안되있어서 취약하다는 말로 봐도 되는 것인가요?
M 관리자 2017.08.23 20:59
기사의 의미는 그런 깊은 뜻까지 담고 있지는 않습니다.
그저 "유기질단열재의 외단열"만 의미한다고 여겨집니다.
G 패시브 2017.09.06 16:45
답변 매우 감사드립니다.
G 패시브 2017.09.06 18:02
접착방식의 ribbon & dab” 방식 중 '접착면적의 40%이상 도포 및 테두리면 5cm이상 도포'하는 외국 규정에서 우리나라는 '접착면적과 테두리에 도포'한다는 말 이외에 40%등 세부적인 규정이나 실험등은 없는 것인가요?
M 관리자 2017.09.07 10:25
넵 없습니다.
5 설리 2019.07.03 18:54
리본앤댑 방식으로 부착하면 점본드 방식으로 붙였을때와 어떤 차이가 있는지에 대한 동영상이 있어서 링크합니다. 양천소방서에서 테스트 하셨네요.

https://www.youtube.com/watch?v=um-OWlr0yp0
M 관리자 2019.07.04 13:13
감사합니다.!!
G 조동제 2020.07.26 11:40
의정부 화재의 근본 원인은 던열재의 인화성에 있습니다. 물론 단열재 사이의 열돌현상으로 화재확산된 점을 인정합니다. 다른 면에서 보면 단열재와 몰타르 미장마감이 외기나 태풍의 영향으로  수축팽창에 따른 탈락의 위험을 도외시 한 것입니다. 고층건물에서 외단열 방법은 반드시 단열재를 외기나 화재로부터 보호하는 마감재의 사용은 필수적입니다.
M 관리자 2020.07.26 12:14
고층이라면 마감재라기 보다는, 단열재 자체가 불연재가 되어야 하는게 맞을 것 같습니다.
1 화영 2020.09.04 16:27
배면연돌효과가 빠른 화재 확산의 가장 큰 원인 이었다면 레인스크린도 같은 이유로 화재 확산에 취약한 건 아닌가요?
M 관리자 2020.09.04 19:09
그렇지는 않습니다.
이 문제는 단열재의 뒷면에 공간이 있어서, 외기와의 차이를 보이고 있다는 것이고, 레인스크린은 단열재의 앞면에 있기에 거의 상관없습니다.
물론 레인스크린 앞에 단열재를 덧대고 스타코 마감을 했다면, 영향이 있을 수 있습니다만.. 주택의 경우 그 높이가 비교적 낮아서.. 이 연돌효과의 힘이 그리 크지 않기에.. 대형 사고로 이어질 확율은 낮습니다. (그렇지만 최선의 방법은 물론 아닙니다.)
G 조동제 2021.04.30 17:13
고층에 불연단열재 주장은 다른측면이 있습니다. 고층에 사용하는 단열재는 화재 인화성이 없어야 합니다. 고층에 마감재가 불연이고, 내력벽인 철근콘크리트가 있는데 단열재 까지 불연을 규정하는 것은 너무 나간것 같습니다. 외단열의 단열재는 섬유질의 경우 습기침습으로 장기단열유지성능이 떨어집니다. 단열재를 습식으로 부착하면 연돌효과 없으므로 화재에도 안전합니다. 건축물이 화재시마다 단열규정을 강화하면 나중에 어떻게 될까요. 소방시설, 단열재의 화재인화성, 불연마감재의 조합으로 화재를 극복하고 안전한 건축물을 짓습니다. 너무 특정 단열재 위주로 정책을 수립하는 것은 전문가의 입장은 아니라고 봅니다.
M 관리자 2021.04.30 22:20
마감이 불연인 것은 사실 큰 의미가 있지는 않습니다. 외장재가 하나로 연속된 거대한 판도 아니므로...
유럽이나 미국의 사례를 보시면 아시겠지만, 사회가 발달을 할 수록 단열재는 불연재로 갈 수 밖에 없습니다. 너무 과거에 얽매이면 시장이 제품을 버리는 시점을 인지하지 못할 수 있습니다.
6 아모르건설 2021.12.23 15:11
저희는 외단열 전문공정사로 등록되어 있는 회사입니다.
이론적으로 알고 있었고, 또한 실제 시공할 때도 늘 작업자들에게 시공 방식에 대해서 교육을 시키고 있습니다. 아무리 교육을 시켜도 관리자가 없는 경우 작업자들이 빠르게 시공하려는 경향이 있습니다. 원칙을 지키는 것이 쉽지 않은 것 같습니다.
위에 실제로 화재가 난 동영상을 보니 무섭네요.
작업자들에게 교육용으로 보여주면 좋은 동영상이 있네요. 확실한 동기부여가 될 것 같습니다.
아래는 저희 회사의 블로그입니다. 위와 비슷한 내용의 글을 올린 적이 있어서 링크를 거니
참조하시길 바랍니다. ^^ 감사합니다.
[단열재 붙이는 방법]
https://blog.naver.com/sj_con72/222583625441
[메쉬 미장하는 방법]
https://blog.naver.com/sj_con72/222477560705