중력을 거스르는 힘 - 모세관작용

하늘에서 비가 내리게 되면 우선적으로 주택에서 가장 높은 곳인 지붕 위에 떨어지게 되고 아랫방향으로 흘러서 홈통에서 1차적으로 집수되어서 연결된 수직홈통을 통해서 외부로 직접 배출되거나 우수관이나 우수정을 통해서 외부로 흘러나가게 된다. 외벽이나 창문에 떨어진 빗물 역시 벽면을 타고 아랫방향으로 흘러내리게 된다. 

 

비가 오는 날에 볼 수 있는 너무나도 익숙하기도 하고 자연스러운 현상이다. 흐르는 모든 것을 아래로 흐르게 만드는 중력의 힘 때문이다. 그런데 당연하게 아랫방향으로 흘러가야 하는 물이 나무나 돌, 벽돌, 콘크리트 등의 다공성 물질과 조우하게 되면 중력에 거스르는 힘을 갖게 되는 경우가 있다. 바로 모세관작용이라는 힘이 중력에 거스르는 힘이다.

 

벽돌의 모세관작용 테스트모습

모세관작용이라면 일반적인 생각으로는 일상과는 다소 거리가 먼 실험실에서나 사용하는 용어가 아니냐고 반문할 수 있겠으나 그와는 반대로 주택과 관련해서도 아주 밀접한 연관성이 있다는 것이다. 왜냐하면 주택은 나무, 돌, 벽돌, 콘크리트 등의 다공성 물질로 만들어지기 때문이다. 그래서 주택의 외피를 구성하고 있는 이러한 다공성물질에 대한 이해가 중요한 것이다. 다공성물질의 특성은 미세한 공극을 가지고 있다는 것이다. 모세관작용이 발생하기 위해서는 미세한 틈새가 필요한데 다공성물질의 미세한 공극이 서로 네트워크를 맺고있는 경우라면 수분의 이동통로가 된다는 것이다.

 

모세관작용을 다른말로 표현하면 스며듬현상 정도로 표현할 수 있을 듯 한데 대지와 맞닿아 있는 집의 콘크리트 기초를 통해서도 실내로 수분이 침투할 수 있는 힘이 될 수 있다는 것이다. 특히 비가 많이 내리는 여름철의 경우라면 모세관작용에 의해서 상승된 수분이 내부에 까지 피해를 줄 수 있다는 것이다. 관련연구가들의 표현에 의하면 이론적으로는 콘크리트에서 10km까지 가능하다고 하는데 실제 현장에서의 경험에 의하면 1.2~1.5m정도까지는 상승된다고 한다. 

 

 

그래서 주택은 이러한 다공성재료의 특성을 고려해서 설계되고 시공되어져야지 전혀 예상치 못했던 수분관련 피해를 예방하거나 최소화 시킬 수 있는 것이다.