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BUILDING SCIENCE/기본원리

건조한 공기가 습한 공기보다 무거운 이유...

유맨CPI 2021. 6. 10. 13:40

우리 눈에는 잘 보이지 않지만 실내에서는 끊임없는 공기의 순환이 이루어지고 있다고 한다. 외부로부터 실내로의 공기침투가 없는 조건이라면 공기의 순환이 없어야 하지만 집을 구성하고 있는 여러가지 재료들의 틈새를 통해서 외부의 공기가 침투하게 되는 것이다. 또는 창문을 개방하는 자연환기나 욕실의 환풍기나 주방의 후드 아니면 요즈음 많이 시공이 되고 있는 환기시스템과 같은 기계식 환기장치에 의해서도 실내의 공기순환은 지금 이순간에도 끊임없이 이루어지고 있는 것이다. 

의도적이든 아니면 비의도적이든 외부로 부터의 공기침투는 실내생활의 쾌적성에 있어서 많은 영향을 끼치고 있는 것이다. 그래서 지금과 같은 여름철에는 에어컨을 작동시켜서 시원한 실내를 유지하기 위해서 노력하고 있고 반대로 겨울철에는 난방을 통해서 따스한 실내를 유지하도록 애쓰고 있다. 그래서 효율적인 여름철의 냉방과 겨울철의 난방을 위해서는 집의 기밀성이 중요한 것이다. 

 

실내생활의 쾌적성을 유지하기 위해서는 실내공기 흐름에 대한 이해가 필요하다. 실제로 집을 관리함에 있어서 도움이 된다는 것이다. 예를 들자면 천장표면에 못 보던 이상증상이 나타났을 때 대략적인 발생이유와 원인을 유추하거나 알 수 있다는 것이다. 그렇지 못한 경우라면 엉뚱한 생각으로 불필요한 지출이 발생할 수 도 있다는 것이다.

 

따스하고 습한 공기는 차고 건조한 공기보다 가벼워서 위로 상승하게 된다. 그리고나서 차가운 표면에 달라붙었다가 적절한 환경이 조성이 되면 결로가 발생하고 덩달아서 곰팡이 꽃도 피우게 되는 것이다. 좀 더 이해하기 쉽고 근거가 명확한 과학적인 설명을 하기위해서 학창시절 과학시간에 배웠던 원소주기율표를 참고한다. 

그리고 공기를 구성하고 있는 질소, 산소, 수증기의 분자구성을 따져본다.

위 도표가 보여주듯이 산소(O2)의 분자무게는 32, 질소(N2)의 분자무게는 28이다. 반면에 수증기(H2O)의 분자무게는 18이다. 분자의 무게가 가벼우니 당연히 위로 상승하는 것이다. 거기다가 H2O의 주요 특성이 바로 응집(Cohesion)과 접착(Adhesion)이다. 수소원자와 산소원자가 자석과 같은 극성이 있어서 서로 잘 끌어당기는 성질이 있고 다른 물질의 표면에 쉽게 접착된다는 것이다. 

이러한 이유로 인해서 습한 공기는 위로 상승한 후 차가운 표면에 접착되어 있다가 적절한 온도가 조성되면 결로가 발생하게 되는 것이다. 그래서 실내에서 생성된 습한 공기는 외부로 배출되어져야지 전혀 기대치 않았던 수분관련 문제의 발생을 예방하거나 최소화 시킬 수 있는 것이다.