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발포제 혁신 통한 단열재시장 성장방향 제시

하니웰·칸, 온실가스·녹색건축 규제대응 세미나 개최


온실가스, 화재, 단열성능 등 다양한 이슈에 직면한 단열재산업이 나아가야 할 방향을 제시하는 세미나가 개최됐다.


세계적으로 온실가스 사용규제가 강화되는 가운데 단열재업계는 건물부문 온실가스 감축을 위한 단열성능기준 강화, 화재피해 경감을 위한 난연자재 요구, 낮은 진입장벽에 따른 과열경쟁 등 수많은 이슈에 둘러싸인 상황이다.


업계에서는 현재 직면한 수많은 난제를 해결하지 못할 경우 해외 자재사의 진입, 소비자의 불신 등으로 국내 단열재시장 자체가 붕괴할 수 있다는 우려도 나온다.


이에 따라 글로벌 화학물질 제조기업인 하니웰(Honeywell)과 칸은 지난 18일 서울 강남구에 위치한 호텔삼정에서 건축분야 연구기관, 건설사, 시스템하우스, EPS·XPS·PU·PF 단열재기업 등을 대상으로 ‘온실가스·녹색건축 규제대응을 위한 단열재 혁신전략방안 세미나’를 개최했다. 이번 행사는 한국건설기술연구원(KICT), 한국정밀화학산업진흥회(KSCIA), 한국패시브건축협회(PHIKO)가 후원했다.


하니웰은 단열재업계가 다양한 이슈에 대응하기 위한 핵심요소로 발포제를 꼽고 이를 개선함으로써 지구온난화지수(GWP)를 낮추고 난연성을 높이는 한편 단열성능도 개선할 수 있다고 제시했다.


유기출 하니웰 PMT 첨단소재사업부 이사는 개회사를 통해 “이번 세미나는 단열재 관련해 세계적인 냉매규제와 맞물려 발포제 역시 GWP가 낮은 물질로 바꿔야 하는 상황”이라며 “또한 에너지와 관련해 패시브하우스, 제로에너지빌딩 등이 강조되고 단열재의 역할이 중요해짐에 따라 단열성능에 상당부분 기여하는 발포제의 역할도 중요해지고 있다”라고 밝혔다.


이어 “우레탄, 페놀폼, XPS 등 발포제를 활용하는 단열재업계가 당장 환경규제에 부합토록 발포제를 교체해야 하며 향후 이와 같은 규제가 더욱 강화될 전망인 만큼 업계가 혁신하기 위한 대책마련이 필요한 상황”이라고 밝혔다.


에릭 양(Eric Yang) 하니웰 불소사업부 아시아총괄은 환영사를 통해 “하니웰은 지난 10년간 화학제품산업을 주도해왔으며 환경규제 등에 대한 다양한 대응솔루션을 제시해 왔다”라며 “특히 에너지효율화 관련 문제에 따라 다양한 제품을 출시했고 이것이 에어컨과 같은 냉난방기기나 단열재 등에 다양하게 사용되고 있다”고 밝혔다.


이어 “이와 같은 제품은 고객들이 글로벌 규제를 준수하며 에너지효율을 달성하면서도 안전성을 높일 수 있게 하고 있다”라며 “이번 세미나를 통해 하니웰의 지식과 글로벌 경험을 공유하고 한국의 전문가들과 협업함으로써 기술을 더욱 발전시켰으면 한다”고 밝혔다.




이번 세미나는 △단열재 에너지규격 현황 및 변화(강재식 KICT 박사) △글로벌 냉매규제 및 국내계획(조진호 KSCIA 부장) △건축물 단열기준 강화흐름 및 전망(최정만 패시브건축협회 회장) △제로에너지건축물과 단열재(박철용 쌍용건설 팀장) △PU폼을 위한 발포제(박 위안 하니웰 엔지니어) △Low GWP 발포제 XPS시스템(박기홍 벽산 공장장) △글로벌 발포제 시장동향(벤 루 하니웰 마케팅전문가) 등 발표로 구성됐다.


강재식 KICT 박사는 현재까지 국내에서 논의된 기후변화, 온실가스, 제로에너지빌딩 관련 규제흐름과 녹색건축 규제강화 동향 및 로드맵을 소개했다. 이러한 과정에서 국내 다양한 현장에서 추진된 제로에너지빌딩 사례를 바탕으로 패시브하우스 수준으로 강화된 국내 에너지절약형 친환경주택의 건설기준을 상세히 설명했다.


강 박사는 “현재 건축물용 단열재를 고효율기자재 신규품목으로 지정하려는 작업이 추진되고 있다”라며 “건축용 단열재의 성능항목을 현재 ‘열관류율’에서 ‘열저항’으로 변경하는 방안과 KS기반의 인용규격 등이 검토되고 있다”라고 밝혔다.


열저항(㎡·K/W)은 인증신청모델의 두께를 열전도율로 나눈 값이다. KS L 9016 보온재의 열전도율 측정방법에 의한 열전도율값으로 열저항을 계산한 결과가 6.7㎡·K/W 이상이어야 하며 열전도율 측정이 불가한 건축용 단열재는 KS F 2277 건축용 구성재의 단열성 측정방법에 의한 측정결과로 판정해야 한다.


강 박사는 화재안전 규제강화와 관련해서도 다양한 제품들이 준불연을 만족하지 못하고 있는 상황에서 최근 개발된 준불연 EPS를 소개했으며 발포제 온실가스와 관련해서는 단열기준·녹색건축기준에 부합하는 수준에서 GWP가 낮은 제품을 사용토록 업계가 노력하고 기술개발이 촉진돼야 할 필요가 있다고 강조했다.





이어 글로벌 냉매규제 및 국내계획에 대해 발표한 조진호 KSCIA 부장은 “2016년 제28차 당사국총회에서 몬트리올의정서를 개정한 ‘키갈리 개정서’를 채택함으로써 HFC 18종을 규제물질로 포함했다”라며 “또한 HFC 소비 및 생산 기준수량을 정하고 선진국과 개도국을 구분해 단계적 감축일정을 도입했다”고 설명했다.


우리나라는 개도국(A5) 그룹에 포함돼 2024년을 시작으로 2045년까지 HFC 80%를 감축해야 한다. 발포제의 경우 2017년 기준 세계적으로 연간 40만톤이 소비되고 있으며 매년 약 4% 증가해 2020년까지 50만톤이 넘을 것으로 예상된다. 이에 대한 대안으로 일본에서는 1244yd, 중국에서는 1233zd 등 HFO 발포제가 생산되고 있다.


이에 대응하기 위해 우리나라도 제도정비를 검토하고 있다. 2020년부터 오존층보호법의 특정물질에 HFC를 포함함으로써 부담금 부과, 수입요건 확인물품확대 등을 추진한다. 또한 HFC관련 HS코드를 신설함으로써 혼합물질로 국내에 유입되는 발포가스도 규제대사상에 포함할 방침이다.


최정만 패시브건축협회 회장은 ‘건축물 단열기준 강화흐름 및 전망’ 발표를 통해 시공과 관련된 문제를 지적했다. 최 회장은 “현재 패시브하우스 기준으로 강화된 건설기준은 앞으로 더 강화되지는 않을 전망이다”라며 “다만 기준이 아무리 강하게 세워졌고 단열재가 아무리 좋아도 제대로 시공되고 품질이 관리되지 않으면 허사”라고 지적했다.


단열성능이 우수한 제품이 생산됐다고 하더라도 건축물의 준공까지 단열재가 거치는 숙성·수송·보관·시공·유지 등 과정에서 수분에 노출되거나 파손되는 등 품질을 유지할 수 없는 상황에 처하는 경우가 많아 개선이 필요하다는 것이다.


이에 따라 패시브건축협회는 KICT와 함께 국제표준을 중심으로 특정단열재가 사용될 수 있는 조건, 환경 등을 명시하는 가이드라인을 개발하고 있다. 물에 약한 단열재가 외기에 면하는 부위에 사용되거나 압축강도가 낮은 단열재가 바닥에 시공되는 사례 등을 막음으로써 건축물이 실질적으로 기후변화, 온실가스에 대응할 수 있게 한다는 취지다.


박철용 쌍용건설 부장은 ‘제로에너지건축물과 단열재’ 발표에서 “각계에서 제로에너지빌딩을 외치고 있지만 제로에너지빌딩이 에너지비용제로가 아님을 일반인에게 적극적으로 알리지 않아 보편적 인식과 전문가들의 인식 간 괴리가 커지고 있다”라고 지적했다.


이어 “강화된 단열기준을 충족해야 하는 건설사 입장에서는 단열재 성능향상에 따른 두께감소 편익보다 단가를 더 민감하게 보는 것이 사실”이라며 “비용측면에서는 단열재보다 창호의 비용이 더 크기 때문에 단열재는 관여도가 낮은 편”이라고 밝혔다.


박 부장은 또한 “제로에너지건축물을 제대로 구현하기 위해서는 단열성, 시공성, 경제성, 시장성, 유지관리 등을 면밀히 분석해야 하며 일반인의 인식을 왜곡하지 않도록 지식인들의 노력이 필요하다”고 밝혔다.


박 위안(Park Yuan) 하니웰 엔지니어는 ‘PU단열재를 위한 하니웰 발포제’ 발표를 통해 하니웰이 보유한 HFO발포제 Solstice LBA(1233zd)의 강점을 소개했다. Solstice LBA는 ODP ‘0’, GWP 1, 비가연성 성질에 따라 온실가스 저감과 난연성능향상에 효과가 크다.


성능평가 결과 발포과정에서 입자가 닫힌 셀(Close cell)을 구성할 수 있도록 도움으로써 단열재 열전도도가 기존 c-펜탄계열 발포제 대비 7~14% 낮아 단열성능이 개선된 것으로 나타났다.


발포제를 제외한 다른 조건이 모두 동일하게 생산된 단열재들을 비교한 결과 열관류율이 △LBA는 0.018 △245fa는 0.019 △NP는 0.023 △XPS는 0.028 등으로 나타났다. LBA를 이용한 단열재는 유럽 난연성능실험인 SBI를 통해 실험한 결과 펜탄계열 대비 난연성능도 개선됐으며 경시변화에 대해서도 효과적인 것으로 분석됐다.


박기홍 벽산 공장장은 ‘Low GWP 발포제 XPS시스템’을 주제로한 발표에서 “XPS발포제는 1세대 CFC, 2세대 HCFC, 3세대 HFC, 4세대 CO₂ 또는 HFO 등으로 진화해 왔다”라며 “국내 HCFC는 몬트리올의정서에 따라 2030년까지 전량 감축해야 하며 HFC는 키갈리개정서에 따라 2045년까지 기준수량의 80%를 감축해야 하는 상황”이라고 밝혔다.


현재 XPS업계는 발포제로 HFC와 일부 HCFC를 혼합해 활용하는 실정이다. 최근 기술개발이 추진됨에 따라 일부 업계에서는 CO₂나 물을 활용하는 방향을 검토하고 있으나 단열성능, 난연성능 등 기준을 맞추기 어려워 제품출시에 난항을 겪는 것으로 나타났다.


해외의 경우 유럽은 발포제로 HFO를 사용함으로써 단열성능과 온실가스 대응력을 높이는 것으로 나타났으며 일본은 일부 제품에 HFO를 사용하고 있다.


다만 다른 발포제와 마찬가지로 HFO도 단독으로는 사용하기 어렵고 다른 발포제와 혼합해 단점을 상쇄시킬 필요가 있는 것으로 나타났다. CO₂와 에틸알콜(EtOH) 혼합물의 경우 비용과 안전성은 우수하지만 단열성능이 낮고, HC계열의 경우 작업성과 단열성은 우수하지만 안전성과 연소성이 낮아진다. HFO도 단열성과 안전성은 우수하지만 용해도에 한계가 있어 가소성 발포제 투입이 필요하므로 비용에 높아진다는 단점이 있다.





이번 세미나의 마지막 발표를 맡은 벤 루(Ben Lu) 하니웰 마케팅전문가는 ‘글로벌 발포제 시장동향’ 발표에서 “좋은 발포제는 무취, 무독성, 낮은 환경영향, 비가연성, 낮은 열전도율, 원료와의 호환성, 작은 셀 크기 등으로 정리할 수 있다”라며 “글로벌시장은 경제성·규제·성능 등의 이슈에 따라 움직이고 있다”고 밝혔다.


현재 페놀폼시장에서는 △HCFC 141b △HFC 245fa △HFC365mfc/227ea △HFO 1233zd(E) △Hydrocarbons 등이 발포제로 활용되고 있으며 XPS시장에서는 △HCFC R22 △HCFC 142b △HFC 134a △HFC 152a △HFO 1234ze(E) △HFO 1233zd(E) △Injected CO₂ 또는 CO₂/Ethanol △Hydrocarbons △DME 등이 활용되고 있다.


국제사회의 규제가 강화됨에 따라 HCFC는 세계적으로 감축하는 추세이며 HCFC의 퇴출 이후 HFC가 감축대상으로 지목되고 있다. 이에 따라 하니웰은 HCFC와 HFC를 대체할 수 있는 HFO를 개발해 세계시장에 폭넓게 보급하고 있다.