배관 보온재는 건축 및 산업 현장에서 열 손실을 최소화하고 에너지 효율을 높이기 위해 필수적인 요소입니다. 현재 산업현장에는 다양한 보온재가 생산되고 있는데 이러한 보온재들은 기본적으로 일정수준 이상의 구비조건을 갖춰야 합니다. 구비조건으로는 열전도율이 작고 흡습성 및 흡수성이 작으며 경제적이고 중량이 가벼워야합니다. 또한 불연성 및 변질이 없는 특성 또한 구비해야합니다. 이러한 기본적인 구비조건 이외에도 다양한 재질로 구성된 보온재는 각각의 특성과 용도에 따라서 선택 기준이 달라집니다. 이번 글에서 보온재를 유기질, 무기질, 금속재로 구분하여 각 재질의 특성과 장단점을 상세히 알아보겠습니다.
유기질 보온재의 특징과 장단점
유기질 보온재는 석유계 화학 제품에서 파생된 재료로 제작됩니다. 대표적인 제품으로는 펠트, 코르크, 폴리스틸렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 고무발포 보온재가 있습니다. 펠트의 경우 양모와 우모 펠트가 생산되며 곡면 시공에 유리하다는 장점이 있습니다. 크로크 보온재의 경우는 액체 및 기체가 쉽게 침투되지 않아 보냉 및 보온효과가 우수하다는 장점이 있습니다. 코르크 보온재는 주로 냉각기 등의 보온재에서 사용됩니다. 본 블로그는 설비에 특화되어 있다보니 설비의 입장에서 보온재를 사용하는 경우는 배관 및 덕트의 보온에서 많이 사용합니다. 이때 많이 사용되는 보온재는 폴리에틸렌 보온재 및 고무발포 보온재를 많이 사용합니다. 폴리에틸렌의 경우 아티론 보온재라고도 많이 불리는데 장점으로는 시공이 간편하며 경량에 흡수성이 적다는 장점이 있습니다. 다만 단점으로는 다른 보온재 대비 보온 두께를 크게해야하는 단점이 있고 시공 후 매직테이프 등으로 마감을 해야하는 단점이 존재합니다. 고무발포보온재의 경우는 습기의 침투성이 가장 작은 보온재로서 습기가 많은 기계실 등에서 많이 사용되는 소재입니다. 옥외배관의 보온재로도 많이 사용되며 시공시 고무발포 보온재용 접착제를 이용하여 시공합니다. 단, 시공 시 보온재를 매직테이프로 압박하여 시공하는 경우나 보온재의 기포층을 눌러가며 시공하는 경우 보온 성능이 급격하게 저하됩니다. 이외의 폴리스틸렌, 폴리우레탄 보온재의 경우는 배관에서는 거의 사용되지 않으며 대부분 건축물의 단열재로 사용되나 최근 급격한 화재원인 이유로 지목되어 자주 사용되지는 않습니다.
무기질 보온재의 특성과 적용 분야
무기질 보온재는 천연 광물이나 인공적으로 제조된 무기 성분을 기반으로 한 제품으로, 대표적으로 유리섬유(Glass Wool), 암면(Rock Wool), 규산칼슘(Calcium Silicate) 등이 있습니다. 이들 보온재는 대부분 유기질 보온재에 비하여 안전 사용온도가 300도~500도 이하여서 유기질 보온재에 비하여 고온의 환경에서 단열재로 많이 사용됩니다. 특히 설비에서 제일 많이 사용되는 무기질 보온재로는 유리섬유 보온재가 있습니다. 유리섬유 보온재는 용융유리를 섬유화한 제품으로 안전 사용온도가 300도 이하입니다. 유리섬유 보온재는 대부분의 증기 배관 및 덕트에서 많이 사용합니다. 다만 흡습성이 크기 때문에 방수처리를 하고 사용해야하는 단점이 존재합니다. 앞서 소개한 보온재 이외에도 탄산마그네슘 보온재는 파이프, 탱크의 보온재로 사용되기도 하며 세라믹 파이버 보온재와 같이 용융접이 높고 내약품성이 우수한 제품 또한 생산됩니다.
금속재 보온재의 기능성과 특수성
금속재 보온재는 주로 알루미늄, 스테인리스, 아연 도금 강판 등으로 구성된 외피형 보온 시스템입니다. 금속재 보온재는 보일러의 연도 등에서 많이 사용됩니다. 이러한 금속재 보온재는 금속박으로 공기층을 만들고 복사열에 의한 반사특성 및 공기층의 보온성을 이용하는 특성이 있습니다. 이때 금속재만 사용하는 것이 아닌 내부에 유기질 또는 무기질 단열재를 넣고 외부는 금속재로 감싸는 방식으로 제작됩니다. 금속재 보온재의 장점으로는 뛰어난 내후성, 긴 수명, 기계적 보호 기능이 있습니다. 또한 내화성과 불연성도 뛰어나 유기질 및 무기질 보온재에 비해 높은 안전성을 확보할 수 있습니다. 반면 단점으로는 높은 비용과 무게로 인해 설치 인력이 많이 필요하고, 구조 변경이 어렵다는 점이 있습니다. 다만 단점으로는 보온재의 시공이 어렵고 타 보온재에 비해 단가가 높습니다.