이상훈 한양대학교 공학대학원 환경공학과 교수

인류의 역사가 시작된 이래로 주거환경의 바탕이 되어 온 건축문화에는 항상 기본 기능성과 예술성이 상존하는 양상을 보이며 발전해 오고 있다. 그러한 건축구조물 속에서 공간의 기능성과 예술적 장식성에서 가장 오랫동안 인류의 사랑을 받으며 개발되어 오고 있는 것이 바로 세라믹 타일제품인 것이다. 그러나 상행위라는 인간들의 경제행위 속에서 제품의 부가가치 측면이 크게 대두되면서 본연의 타일제품이 갖는 환경친화형 기능성이 경시되고 사용상 편리성과 예술적 장식성만이 크게 두각 되는 그러한 이상 현상을 맞게 되기도 하였다. 그 결과, 최근에는 값싸고 미려하며 쉽게 사용할 수 있는 수많은 화학물질을 포함한 합성도배지와 페인트가 주로 사용되고 있으며 이들 내장재에서 발산되는 발암물질인 포름알데히드와 라돈, VOCs(휘발성 유기화합물) 등이 우리들의 건강을 해치고 있다는 것은 이미 많은 언론에 보도되는 등 널리 알려져 있는 것이 사실이다. 이러한 일반적인 건축내장재 제품들의 사용상 편리성과 용이성만 추구하여 인체에 미치는 영향을 고려하지 않은 탓에 최근에는 새집증후군(Sick House Syndrome-화학물질 과민증)으로 인한 천식, 아토피성 피부염 등 많은 피해가 점차 증가하고 있다(Fig. 1). 이러한 신종 알레르기 현상은 새롭게 신축했거나 리모델링한 주택에 입주한 사람들에게 많이 나타나게 되는데 이는 지붕, 벽, 바닥 등에 사용한 건자재나 새로 들여놓은 가구 등에 포함된 화학 물질들이 그 원인으로 밝혀지고 있다.

한편 생활환경이 향상되고 새로운 문화를 영위하기 위한 신소재가 많이 등장하면서 각종 건축 내·외장재도 고급화, 기능화, 차별화 되는 추세이고 이러한 경향은 보다 자연에 가까운 것을 추구하는 우리의 욕구에 의해 자연을 이용한 천연소재나 이와 유사한 질감을 표현할 수 있는 소재의 개발이 증가하면서 건축자재의 고급화 및 고기능성 건축자재 산업으로서의 신제품 개발이 최근 눈에 띄게 증가하고 있다.
현대인들은 하루시간의 80~90% 이상을 사무실이나 집, 상가 등과 같은 실내에서 생활하고 있다. 이렇게 오랫동안 실내에서 생활하는 우리에게 쾌적하고 건강한 실내 공기환경(IAQ, Indoor Air Quality)의 확보는 전 세계적으로 관심이 집중되는 환경문제와 결부되어 매우 중요하게 다루어져야 한다. 실내공간의 대부분을 차지하는 건물 내에서의 IAQ문제는 국민건강과 복지측면에서 우선적으로 고려되어야 할 것이다. 이러한 실내에서 우리는 많은 오염물질과 접하게 된다. 우리가 호흡하면서 내뿜는 이산화탄소(CO2)와 각종 건축자재에서 방출되는 유해물질, 발암성의 담배연기, 라돈, 석면 등이 그것이다.
따라서 최근까지는 관련 업체들을 중심으로, 이러한 문제점들을 적극적으로 해결할 수 있는 대안으로서, 천연 세라믹 도료형 건축마감재를 개발하여 공급하게 되었는데, 이러한 도료들은 천연소재를 이용하여 유해물질이 발생하지 않는 환경 친화적인 내장재로 개발해 나가는 것이 중요하다. 하지만 아무리 좋은 환경개선 소재라도 제품을 시공했을 때 탈착하거나 변형, 갈라짐 등의 하자가 발생하면 신뢰성을 잃게 된다.
그렇기 때문에 환경 친화적이면서 접착력이 우수하여 시공했을 때 탈착의 위험성이 없으며, 제품 자체에서 유해물질이 발생하지 않는 친환경성 접착제의 사용 또한 중요하다.

그러나 현재는 이러한 천연소재 및 접착제들의 물성 및 기능에 대한 품질의 기준이 없는 상태이며, 규격화가 되지 않아 업체들의 자체 기준에 따르고 있는 실정이다. 유사 규격인 얇은 마무리용 벽 바름재(KS F 4715)와 도료 및 관련 원료의 시험방법(KS M 5000)의 경우에는 액상세라믹 건축마감재의 물성시험에 관련되어서만 규정되어 있기 때문에 원적외선 방사특성(방사율 및 방사에너지) 및 항균시험, 탈취시험, 음이온 측정 등과 같은 다양한 기능성 시험과 유해물질 방출시험 등에 관련된 시험이 규정되어 있지 않다.
이러한 시험방법의 부재로 인하여 품질이 떨어지는 제품을 고가로 시공하여, 오히려 실내공기에 더욱 악영향을 끼치는 경우가 종종 발생하고 있으며, 일반 소비자들의 피해가 심각하게 우려되는 실정이다. 따라서 정확한 품질기준의 제정으로 품질의 규격화를 이루어 일반 소비자들에게 제품에 대한 신뢰성을 회복하며 양질의 제품을 선택적으로 구매할 수 있는 기준을 마련하는 것이 시급하다.
또한, 앞서 밝힌 새집증후군과는 달리, 최근에는 콘크리트 스트레스로 대변되고 있는 헌집증후군에 대한 우려도 매우 커지고 있는 실정이다.
다음 Table 1에 정리한 일본 시마네 대학 나까오 교수의 앙케이트 조사 결과 및 시즈오까 대학 이또 교수의 다음 Fig. 2와 같은 결과를 보인 각 건축 재료별 새끼 쥐 생육실험을 통해 발표된 논문에 의하면, 철근 콘크리트 주택에서 주로 살고 있는 현대 도시인들은 콘크리트에서 발생되는 냉복사 효과에 의한 스트레스로 인하여 목조주택 거주자들보다 평균 수명이 약 9년 이상 짧다고 발표하였다.
한편, 콘크리트로 건설된 주택과 건물의 구조적 문제점 중 가장 심각한 것은 통기성이 나쁘고 결로로 인하여 곰팡이가 생기고 해충이 서식하기 좋은 환경이 되기 쉽다는 것이다. 또한 겨울철에는 다른 계절보다 실내공기가 더욱 혼탁해져 건강을 해치기 쉬운 환경조건이 된다. 겨울철에 사용이 늘어나는 난방용품, 커튼, 카펫 등 화학섬유 및 건축자재 등에서 나오는 유독가스, 담배연기, 먼지 등이 대기 중을 떠다니면서 밀폐된 실내의 공기를 오염시키고 이와 같은 오염된 공기가 외부로 빠져나가지 못하고 있으며 천장마감재나 벽재, 마루판 등에서도 인체 유해성분인 라돈, 석면, 포름알데히드 등이 함유되어 실내 공기 중에 조금씩 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다.
또한, 현대의 콘크리트 주택은 결로로 인한 곰팡이도 발생되기 쉽다. 이러한 결로를 방지하려면 외기와 실내온도차를 줄이는 것이 최상책이나 냉난방이 요구되고 있는 현재로서는 어려운 일이 아닐 수 없다. 곰팡이는 콘크리트 주택에 많이 사용되는 접착제, 페인트, 비닐 등에서 적정 습도, 온도, 양분의 세 가지 조건이 갖추어지면 쉽게 번식하므로 가능한 실내를 건조시켜 습기를 제거하는 것이 중요하다. 이런 통기성 및 곰팡이 번식 등의 문제점을 해결하기 위해서는 나무나 흙 등의 고전적인 건축자재를 사용함이 바람직하다. 따라서, 최근에는 목재 건축이 재인식되어 전원주택 및 별장 등을 중심으로 통나무로 집을 짓는 것이 인기를 모으고 있다.
나무나 흙으로 지은 집은 원적외선 응용의 표본이 되기도 한다. 나무에서 방사되는 원적외선이 좋은 이유는 원적외선 흡수체인 동시에 방사체로서 주로 나무에서 방사되는 원적외선 파장과 인체의 흡수 파장이 상호일치하기 때문이다. 또한 흙벽은 기후 조건에 따라서 즉, 건조 시에는 습기를 발산하고 흐린 날, 비오는 날에는 흡습함으로써 습도를 조절하여 여름은 시원하게 겨울은 따뜻하게 주거 환경을 제공하여 준다.
그러나 나무나 흙을 사용하여 건축구조로 사용하는 데에는 현실적으로 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 상기의 문제점들을 해결하고 동시에 주거 문화의 예술적 장식성을 더한층 향상시키는 가장 합리적인 방법 중의 하나가 기존의 전통적인 친환경성 세라믹 제품인 내장 타일제품을 응용하여 그자체가 갖는 본연의 구조 세라믹 재료로서의 냉복사 저감효과, 결로 방지 특성 및 오염물질을 배출하지 않는 등의 환경친화성 위에 조습기능과 원적외선 방사 기능성 등의 다양한 환경 치유성 기능성들이 부가된 타일제품을 개발하여 사용하는 것이다.
특히 원적외선 방사 기능성을 극대화시킨 전통적인 세라믹제조 기법을 응용한 타일 건축자재를 사용하면  탈취, 항균 및 방충 항 곰팡이, 공기정화, 보온 축열 효과, 에너지 절감효과 및 그 공간에서 생활하는 생체의 건강개선효과 등 다양한 부수적 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 최근에는 이러한 다양한 도시생활 스트레스의 주요 발생원이 되고 있는 건축마감재를 대체할 수 있는 대표적인 세라믹 내장 타일 제품의 하나로, 국내산 저가의 황토 및 백토를 주원료로 제조한 전통 도기질 내장타일이 개발되어 시판되는 등의 적극적이고도 다양한 시도들이 이어지고 있는 바, 머지않은 장래에는 통상적인 세라믹 내장 타일 제품이 갖는 본연의 건축자재로서의 유용성을 기초로 이와 같은 다양한 기능성을 부가시켜준 타일제품들이 건축문화의 또 다른 세라믹스 르네상스 시대를 열어 줄 주역으로 자리 메김 해 줄 것으로 크게 기대된다.

參 考 文 獻
1) 제 21회 도자기술 심포지움 : “기능성 내장타일 제조 및 응용 - 실내 주거환경 개선
                                   효과를 위한 기능성 내장 타일의 제조 및 응용” (2008)
2) オプトロニクス社 : “遠赤外線放射セラミックスのすべて” (1989)
3) 日本 粘土學會 : “粘土の世界”(1997)
4) 日本 粘土學會 : “粘土ハンドブック”(1968)
5) 白水晴雄 : “粘土鑛物學”(1988)
6) 원적외선 효과와 원적외선 복사율 ,한국정신과학학회 , 박완서저
7) 밀리언 白書 귀중한 生命과 自然, 깨끗한 물과 대지, 소프트ㆍ실리카 주식회사

Fig. 1. 화학물질 과민증의 증상과 메커니즘
Fig. 2 건축재료별 새끼쥐 생육실험 결과
Table 1. 건축재료별 앙케이트 조사결과

이상훈
한양대학교 공과대학 무기재료공학전공 공학박사
대한광업진흥공사 기술연구소 Project manager
일본 통상산업성 공업기술원 구주공업기술연구소 객원연구원
산업자원부 에너지자원연구회 회장
동아시아 기능성 이온협회 자문교수
한양대학교 공학대학원 겸임교수
한양대학교 공학대학원 환경공학과 교수
한양대학교 미래산업전략CEO과정 주임교수