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건축용 페놀폼 단열재 정말 안전한가?

특별기고 / 건설기술연구원 강재식 선임연구위원

| 기사입력 2024/04/03 [10:00]
기사입력  2024/04/03 [10:00]
건축용 페놀폼 단열재 정말 안전한가?
특별기고 / 건설기술연구원 강재식 선임연구위원
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지난해 건축용 단열재 시장 규모가 1조 6천억 원을 웃돌고 있다. 그중 페놀폼 단열재가 4,400억 원의 매출을 기록하며 시장 점유율 30%를 차지하고 했다.

지난 2019년부터 건설시장에서 페놀폼 단열재 사용이 급격하게 증가하고 있지만 페놀폼의 폼알데하이드 방출에 따른 위해성에 대한 지적은 끊이질 않고 있다.

최근 ‘건축용 페놀폼 단열재’에 대한 친환경성 문제가 다시 부각 되며 ‘객관적 검증’을 통해 ‘합리적인 의심’을 풀 법적 기준 마련이 시급하다는 지적이 나오고 있다. 건축용 페놀폼 단열재 정말 안전한가? 건축분야 전문가 의견을 싣는다. (편집자 주)

 

 

건축용 페놀폼 단열재 정말 안전한가? (친환경성 측면에서)-1

 

기고 요약 - 폼알데하이드는 전 세계가 1급 발암물질로 규정하고 있는 인체에 치명적 위해 물질 중 하나이다. 따라서 건축자재를 포함한 생활공간에서 폼알데하이드 방출은 철저히 제한되고, 반드시 관리돼야 한다. 

지난 2019년 대한건축학회는 건축물 단열재로 사용하는 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 대한 연구결과를 발표했다. 최대 10배가 넘는 폼알데하이드가 페놀폼에서 검출된 것.

그러나 새로운 단열재인 페놀폼에 대한 이해 부족과 잘못 알려진 성능, 여기에 일반적으로 사용하는 유기계 단열재 가운데 페놀폼 외에는 이미 강화된 화재안전성 측면에서 대안이 없다는 잘못된 정보 등으로, 자칫 국내 건설현장이 단열재 때문에 일시 중단될 수 있다는 기우까지 더하면서 정부의 합리적 대응전략 수립은 현재까지 전무인 상태다. 

페놀폼 단열재에 대한 친환경성 이슈는 해법이 어렵지 않다. 주요 건축자재에 대한 법적 기준을 근거로 실제 건설현장에서 사용하고 있는 페놀폼 단열재에 대한 공정 샘플링을 실시하고, 표준시험법에 따른 시험결과에 따라 그 위해성 정도를 평가해 단열재로서 사용 적합성을 판단하면 된다. 

당장이라도 1차 사용자인 건설사가 현장에 반입된 제조일이 명기된 페놀폼을 랜덤 샘플링해 직접 KOLAS 시험기관에 시험 의뢰하면 된다. 

2019년 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 대한 사회적 이슈가 5년이 지난 현재 시점에서 달라진 것은 거의 없다. 페놀폼에 대한 기업의 전략적 언론홍보와 영업활동은 더욱 확대되어 최근 전체 단열재 시장의 약 30% 내외를 점유하는 것으로 알려져 있다. 

이제 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 따른 위해성 문제는 무엇이 진실이고, 무엇이 거짓인지 아무도 관심조차 없는 실정이다. 페놀폼 단열재는 정말 안전한가?  

 

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본문이미지

▲강재식 박사

 기고 전체 내용 - 폼알데하이드는 천만 관객의 영화 ‘괴물’에서 하수도에 버려진 독극물이다. 전 세계가 1급 발암물질로 규정하고 있는 인체에 치명적 위해물질 중 하나이다.

 

따라서 건축자재를 포함한 생활공간에서 폼알데하이드 방출은 철저히 제한되어야 하고, 반드시 관리되어야 한다. 

 

2019년 4월, 대한건축학회는 건축물 단열재로 사용하는 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 대한 연구결과를 발표하였고, 같은 해 6월, 환경부 국립환경과학원은 단열재 품목별 친환경성에 대한 품질시험 결과를 공개하였다. 이들 연구의 핵심은 최근 몇 년간 국내 건설시장에서 급격히 사용이 증가한 페놀폼 단열재에서 인체에 위해를 줄 수 있는 폼알데하이드의 방출량이 심각한 수준이라는 것이다. 우리가 숨 쉬고, 거주하는 건축물에서 허용 기준치 이하로 관리하여야 하는 폼알데하이드가 페놀폼 단열재에서 다량 방출되고 있음이 최초로 밝혀졌다. 

 

2019년 9월, JTBC 뉴스룸은 학회와 환경부 연구보고서 그리고 JTBC가 국립환경과학원과 함께 현장 검증한 시험결과를 근거로 페놀폼 단열재의 폼알데하이드 방출량에 대한 충격적인 심층 보도를 공개하였다. 최대 10배가 넘는 폼알데하이드가 페놀폼에서 검출된 것이다. 이어 10월 국회 국정감사에서 페놀폼의 위해성에 대한 질의와 질타가 이어졌고, 당시 해당 부처의 장관은 페놀폼의 인체 위해성에 대한 명확한 법적 기준이 없어 조속히 대응방안을 마련하겠다는 원론적 답변을 하였다. 그러나 이는 당시 우리나라 법의 전반적 체계를 충분히 이해하지 못한 결과이며, 공교롭게도 페놀폼 제조 기업의 주장과 동일하다. 

 

우리나라 환경부, 국토교통부, 산업통상자원부는 친환경 관점에서 다양한 건축자재에 대한 위해물질 방출기준을 법적으로 관리하고 있다. 당연히 폼알데하이드에 대한 방출량 허용치도 포함된다. 환경부는 ‘실내공기질관리법’에서 접착재, 페인트, 목재 등 위해물질 방출이 많은 주요 건축자재에 대한 허용 기준값을 정하고 있고, 국토교통부는 ‘건강 친화형 주택건설기준’에서 포괄적 의미의 건축자재에 대한 위해물질 방출량을 규제하고 있다. 

 

여기에 산업통상자원부는 HB 친환경마크 제도를 통해 일반 건축자재의 위해물질 방출에 대한 친환경성을 등급으로 평가하고 있다. 또한 건축용 단열재는 환경표지 인증시 필수항목으로 위해물질에 대한 방출을 엄격히 제한하고 있다.

 

따라서 페놀폼 단열재의 폼알데하이드 방출에 대해 제도가 없어 대응방안을 마련하겠다는 당시 국감장에서의 답변은 결코 적합하다 볼 수 없다. 

 

새로운 단열재인 페놀폼에 대한 이해 부족과 잘못 알려진 성능, 여기에 일반적으로 사용하는 유기계 단열재 가운데 페놀폼 외에는 이미 강화된 화재안전성 측면에서 대안이 없다는 잘못된 정보 등으로 자칫 국내 건설현장이 단열재 때문에 일시 중단될 수 있다는 기우까지 더하면서 우리 정부의 합리적 대응전략 수립은 현재까지 제대로 된 대책이 없는 실정이다. 

 

2021년 1월, 환경부와 국토교통부는 19년도 국정감사에 따른 이행조치 차원에서 “건축자재(단열재)의 오염물질 방출특성 연구-폼알데하이드를 중심으로”를 발표하였다. 연구보고서의 결론은 “페놀폼 단열재를 노출 시공한 경우에도 ‘공동주택 실내공기질기준’을 충족하는 것으로 나타나 실내공기질 관리기준 대상 건축자재로 추가관리의 필요성이 높지 않은 것으로 판단된다.”였다. 결론적으로 페놀폼의 폼알데하이드 방출에 따른 위해성에 대해 우리 정부가 사실상 면죄부를 선언한 것이다.

 

그러나 해당 연구보고서는 객관적이고 합리적인 연구결과라기 보다 처음부터 본 사안을 그저 덮고자 하는 것이 아닌가 하는 합리적 의심이 들 수밖에 없다. 왜냐면 연구보고서의 시험결과에 나타난 객관적 숫자는 “안전하다”라는 연구결론과는 상반되게 처음부터 끝까지 페놀폼 단열재의 심각한 위해성, 즉 폼알데하이드 방출량이 심각한 수준임을 분명하게 적시하고 있기 때문이다. 해당 연구보고서 내용을 중심으로 문제점과 해석의 오류를 몇 가지 소개하면 다음과 같다.

 

먼저, 이번 사안의 시의성을 고려할 때, 표준시험을 위한 시료 선정부터 심각한 오류다. 어떻게 제조사가 제공한 시료 3개와 현장에서 임의 수거한 3개 등 총 6개 시료만을 대상으로 시험을 하였는지 도저히 이해할 수 없다. 특히 제조사가 제공한 시료는 애초부터 공정한 시험을 결코 담보할 수 없다. 전처리를 통해 폼알데하이드를 현저히 제거하는 방법은 너무도 많고 쉽기 때문이다. 이는 상식이다. 고양이에게 생선을 맡긴 것과 다름없다.

 

시험결과, 예상한 바와 같이 제조사 제공 시료는 폼알데하이드 방출량이 현저히 적게 나타났다. 반면에 건설현장에서 가져온 3개 시료는 폼알데하이드가 일정량 방출되는 것으로 나타났고, 그 가운데 1개는 환경부와 국토부의 허용기준치 0.02 mg/㎡ h를 초과하는 것으로 나타났다. 

 

따라서 현장에서 수거한 시료 3개 가운데 1개라도 기준값을 초과했다면 이는 환경부, 국토부의 위해물질로서 필요충분 조건에 해당한다. 위해성에 대한 평가와 판단은 시험한 시료의 평균값이나 범위로 하는 것이 아니라 단 하나라도 기준값의 초과 여부로 하여야 한다.

 

따라서 정상적인 연구라면 더 이상의 추가 연구 보다는 더 많은 현장시료에 대한 샘플링과 이에 대한 반복, 재현시험을 통해 페놀폼의 위해성을 검증하는 것이 타당하다. 그러나 이후에 2차 시험은 또다시 제조자에게서 공급받은 페놀폼 3개 시료와 현장 수거한 3개만을 대상으로 두 시험기관에서 반복 시험한다. 그리고 6개 시료 모두에서 환경부와 국토부의 기준치 이하의 시험결과를 제시하면서 페놀폼이 더 이상 유해하지 않음을 주장하고 있다. 

 

그러나 2차 시험은 더 명백한 오류를 연구보고서에 스스로 적시하고 있다. 즉 시료의 표면상태가 당초 1차 시험시료와 다르고, 특히 원래 두께의 시료를 대상으로 시험함으로서 단위면적당, 시간당 폼알데하이드 방출량이 상대적으로 적게 계산되는 착시현상을 보여준다. 시료 양면이 알루미늄 박판과 부직포로 덮혀 있는 상태에서 원래 두께의 시료를 대상으로 하기에 상대적으로 시료의 전체 표면적은 크게 증가하나 실제 표면에서의 폼알데하이드 방출량은 표면재(알루미늄 박판, 부직포)에 의해 줄어들 수 밖에 없어 단위면적당 방출량이 전체적으로 줄어든 결과일 뿐이다. 한마디로 2차 시험은 1차 시험에서 나타난 폼알데하이드 방출량의 기준치 초과를 무마하기 위한 것이 아니라면 시험한 사유를 달리 해석할 수 없다. 

 

따라서 현행 소형챔버법에 의한 두 차례 시험결과로서 페놀폼의 폼알데하이드 방출량이 위해하지 않다는 연구보고서의 주장은 잘못된 것이다. 또한 이와는 상반되게 보고서의 숫자는 이미 허용치를 초과했음을 분명히 제시하고 있고, 시료의 표면 상태에 따라 방출량이 더 크게 증가할 수 있음을 명확히 확인할 수 있다. 

 

여기서 또 하나 결정적 오류가 있다. 발포 플라스틱 폼 단열재인 페놀폼에서 휘발성 유기화합물인 폼알데하이드는 시간에 따라 확산되어 감소하는 근본적 물질특성을 지니기에 실제 제조일로부터 시간이 경과함에 따라 방출량이 점차 감소한다. 따라서 이 시험은 당초부터 시료의 제조일이 명확히 제시되어야만 시험결과에 대해 당위성을 가질 수 있다. 그러나 본 연구에서 시료의 제조일에 대한 근거는 어디에도 없다. 만약에 제조자가 공급한 시료가 합법적이지 않은 전처리를 하였거나, 시료가 제조일로부터 오랜 시간이 경과한 시료였다면 해당 시험의 결과는 결코 적합하다 볼 수 없다. 

 

실물 공간에서의 실험결과는 더욱 오류와 문제점이 많다. 먼저, 해당 실험실의 환기회수는 시간당 7회, 즉 50 Pa의 압력차 조건에서 방의 전체 공기가 1시간에 외부 공기와 7번 치환되는 아주 환기가 잘되는 실험실이란 의미이다. 만약 어떤 위해물질이 실내에 방출되었다 해도 이러한 조건에서는 외부로의 환기에 의해 실제 시험하고자 하는 시료의 실내 방출량을 가늠하기가 사실상 어렵다. 아무튼, 동일 규모의 실험실 5개를 대상으로 2개 실은 폼알데하이드가 방출하지 않는 EPS(스티로폴) 단열재로 3개 실은 페놀폼으로 시공한 후, 실제 건물조건에서 폼알데하이드 방출량을 실험하였다.

 

실험결과, 실내 공기에서 폼알데하이드를 검출한 13일 간의 측정일에 대해 5개 실험실 모두 폼알데하이드가 환경부 허용치 0.02 mg/㎡ h(공기질 기준 61.4 μg/㎥)를 초과하는 것으로 나타났다. 여기서 실험실 조건에 대한 문제점의 가정이 성립된다. 즉, 폼알데하이드가 방출되지 않아야 하는 EPS 실험실 2곳에서도 유사한 수준의 방출량이 검출된 것이다. 

 

이것은 앞서 가정한 것과 같이 애초에 실험실 조건이 부적합하여 페놀폼 실험실에서 방출된 다량의 폼알데하이드가 인접한 옆방으로 확산된 것 이외에 달리 해석이 어렵다. 

 

즉, 페놀폼이 시공된 실험실에서 방출된 폼알데하이드의 상당량이 환기에 의해 외부로 유실되었다는 가정이 충분히 성립되며, 이것은 이후에 제시된 실험결과 값 이상으로 실제 방출량이 존재했음을 예상할 수 있다. 

 

아무튼, 이러한 실험실 조건을 떠나 실험결과 자체에 대한 분석은 더욱 오류가 크다. 일반적으로 실내에서 폼알데하이드가 방출되는 요인인 주방 싱크대, 가구, 가전제품, 의류, 책 등이 전혀 없이 단열재만 시공한 공간조건에서 실내공기 중 폼알데하이드의 방출량이 최대 167g/㎥까지 검출되었다. 그리고 이 같은 수치가 환경부 실내공기질 기준치 210 μg/㎥ 이하이기에 위해성이 낮다는 논리를 연구보고서는 주장하고 있다. 

 

그러나 단열재만으로 실내공기질 기준치의 80% 수준까지 폼알데하이드가 검출되었고, 여기에 더해 환기에 의해 유실된 방출량을 고려한다면 이는 매우 심각한 수준의 폼알데하이드 방출량이라 보아도 무방할 것이다. 앞에서 실내공기질 기준치 210 μg/㎥ 이하이기에 추가로 제도의 관리가 필요 없다는 연구결론은 말 그대로 대국민 사기인 셈이다.

 

한편, 실내공기질 기준치 210 μg/㎥를 표면 방출량으로 환산하면 약 0.054 mg/㎡ h이다. 이 수치는 환기가 아주 잘되는 해당 실험실 조건에서 이미 환경부와 국토부의 표면 방출량 허용치를 2배 가까이 초과한 수치이다. 

 

또한 환경부 허용기준인 0.02 mg/㎡ h, 즉 공기질 기준으로 61.4 μg/㎥를 초과하는 날이 13일 측정일 가운데 최대 6일까지 나타나고 있다. 이는 심각한 수준의 폼알데하이드 방출이 실물 실험조건에서 발생하고 있음을 명확히 나타낸 것이다. 

 

그런데 실험결과에 대한 연구보고서의 최종 분석은 방출량이 높은 날의 수치를 모두 삭제하고, 나머지 방출량 분석도 평균값을 가지고 안전한 수준임을 주장한다. 폼알데하이드 방출량이 높게 나타난 측정일의 공통점은 높은 습도이기에 해당 측정값을 삭제한다는 논리를 버젓이 제시하고 있다. 

 

만약 이러한 측정값의 삭제 전후에 대한 실험값을 보고서에 제시하지 않았다면 우리는 정말 모를 수 밖에 없었다. 정말 다행이다. 그럼에도 도저히 이해할 수 없는 엉터리 논리다. 연구보고서의 논리라면 우리는 비오는 날에 페놀폼으로 지어진 집에서 생활하거나 잠을 자서는 안 된다. 집에 가습기를 켜 두어도 안 된다. 실내에 습도가 높으면 폼알데하이드가 기준값을 초과하여 방출하기 때문이다. 

 

거듭 강조하건데 폼알데히이드와 같은 위해물질에 대한 방출량을 평균값이나 범위의 논리로 안전성을 주장할 수 없다. 단 한차례라도 허용치 값을 초과하는 방출량이 검출된다면 그것은 국민 건강의 위해성 측면에서 단호히 평가해야 함이 정당하기 때문이다. 

 

환경부와 국토부의 연구보고서는 처음부터 끝까지 페놀폼 단열재의 재료특성과 휘발성 유기화합물인 폼알데하이드의 확산 특성을 고려하지 않은 연구보고서이다. 연구보고서에 적시된 시험결과와 실험결과 만으로도 해당 페놀폼 단열재에 대한 위해성은 매우 심각한 수준임을 확인할 수 있다. 따라서 연구보고서의 결론인 “페놀폼은 안전하다”가 아닌 “매우 심각한 수준으로 불안전하다”로 정정하여야 한다.

 

페놀폼 단열재에 대한 친환경성 이슈는 사실 해법이 어렵지 않다. 주요 건축자재에 대한 법적 기준을 근거로 실제 건설현장에서 사용하고 있는 페놀폼 단열재에 대한 공정 샘플링을 실시하고, 표준시험법에 따른 시험결과에 따라 그 위해성 정도를 평가하여 단열재로서 사용 적합성을 판단하면 된다. 

 

어렵지 않다. 당장이라도 1차 사용자인 건설사가 현장에 반입된 제조일이 명기된 페놀폼을 랜덤 샘플링하여 직접 KOLAS 시험기관에 시험 의뢰하면 된다. 참고로 최근 이렇게 현장 시험한 페놀폼의 폼알데하이드 방출량은 환경부 기준치를 수배 초과하는 것으로 나타났다.

 

결론적으로, 1급 발암물질인 폼알데하이드가 허용 기준치를 초과하여 방출되는 건축자재 속에서 우리 아이와 가족이 살고 있다면 단열재 항목이 법적 규정에 구체적으로 명기되어 있지 않아 대응하지 못한다는 논리는 결코 성립되어서는 안 된다. 

 

폼알데하이드의 확산 특성을 상식적으로 조금만 이해한다면, 그리고 건설현장에서 페놀폼 단열재가 어떻게 시공되고 있는지 한번만 살펴 본 다면 이러한 정부의 논리와 기업의 주장이 얼마나 위험하고 잘못된 것인지 알 수 있다. 

 

2019년 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 대한 사회적 이슈가 5년이 지난 현재 시점에서 달라진 것은 거의 없다. JTBC 보도 직후, 페놀폼에 대한 국민적 불안감에 일시적, 단 몇 일 동안 페놀폼 시장이 위축된 것이 전부이며, 이후 페놀폼에 대한 기업의 전략적 언론홍보와 영업활동은 더욱 확대되어 최근 전체 단열재 시장의 약 30% 내외를 점유하는 것으로 알려져 있다. 

 

이제 페놀폼의 폼알데하이드 방출량에 따른 위해성 문제는 무엇이 진실이고, 무엇이 거짓인지 아무도 관심조차 없는 실정이다. 그저 기업의 주장과 같이, 정부 연구보고서의 황당한 결론과 같이 페놀폼의 친환경성은 문제가 없단다. 페놀폼 단열재는 정말 안전한가? 

 

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