기본원리#5 습기이동과 흐름-관련용어와 정의

습기는 창문의 결로, 천장과 벽 등 집의 내외부의 곰팡이생성 등 많은 문제점을 야기시킨다. 또한 습기의 침투와 이동은 주택의 내장재와 외장재뿐만 아니라 집의 골재에까지도 심각한 악영향을 미칠 수 있는 강력한 힘이 될 수 있다. 우리는 습기의 원천과 수증기의 이동메카니즘에 대해서 이해력을 높임으로써 가장 경제적이고 효율적인 재료를 선택하여 시공할 수 있고  습기의 이동과 관련된 피해를 최소화 할 수 있다. 습기이동과 관련된 용어와 정의가 습기이동과 흐름을 이해하는데 도움을 줄 수 있을 듯 하다.

Condensation(결로) 

결로 - 결로는 습기에서 액체로의 물의 물리적인 변화이다. 결로는 공기온도가 내려가면서 더이상 수증기의 형체를 유지할 수 없을 때 발생한다.

 

 

 Dew Point(이슬점)

이슬점이란 무엇인가? 이슬점에서 이슬이란 물방울을 이루는 있는 응축된 습기이다. 이슬점은 이슬의 형체를 갖추기 시작하는 온도이다. 습기와 압력은 이슬점에 영향을 줄 수 있다. 동절기동안  건물의 외벽은 차가워지고 내벽은 따뜻해진다. 공기에서 습기를 응축시키기 위한 이슬점은 종종 내벽쪽에서 발견되기도 한다. 그리고 집의 단열재를 젖게 만들 수 있으며 벽채 안쪽을 부패시킬 수 있다. 

이슬점은 공기가 더이상 습기를 머금을 수 없을 때 발생하는 온도이다. 그 온도는 응축을 발생시킨다. 이슬점을 확인하는데 도움을 받을 수 있는 건습도표라 불리우는 챠트를 참고할 수 있다.

 

Relative Humidity(상대습도)

상대습도는 특정 온도에서 공기가 머금고 있는 수증기의 양을 측정하는 것으로 특정온도에서 공기가 머금을 수 있는 최대 수증기의 양을 퍼센트로 표현하는 것이다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 수증기를 더 머금을 수 있다. 겨울에 우리의 집을 건조하게 만들 수 있는 방법은 실내공기를 외부공기로 교환하는 것이다. 그러나, 차가운 외부 공기를 집안으로 유입하게 만들어 가열하게 되면 따뜻한 공기는 좀 더 많은 수증기를 머금을 수 있기때문에 상대습도는 내려간다. 전형적인 동절기의 외부 상대습도는 화씨0도 일 경우에 75-90%정도이다.

건강은 상대습도에 영향을 받을 수 있다. 연구자료에 의하면 건강을 위한 최적의 상대습도 구간은 40-60%사이라고 한다. 상대습도가 너무 낮으면 호흡기의 통증을 유발할 수 있고 상대습도가 너무 높으면 결로, 곰팡이, 균류, 버섯류, 박테리아 등의 성장을 자극한다고 한다.    

Permeance(투습력)

투습력은 습기가 특정물질을 통해서 얼마만큼 통과하는지의 능력을 측정하는 것이다. 어떤 건축재료는 다른재료들보다 수증기의 통과를 늦출 수 있다. 높은 투습등급을 가지고 있는 재료는 수증기가 상대적으로 자유롭게 통과하게 한다. 습기는 요리, 목욕, 설거지, 세탁 및 건조, 호흡 등의 일상적인 실내활동에서도 발생한다. 나무나 콘크리트와 같은 건축재료들에서 많은 양의 습기가 방출된다. 특히 새로 지워진 집에서는 첫해 동안 많은 양의 습기를 방출한다. 단열재로 채워진 벽은 따뜻한 내부온도와 차가운 외부온도에 노출되어 있기 때문에 전형적인 온도차이가 있다.

 

만약 수증기가 공기와 함께누출되어 벽체를 통과하게 되면 온도는 떨어지고 그 공기는 외부의 더 차가운 표면으로 이동한 후 결국 이슬점에 도달하고 결로가 발생한다.  건물외장재들은 이전 재료들 보다 더 높은 투습등급의 외장재를 내부에서부터 외부까지 사용할 수 있도록 고안되고 사용되어야 한다. 이것은 벽을 통과한 습기가 벽안쪽의 어느 지점에 정지되어 있지 않도록 도움을 줄 것이고 이것은 때때로 흐름원리라고 불리운다. 가능하면 낮은 투습등급의 재료들을 이슬점이 높은 면에 설치해라. 목구조 벽에서 이 흐름원리는 투습등급 1.0이하의 방습지는 차가운 층이 없도록 하는것을 요구한다. 그럼으로써 수증기가 건물재료들안에 정지해 있지 않을 것이다.   

 

Air Leakage(공기누출)

공기누출 건물외장재의 크랙과 작은 구멍들을 통해서 집안으로 침투된 공기는 바람,스택,굴뚝,벤트효과에 의해서 집안으로 흐른 후 공기는 따뜻해지고 습기는 축적된다. 그리고나서 건물외장재의 웟쪽에 있는 크랙이나 작은 구멍을 통해서 건물에 남게된다. 보통의 주택에서 대부분의 습기는 공기누출에 의해서 제거된다.  

 

Vapor Diffusion(수증기 확산)

 수증기의 확산은 고체를 통과한 수증기의 이동이다. 열이 고온에서 저온으로 흐르고 공기가 고기압에서 저기압으로 흐르듯이 수증기도 높은 압력에서 낮은 압력으로 흐른다. 수증기의 압력은 상대습도와 온도에 좌우된다. 수증기는 공기흐름과 확산에 의해서 이동할 수 있고 공기가 통과할 수 없는 어떤 재료를 통과해서 이동할 수 있다.수증기 확산은 습기이동에 비하면 작은 메카니즘이다. 실내온도 화씨70도, 상대습도 40%에서 4인치 X 8인치의 석고보드에 가로세로 1인치의 작은 구멍을 내고 실험한 결과 수증기의 확산과 공기누출의 비율이1/90정도 였다고 한다.

 

Capillary Action(모세관 활동) 

모세관 활동은 흡수에 의해서 액체가 위로 올라가는 능력이다. 등유램프안에 있는 심지는 모세관 활동이 어떻게 생기고 심지안에 있는 등유가 램프안에 있는 등유보다 얼마나 더 높이 오를 수 있는 지를 알 수 있는 평범한 보기가 될 수 있다. 모세관 활동은 압력의 차이없이 발생한다. 기초에 사용되는 콘크리트처럼 작은 기공을 가지고 있는 재료들도 모세관 활동을 보여주는 또하나의 예가 될 수 있다.  모세관 활동으로써 땅속에 있는 물은 기초를 통해서 위로 상승한 후 더 낮은 수증기 압력있는 한 지점으로 흐른다. 모세관 활동은 주택에서 볼수있는 가장 명백하게 적은 습기이동의 메가니즘이지만 기초를 통해서 건물외장재에 침투하여 습기를 제공하는 가장 주요한 요인이 될 수 있다. 

 

Gravity(중력)

중력은 물을 아래로 흐르게 만든다. 표면의 물의 흐름, 지하수와 내린 빗물은 크랙과 작은 구멍들을 통해서 건물외장재로 들어갈 수 있다. 또한,중력은 물을 이동시켜서 결로를 만들수 있고 얼음을 녹여서 건물안으로 침투 시킬수 있으며 기초 아래로 보낼 수 있다. 모든 물의 배수는 가능하다면 건물과 기초로부터 멀리 보내져야 한다.