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건축과 습기(building moisture)


문제점

지금까지 건축에 있어서 우리는 습기에 대해서 그렇게 큰 관심을 갖고 있지 않았다. 습기에 대한 문제점, 역활, 다른 여러 요소들과의 연관성과 실질 현장과 주거환경에서 연구하는 것과 그 대책을 마련하는데 조금은 소홀한 면이 없지 않다.

앞에서 잠깐 언급한 바와 같이 우리 사용자 혹은 건물 이용자는 그동안 여름에 건물 안이 더우면 여름이니깐 그렇지 하고 생각하거나 혹은 습기가 많아 곰팡이 냄새가 나면 여름이고 장마철이니깐 하고 주어진 환경에 굴복하고 살아 온 것이 사실이다. 특히 겨울에 결로가 벽이나 창문 그리고 찬기운이 방 안에 있어도(웃풍) 우리는 그것에 대해서 그다지 심각하게 생각해 본적이 없고 또 그것이 당연한 것이라 생각한다. 그래서 우리는 건축가와 시공업자에게는 말할 나위 없는 충실한 모범생임에는 틀림이 없다.

첫째 그 이유는 우리는 계약서라는 것에 그리 익숙한 민족이 아니다. 교통사고후에도 쌍방합의라는 말은 익숙하지만 변호사를 통해 제3자인 보험회사에서 알아서 처리하는것은 왠지 불편하게 느껴진다. 이 모든것이 누가 어떤 문제에 있어서 어떻게 책임을 지는가가 구체적으로 명시 되어 있지 않기 때문이다. 유치원을 다니는 아이들을 둔 아빠로서 처음에는 조금은 황당했다. 이곳 독일유치원 공문에는 아이가 유치원에 도착했다는 말은 아이가 유치원에 들어가 담당 선생님에게 인사를 하던 혹은 아이가 여기 있다라고 암시가 되어야만 도착한것으로 간주되고 그때부터 유치원에서 책임을 맡는다. 아주 정확한 표현에 처음에는 비 인간적 이라 느꼈지만 이것이 만일하나 유치원 입구에서 사고라도 나면 그 책임은 어디에 있는지 확연한 것이다. 법이라는 것이 인간을 편하게 하기위해 있음에도 때로는 이 많은 법적조항 때문에 불편한 것도 사실이지만 우리 일반 건축에서의 계약서의 수준과 질적인 내용의 이행은 소비자입장에서 볼 때 아직도 후진국 수준임에는 틀림이 없다. 건축에서 제일 먼저 없어져야 하는 단어는 부실공사가 아니라 이 부실을 조장하는 유도리 라는 말이다.

앞에서 간단하게 든 예는 모두 시공자와 건축가가 하자보수를 책임져야하는 가장 기본적으로 지켜야 할 것이며 그저 계절 탓으로 할 문제가 아니다. 법적조항이 없다고 혹은 있어도 그것을 이행하지 않으면 그것은 이미 법이 아니다.
나가서 법적조항에 없더라도 그동안의 경험으로 봤을때 문제가 예상 된다면 그 문제에 대해서 심각히 고려를 하고 대체방안을 만드는 것이 건축가와 시공자의 기본 자세이자 직업정신이다.

수십억하는 고가의 아파트에서 한달 냉방비만 3백만원이 넘었다고 어떤 교수님으로 들었다. 충분히 있을 법한 얘기이다. 그냥 웃고 넘기기에는 너무나 그 액수가 크다. 그 돈이면 많은 것을 할 수 있기 때문이다 적어도 필자에게는 모든것이 호화고 좋은 자재라 생각하더라도 그곳에 절제와 통제되지 못한 시스템이 있으면 결코 좋은 건축은 아니다. 단지 지나친 화장일 뿐이다. 단지 비싼 집이라고만 표현할 수가 있다. 우리가 건축 수업시간에 한번쯤은 꼭 듣는 미스 반데로에의 글라스 파빌리옹도 새로운 건축을 시도했다는 것에서 중요하지만 에너지 면에서는 결코 추천 할 수가 없는 졸작임에 틀림이 없기 때문이다. 건물 한적한곳에 숨겨진 그 어마 어마한 냉난방 시스템을 본 사람이라면 동감할 것이다.

마찬가지로 에너지 절감을 목표로 하고 많은 시행착오로 지어진 초고층 건물들도 처음에는 환경 찬화적인 건물이다, 인간을 생각한 것이다 라고 여러 주장이 있었지만 그 결과는 생각과 거리가 멀었음을 최근의 보도들을 통해 알 수가 있다. 우리가 우리자연의 생태를 잘 이해 한다고 생각하지만 그 모든것을 수학적으로 표현하기에는 아직은 이른감이 있다. 그래서 필자는 건축물리 분야에서 위대한 수학자가 빨리나오길 학수고대하고 있다.

왜소하지만 이 홈페이지를 통해서 여러사람이 같이 고민하고 생각하는 시간이 되었으면 한다.

방수와 방습

수증기는 가스 형태로 존재하는 물이라고 생각하면 쉽게 이해가 될 것이다. 우리가 물을 끓일 때 보이는것도 보통 수증기라 표현하지만 그 보다도 입자가 작은 형태 즉 우리의 눈으로는 보이지 않는 상태가 더 올바른 해석이라 볼수가 있다. 이미 우리의 눈으로 보이는것은 이미 액체의 형태이기 때문이다. 증발을하고 그리고 바로 눈으로는 볼수가 없지만 공기중에는 분명히 습기로 존재한다. 그러다가 주변온도에 의해서 열을 뺏기고 수분상태로 되는것을 결로현상이라 건축에서는 표현한다. 이 결로 현상은 단지 찬 겨울에만 존재하는 자연현상은 아니다 (summer condensation).
자연계에서 이 물(H2O)의 존재는 참으로 중요하지만 건축과 관련이 되면 골치덩이가 된다.

그 대표적인 예로는


    1. 결로현상 (dew water and surface condensation)
    2. 쇠의 부식(특히 콘크리트속의 철근 부식- 구조적 문제점, corrosion)
    3. 표면의 화학반응으로 생겨난 소금으로 인한 표면문제
    4. 결빙의 반복으로 인한 구조적 균열 (기초, 도로 frost)
    5. 목구조에서 해충과 습기의 과다로 인해 부식
    6. 단열성능의 저하 (물은 열은 잘 전도하기 때문에 외기에 면해있는 외벽이나 지붕을 통해 많은 양의 열을 뺏겨버림. 우리가 흔히 부르는 스팀의 에너지원이 물을 사용하는 것도 바닥난방도 이 이유때문이다.)
    7. 곰팡이가 서식하기 쉬운 토양을 제공 mold,fungus (특히 우리는 도배를 많이하는데 도배지는 참고적으로 곰팡이가 서식하기에 아주 좋은 양질의 토양이다)


많은 사람이 그렇게 생각하듯이 건축에서의 방수공사는 눈에 보이는 비 라든가 그리고 눈 인공적으로는 목욕탕 같은 곳에서의 말 그대로 물을 막는 것 이라고 생각하나 방수에는 방습공사도 포함이 되는것이다.
눈에 보이는 것을 막는것은 상대적으로 쉬우나 눈에 보이지 않는 습기는 구조적, 에너지 절감 그리고 무엇보다 실내 환경적으로 마찬가지로 중요하다.

    방수 및 방습 공사에 앞서 건축에서 물의 종류는 크게 세가지로 볼수가 있다.
    1.강수 : 비, 눈, 우박
    2.땅의 수분: soil moisture
    3.증기 : water vapour


물론 목욕탕, 실내수영장 같은 곳에서도 방수공사는 필수적이다.

우리는 흔히 일반 사람도 많이 보았지만 지붕 방수공사에서 보통은 물방수 모르타르를 한다던가 혹은 폴리 우레탄이 사용되어지는 것으로 알고 있다.
내구성으로나 기능적으로 두 방법이 적절하다고는 볼 수가 없다. 그 이유는 첫째 물방수 공사는 보통 발코니 라던가 적은 면적 혹은 지붕에 많은 돌출이 있어서 보통의 방수 재료로 깨끗하게 마무리 하기가 힘들때 보통 부분적으로 사용한다. 건축물의 균열은 그 정도를 최소한 할수는 있지만 완전히 막을 수는 없다. 특히 지붕의 경우는 그 온도의 차이가 여름과 겨울 심할때는 100 K 에 이른다. 이것은 특히 연결부분에서 가장 심각하다.

늘어나고 줄어드는것을 몇 해 반복이되면 그곳에 균열이 생기고 이미 물방수는 그 효과가 없을 것이다. 이것을 최소화 시키기 위해서 물방수를 두겹으로 하고 그 사이에 균열강화소재를 깔기도 하며 (망사형태) 그리고 표면보호를 위해 구운모래를 (표면보호재) 뿌리기도 한다. 그러나 이 역시 내구성에 있어서는 그 수명이 다른방법에 비해 짧다. 그래서 3년 혹은 5년정도가 지나면 다시금 똑같은 문제가 생기는 것이다.
또 일반적으로 시행되는 폴리우레탄 방수공사는 단열성능이 있다고해서 환영을 받으나 방습의 효과는 그리 우수한것은 아니다. 물론 물을 뿌리면 당연히 흡수되지는 않는다. 일반 평지붕에서 방수투습의 성질은 조심해서 다뤄야할 일이다.그러나 가스상태의 수증기에는 콘크리트도 어느정도 vapour barrier의 역활을 어느정도는 소화를 하나 얇은 PE film 혹은 다른 유사제품과는 비교가 되지않는다. 즉 여름철에 실내가 냉방이 될 경우에는 수증기압이 외부가 높으므로 수증기가 내부로 이동을 한다. 여름 결로현상이 이것이며 그 수증기는 구조체 내부나 방수제에 남아있게 된다는 이치이다.

가장 문제가 되는 시공은 조립식이나 공장건축에서 가벼운 경량 철골 지붕이나 스레이트위에 시공하는 것이다. 문제는 실내에 존재하는 수분을 저장 할 수 있는 필터 예를 들자면 두꺼운 콘크리트나 외벽 등등이 없다는 점이다. 또한 경량 철골지붕의 경우는 그 연결부분이 밀폐된 상태가 아니라서 실내의 더운공기가 대류를 통해 빠져나가면서 결로를 유발한다. 그래서 특히 경량의 건축과 냉방장치가 있는 건물에서는 건물지붕에 moisture barrier를 설치하는데 그 위치는 바로 구조체 위이다. 일반 주거 건물에서는 (지붕이 특히 목조인경우) 구조체 밑에 설치하고 석고보드나 나무로 마감을 하기도 한다. 방습층은 이런경우 보통 증기가 거의 통과 할 수 없도록 예를 들자면 알미늄 film 이 내장되어 있다. 완벽히 습기를 제어하는 막는성질의 제품은 특히 경사지붕에서는 추천하고 싶지 않다. 연결부위는 보통 10 cm정도 겹치게하고 예를 들자면 일반 테잎이 아닌 같은 재료의 특수테잎으로 마감을 한다. 이 방습층은 건물을 밀폐하는 (air tight) 역활도 한다. 우리가 흔히 얘기하는 살아 숨쉬는 벽 등 이것은 문제가 있는 건물이다. 왜냐하면 그 살아 숨쉬는 틈으로 에너지가 밤낮으로 그리고 계절별로 통제없이 손실되기 때문이다. 통제 되어지고 계획되어진 환기는 필요하지만 거주인의 필요와는 상관없이 이루어지는 틈새바람은 열손실과 결로를 유발하며 외부와 내부의 온도차 그리고 바람의 세기 또한 높이와 연관이 있기에 틈새바람에 환기를 의존하는것은 절대 금물이다. 만일 이 방습층에 시공 실수로 구멍이 나면 다른곳은 막혀있기 때문에 더 빠른속도로 약 1,6배의 상승효과 (굴뚝효과라고 이해 할수도 있음)로 인해 더 많은 에너지가 손실이 되며 특히 겨울에는 따뜻한 공기가 밖으로 나가면서 구조체 내부나 표면 심지어는 내부에 결로가 생기는 것이다. 이 현상은 열적외선 카메라로 보면 특히 내부에서 해가 뜨기전에 그 위치가 잘 파악이 된다. 특히 압력 테스트를 통해 실내를 저업으로 만들면 문제지역이 더 확연히 드러난다.

다른 예로 열관류율이 U= 0,34 W/m2K 인 30 cm 경량 콘크리트의 경우 6,8 W/m2 열이 빠져나가고 습기는 0,26 g/m2h 이 밖으로 유출된다. 그러나 자연환기의 경우는 실내가 20도 이고 상대습도가 50 % 그리고 외부의 온도가 0 도 이고 80 % 의 상대 습도일때 4,76 g/m3h의 습기가 밖으로 유출된다. 이 얘기는 살아 숨쉬는 벽이라는 개념은 사실 의미가 없는것이다. 예를 들어 뜨거운 물이 들어 있는 두 개의 보온병이 있다고 보자, 한 보온병은 꽉 잘 막았고 다른 한 병은 조금 열어났다고 보면 30분후에는 두 보온병의 온도차가 2도 이상이 난다. 그 이야기는 실내에서 잃어버린 2도를 올리기 위해 난방장치가 가동되어야 된다는 것이다. 난방비 그리고 냉방비의 상승인 것이다. 아침 저녁으로 규칙적이고 합당한 10에서 15분정도 자연환기 습관이 실내환경을 높이는 첫째 지름길이다. 요즘 새집증후군을 억제하기 위해 창문을 손가락틈 정도로 열어 둔다던가 아니면 부엌후드를 자주 가동 해야한다는 얘기가 있지만 이것은 잘못된 판단이다. 첫째 겨울의 경우는 그 틈으로 많은 양의 난방에너지가 소비되고 또한 그 틈을 지나면서 결로현상 및 구조체 내부에 기체상태의 습기가 액체상태로 바뀌며 나아가서는 단열재가 있으면 수분함량이 늘어나게 되고 그 얘기는 그곳에 더 많은 에너지가 손실이 된다는 얘기이다. 특히 우리는 스치로폼 (EPS)이라고 하는 것을 단열재를 많이 사용하는데 이 단열재는 다른 단열재에 비해 습기에 약하다. 즉 습기를 잘 흡수한다는 얘기이다. 왜냐하면 우리가 알다시피 물은 열을 잘 전도하기에 단열재의 성능이 줄어드는 것이다.

후드로 실내의 공기를 환기시키는 것도 그리 옳은 방법은 아니다. 요리를 통해 갑작스럽게 많이 생겨난 습기를 빼는것은 이해가 가지만 그 외의 사용은 추천하고 싶지 않다. 그래서 패시브 하우스에서는 이 부엌의 후드 사용이 금지이다. 물론 지금은 이 후드와 난방장치와의 연결을 통해 폐열사용도 하지만, 대신 배기시에 실내의 데워진 공기를 열교환기를 이용해 습기와 열을 다시 회수하는 방법이 채택된다. 창문으로 환기를 할 필요가 전혀없기에 열손실이 줄어들고 외부의 더러운 공기가 유입되지 않기에 실내환경이 쾌적하며 무엇보다도 소음을 줄이는데 효과가 있다. 그래서 한국의 도심지에 시도해 볼만하다. 겨울철 패시브하우스에서 실내의 낮은 상대습도가 기관지나 혹은 호흡기에 문제가 될 수도 있지만 우리는 가정에서 요리를 많이하는 편이므로 이 습기를 더 효과적으로 이용 할 수가 있다. 



습기흐름의 (공기압) 원리

아래의 그림처럼 서로 높이가 다른 물이 하나의 구조체를 가운데에 두고 있다면 구조체의 상태에 따라 그 결과는 다르게 보이게 된다. 즉 그 구조체가 물을 통과시키지 않는다면 아무런 높이 변화가 없지만 물이 통과하는 구조체라면 언젠가는 그 높이가 같아지게 되다(평형을 유지하기 위함).


feuchte1


이 원리는 열의 흐름 (heat flow)도 마찬가지이다. 더운공기는 찬공기에 비해 더 많은 팽창을 하는데 이것은 압력이 더 높다는 얘기이다. 겨울에는 실내온도가 외기에 비해 높으므로 열은 내부에서 밖으로 이동하게 된다. 이 열이 통과되는 속도는 구조체가 얼마나 열을 잘 통과 (heat transfer coefficient) 시키느냐에 따라 다르다. 다른 말로 단열효과가 낮을수록 더 많은 열손실이 있다는 말이다. 어떤 건축자재건 그 정도에 차이가 있지 열을 전도하는것은 막을수가 없는 일이다. 여름에는 이 현상이 역으로 나타난다. 열은 밖에서 내부로 흐르게 된다. 우리나라에서는 잘 시공하지 않는 외단열 (outside insulation)이 건축 물리적으로는 가장 효과적인 방법이다. 첫째는 밤낮의 온도차 그리고 계절별 온도차가 줄어듦으로 구조적으로 안정적이고 두번째로는 겨울철 실내 무거운 벽속에 저장된 열은 저녁이나 밤시간에 다시 쓸 수가 있고 여름에는 이미 실내에 들어온 열을 저장했다가 밤시간에 이미 온도가 내려간 외부의 공기를 통해, 환기를 통해 열을 뺏을수가 있다. 즉 낮 시간에는 이 실내벽이나 외벽의 축열으로 (heat storage capacity) 더위를 막을수가 있다는 계산이다 (Time-lag). 몇 시간 후에 바깥의 열이 실내에 도착하느냐가 여름철 실내환경을 결정하고 냉방비 절감하는데 영향을 끼치게 되는 것이다.

옛날건물 즉 열관류가 높은 경우에는 이 지연효과가 중요하지만 단열성능이 좋은 즉 열관류율이 낮은 건물의 경우는 이 지연효과는 이제는 사실 그 큰 의미가 없다. 구조체에서 단열성능은 내부에서 외부로 가면서 높아져야한다. 간단히 말해서 내부의 열이 더 천천히 빠져나가라는 의미이다. 그래서 앞서 말한 외단열이 건축 물리적으로 가장 효과적인 해결이라는 것이다. 물론 외단열이 가지고 있는 문제점도 있지만 자세한것은 다음장에서 논의 하기로 하겠다.

이와는 반대로 설계되어져야 하는것이 방습(vapour barrier)이다. 온도의 차이로 생긴 습기의 압력 (vapour pressure)도 외부와 내부의 평형 (vapour pressure equalisation)이 이루어질때까지 계속해서 구조체를 통해 밖으로 혹은 안으로 이동하게 된다. 즉 상대 습도가 같아질 때 까지 계속 이동을 하는 것이다. 이 과정을 (vapour diffusion)이라 한다. 자연계의 평형의 원칙이 이 습기를 움직이는 원동력이다. 습기를 많이 저장하고 그리고 건조시에 다시 습기를 돌려주는 나무라든가 황토같은 재료는 실내습기 조절에 탁월하지만 콘크리트와 시멘트 모르타르만으로 마감이된 건축물은 습기를 조절하는데는 합당하지 못한 재료이다. 그래서 특히 아파트 같은 실내에서 답답함을 느끼는것이 이 때문이다. 실내 습기조절을 위해서 벽 전체를 황토나 특별히 나무로 시공할 이유는 없다. 왜냐하면 단지 표면 2cm 정도만이 습기조절에 가장 많은 역활을 하기 때문이다. 1 cm정도의 시멘트 모르타르 (보통의 일반 주거건물의 경우) 보다는 lime cement 라든가 아니면 공극이 큰 재료들이 ganged stuff이 좋다. 시멘트 모르타르도 1 cm 에서 2 cm 면 그래도 상태가 나아질 것이다.

나무도 그 표면적이 칠하여 지지 않은 천연의 상태나 습기조절을 덜 떨어지게하는 가벼운 왁스 정도는 괜찮지만 지나치면 습기조절 능력이 급격히 떨어지고 단지 장식적인 역활 밖에는 없다. 그나마 우리 주거건축에서 곰팡이가 건축 물리적으로 문제가 많음에도 불구하고 그리 심각한 테마가 아닌 이유는 아마도 우리 온돌에 그 답이 있다고 필자는 생각한다. 온돌이 무엇인가 일반스팀과 가장 큰 차이가 무엇인가. 온돌은 다른 난방 시스템에 비해서 복사열의 양이 많다. 복사열은 어떠한 성질을 가지고 있는가. 태양과 지구로 생각을 바꾼다면 공기가 우주공간에는 없어도 여름에 지구는 태양 때문에 덥다. 즉 복사열을 공기를 첫째로 데운것이 아니라 사물을 먼저 데우는 것이다. 사물을 먼저 데우면 어떤장점이 있는가. 실내공기보다 외벽을 먼저 데우므로 결로현상과 곰팡이 생김의 확률이 줄어드는 것이다. 더불어 산성비도 큰 역활을 한다고 본다. 길거리에서 혹은 지붕이나 담장에서 이제 이끼라던가 혹은 비슷한 종류의 곰팡이를 보는것이 상당히 힘들다. 추측건데 이 산성비가 곰팡이 균을 죽이고 그리고 상대적으로 외부에 그 균이 적으므로 실내에서도 그리 큰 문제는 아니라고 본다. 그럼에도 불구하고 실내외에 곰팡이가 있는 건물의 경우는 그 문제가 심각하다고 개인적으로 생각한다. 저자가 어릴때 자주보았던 창문에 생기는 얼음꽃도 추억으로 남아있지 지금도 우리 주거 환경에 그런것이 있다면 건설부관계자나 건축하는 사람들은 주거환경을 책임지는사람으로서 이제는 심각히 숙고해야할 일이다.

원리는 이러하나 구조체의 열관류 즉 시간당 면적당 단열성능이 좋지 못하면 에너지 손실은 막을수가 없는것이고 그리고 정해진 실내온도를 맟추기위해 난방장치는 계속돌아야 하는 것이다. 열교현상이 특히 심각한 부분은 특히 북쪽의 발코니가 있는 방이라던가 아니면 옥상과 면해있는 모서리 부분의 외벽이 그 대표적인 예이다. 간단히 생각해서 열이 뺏기는 외부의 표면적이 내부의 열을 받아드리는 면적보다 크기 때문이다. 받는것 보다 뺏기는 것이 더 많기 때문이다. 간단한 산수이다. 표현하지면 기하학적 열교현상이다. 열교를 줄이는 것이 에너지를 절약하는 지름길이다.

thermal_bridge1외부 1.30 m x 1.30 m = 2.69 m2
내부 1.00 m x 1.00 m = 1.00 m2


 

 

 

 

 

 

 

우리는 실내온도가 좀 높은 편이다. 필자가 특히 고향집에 가면 너무 더워서 잠을 설친적이 한두번이 아니다. 건강상 가장 좋은 온도는 18도 라고 한다 물론 실내의 용도에 따라 조금씩 차이는 있지만. 독일은 (DIN 4108) 계산을 위한 규격온도는 보통난방의 경우 20도 에 상대습도가 50% 이다. 이 수치는 지금까지의 평균치 이기도 하지만 공식대입을 편하게 하고 그리고 실제 결과와 근사치를 이루기 위한 수치이기도 하다. 실제 우리집의 겨울에 평균온도는 17 도 에서 18도 인데 이 실제의 18도 를 표면온도 계산이나 아니면 콤팡이 확률 계산에 적용하면 이것은 무효가 된다. 왜냐하면 이 온도는 장시간을 두고 측정한것이 아니고 일시적인것이 첫째 이유이고 둘째는 그 대입공식은 20도를 바탕에 두고 있기 때문에 설득력이 없다. 좀더 자세히 설명을 하면 내부온도가 20도일때 실내 표면온도가 12.6도 면 결로가 생긴다. 그렇다고 지금 실내온도가 18도 인데 이 온도를 대입해서 얻은 답이 좋지 않다고 당장 결로수가 생기고 곰팡이가 생기는 것은 아니다. 왜냐하면 지금 일시적인현상이기 때문이다. 우리가 학교에서 배운 glaser diagram은 모든것을 단순화 시킨것이라 무조건 그것의 답이 전적으로 의존하는 것은 문제가 있다. 왜냐하면 이 방법은 단지 diffusion만 고려하고 실제의 태양열 이라는가 pellicular water는 전혀 고려를 하지 않는다. 개인적으로 볼 때는 이 방법은 특히 단열재가 많이 들어가는 건물의 경우 특히 패시브하우스의 경우는 좀 더 실제와 근사한 결과를 보이는 것 같다. 이러한 단순화된 계산 방법의 문제점 때문에 요즘은 실험실 조건을 벗어나 지역별 기후, 온도, 습도 태양 일조량을 모두 검토해서 습기의 움직임 그리고 나아가서는 곰팡이나 결로의 발생여부를 몇분내에 몇년을 계산을 하는 프로그램도( WUFI, www.wufi.de) 제공되어지고 있다.

콘크리트는 열을 저장하는데는 그 탁월한 성능을 발휘한다. 지붕 슬래브를 기존의 12 cm 에서 20 에서 25 cm 정도로 하고 25 cm 정도이면 보가 특별히 필요하지 않으므로 시공면에서도 단순해 진다. 물론 구조전문가가 해당건물에 맞게 설계를 하는것이 그 첫번째 순서임을 미리 밝혀둔다. 그리고 우리에게는 이상하게도 불문율로 되어있는 지붕반자, 이것을 이제는 버릴때도 되었다. 지붕천정은 왜 필요한가. 요즘은 설비를 감추기 위함이지만 과거는 기와집에서 특히 공기층을 둠으로 단열 효과를 보려는 것이 첫째 목적이었다. 기와집이 지금과 다른것이 무엇인가. 습기를 많이 저장할 수 있는 진흙과 수수깡 등등, 지금은 이 습기를 제어 하는것이 현대 집에서는 없다. 도리어 문제를 만들어 낼 뿐이다 즉 집안의 습기가 이 반자를 통해 슬래브로 전달되기 때문이다. 통풍이 이루어지지 않는 반자는 문제가 있고 그리고 콘크리트의 열 저장능력을 전혀 이용 할 수가 없다. 낮 동안 열을 저장하는것도 문제이고 그리고 밤에 내려간 외기온도로 식히는것도 문제가 있다. 아파트건축에서는 이 층간의 반자(천정)를 첫째 없에는 것이 실내공기 개선에 도움이 되며 나아가 특히 경제적으로 층고를 낮게하고 거기에다가 층간소음을 억제하는 소음재를 (impactsound insulation) 설치하는것이 효과적이다. 특별히 거실이나 부엌공간에 인테리어적인 면으로 천정을 장식하려면 천정없이도 석고나 나무로 충분히 대체 할 수가 있다.

층간소음을 잠깐 언급하자면 층간소음재는 바닥난방일 경우 열전도율이 낮아야하며 소음적으로는 밀도가 낮을 수록 좋다. 보통 많이 쓰이는것이 mineral wool 이다. 열전도율이 높으면 아래 층이 만일 겨울철에 비어있을 경우 많은 양의 난방에너지가 흐르는것이 당연하며 또한 그럴경우야 없겠지만 의도적으로 난방을 낮게하는 세대가 아래층에 있으면 그 아래 층으로 계속적인 간접난방이 이루어지게 되고 아래층은 윗층덕분에 에너지를 절감하지만 윗층은 부분적으로 다른집을 따뜻하게 해 주는 결과가 생긴다. 반면 난방관이 지나가는 부분은 floor screed는 그 밀도가 높을수록 좋으며 물론 사면의 벽체와 완전히 분리를하는 소음재의 시공이 필수적이다.

이 단순한 분리재가 그 건물의 그 층의 소음억제에 큰 영향을 미친다. 건물의 용도와 하중에 따라 이 소음재의 선택이 이루어 져야하며 기본공식은 소음재는 밀도가 낮을수록 그 위의 마감재층은 즉 시멘트 모르타르 같은 floor pavement는 밀도가 높을수록 층간소음에 효과적이다. 그리고 우리가 흔히 고려하지 않는 벽체의 모르타르도 벽체가 콘크리트가 아닌 조적조로 시공되어질 때는 바닥슬래브까지 마감을 해야지 그위의 바닥 마감재까지 하면 건물의 기밀성에 문제가 있다. 조적조는 기밀구조가 아니다. 달리 말하자면 틈이 있어 공기가 새 나갈수 있다는 말이다. 쉽게 설명해서 우리가 흔히 벽을 타고 그 부위에 전기 그리고 난방배관을 하는데 이때 내부의 마감층이 많이 망가지면서 외벽의 주 구조체와 연결이 되면서 그 연결부위로 습기가 들어가게 되며 즉 많은 내부의 공기가 손실 될 수가 있으며 이것이 또 sound transmission의 원인이 되기도 한다.

Randdaemmung1 Randdaemmung2

Randdaemmung_Detail위의 두 간략한 두 도면은 12 cm의 콘크리트인 경우 이웃집 경계벽으로는 합당치 못하지만 같은 세대내에서는 사용가능한 시스템이라고 볼 수가 있다. 카페트이건 그외의 마감재라도 응용이 가능하다. 첫번째 도면은 기존의 일반적 상황이고 두번째 도면은 바닥이 경계벽으로부터 완전히 분리되어 있음을 볼 수가 있다. 이를 통하여 옆 공간으로 소음의 전달이 급격히 약화되는 것이다. 기존의 주거건축이나 사무실 건축도 renovatoin이 상대적으로 쉬운편이다. renovation 으로 주거환경을 개선 할 수가 있고 나아가 부동산 거래에도 많은 투자없이 긍정적인 요소로 작용 할 것이다. 바닥난방의 시공방법은 여러가지가 있지만 이 장에서는 더 깊게는 언급하지 않겠다.

사무실 건축에서 가끔은 야간의 환기가 건물보험면에서 문제가 되기도 한다. 즉 퇴근후 야간에 이 구조체에 저장된 열을 상대적으로 찬 외기로 식히려면 어디인가에 잘 작동되는 창문이 열려 있어야 한다 (자연환기의 경우). 도난과 안전에 문제가 있는것이다. 그 용도에 합당한 창문 시스템도 현재는 많이 있고 여러가지 기술 및 설계방법이 있으므로 그리 걱정할 일은 아니라고 생각한다.물론 충분한 축열능력을 가진 내부 구조체가 있어야 하며 특히 내부의 시설이나 천장등으로 막혀있지 않아야 한다. 그리고 밤낮의 온도차가 먼저 충분히 있어야 가능 한 얘기이다.


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