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편복도형의 공동주택의 결로현상과 곰팡이 발생 억제를 위한 제안
 

요즘 편복도형의 아파트의 결로현상과 외벽의 곰팡이 문제로 하자논란과 부실공사 관련 내용으로 사회가 떠들썩한 분위기 이다. 왜 전에는 똑같이 설계하고 똑같이 시공했는데 왜 지금은 이 결로 문제가 심각할까라고 반문하는 사람들이 꽤 있으리라 본다. 사실 이 문제는 이미 예견된 일이라서 개인적으로는 놀랄 일은 아니다.

물론 현장상황을 보면 좀 더 구체적인 상황을 알수가 있겠지만 기존의 문제점을 조금은 다른 시각에서 설명하고자 한다.

첫째 편복도형, 주로 임대형 공동주택에서의 경우는 대부분 북쪽에 연결복도가 있는 관계로 복사열의 부족으로 인한 겨울철 축열능력이 저하됨으로 문제가 있는데 이는 외피에 생긴 습기와 실내에서 발생된 습기가 빠른 시간내에 외기로 증발되어지는 것을 억제 하기 때문이다. 그래서 외단열의 경우에는 더욱 세심하게 마감재나 외장 페인트의 선택을 해야 한다. 흔히 말하는 마감재의 균열이나 습기로 인한 페인트가 결빙과 해동의 반복으로 떨어져 나가는 일이 많기 때문이다.

특히 층간의 슬래브가 연결복도와 단열재로 완벽하게 끈어지지 않고 구조적으로 연결되어 있기에 상대적으로 열전달이 빠른 콘크리트의 경우는 열손실이 크고 더불어 현관문과 세대간의 분리벽이 있는 모서리 부분은 여러개의 구조체가 한군데에 집중되어 있고 더불어 내단열로 시공되기에 문제의 심각성이 더 크다고 본다. 게다가 현관 입구는 신발을 놓고 거실의 바닥과 높이차를 두기에 이곳에 단열재의 부족으로 온도 저하가 있고 또한 층간소음적 으로도 문제가 크다고 볼수가 있다. 게다가 준공한지 멀마 지나지 않은 신축의 건물의 경우에는 공사때 사용된 수분이 많이 남아 있기에 북쪽 벽부분은 이 습기가 증발하는데 2년 이상이 소요되기도 한다. 즉 구조체 자체가 이미 습기나 수분으로 한계에 있는 상태에서 발생되는 새로운 습기는 단지 결로수로 이어질 수 밖에 없다. 거기에 단순한 방습지의 설치는 문제를 더욱 가중시킨다. 이런 상황에서 난방장치의 가동을 줄여라 하는 말은 사실 어불성설이나 많은 환기와 난방은 신축의 건물에는 절대적으로 필요한 것이다. 그래서 과거 유럽의 귀족들은 새로운 집을 지으면 절대 2년 정도는 자기들이 들어가서 살지 않고 하인들이 2년 정도 기거 하면서 환기와 난방을 한 이후에 이사를 갔다는 말도 있다. 요즘도 기본 골조는 겨울을 지날때까지 마감을 하지않는 경우도 흔하다.

Laubengan_bestand

그림 1, 기존의 공동주택의 현관 부분

위의 그림에서 간략하게 도면화 시켰는데 실제의 현장상황과 그리 큰 차이는 없으리라 본다. 현관 문 아래의 바닥부분의 단열 부족은 표면온도의 하락을 물론이고 이는 아래층의 외벽과 현관 출입문의 온도에도 영향을 끼친다고 볼수가 있다. 내단열이 문 주위로 시공이 되어 있다 하더라도 열교의 범위가 크기에 거기에 출입문의 기밀성이 완벽히 이루어 지지 않은 상태에서는 결로수의 발생을 사실상 막을수가 없다. 특히 내단열로 쓰이는 경질의 스트로폼의 계열과 미네랄 울의 시공시에는 완벽한 방습층이 형성되 있지 않은 경우 에는 예를 들어서 전기배선 등등, 기밀하게 지어지는 현재의 건물에서는 그러한 틈이 작더라도 몇배 이상의 습기로 인한 결로나 곰팡이 문제를 유발한다.

과거에는 창호의 열관류율이 높아서 (많은 난방 에너지의 소비) 내부의 습기가 포화상태에 이르면 창문유리에 결로수가 생기면서 이는 엄격한 의미에서는 구조체 표면의 결로방지 역할을 했지만 현재는 창호의 열관류율이 낮아지고 (난방 에너지의 절감) 기밀성의 증가로 창문유리가 아닌 표면온도가 더 낮은 모서리의 벽이나 구조적으로 틈이 있거나 열을 많이 뺏기는 예를 들면 현관문 주위에 생기게 된다. 그래서 편복도의 경우는 외벽의 구조체와 연결복도를 단열재를 통해 구조적으로 일층부터 최 옥상층까지 분리를 해야만 지금의 결로문제를 최소화 할 수가 있고 이는 현재 기술적으로나 경제적으로 충분히 가능한 상태이다(예 balcony 1, 2, 3).

최고 옥상층도 기존의 내단열 방식을 지양하고 외단열로 시공해서 복도의 벽면의 단열재와 연결이 되면 차후 건설분야에서 더 악화되는 결로와 곰팡이 문제를 구조적으로 제어할 수가 있고 이 결로의 문제는 기밀층 설치가 문제가 되는 내단열의 경우 기존의 건물보다 심각해 지고 이는 건물 높이의 증가에 따라 더 가중되는데 즉 작은 틈으로 압력차와 바람의 영향으로 더 많은 외기가 내부로 유입된다는 말로 이해하면 쉽다. 옥상 마감시 사용되는 누름 콘크리트라는 것도 사실상 필요가 없는 공정이며 오히려 열적인 인장으로 인한 균열과 필요없는 하중일 뿐이다. 차라리 자갈을 5cm이상 설치하는 것이 표면온도를 내리는 것에는 더 효과가 있다. 눈이 오고난후 옥상에 올라가 보면 열교의 영향을 정확히 이해할수가 있다. 내벽이 있는 부분은 눈이 많이 녹아 있고 그외의 슬래브는 눈이 상대적으로 덜 녹아 있다. 왜냐하면 그부분은 그나마 내단열이 시공되어 있기 때문이다.

둘째는 현관문에 결로 억제 방지책으로 이루어지는 우레탄 계열의 발포용 단열재는 기밀층이 아니라 공기의 유입이 되고 더불어 MDF의 마감재 사용은 그 문제를 가중시키리라 본다. MDF는 습기에 약한 재료적 성질을 가지고 있기 때문이고 컴퓨터에서 이루어진 계산을 기밀층이 완벽하게 문틈 사이로 이루어 질때만이 가능한 것이기 때문이다. 그리고 보통의 컴퓨터 시뮬레이션은 diffusion, 확산만 고려하기에 사실 조심해야 한다. 즉 이론적인 결과라 여겨지며 그래서 우레탄을 쓰려면 외부에는 바람과 우수의 유입을 막는 UV에 강한 재료를 사용해야 하고 내부에는 기밀층을 형성하는 미장이나 다른 재료를 써야지 기존의 실리콘은 그 기능상 적당한 해결이 아니라고 본다. 실리콘 마감은 방풍층이나 방습층으로는 적절하지 못한 제품이다.

현관문의 결로는 연결부위의 말끔하지 못한 처리가 첫째원인이고 둘째는 현관문 위와 아래의 슬래브를 통해 많은 내부의 열이 손실이 되므로 문제가 가중되게 된다. 내부로 부터 얻는 열의 양 보다 외부로 뺏기는 열의 차이가 확연하기 때문이다. 언급한 바와 같이 위, 아래의 슬래브가 구조체로서 연결복도와 단열재로 분리 시키고 층간소음재와 단열재가 들어가는 부분과 현관문이 있는 바닥과 연결이 되면 단열성능이 향상되고 나아가 층간소음 억제에도 도움이 된다. 즉 기포 콘크리트의 사용이 필요 없다는 얘기가 된다.

Laubengan_neu

그림 2, 구조체를 단열재로 분리한 공동주택의 현관 부분

제안하는 시스템은 편복도나 발코니가 동일한 규격일 경우 공장에서 사전 제작하는 프리케스트가 가능하며 이는 현장에서 상층 슬래브 콘크리트 타설전 크레인으로 올려서 돌출된 철근을 슬래브와 갗이 타설하면 되고 혹은 현장 콘크리트 작업시에는 시스템을 거푸집위에 올리고 복도를 위한 혹은 발코니를 위한 철근밍을 올리고 타설할 수도 있다. 결과적으로는 공정이 짧아지고 경제적이라는 말도 된다. 하자보수와 그로인한 여러 관리 보수 유지비를를 생각하면 더 경제적이라고 말할 수 있다.

지금의 이 결로나 곰팡이 문제는 앞으로 더 심각해 진다고 봅다. 즉 생각과 설계의 전환이 없이는 더 큰 문제를 야기한다고 본다. 신문에 거론되는 모 건설회사 뿐 아니라 타기업 들도 특히 편복도형의 공동주택 건설시에는 앞으로 이 문제로 많은 골치와 경제적 손실이 있을 것이라 개인적으로 판단이 된다.

아리러니 하지만 산성비가 많은 곰팡이 균을 죽인다. 그래서 도심지에서 이끼나 다른 곰팡이의 흔적을 보기가 어려운 것이다. 이런 상황에서 도심지 내에서 실내에 많은 곰팡이가 생겼다는 말은 문제가 심각하다는 증거라고 볼수가 있다. 실내의 곰팡이도 결국은 외부에서 들어오기 때문이다.

건축에서 건물의 기밀성은 에너지 절감의 일환으로 더 강화가 될것이며 이는 기존 설계 방법이나 입주자에게는 기존의 환기습관이 바뀌지 않으면 전에는 그리 심각하지 않았던 열교로 인한 결로와 곰팡이의 문제가 더 큰 문제로 다가 올 수 있다고 본다. 현재 하자보수의 일환으로 이루어지는 단열의 강화, 미장, 벽지제거, 석고보드 재시공 기타 모든 작업은 단지 임시적이지 결코 해결될 수가 없다고 본다. 특히 결로방지 페인트라는 것이 시장에 있는데 개인적으로는 상당히 의심이 가는 제품이다. 만일 투습성이 좋지않고 방습성, 방수성이 뛰어난 emulsion이나 silicone계열의 제품이라면 사용을 자제해야 한다. 기본 원리는 외부와 다를 것이 없다. 투습성이 좋더라도 이것을 측정한 온도를 알아야 한다. 온도가 낮을수록 투습성이 저하하기 때문이다.

소위 메스컴상에서 얘기되는 임대나 분양된 건물의 단열은 내부습기 50% 실내온도 24도에서 25도 그리고 외부온도는 -10도를 근거로 하기에 -10도 이하의 온도에서 생기는 결로수는 어쩔수 없다 라고 주장하는데 이 주장이 근거없는 것임을 밝혀두고 싶다. 예를 들어

편복도에 면한 방을 보면

3m x 3m x 2,4m = 21,6 m3,

50% 상대습도 24도의 실내: 10,7g /m3 = 231,12 g

2명 x 20g x 8시간 수면 = 320 g

24도의 실내온도에 21,6 m3의 공간에는 470,88 g이 최대한 존재하는 습기의 양이다 (절대습도). 즉 320 + 231,12 = 551,12 g 환산하면 80,24 g 의 습기가 남아도는 것이다. 이 계산은 물론 다른 습기 발생요소를 고려하지 않은 것이다. 즉 잠자는 8시간 만으로도 남아도는 습기때문에 상대적으로 차가운 벽이나 구석 그리고 창문 틈새에 결로수가 생기는 것이다. 물론 내벽의 재료가 수분을 어느정도 흡수하지만 현재 내단열로 인해 방습층과 또 소위 결로방지 페인트라는 것 때문에 사실상의 습기 조절장치가 실내에 없고 또 흔히 사용되어지는 목재의 사용도 이미 그 표면이 가공되었기에 습기를 조절할 능력이 가공되지 않은 목재에 비해서 훨 그 성능이 떨어진다. 위의 계산은 우리의 가장 단순한 습기의 발생량만을 고려한 것이기에 그 문제의 심각성을 나타내주는 반증이다. 외벽중간의 결로가 없는 지역은 다행이지만 구석의 경우는 외부의 온도가 -10도 일때 내부의 표면온도가 12도를 보이는 경우가 많이 있다. 상대습도가 50%이고 실내온도가 24도일 경우 노점온도는 12,9도이다. 즉 결로는 생길수 밖에 없는 것이며 곰팡이는 당연히 생기는 것이다. 곰팡이는 심한 경우는 70%에서 활동을 시작하지만 보통은 80%의 상대습도를 그 시작이라 보면 된다. 결로이전에 곰팡이는 활동을 시작하는 것이다.위에 언급된 모 건축 시공회사의 언급은 사실상 무지에서 온 그럴듯한 발언이라 보면 된다.

RWE_Balkon1
그림 3, 발코니와 열적분리의 예, 12번의 구조체를 통하여 발코니를 구조체와 분리, 출처: VWEW Energieverlag, RWE Bauhandbuch 13.Auflage, germany

RWE_Balkon2
그림 4, 발코니와 열적분리의 예, 17번의 구조체를 통하여 발코니를 구조체와 분리, 출처: VWEW Energieverlag, RWE Bauhandbuch 13.Auflage, germany

RWE_Balkon3
그림 5, 발코니와 열적분리의 예, 16번의 구조체를 통하여 발코니를 구조체와 분리, 출처: VWEW Energieverlag, RWE Bauhandbuch 13.Auflage, germany 이 경우는 편복도의 해결에도 사용할 수가 있지만 먼저 층간소음의 영향을 정확히 분석해야 한다.

1_Kuehlrippenwirkung
그림 6, 열적외선 카메라 사진 발코니 아래의 열손실이 보인다. 출처 schoeck, germany

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그림 7, 열적외선 카메라 사진 발코니 아래의 열손실이 보인다. 출처 schoeck, germany

층간 슬래브와 편복도나 발코니의 단열재를 통한 열적 분리만이 차후의 문제를 최소화 시키는 방법이라 본다. 결국은 관리 하자보수로 인한 시간과 비용을 최소화 시킨다는 얘기이며 즉 준공후의 관리나 기타 문제로 인한 부수비용이 줄어 들게 됨으로 경제적이라 볼수가 있다. 더불어 업체의 이미지 또한 상승됨으로 광고의 효과도 있다고 본다.

눈에 보이는 것에 예민한 세상이다. 그러나 국민의 건강을 생각해야 하는 건설업체에서 눈에 보이지 않는 이러한 질적을 것을 위해 노력할 때 국민으로 부터 신용이 생기는 것이 아니가 싶다.

schoeck사: Specifiers_Handbook 영문


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패시브하우스 등록 2008년 1월1일, 최종수정 2008년 12월 26일