외벽 마감재인 알루미늄 패널의 화재 위험성

과거의 건물과 아파트는 대부분이 내단열 시공이 이루어졌다. 그런데 최근 건축되는 건물이나 아파트는 외단열이 내단열보다 열차단 효과가 좋기 때문에 외단열 시공을 많이 하는 추세이다

내단열 시공시 건물의 열손실

건물과 주택의 열손실은 대부분이 벽체를 통해 이루어진다. 전체 열손실의 35%가 벽을 통한 열손실이라고 봐도 될 정도다. 내단열이 시공도 용이하고 경제적이다. 그러나 내단열 시공의 경우 단열재가 연결되는 곳에는 2가지 문제가 발생한다.

 

가. 열교현상 (Heat Bridge)

열교현상은 단열재의 연결이 끊기는 부위에 생기는 것으로서, 단열이 연속되지 않은 부분으로 열이 집중적으로 이동하는 현상이다. 특히 바닥처럼 층간 구획이 되는 부분처럼 콘크리트 구조체가 T자형으로 만나는 곳에는 내단열재를 설치할 수 없기 때문에 열교현상이 집중적으로 나타난다. 이처럼 단열재를 설치하지 않아 열 저항이 낮아진 부위로 열이 밖으로 나갈 수도 있고(열교현상), 반대로 안으로 들어올 수도 있는데(냉교현상) 이런 곳에서 건물 내·외부의 온도 차이로 인해 결로가 발생하는 것이다.

 

내단열 공법에서 발생하는 열교현상과 냉교현상

나. 결로현상 (Dew Condensation)

내단열로 인해 콘크리트와 단열재 접합부위의 온도가 떨어지고 온도차에 의한 결로가 발생된다. 결로현상에는 표면결로와 내부결로가 있는데 우리가 주택과 건물에서 흔히 볼 수 있는 결로라 함은 표면결로를 의미한다. 벽, 지붕, 유리 등 표면 부근에 있는 공기의 온도가 결로 온도 이하로 떨어지게 되었을 때 결로가 발생한다. 또한, 외부 온도와 실내 온도의 차이가 클수록 결로가 잘 발생한다. 외부 한기 및 냉기가 건물 내부의 따뜻한 공기가 만나 온도 차이가 심해지는 벽, 유리, 창문 등에서 발생한다. 이 경우 실내 벽지 및 유리 접합 부분에 곰팡이 문제가 생기게 된다.

 

다. 외단열 공사를 하는 이유

외단열로 공사를 하게 되면 시공이 어렵고 공사비가 올라가는 단점이 있다. 하지만 내단열에서 문제가 되는 열교현상과 결로현상을 줄일 수 있고, 열효율이 훨씬 좋아진다. 그래서 최근에 지어지는 건물 특히 고층 건물과 주상복합 아파트의 경우에는 외단열 공법으로 공사를 하는 추세다.

 

알루미늄 패널 안쪽에 설치하는 보온재 (출처 : 한농스틸)

외단열 공사에서 나타나는 화재 취약점

가. 알루미늄 복합패널 공법

그동안 많은 주상복합 아파트에서 외벽에 단열층을 형성하기 위해 콘크리트 외벽에 10cm의 공간을 띄우고, 글라스울로 단열처리를 한 후에 대기와 직접 닿는 면에 알루미늄 복합판넬을 시공하였다. 그런데 이러한 시공법은 화재 발생시 콘크리트와 글라스울 사이에 형성된 단열 공기층을 통해 산소가 공급되었고, 화재를 급속도로 상층부로 확산시키는 현상이 발생한다.

 

​나. 드라이비트 공법

외단열재로 사용하는 드라이비트 공법은 알루미늄 복합패널보다 화재에 더 취약하다. 드라이비트는 스티로폴 단열재 위에 유리섬유망을 씌우고 시멘트 모르타르를 시공한 것으로 화재에 매우 취약하여 화재의 확산을 가속화시킨다. 5명이 사망한 의정부 00아파트 화재가 가연성 드라이비트를 시공한 아파트였다.

 

다. 화재로 인한 문제를 해결하기 위해

따라서 이러한 문제점으로 인해 2012년 3월 건축법에서 30층 이상 고층건축물에 가연성 외장재 사용을 금지하였고, 2015년 10월 그 대상을 6층 이상의 건축물로 확대하였다. 하지만 문제는 30층이 넘는 고층건물 중 40%에 해당하는 건축물 약 200개동 이상이 2012년 건축법 개정 이전에 지어진 건물이어서 가연성 외장재가 사용되었다는 것이다.

 

 

알루미늄 복합패널을 집중적으로 살펴보자.

가. 건물의 내·외장재로의 역할

알루미늄 복합패널은 0.5mm 두께의 알루미늄 박판 양면 사이에 심재인 폴리에틸렌(PE)을 사용하여 불소수지 도료로 코팅 마감 처리한 판넬을 말한다. 뛰어난 평활성과 작업성을 갖고 있어 건축물의 내장재 및 외장재로서 폭넓게 쓰이고 있다. 가볍고, 단열이 좋으며, 흡음성과 함께, 좋은 색상을 낼 수 있어서 고층 건물의 내·외장재로 자주 사용된다.

 

알루미늄 복합패널 세부 내용(출처 : 울타리 창호산업)

나. 알루미늄 복합패널은 화재에 어떤 문제가 있나?

그동안 발생했던 주상복합건축물 화재에서 사용되었던 외장재는 두께 0.5mm 알루미늄 판 사이에 발포 폴리에틸렌(PE) 합성수지를 삽입한 것들이었다. 알루미늄 복합판넬 자체의 문제가 아니라 단열재로 사용하는 발포 폴리에틸렌 합성수지가 문제였다. 김훈 위험관리연구소(블로그)에 따르면 단열재로 사용된 폴리에틸렌 1㎡는 휘발유 3.8ℓ의 연소 열량을 갖고 있다고 한다. 폴리에틸렌 단열재가 240℃에서도 불에 견디는 난연재라고 하지만 알루미늄 패널과 폴리에틸렌을 접착하기 위해 가연성 본드가 사용되어 화재에 쉽게 인화되었다. 그리고 알루미늄 복합판넬 안쪽 콘크리트와 글라스울 사이에 단열을 위해 존재하는 10cm 정도의 공기층은 산소의 공급으로 인해 화재 확산의 통로 역할을 하였다.

마무리하며

이제 바뀐 건축법으로 인해 6층 이상의 건축물의 외장 마감은 가연성 외장재를 사용할 수 없다. 그러나 이미 완공된 건물 중에는 드라이비트 공법이나 알루미늄 복합패널 구조로 설치되어 있는 건축물이 여전히 많다는 것이다. 그동안 화재 사건에서 보았듯이 가연성 외장재의 경우는 상층부로 확산되는 속도도 빠르고 쉽게 진화되지 않는다는 것을 사례를 통해 알 수 있었다. 그러므로 더 늦기 전에 가연성 외장재를 제거하고 불연성 단열재로 교체하기를 기대해 본다.

 

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