EPS와 XPS 단열재의 구조적 차이와 열적 성능 비교

대표적인 단열재인 EPS(발포 폴리스티렌)와 XPS(압출 폴리스티렌)는 각각 고유한 특성과 장점을 지니고 있습니다. 이 글에서는 EPS와 XPS 단열재의 구조적 차이와 열적 성능을 비교하여, 어떤 상황에서 어떤 단열재를 선택하는 것이 적합한지 살펴보겠습니다.​

목차

• EPS(발포 폴리스티렌) 단열재란?
• XPS(압출 폴리스티렌) 단열재란?
• 구조적 차이
• 열적 성능 비교
• 수분 흡수 특성
• 압축 강도

EPS(발포 폴리스티렌) 단열재란?

EPS는 작은 폴리스티렌 비드를 증기로 팽창시켜 제조되는 단열재로, 약 98%의 공기와 2%의 폴리스티렌으로 구성되어 있습니다. 이러한 구성으로 인해 가볍고 우수한 단열 성능을 제공합니다. EPS는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다:​

• 우수한 단열 성능: 열전도율이 낮아 열 손실을 효과적으로 방지합니다.​
• 경량성: 가벼워서 취급 및 설치가 용이합니다.
• 다양한 응용 분야: 벽, 지붕, 바닥 등 다양한 부위에 사용 가능합니다.​
• 내습성: 폐쇄 셀 구조로 인해 수분 흡수가 적어 내구성이 우수합니다.​

그러나 EPS는 수분을 약간 흡수할 수 있어, 지속적인 습기에 노출되는 환경에서는 성능이 저하될 수 있습니다.

XPS(압출 폴리스티렌) 단열재란?

XPS는 폴리스티렌을 녹여 연속적인 압출 공정을 통해 제조되는 단열재로, 균일한 폐쇄 셀 구조를 가지고 있습니다. 이러한 제조 공정으로 인해 다음과 같은 특징을 지닙니다

• 높은 압축 강도: 구조적 하중을 견디는 능력이 우수하여, 지하실 벽이나 기초 등 하중이 가해지는 부위에 적합합니다.​
• 우수한 내습성: 폐쇄 셀 구조로 인해 수분 흡수가 거의 없어 습기가 많은 환경에서도 성능이 유지됩니다.​
• 우수한 단열 성능: 열전도율이 낮아 효율적인 단열이 가능합니다.​

그러나 XPS는 제조 공정상 비용이 높아 EPS보다 가격이 비쌀 수 있습니다.​

구조적 차이

EPS와 XPS의 가장 큰 구조적 차이는 셀 구조에 있습니다.​

• EPS: 팽창된 폴리스티렌 비드가 결합된 형태로, 미세한 공극이 존재할 수 있습니다. 이러한 구조로 인해 약간의 수분 흡수가 발생할 수 있습니다.​
• XPS: 연속적인 압출 공정을 통해 제조되어 균일하고 밀폐된 폐쇄 셀 구조를 가집니다. 이로 인해 수분 흡수가 거의 없으며, 높은 압축 강도를 제공합니다.​

열적 성능 비교

단열재의 열적 성능은 열전도율로 평가됩니다. 일반적으로 열전도율이 낮을수록 단열 성능이 우수합니다.​

• EPS: 열전도율은 약 0.034~0.038W/mK로, 우수한 단열 성능을 제공합니다.​
• XPS: 열전도율은 약 0.029~0.033W/mK로, EPS보다 약간 더 낮은 수치를 보입니다.​

따라서, 동일한 두께의 단열재를 사용할 경우 XPS가 EPS보다 약간 더 나은 단열 성능을 제공합니다. 그러나 이러한 차이는 실제 적용 시 크게 영향을 미치지 않을 수 있으며, 비용, 설치 환경 등을 고려하여 선택하는 것이 중요합니다.​

수분 흡수 특성

수분 흡수는 단열재의 성능과 내구성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.​

• EPS: 약간의 수분 흡수가 발생할 수 있지만, 흡수된 수분은 빠르게 배출되어 건조됩니다. 한 연구에 따르면, 15년간 지하에 매설된 EPS의 수분 흡수율은 4.8%였으며, 30일 후에는 0.7%로 감소하였습니다.​
• XPS: 초기에는 수분 흡수가 적지만, 장기간 습기에 노출될 경우 수분 흡수율이 증가할 수 있습니다. 같은 연구에서 15년간 지하에 매설된 XPS의 수분 흡수율은 18.9%였으며, 30일 후에도 15.7%로 높게 유지되었습니다.​

이러한 결과는 장기적인 사용 환경에서 EPS가 XPS보다 수분 관리 측면에서 우수할 수 있음을 시사합니다.

압축 강도

압축 강도는 단열재가 하중을 견디는 능력을 나타내며, 적용 부위에 따라 중요한 고려 요소가 됩니다.

• EPS: 밀도에 따라 압축 강도가 다르며, 일반적으로 8~16N/cm² 범위입니다.​
• XPS: 밀도에 따라 압축 강도가 10~25N/cm²로, EPS보다 높은 수치를 보입니다.