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단열재는 환경적인 측면에서 양면성을 갖고 있다. 한편으로 열 손실을 최소화하여 에너지 사용을 절약 하여준다. 반면에 생산 과정에서 많은 에너지와 이산화탄소를 발생시키며, 인체에 유해한 성분이 포함되어 있다. 건물 생애주기 관점에서 과연 단열재의 환경적 성능이 유익한지를 계산해 볼 필요가 있다. 

   예로 단열재로 많이 사용되는 압출 폴리스틸렌은 1,430 지구 온난화 지수를 갖고 있습니다. 일반적 스프레이 폼 단열제는 지구 온난화 지수가 700~1,000이다. 더우기 단열재의 구성성분에 대한 관심이 높아지고 있다. 벤젠과 스틸렌은 발포 폴리스틸렌의 기본 성분이다. 제조 과정에서 소량으로 생성되는 두 물질은 유독성 물질이다. 고분자 난연재 폼 생산에 부타디엔, 스티렌, 부롬 등 반환경 물질이 만들어 진다.

   이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 환경적 부하가 낮고, 건강에 부정적 영향이 없는 재료 개발이 시도되고 있다. 셀루로즈, 양모, 재활용 데님 단열재 등은 새로운 대안  단열재로 사용되기 시작하고 있다.

최신 단열재로 에어로젤이 있다. 가장 가벼운 물질 중 하나로 기존 단열재에 비하여 1.5 ~2배의 매우 높은 단열성능을 갖고 있다. 이에 따라 얇은 두께로 같은 성능을 발휘할 수 있다. 그러나 이 성분은 화석연료 기반이며, 다루기가 힘든 문제를 가지고 있다. 스웨던 Wallenberg Wood Science Center는 목재를 기반으로 한 바이오 에어로젤을 개발하고 있다. 목재 내부 세포 구조를 제거하고 나노 기공으로 채우는 방식이다. 이 방식은 에어로젤보다 단열효과가 높으며 유해한 발포제가 없는 초경량 물질이다. 단열재와 구조재가 같이 하는 일체식 단열재 개발이다.

     미국 Oak Ridge National Laboratory는 속이 중공 실리카 입자 형태의 화석 연료 에어로젤의 대안적 물질을 개발하고 있다. 셀룰로즈 섬유와 결합하는 새로운 열복합 재료로 기존 단열재보다 성능이 우수하다. 또한 에어로젤보다 더욱 견고하고 가격이 저렴하다. 또한 습기에도 강하다. 중공 실리카 구조 물질 생산에 따른 에너지 저감 방법이 개발되고 있다.

   다른 단열재 개발로 독일 괴팅겐 대학의 산림과학자들의 연구가 있다. 이 연구진은 입자형 팝콘으로부터 단열보드를 생산하는 것이다. 이 제품은 높은 단열 성능, 내화성, 방수기능을 갖고 있다. Abocom이라 불리는 이 제품은 매우 저럼하게 대량 생산이 가능할 것으로 예견되고 있다.

   다른 저기술 방식으로 양모, 유황, 폐식용유로 만드는 새로운 합성물질의 단열재이다. 호주 Flinders 그리고 Deakin 대학과 영국 리버풀 대학이 개발하는 폐기물을 활용한 새로운 단열재의 개발이다. 인체에 무해한 특성이 있으며, 양모를 카놀라유와 유황으로 만든 결합재로 고온 압착 결합하는 방식이다. 우수한 단열 및 내화성이 있으며, 자연분해가 가능한 제품이다.

   산업 부산물을 이용한 단열재 개발 또한 시도되고 있다. 스위스 ETH Zurich 대학은 산업폐기물로부터 경량 다공성 발포제 생산 방법을 개발하였다. 석탄 화력발전소 부산물인 비산재를 이용하여 폭기하는 방식으로 재료를 만든다. 이 팀은 다른 여러 가지 산업 부산물을 이용한 재료 개발에도 나서고 있다. 이는 생산에 필요한 추가 에너지가 필요하지 않다는 장점이 있다. 그러나 인체 유해성에 대한 문제 해결을 필요로 한다.

참고문헌

이 글은 인터넷 매체 ARCHITECT의 기사 내용을 번안한 내용입니다.