단열·외피 용어

건축물 외피

Building envelope

건물 안과 밖을 가르는 벽, 지붕, 바닥, 창호를 합쳐 부르는 말입니다. 외피 성능이 건물의 냉난방 에너지 소요량을 크게 좌우합니다. 에너지절약계획서와 각종 인증에서는 외피 부위별 열관류율, 창면적비, 기밀 성능이 핵심 평가 요소로 다뤄집니다.

경질우레탄폼보온판

PIR/PUR board

폴리우레탄(PUR) 또는 폴리이소시아누레이트(PIR) 수지를 발포해 판 모양으로 만든 단열재로, 양면에 알루미늄 같은 면재를 붙인 제품이 많습니다. 기포 속 가스의 열전도율이 낮아 같은 두께에서 단열 성능이 높은 편이며, 벽·지붕·바닥과 샌드위치 패널 심재로 쓰입니다.

고기밀

High airtightness

건물 외피의 틈새를 최소화해 공기가 거의 새지 않도록 설계·시공한 상태를 말하며, 고단열과 함께 저에너지 건물의 기본 조건으로 꼽힙니다. 기밀층을 끊김 없이 잇고 창호와 관통부를 꼼꼼히 막은 뒤 기밀시험으로 성능을 확인합니다.

그라스울

Glass wool

유리 원료를 높은 온도에서 녹여 가는 섬유로 뽑아낸 뒤 판이나 롤 모양으로 만든 무기질 단열재입니다. 섬유 사이에 갇힌 공기가 열의 이동을 막고, 불에 타지 않으며 소리를 흡수하는 성질도 있어 단열재와 흡음재로 함께 쓰입니다.

기밀성능

건물 틈새로 바깥 공기가 드나드는 정도를 줄이는 성능입니다. 단열이 좋아도 기밀이 나쁘면 틈새로 열이 새 에너지가 낭비됩니다. 건물 전체 성능은 보통 블로어도어 시험으로 실내외 압력차 50Pa에서 측정한 시간당 공기교환횟수(ACH50)로 나타내고, 창호는 제품 시험으로 등급을 매깁니다.

기밀시험

Blower door test

출입문에 송풍기(블로어도어)를 설치해 건물 안팎에 일정한 압력차를 만들고, 그때 틈새로 새는 공기량을 재서 건물의 기밀성능을 평가하는 시험입니다. 보통 50Pa 압력차에서의 결과를 시간당 공기교환횟수(ACH50)로 나타냅니다.

기밀테이프

Airtight tape

창호 틀과 벽 사이, 방습·기밀 시트의 이음부, 배관·전선 관통부처럼 틈이 생기기 쉬운 곳을 붙여 막아 공기가 새지 않게 하는 전용 접착 테이프입니다. 실내 쪽용과 실외 쪽용이 나뉘며, 투습 성능이 서로 다르게 만들어집니다.

기초 단열

Foundation insulation

건물 기초와 그 주변, 또는 기초 슬래브 아래에 단열재를 설치해 땅으로 빠져나가는 열과 기초 가장자리의 열교를 줄이는 것입니다. 흙과 습기에 늘 닿는 부위라서 물을 잘 흡수하지 않고 압축에 강한 단열재를 쓰고, 외벽 단열과 끊김 없이 잇는 것이 중요합니다.

내단열

Internal insulation

구조체(콘크리트 벽 등)의 실내 쪽에 단열재를 붙이는 단열 방식으로, 국내 공동주택에서 오래 써 온 방법입니다. 외장 공사와 따로 시공할 수 있어 간단하지만, 바닥 슬래브나 내벽이 외벽과 만나는 곳에서 단열이 끊겨 열교가 생기기 쉽습니다.

노점온도

Dew point temperature

공기를 일정한 압력에서 식혀 갈 때 그 안의 수증기가 포화되어 물방울로 맺히기 시작하는 온도입니다. 공기 중 수증기 양이 많을수록 노점온도가 높아지며, 벽이나 창 표면이 이 온도보다 차가우면 그 표면에 결로가 생깁니다.

누기

Air leakage

건물 외피의 틈새를 통해 공기가 새어 드나드는 것을 말하며, 좁게는 실내 공기가 바깥으로 빠져나가는 현상을 가리킵니다. 기밀시험에서 측정하는 누기량은 들어오고 나가는 방향을 가리지 않은 전체 틈새 공기량으로, 외피 기밀 품질을 보여 주는 값입니다.

단열

열이 건물 안팎으로 오가는 것을 줄이는 것입니다. 겨울에는 난방열을 지키고 여름에는 바깥 열을 막아 냉난방 에너지를 줄입니다. 단열 성능은 재료의 열전도율과 시공 두께로 정해지며, 건물 전체로는 벽·지붕·바닥·창호 같은 부위별 열관류율로 평가합니다.

단열라인

Insulation line

열교 평가 도서에서 단면도와 평면도 위에 단열재가 이어진 위치를 선으로 연결해 그린 것입니다. 벽식 구조체를 기준으로 단열재를 이어 그리며, 외단열이면 구조체 바깥쪽에, 내단열이면 안쪽에 그립니다.

단열재 두께 기준

Insulation thickness table

「건축물의 에너지절약설계기준」 별표에서 지역·부위·단열재 등급별로 설치해야 할 단열재 두께를 정해 둔 표입니다. 열관류율을 따로 계산하지 않고도 표의 두께 이상을 설치하면 해당 부위의 단열 기준을 만족한 것으로 볼 수 있어 실무에서 많이 씁니다.

단열재 등급

Insulation grade

단열재를 열전도율 범위에 따라 가·나·다·라 등급으로 나눈 것으로, 「건축물의 에너지절약설계기준」에서 단열재 두께 기준을 적용할 때 씁니다. 열전도율이 낮을수록 가 등급 쪽에 속하며, 같은 부위라도 등급이 높으면 더 얇은 두께로 기준을 맞출 수 있습니다.

미네랄울

Mineral wool

현무암 같은 암석이나 제철 슬래그를 고온에서 녹여 섬유로 만든 무기질 단열재로, 암면 또는 락울이라고도 부릅니다. 불에 타지 않고 높은 온도에서도 형태를 잘 유지해 단열은 물론 내화·흡음 용도로도 건물 곳곳에 널리 씁니다.

바닥충격음 차단구조

Floor impact sound insulation structure

공동주택에서 위층 바닥의 충격음이 아래층으로 전달되는 것을 줄이도록 슬래브, 완충재, 경량기포콘크리트, 마감 모르타르 등을 조합한 바닥 구성입니다. 「주택법」과 「주택건설기준 등에 관한 규정」, 국토교통부 고시에서 성능 인정과 검사 기준을 정하고 있습니다.

방습층

Vapor retarder

실내의 수증기가 벽체나 지붕 속으로 스며들지 못하게 막는 층으로, 투습저항이 큰 필름이나 시트로 만듭니다. 단열재보다 실내 쪽, 즉 따뜻하고 습한 쪽에 끊김 없이 설치해야 벽체 내부결로를 막고 단열재가 젖어 성능이 떨어지는 것도 피할 수 있습니다.

방풍구조

방풍구조는 외기에 면한 출입구에서 찬 바람이나 더운 바람이 실내로 곧바로 들어오지 않도록 출입구를 두 겹으로 계획하는 구조입니다. 이중문이나 회전문을 설치한 방풍실이 대표적이고, 로비나 복도 같은 평면 구성으로 같은 효과를 내는 방풍공간도 인정됩니다.

비드법보온판

EPS

작은 폴리스티렌 알갱이(비드)를 증기로 부풀린 뒤 틀에 넣어 굳혀 만든 판형 단열재입니다. 가볍고 가공이 쉬우며 값이 저렴해 벽·바닥·지붕 등 여러 부위에 쓰이고, 일반 백색 제품인 1종과 첨가재로 성능을 높인 회색 2종으로 나뉩니다.

비드법보온판 2종

Graphite EPS

흑연 같은 적외선 흡수·반사 첨가재를 넣어 만든 회색 비드법보온판입니다. 첨가재가 기포 사이의 복사 열전달을 줄여 일반 백색 제품(1종)보다 열전도율이 낮고, 같은 성능을 더 얇은 두께로 낼 수 있어 외단열에 많이 씁니다.

비열

Specific heat

물질 1kg의 온도를 1K(1℃) 올리는 데 필요한 열량으로, 단위는 J/(kg·K)입니다. 물은 약 4.19 kJ/(kg·K)로 비열이 매우 큰 편이고 콘크리트는 대략 0.9 kJ/(kg·K) 안팎이며, 건축에서는 재료의 열용량과 축열 성능을 따질 때 쓰는 기본 물성입니다.

샌드위치 패널

Sandwich panel

얇은 금속판(주로 컬러강판) 두 장 사이에 단열 심재를 채워 하나로 만든 외벽·지붕용 패널입니다. 심재로는 비드법보온판, 경질우레탄폼, 그라스울, 미네랄울 등을 쓰며 공장·창고·가설 건축물에서 많이 볼 수 있습니다.

수성연질폼

Water-blown spray foam

물을 발포제로 써서 현장에서 뿜어 부풀리는 연질 폴리우레탄 폼 단열재입니다. 기포가 열려 있는 구조라 밀도가 낮고 부드러우며, 벽·지붕 골조 사이의 틈새를 빈틈없이 채워 단열과 기밀을 함께 확보하기 쉬워 목조주택과 리모델링에 많이 씁니다.

수평 열교와 수직 열교

Horizontal and vertical thermal bridge

열교를 나타나는 방향에 따라 나눈 말입니다. 수평 열교는 단면도에서 보이며 외벽이 최상층 지붕, 층간 슬라브, 최하층 바닥과 만나는 부위에서 주로 생기고, 수직 열교는 평면도에서 보이며 외벽이 내벽이나 다른 외벽과 만나는 부위에서 주로 생깁니다.

압출법보온판

XPS

폴리스티렌 수지를 녹여 발포제와 함께 연속으로 압출해 만든 판형 단열재로, 기포가 서로 막혀 있는 독립기포 구조입니다. 물을 잘 흡수하지 않고 압축에 강해 기초·바닥·지하 외벽·역전지붕처럼 습기나 하중을 받는 부위에 많이 씁니다.

압출법보온판 특호

XPS special grade

압출법보온판 가운데 열전도율이 가장 낮은 성능 구분에 해당하는 제품입니다. 1호보다 단열 성능이 좋아 같은 기준을 더 얇은 두께로 맞출 수 있으며, 기초·바닥·지붕처럼 두께 여유가 적은 부위에 단열재 두께를 줄이려는 설계에서 많이 지정됩니다.

역전지붕

Inverted roof

평지붕에서 방수층 위에 단열재를 올리고 그 위를 자갈이나 콘크리트 블록 같은 누름층으로 마감하는 지붕 방식입니다. 일반 지붕과 단열재·방수층의 순서가 뒤바뀌어 역전지붕이라 부르며, 단열재가 방수층을 햇빛과 큰 온도 변화로부터 보호합니다.

열관류율

U-value

벽·지붕·창 같은 부위를 통해 실내외 온도차 1℃일 때 단위면적당 얼마나 많은 열이 빠져나가는지를 나타내는 값입니다. 단위는 W/㎡·K이며, 값이 낮을수록 단열이 좋습니다.

열관류율 계산

U-value calculation

벽·지붕·바닥 같은 부위를 이루는 재료별 열저항을 모두 더해 그 역수로 열관류율을 구하는 과정입니다. 기본식은 U = 1/(Rsi + Σd/λ + Rse)로, 실내외 표면열전달저항과 각 재료층의 두께·열전도율이 들어갑니다.

열교

Thermal bridge

단열이 끊기거나 얇아져 열이 집중적으로 빠져나가는 부위입니다. 슬래브와 벽이 만나는 곳, 창호 주변 등에서 생기며 결로의 원인이 되기도 합니다.

열교 전열해석

Thermal bridge heat transfer simulation

열교 부위의 단면을 2차원이나 3차원으로 모델링해 실제로 흐르는 열량과 표면 온도를 계산하는 해석입니다. 국제표준 ISO 10211이 모델 작성 방법과 선형 열관류율 산출식을 정하며, 선형 열관류율은 열교 부위를 포함한 구조체를 통한 총 열류량에서 이웃한 일반 부위의 열관류율에 길이를 곱한 값을 뺀 것입니다.

열교 차단재

Thermal break

구조적으로 이어져야 하는 부재 사이에 열을 잘 전하지 않는 재료를 끼워 열교를 끊는 부품이나 재료입니다. 발코니·캔틸레버 슬래브 연결부의 구조용 열교 차단재, 알루미늄 창호의 단열바, 외장 브라켓 아래 단열 패드 등이 있습니다.

열교부위 형상 구분(T·L·X·I형)

Thermal bridge shape classes (T, L, X, I)

외피 열교부위별 선형 열관류율 별표에서 구조체가 만나는 모양을 T·L·X·I 네 가지로 나눈 분류입니다. T형은 벽식 구조체가 계속 이어지거나 끊겨도 외벽이 이어지는 부위, L형은 파라펫이나 필로티처럼 벽식 구조체가 특정 위치에서 끊기는 부위, X형은 수직 구조체와 수평 구조체가 교차하는 부위, I형은 구조체에 요철이 있거나 단열재가 외측과 내측으로 갈려 끊기는 부위입니다.

열교의 종류

Types of thermal bridge

열교를 생기는 원인에 따라 기하학적 열교, 재료적 열교, 혼합적 열교로 나눈 것입니다. 기하학적 열교는 벽·지붕·바닥이 만나는 모서리처럼 구조체가 꺾여 열을 받는 면적과 빼앗기는 외부 면적이 달라서 생기고, 재료적 열교는 조적과 콘크리트 기둥이나 철골 기둥처럼 열전도가 다른 재료가 맞닿아 생깁니다. 혼합적 열교는 둘이 겹친 경우이며 창호 개구부 연결부가 대표적입니다.

열저항

Thermal resistance

재료나 부재가 열의 흐름을 얼마나 잘 막는지를 나타내는 값으로, 기호는 R, 단위는 ㎡·K/W입니다. 균질한 재료층은 두께(m)를 열전도율(W/m·K)로 나눠 구하며(R = d/λ), 값이 클수록 단열 성능이 좋습니다.

열전도율

Thermal conductivity

재료 자체가 열을 얼마나 잘 전달하는지를 나타내는 값입니다. 단위는 W/m·K이며, 단열재는 이 값이 낮은 재료입니다. 같은 재료라도 밀도와 수분 함량, 온도에 따라 값이 달라지므로, 열관류율 계산에는 시험성적서나 고시에 제시된 값을 적용합니다.

외단열

External insulation

건물 구조체(콘크리트·조적 벽)의 바깥쪽에 단열재를 붙여 외피 전체를 감싸는 단열 방식입니다. 슬래브나 내벽이 외벽과 만나는 부위에서도 단열이 끊기지 않아 열교와 결로를 줄이기 쉽고, 구조체가 실내 쪽에 남아 축열 효과도 얻을 수 있습니다.

외벽 단열

Exterior wall insulation

건물 바깥벽을 통해 빠져나가는 열을 줄이기 위해 벽체의 바깥·안쪽 또는 중간에 단열재를 넣는 것을 말합니다. 외벽은 외피 가운데 면적이 가장 큰 경우가 많아, 외벽 단열 수준이 건물 전체의 냉난방 부하를 크게 좌우합니다.

외피 열교부위 단열성능 평가

Envelope thermal bridge insulation evaluation

에너지절약설계기준 별표에 정리된 열교 부위별 선형 열관류율 값을 이용해, 외피에서 열교가 생기기 쉬운 부위의 단열 성능을 하나의 값으로 평가하는 방법입니다. 부위마다 선형 열관류율에 그 부위 길이를 곱해 모두 더한 뒤 전체 길이로 나눈 길이가중 평균값을 구해 에너지성능지표의 열교 항목 배점에 적용합니다.

외피면적 대 체적비(A/V비)

Envelope Area to Volume Ratio (A/V, S/V)

건물 체적 1㎥당 바깥 공기와 맞닿는 외피 면적이 얼마인지를 나타내는 값입니다. 같은 체적이어도 모양이 복잡해 외피가 많을수록 값이 커지고 열이 드나드는 면이 늘어나므로, 값이 낮을수록 에너지 성능에 유리합니다.

자연형 태양열 시스템

Passive Solar System

펌프나 송풍기 같은 별도 구동 장치 없이, 남쪽 창이나 벽, 온실, 트롬월 같은 건축 구조물로 태양열을 모아 실내 난방에 쓰는 방식입니다. 설비가 단순하고 에너지를 거의 쓰지 않지만 설치 방위와 일사 조건에 성능이 크게 좌우됩니다.

장단변비

Building Aspect Ratio

건물 평면에서 짧은 변에 대한 긴 변의 길이 비율입니다. 남향을 향한 변을 길게 하고 동서 방향으로 긴 직사각형 평면을 만들면 겨울철 일사 획득은 늘고 여름철 일사 획득은 줄어 냉난방 부하에 유리합니다.

점형 열교

Point thermal bridge

외단열 마감재를 고정하는 앵커나 철물처럼 단열층을 한 점씩 뚫고 지나가는 부분에서 생기는 열교입니다. 길게 이어지는 선형 열교와 달리 점마다 추가로 빠져나가는 열량을 점 열관류율(단위 W/K)로 나타냅니다.

준불연 단열재

Quasi-noncombustible insulation

불에 잘 타지 않고 연소할 때 나오는 열과 유해가스가 적어 불연재료에 준하는 성능을 시험으로 인정받은 단열재입니다. 「건축법 시행령」이 정한 불연·준불연·난연 세 단계 가운데 두 번째 단계에 해당하며, 외벽 단열재 선정에서 자주 확인하는 성능입니다.

중단열

Cavity insulation

벽체의 바깥 켜와 안쪽 켜 사이에 단열재를 넣는 방식으로, 조적 이중벽의 공간이나 콘크리트를 양쪽으로 나눠 친 벽 가운데에 단열재를 두는 경우가 대표적입니다. 단열재가 양쪽 벽에 둘러싸여 손상과 화재 노출이 적은 것이 특징입니다.

지붕 단열

Roof insulation

건물 최상층 지붕을 통해 드나드는 열을 막기 위해 지붕 슬래브 위나 아래, 또는 지붕 구조재 사이에 단열재를 설치하는 것입니다. 지붕은 여름 햇빛을 가장 강하게 받는 부위여서 겨울 난방뿐 아니라 여름 냉방 부하에도 영향이 큽니다.

진공단열재

Vacuum insulation panel (VIP)

다공성 심재를 기체가 통하지 않는 외피 필름으로 감싼 뒤 내부를 진공 상태로 만든 판형 단열재입니다. 공기를 통한 열전달이 거의 없어 일반 단열재보다 열전도율이 매우 낮고, 얇은 두께로 높은 단열 성능을 낼 수 있습니다.

천장 단열

Ceiling insulation

최상층 거실의 천장(반자) 바로 위에 단열재를 깔아 지붕 아래 공간과 실내를 단열로 나누는 방식입니다. 경사지붕 아래 다락이나 천장 속 공간은 단열 구역 밖으로 두게 되며, 단독주택과 저층 건물에서 비교적 간단한 방법으로 많이 씁니다.

초단열

Super insulation

법정 최소 기준을 크게 넘어서는 두께와 성능의 단열로 외피를 감싸 열손실을 극단적으로 줄이는 설계 방식입니다. 고기밀·고성능 창호·열회수형 환기와 묶어 적용하며, 패시브하우스나 제로에너지건축물처럼 난방 에너지를 아주 적게 쓰는 건물의 기본 전략이 됩니다.

최하층 바닥 단열

Lowest floor insulation

건물에서 가장 아래층에 있는 거실의 바닥을 통해 땅이나 아래 비난방 공간으로 빠져나가는 열을 막기 위한 단열입니다. 바닥이 흙에 닿는지, 필로티처럼 외기에 노출되는지, 지하주차장 같은 비난방 공간 위에 있는지에 따라 적용 기준과 단열 위치가 달라집니다.

축열

Thermal mass

콘크리트·벽돌·흙처럼 무겁고 열용량이 큰 재료가 열을 저장했다가 천천히 내보내는 성질을 말합니다. 열용량은 질량과 비열의 곱(J/K)으로 나타내며, 축열이 큰 건물일수록 바깥 기온이 크게 오르내려도 실내 온도 변화가 완만해집니다.

침기

Infiltration

바깥 공기가 창호 틈, 벽체 이음부, 배관 관통부 같은 의도하지 않은 틈새로 실내에 들어오는 현상입니다. 바람의 압력이나 실내외 온도차로 생기는 굴뚝효과 때문에 일어나며, 계획된 환기와 달리 양을 조절할 수 없습니다.

쿨루프

Cool roof

햇빛 반사율과 열 방사율이 높은 밝은색 도료나 마감재를 지붕에 적용해 지붕 표면 온도와 실내로 들어오는 열을 낮추는 방법입니다. 건물 냉방 부하를 줄이고 도시 열섬현상 완화에도 도움이 되어 지자체 지원사업으로도 많이 시행됩니다.

투습방수지

Breathable membrane

빗물 같은 액체 상태의 물은 막고 수증기는 통과시키는 얇은 시트로, 주로 단열재나 외벽 바탕면의 바깥쪽에 설치합니다. 외부에서 들어오는 물과 바람을 막으면서 벽체 속 습기는 밖으로 내보내 벽을 마른 상태로 유지하게 합니다.

패시브 설계

Passive design

단열, 기밀, 창호, 차양, 배치 같은 건축적 요소로 설비에 기대지 않고 에너지 요구량 자체를 줄이는 설계 방식입니다.

평균 열관류율

Average U-value

외벽·지붕·바닥처럼 여러 구성이 섞인 부위의 열관류율을 각 구성의 면적으로 가중평균한 값입니다. 식은 Um = Σ(Ui × Ai) ÷ ΣAi이며, 외벽은 보통 창과 문까지 포함해 계산하므로 창이 넓을수록 값이 커지는 경향이 있습니다.

표면결로

Surface condensation

실내 공기가 그 노점온도보다 차가운 벽·천장·창 표면에 닿아 표면에 물방울이 맺히는 현상입니다. 단열이 약하거나 끊긴 모서리, 창호 주위, 가구 뒤처럼 공기가 잘 돌지 않는 곳에서 주로 생기며, 그대로 두면 곰팡이와 마감재 오염으로 이어집니다.

필로티 단열

Piloti insulation

1층을 기둥만 두고 비워 둔 필로티 구조에서, 그 위층 거실 바닥이 바깥 공기에 그대로 드러나는 부분에 하는 단열입니다. 바닥 아래가 외기에 직접 면하므로 일반 층간 바닥보다 단열 요구가 크고, 겨울철 바닥 냉기와 결로가 잦은 부위입니다.

화재확산방지구조

Fire spread prevention structure

외벽을 타고 불이 위층으로 번지지 않도록 층과 층 사이 외벽에 불연재료로 띠 모양의 차단 구간을 두는 구조입니다. 가연성 단열재를 쓰는 외벽에서 화재 확산을 늦추기 위한 것으로, 「건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙」에서 다룹니다.

ACH50

Air changes per hour at 50 Pa

건물 안팎의 압력차를 50Pa로 유지했을 때 틈새로 새는 공기량이 한 시간에 실내 체적의 몇 배인지를 나타내는 기밀성능 지표입니다. n50이라고도 하며, 값이 작을수록 공기가 덜 새는 건물이라는 뜻으로 저에너지 건물의 목표값으로 자주 쓰입니다.

KS M ISO 4898

KS M ISO 4898

건축물 단열에 쓰는 경질 발포 플라스틱 단열재의 성능 요구사항을 정한 한국산업표준으로, 국제 규격 ISO 4898을 바탕으로 합니다. 압출법보온판, 경질우레탄폼보온판, 페놀폼보온판 같은 판형 단열재의 종류 구분과 열전도율·압축강도 등 품질 기준이 여기에 들어 있습니다.