결로는 자칫 누수나 배관사고 등으로 잘못 판단하는 등
원인에서부터 대책까지 의외로 복합적이고 까다로운 것이 사실이다.
건물의 계획단계에서부터 실제 사용까지의
여러 가지 결로발생 원인, 발생형태, 결로에 의한 피행과 판정 및 대책을 소개한다.
Ⅰ. 결로의 원인
결로는 수분을 함유한 공기가 차가운 면에 접촉함으로써
온도가 떨어져 그 기온에 상응하는 수증기로써 포함되어 있는 수분을 액체로 토해내는 현상으로
수증기가 포화하는 걸로 온도보다 표면온도가 낮을 때 일어나는데,
결로의 필요조건은 공기중의 수분과
수증기각 포화하는 결로 온도보다 낮은 표면온도의 두가지이므로
두가지중에서 어떤 것을 제거하면 결로는 일어나지 않을 것이다.
즉, 건물부위의 표면온도를 단열화, 난방 등에 의해
공기가 포화하여 결로하는 노점온도(露點溫度) 이상으로 유지하고 있든지,
역으로 환기가 제습에 의해 근방 공기의 습도를 내려서
노점온도를 표면온도 이하로 유지하는 것이다
결로는
건축계획,
난방방식,
생활방법,
단열방식,
환기의 유무 등
다음의 여러 상황이 복합되어 일어난다고 볼 수 있다.
1. 실내외의 온도차가 클수록 결로하기 쉬우며, 창문이나 냉수파이프,
단열성능이 나쁜 곳, 창문의 윗인방과 같은 냉교 부분등은 결로 취약부위이다.
외부에 접하는 벽면에서 많이 발생하며, 내민 창 등에서는 더욱 결로발생이 쉽고
난방을 정지시키는 새벽부터 아침사이에 가장 결로가 발생하기 쉽다.
2. 일상적인 호흡, 조리, 세탁, 목용, 석유스토브 등
습기를 발행하는 난방, 실내에서의 세탁물 건조, 지나친 가습기 사용, 스토브위의
물주전자 등 거주자의 생활에 의해 澁暉?수증기가 다른 실, 특히 비난방실로 침입하여
다습한 실내를 만들고 공기가 체류하기 쉬운 저온부분의 상대습도를 높인다.
3. 고단열, 고기밀화 등에 의해 보온성은 향상되나 생활습관은
특히 겨울에 창문을 닫은 상태에서 생활 습관은 특히 겨울에 창문을 닫은 상태에서
생활하므로 환기부족으로 인한 습기배출 부족이 결로의 한 원인이 된다.
4. 건물의 테두리보, 슬래브 지붕, 발코니의 돌출부위 등
온도와 습기상태가 불안정하게 되는 구조체의단열 취약부위에서 결로가 발생하기 쉽다.
5. 투습성이 높은 재료들은 습기에 약하므로 외부에 사용하기에는 적당치 않으며,
내장재의 흡·방습성능의 부족이나 단열시공이 불완전하게 된 부분에서도
결로가 발생하기 쉽다.
6. 시공시 구조체에 포함된 수분이 완공후(약 한달 정도의) 건조기간중
벽체외부로 방출되어 내부공기의 습도를 증가시킨다.
7. 기후, 일조, 통풍, 외기습도 등 불량한 건물의 입지조건 및 건물용도에 따른
취약점에 의해서도 결로의 우려가 높아진다.
Ⅱ. 결로의 발생 형태
결로의 발생형태는 다음과 같다.
【초기 결로(건축후2∼3년)】
·건재에서의 방습
(목재, 콘크리트, 단열재 등)
·함수에 의한 열저항 감소
(단열재, 콘크리트 등)
·북적합한 생활방식
(특히 목조와 RC조의 경우)
【일반결로】
·정상결로
(주로 난방시, 간혹 COOLER냉방 등에서 발생)
·비정상결로
(간헐 냉난방에 의한 온습도 급변)
(대열용량에 의한 표면, 공기온도차 확대-표면온도가 공기온도 변동에 따르지 못할 경우 등)
【표면결로】
·구조체의 단열성이 실내환경이나 기밀성에 비해 낮을 경우, 실내측 표면 등에 발생하는 결로(정상결로일 때)
·표면온도가 접촉하고 있는 공기의 노점온도보다 낮을 때 그 표면에 발생
·시간에 따라 일시적인 결로와 지속적인 결로로 구분된다.
【내부결로】
·구조체 내부의 온도와 습도 분포의 불균형에 의해 눈으로 볼 수 없는 내부에 있어서 발생하는 결로
·단열, 기밀화가 방습에 선행할 경우에 위험
·벽체내의 수증기압구배의 노점온도가 온도구배의 건구온도보다 높게 되면 발생
Ⅲ. 결로에 의한 피해
1. 결로수 자체에 의한 벽의 얼룩, 오염이나 벽지의 박락, 가구의 비틀림 등
눈으로 볼 수 있는 것과 구조재료의 함수율 상승이나 변형에의 영향이 있다.
2. 결로수가 스며들어 생긴 재료부재 내부에서의 고함수율, 고습상태가
원인이 되어 생기는 생물적인 피해로 곰팡이나 버슷 등의
균류 및 진드기 등의 미소생물류가 있다.
부식균류가 구조체의 유기재를 침투해서 건물전체의 수명을 단축시키거나,
곰팡이나 진드기 따위는 직접 피부나 호흡기를 통해서
각종 염증이나 천식, 알레르기 반응 등의 건강상 피해를 준다.
"이들은 생육조건이 사람과 비슷하고 먼지조차도 영양분이 되기 때문에 제거하기가
곤란하여 약제를 이용한 예방처리나 제거가 최근 행해지고 있으나,
약제는 사람에게 해를 끼치는 경우도 잇고 유효기간도 한계가 있어
보다 근본적이고 영속적인 예방은 건축적 대응으로서 생육조건중
사람에게 필요치 않은 수분환경을 억제하여 번식환경을 없애고
결로 발생 자체를 방지토록 함이 확실하다."
3. 결로 상황에 따르는 단열부족으로 열환경의 쾌적을 손상시킨다.
4. 거주자의 건강성, 특히 어린아이, 노인층의 허약한 사람의 건강을 해친다.
5. 창, 욕실, 주방, 벽장, 가구의 뒷부분 등에 결로 피해가 특히 심하다.
장마철 및 동절기에 있어서 북쪽벽면이나 벽장의 곰팡이 발생은 그 한 예이다.
IV. 결로의 판정
내단열 벽체의 결로예상을 건구온도구배 곡선과 온·습도에 따르는 수증기압에
상응하는 노점온도구배곡선에 의한 방법으로 판정하는 간단한 예를 들어본다.
·온도구배곡선에 의한 방법
【단계 1 : 열저항(R=r×d)】
내부공기 - ①=0.120
① - ② 30.3×0.025=0.758
② - ③0.71×0.150=0.107
③ - 외부공기=0.050
전체열저항=1.035
【단계 2 : 온도차】
내부공기온도=20℃
외부공기온도= 0℃
온 도 차 =20℃
【단계 3 : 각 점의 온도변화】
【단계 4 : 수집눈금에 맞추어 온도변화곡선<그림2>을 그린다.】
【단계 5 : 투습저항(Rv=rv×d)】
① - ②100×0.025=2.5
② - ③60×0.150=9.0
전체투습저항=11.5
【단계 6 : 수증기압차<그림3>참조】
내부공기20℃, 50%RH =1,182N/m2
외부공기 0℃, 100%RH =611N/m2
수증기압차=571N/m2
<그림3> 습한 공기선도(Psychrometric chart)
【단계 7 : 각점의 수증기압 변화】
【단계 8 : 수직눈금에 맞추어 노점온도 변화곡선<그림4>를 그린다.】
위 그림의 경우 구조체 온도가 노점온도보다 낮은 부분에서(내부)결로가 발생한다고 판정한다.
Ⅴ. 결로 방지 대책
결로는 여러원인들이 복합적으로 작용하여 발생하므로
결로방지법 역시 여러 가지 방로대책들을 상호보완적으로
건축전·건축후, 건축적·설비적 등의 구분에 의해 대상별 경비투자와
효과의 관계를 고려하여 종합적으로 대책을 세우도록 한다.
1. 단열
·단열재, 2중창호, 건물의 기밀화 등에 의해 실내보온을 도모한다 .
·실내온도 변화를 적게하고 각실 사이의 온도차를 축소, 균일화한다.
·건물을 냉교를 일으키지 않는 단열구조로 한다.(외단열공법이 효과적)
·단열재의 이면에 공기층을 마련하지 않는 것이다. 단열재와 콘크리트 사이에 공기층을 설
치할 경우, 공기는 습기용량이 적어서 약간의 수분에서도 곧바로 그 자체의 물이 나타나므
로 표면에 결로가 없더라도 단열재의 이면에 내부 결로가 발생할 수 있다.
·내부결로 방지를 위하여 고온측에 방습층의 설치가 필요하다.
2. 난방
·건물 규모 및 시간적, 경제작 제약 등을 감안하여 본격적인 열교환기 시스템의 채용을 고려한다.
·수증기를 발생하는 굴뚝없는 스토브 등에 의한 난방장치의 사용을 억제한다.
·특히 북측거실의 난방에 유의한다.
·일반적으로 낮은 온도의 난방을 오래하는 것이 높은 온도의 난반을 짧게 하는 것보다 좋다.
3. 환기
·수분 발생을 억제하고 과잉수분을 빨리 배축시킨다.
·발생한 습기가 다른 실로 전파되는 것을 막는다.
·수증기 발생과 배출에 관계하는 설비 등에 대한 배려와 통풍, 환기의 경로를 준비한다.
실내공기의 환기는 자연환기 이외에 경제성, 휀의 가동음 등을 고려하여 일부 강제환기도
병용한다.
·북측 거실의 환기, 벽장, 가구주위 등의 공기유통에 주의하고 외벽쪽에 벽장이나 가구를두지 않도록 한다.
·욕실, 주방 등 다량의 습기가 발생하는 곳은 집중적으로 배습하는 국소환기에 의하여 습기가 다른 방으로 확산하지 않게 한다.
·환기창은 가로 길이보다 세로 길이쪽이 그 창 자체에서의 온도차 환기가 촉진되기 때문에 유리하다.
·욕실, 계단실 등에는 환기구를 천장 가까이에 설치한다.
4. 생활습관
·실내에서의 습기발생이 과다하게 되지 않도록 거주자에게 생활습관에 대해 조언한다.
·추운 겨울이라도 환기에 의한 제습의 필요성을 인식시킨다.
·낮에는 OPEN SPACE로 1실로 개방해서 사용하는 방법도 좋다.
·창틀의 배수공 청결유지 등으로 결로 피해를 줄일 수 있다.
5. 시공 및 감리
·충분한 시공감리와 첵크를 실시한다.
·특히 건축전 방로대책에 주의하는 것이 유리하다.
·결로하여도 피해를 나타내지 않는 재료의 배려를 한다. 욕실주위, 여름형결로 등 일시적
결로를 피할 수 없는 곳에 효과가 좋다.
·외벽을 관통하여 밖으로 나온 배관은 관내에 결로하여도 결로수가 내부에 체류하지 않도
록 구배를 밖으로 향하게 하는 등의 배려를 한다.
6. 방습층
방습층은 수증기 투과를 방지하는 투습정항이 큰 건축재료의 층으로 습한 공기가 구조체내
로 침투하는 것을 방지함으로써 구조체에 발생하는 내부결로를 막을 수 있다. 적용되는 형
태에 따라
·방수막(Liquid films) : 아스팔트 용액, 고무제 도는 실리콘제의 페인트, 광택페인트 등
·성형구조막(Preformed membranes) : 알루미늄박판, 후면 포리에틸렌 접착보드, 포리에틸
렌 시트, 아스팔트 펠트, 비닐지 등이 있다. 방승층을 시공할 때, 벽과 천정의 이음새부분
이나 재료의 이임부분에서 완전히 연결되도록 하지 않으면 효과가 적다.
7. 각 부위별 시공
·벽 : 단열층의 온도가 높은 족에 설치하는 것이 효과적이며, 단열재가 벽의 내부에 있는 경우에는 반드시 실내측에 설치한다.<그림6>
·지붕 : 방습층은 단열재의 고온측면에 설치하도록 하며, 지붕속은 환기를 하는 것이 확실한 결로방지책이 된다.
·바닥 : 바닥은 개구부가 없고 기밀성이 높으며, 바닥난방의 경우 표면온도가 높아 결로우려가 적어 방습층을 생략하기도 하나, 마루바닥 등과 같이 필요한 곳에는 방습층을 단열재의 상부에 설치한다. 지면과 접해 있는 바닥이나 지하실의 외벽에는 구조체의 외부를 방수처리하여 외부로부터의 습기를 방지한 후 내부에 방습층을 별도로 설치하는 것이 좋다.
Ⅵ. 결론
결로라는 것을 근본적으로 파악한다는 것은 의외로 어렵고, 조사를 해보면 실은 결로가 아
닌 침수 누수에 의한 원인인 경우가 많으며 그 반대인 경우도 있다. 판정은 물론 최종
적으로 그 부위를 열어 보는 것이 확실하지만 불가능하여 간접적인 방법을 취하는 일이 많
다.
이 때 표면에 결로가 있으면 내부결로도 있다고 의심할 필요가 있다. 또, 결로를 전부위,
전기간을 통하여 완전히 없게 한다는 것은 매우 어려운 일로써 기술상 불가능하지는 않지만
그 피해와 대책을 따르는 투자와 노력의 비교검토가 선행 되어야 한다. 더욱이 결로방지 성
능의 어느선까지를 건물측에서 보증하고 사용자는 어느정도의 조건을 가져야 하는가. 또 어
느 정도의 대책수준을 상정하면 좋은가 하는 의견일치가 없고 결로사례에 대한 종합적이고
체계적인 정리가 미흡하며, 결로피해에 대한 인식 또는 정당하게 평가되어 있지 않음이 실
정이다. 그러나, 건강이나 환경에 대한 요구수준이 높아짐에 따라 건물을 공급하는 측의 책
임은 상대적으로 증대해가고 있다. 기술적, 연구적으로 결로의 예측, 판정, 대책 기술을 개
선해감은 물론 환경수준과 건물이 보증해야 할 것인가라는 문제에 대한 의견일치를 제시해
두는 것도 당면한 문제의 하나라고 할 수 있다.
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