경질 우레탄 폼 단열재(보온판)와 실내 공기 환경(2)
3. MDI(이소시아네이트)의 문제
경질 우레탄 폼 단열재(보온판, PUR/PIR)은 폴리이소시아네이트(MDI)와 폴리올과의 반응에 의해 생성되는 고체 PUR 또는 PIR 셀 구조를 생성합니다. MDI(methylene diphenyl diisocyanate)는 호흡기 과민성 물질이며 R40(H351)이라는 표지가 붙어 있어 암을 유발할 수 있습니다.
MDI는 발포 공정 중에 화학적으로 소비되기 때문에 최종 경질 발포 폼에는 존재하지 않습니다.MDI 배출물이 검출 가능한지 여부를 확인하기 위해 인정된 시험 방법을 사용하여 다양한 경질 우레탄 폼 단열재 (보온판)를 시험했습니다. 시험 결과 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)로부터 모두 MDI 배출이 없음을 확인 했습니다.
이론적으로 최악의 상황을 시험하기 위해, 이러한 시험 중 일부는 규칙적인 간격으로 압축된 연속 셀 연질 폼 샘플을 사용했습니다. 다른 시험에서는 극단적인 조건을 주기 위해 외부 표면이 없는 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)로 만들어진 기밀 입방체를 사용한 독립 셀 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)를 사용했습니다.
극미량의 MDI는 새로 생산된 PIR 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)에서만 검출되었습니다. 30ng/㎥의 농도는 인간의 건강에 미치는 영향이 예상되는 노출 수준보다 훨씬 낮았습니다. 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)에 대한 MDI 배출량은 24시간 후에 감지되지 않았습니다.
정량화의 한계는 1.9ng/㎥(0.0000019mg)으로 낮았습니다. 이것은 근로자를 위한 많은 유럽 국가에서 유효한 0.05mg/㎥의 전형적인 MDI 직무상 한계(OEL)보다 대략 26,000배 더 낮습니다. 이 한계는 실내 공기와 관련이 없는 것 같지만, 실내 공기 한계를 유도하기 위한 기초로 종종 사용됩니다. 예를 들어 핀란드는 OEL을 0.035mg/㎥로 적용합니다. 핀란드 건축 법규에 따르면 “정상 구역의 불순물”의 실내 공기 함량은 일반적으로 OEL의 1/10 이하일 수 있습니다.
0.0035mg/㎥의 노출 한계를 적용할 경우, 극단적인 경우의 실내 공기 농도는 이 임계값보다 최소한 1,800배가 됩니다. 몇몇 다른 국가는 발암성 물질로 분류되고, 특정 실내 공기 한계가 없는 물질에 대해 OEL/100 또는 OEL/1000의 가장 일반적인 임계값을 적용합니다. 그렇더라도 보고된 검출 한계는 임계값 보다 훨씬 낮습니다.
일반 인구의 노출 위험을 평가할 수 있는 또 다른 출처는 공공 건강 한계인 0.0007mg/㎥(0.7 pb v/v)를 적용하는 “캘리포니아 기준 노출 한계, 공동체의 안전한 공중 수준”입니다. 이것은 현재 전 세계적으로 적용되는 가장 엄격한 기준입니다. 이 경우에도 정량 한계는 공중 보건 한계보다 350배 이상 낮습니다.
위의 내용을 근거로 의심할 여지없이 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)를 제조하는 데 사용된 MDI에 건물 사용자가 노출되지 않았음을 결론지을 수 있습니다. 위에서 언급한 시험 결과는 부속서 1에 요약되어 있습니다.
4. 미생물 오염의 문제
화학 물질 이외에도 곰팡이 포자 및 소위 미생물 휘발성 유기 화합물은 심각한 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 포자는 곰팡이 또는 박테리아의 신진 대사를 통해 생산될 수 있으며, 독성이거나 알레르기 반응을 일으킬 수 있습니다. 여러 가지 건축 제품과는 달리 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)는 곰팡이, 박테리아 또는 곤충을 위한 번식지 또는 식량으로 제공하지 않으며 밀폐된 셀 구조이기 때문에 포자를 포함할 수 없습니다.
5. ‘통기성’ 문제
낮은 그리고 제로 에너지 건물은 공기가 잘 통하는 경우에는 달성할 수 없습니다. 효율적인 자연 또는 기계적 환기시스템은 편안하고 건강한 실내 공기 습도 수준을 유지하는 데 필수적인 요소입니다. ‘통기성’ 건축물, 특히 ‘통기성’ 단열재의 이점에 관해서는 시장에서 요구되고 있습니다. 그러나 이러한 주장을 지지하는 사람들은 습기가 ‘통기성이 없는’ 구조물이나 건물에 축적되어 결로 현상을 일으킬 수 있다고 경고합니다. 이것은 차례 차례로 미생물 성장(곰팡이, 먼지 진드기 등)으로 이어져 모든 부정적인 결과를 초래합니다.
우선 대부분 과학자들은 특정한 물리적 특징을 기술하지는 않지만 건물 수준에서 평가되어야 하는 몇 가지 현상을 나타내기 때문에 ‘통기성’이라는 용어를 거부합니다.
수증기 저항이 낮은 재료를 사용하면 벽이나 지붕의 단열층에서 응축이 발생할 수 있습니다. 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)는 투수율이 매우 낮기 때문에 영향을 받지 않습니다.
게다가 최악의 상황(0.5시간의 공기 변화)에서도 통기성은 ‘통기성’ 벽이 있는 집에서 증기 전달의 95%를 차지합니다. 대기 중 수분, 표면 응축, 곰팡이 발생, 먼지 진드기 그리고 그에 따른 건강상의 문제를 관리 할 때, 대형의 공기 교환(의도한 환기 및 공기 누설)은 ‘통기성’보다 19배 이상 더 중요합니다.
건축 요소의 수분 완충 효과에도 동일하게 적용됩니다. 연구 결과에 따르면 완충 효과는 주로 실내 공기와 직접 접촉하는 피복층에만 국한되기 때문에 단열재의 역할은 극히 미미한 것으로 나타났습니다.
6. 경질 우레탄 폼 단열재(보온판) 작업
1) 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)으로 작업할 때 피부 위험은 없는가?
공장에서 생산한 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)을 절단하고 설치하는 작업자는 경질 우레탄 폼 단열재 (보온판)와 직접 접촉합니다. 그러므로 이것이 MDI와 피부 접촉을 일으킬 수 있는지를 확인하는 것이 중요합니다.
필터를 22℃로 5일 동안 양면에 연질 발포체 조각과 접촉시킨 상태에서 발포체 원래 높이의 75%로 압축하는 시험을 실시하였습니다. 5일 동안 44ng/㎠ 또는 1일당 9ng/㎠(연속적인 이동으로 가정 됨)의 검출 한계로 시험하였으나, 필터 추출물에서 MDI 유도체가 검출되지 않았습니다. 이 감지 임계값은 740ng/㎠ 의 일일 허용 노출 수준(AEL) 80보다 낮습니다.
[경질 우레탄 폼 단열재(보온판)의 동적 피로시험]
2) 현장 발포 스프레이 우레탄 폼에 대한 사항
현장에서 발포하는 스프레이 작업은 정식으로 자격을 갖춘 전문 작업자만이 실시할 수 있으며, 특별한 건강 및 안전에 관한 요구 사항을 준수해야 합니다. 2개의 액체 화학 성분 PMDI 및 발포 ‘수지’가 함께 혼합되어 분사되고, PMDI는 현재의 노출 한계치 이상으로 공기 중의 농도에 도달할 수 있으며 특별한 안전 조치가 준수되어야 합니다. 상온 이하 또는 비 분사 적용시, PMDI 수준은 많은 국가에서 설정된 대로0.050ng/㎥의 MDI에 대한 작업장 노출 한계 이하입니다.
현장에서 발포 작업을 실시하면 작업자는 즉각적으로 일반 구역과 작업 구역을 구획하고 필요한 건강 및 안전 보호 조치를 실시합니다. 스프레이 도포 및 후속 작업 중 증기, 에어로졸 및 PMDI 및 기타 화학 물질 에 대한 노출을 최소화하기 위해 작업자는 전동식 공기시스템 또는 공기 공급시스템, 장갑, 작업복, 안전 부츠 및 마스크를 착용하고 공급자의 지시 사항을 따라야 합니다.
PU 유럽은 스프레이 폼의 안전한 설치를 위하여 업계 지침을 개발했습니다. 공급 업체는 협회는 이러한 산업 전반에 걸친 권고를 기반으로 상세한 안전 조치를 제공하고 있습니다.
단열재, 시트, 매트리스, 벽재 등 건물에 사용되는 다른 형태의 경질 우레탄 폼 단열재와 마찬가지로 발포체가 경화되면 화학적으로 비활성인 것으로 간주합니다. VOC 및 SVOC 배출 수준은 공장에서 제조한 경질 우레탄 폼 단열재(보온판)과 비슷합니다.