목조건물과 중량의 내단열 건물에서 증기막 혹은 방습층의 필요여부

목조건물과 중량의 내단열 건물에서 증기막 혹은 방습층의 필요여부 건축과 습기 

[출처] 목조건물과 중량의 내단열 건물에서 증기막 혹은 방습층의 필요여부|작성자 bauhaushong

 

 

많은 질문 가운데 목조의 건물이나 내단열이 시공된 경우 증기막의 설치유무이다. 요즘은 이 증기막 혹은 방습층의 필요성은 누구나 인지하지만 정작 어떤 질의 방습층이 어떤 구조에 필요한지에 대해서는 별로 홍보가 되어 있지 못하는 듯하다. 그 첫째 이유는 한정된 증기막 재료에도 있지만 그동안 우리가 기준으로 알고 있는 글라저 공식의 영향이기도 하다. 왜냐하면 이 공식에 따르면 내부 즉 따뜻한 실내에 습기의 확산을 방지하는 이 증기막의 성능이 좋을수록, 즉 습기의 투과가 적을수록 구조체 내부에 결로수가 생기지 않기 때문이다. 결론적으로 알루미늄 코팅이 된 증기막이 가장 계산적으로 유리하다. 그러나 이 결과가 실질적으로 과연 습기로 인한 하자방지에도 가장 우수한 것인가에는 개인적으로는 다른 의견이다. 즉, 완벽한 기밀층의 형성은 현장사정상 사실 어렵다. 어느정도의 습기는 당연히 유입이 되는 것이 기정 사실이다. 확산을 통한 습기의 유입은 문제가 되지를 않는다. 그러나 대류를 통한 유입은 그 결과가 재보수로 이어진다.

 

한국과 별 차이가 없으리라고 보는 계산을 위한 독일에서의 주변조건은

 

결로수가 생기는 겨울철: 60일 외부: -10℃ 상대습도 80%, 내부: 20℃ 상대습도 50%

증발하는 계절 : 90일 외부: 12℃ 상대습도 70%, 내부: 12℃ 상대습도 70%

 

위의 주변조건에서 알 수가 있듯이 실질적인 실내의 평균치하고는 거리가 있다. 그 이유는 손쉬운 계산이 주 목적이다. 그리고 손쉽게 설계시나 공사장에서 구할 수 있는 값이고 또 안전을 위해서 실제의 환경보다 더 높은 주변조건을 설정한 것이다. 겨울철 실내평균 상대습도가 50%가 되는 건물은 일반적 용도의 건물의 경우 극히 불가능하다. 우리가 겨울철 실내공기가 습하게 느끼는 것도 건물의 틈새바람과도 관계가 있지만 일반적으로는 40%이하로 보는 것이 현실적이다. 더불어 글라저 공식은 구조체의 축열능력, 공사시 사용된 물 그리고 각 재료의 건축물리적 능력을 고려하지 않기에 계산결과에 결로수가 생긴다하여 실질적으로 꼭 결로수가 생기는 것은 아니다. 또 다른 변수는 소위 말하는 여름 결로이다. 특히 고온다습한 우리의 기후에서는 실내에 냉방장치가 가동되는 경우가 많기에 습기가 외부에서 실내로 향하게 되고 또 습기에 상당히 재료 예를 들어 금속성의 판이나 아스팔트 슁글의 재료를 주로쓰는 지붕의 경우는 밤낮의 온도차 혹은 소나기후에 뒷면에 응축수가 생기고 이는 흡수가 되면서 전체적인 습기의 흐름은 실내로 향하고 증기막과 단열재 사이에 실내의 상대적으로 찬공기와 만나면서 물이 생기게 된다. 더불어 높은 방습능력의 이 증기막은 겨울에는 효과적이었지만 이런 경우에는 반면 부정적인 요소이다. 즉 겨울철에 생긴 결로수가 증발되지 않을뿐더러 여름에 생기는 수분으로 인해 몇 년이 지나면 곰팡이 냄새가 나는 것이 바로 이 이유에서이다. 공사중의 수분은 사실 증발이 불가능 하거나 몇년이 지나야만 가능한 것이다. 아래의 도표는 여러가지 방습지의 투습량과 몇년후 함수율를 보여준 것이다. 빨간색의 Sd가 50m인 비닐계열의 방습지는 10년이 지나도 습기의 증발이 거의 없으며 습기를 조절할 능력이 없음을 보여준다.

 

 

외벽의 경우는 우수로부터 보호되지 않은 마감층으로 계속 수분이 유입이 되면서 문제는 더욱 가중이 되는 것이다. 더불어 경질의 단열재 사용은 실내로의 빠른 증발을 억제시키는 역할을 하기에 내단열재로는 적합하지가 않다. 외부마감재가 예를 들어 외부가 타일같은 재료이면 습기의 증발은 외부로는 사실상 불가능하기에 내부로 이루어져야 하는데 내부에 만일 증발을 억제하는 방습층이 설치되어 있으면 몇 년후 구조체의 문제뿐 아니라 곰팡이의 발생은 사실상 이미 예정된 것이다.

또하나 우리가 크게 혼동하고 있는것중에 하나가 대류를 통한 습기를 막아주는 기밀층과 증기의 확산을 억제하는 방습층 혹은 증기막에 대한 확실한 정리이다. 기밀층이 잘 시공된 상태에서 방습층에 구멍이 있는 경우는 그리 걱정할 일이 아니다. 그래서 방습층 혹은 증기막은 단순히 겹쳐서 시공을 하는것이다. 단 이 방습층이 기밀층의 역활도 해야한다면 연결부위를 틈없이 시공을 해야한다. 습기의 이동은 확산보다는 대류를 통해 더 많은 양이 이동을 하기때문이다. 단순히 이런저런 증기막을 시공해야 한다는 주장은 개인적으로는 재검토 되어져야 한다고 본다. 흔히 내단열 시공시 내부의 단열재를 소위 건조시킨다는 명목으로 일부로 기밀층이나 방습층에 틈을 만드는 경우가 있는데 이는 위험한 발상이다. 즉, 습기는 들어간 곳으로 다시 나오지 않는다. 그것이 자연의 흐름이다. 우리의 생각과는 다르다.

 

그렇다면 문제의 해결책은 무엇인가?

 

1. 무엇보다도 경질의 단열재의 사용은 일반적으로 금해야 한다. 경질의 단열재는 그자체가 습기의 통과를 어렵게 하기 때문이며 특히 구조체와 만나는 부위가 밀착되지 못하기에 국지적인 열교지역이 되기도 하기 때문이다.

 

2. 절대적으로 방습성능이 높은 제품은 피해야 한다. 방습성능이 표시된 제품을 써야하며 한국의 경우는 그 표기방법이 다를수도 있지만 증기확산저항계수(필자번역)라는 μ에 해당제품에 두께를 미터단위로 곱한 값이 독일에서는 재료의 두께에 따른 투습저항Sd값으로 표기가 되는데 이 값이 2에서 5m가 되어야 한다. 이값은 공기층의 두께를 의미한다. 즉 Sd가 2m는 공기층의 두께가 2m라는 말과 같다. 물론 단열재의 종류에 따라서 여러가지 방법이 가능하다.

 

3. 더 좋은 방법으로는 구조체내의 상대습도에 따라 투습율이 변화하는 제품을 쓰는 것이다. 겨울에는 실내의 습기가 구조체로 유입되는 것을 억제해(Sd=10m 예:Intello Pro Clima)주고 반면 여름이나 환절기에는 구조체에 생긴 습기를 내부로 빨리 증발될수 있도록 Sd의 값이 0,25m이하로 내려간다(www.proclima.co.kr). 9월 중순부터는 한국에서의 구입도 가능하다 한다. 참고적으로 일반 방습성비닐의 Sd는 20m에 달한다. 문제는 이 수치가 변하지 않는다는 것이다.

 

우리는 지금껏 크게 두 가지의 실수를 했다. 물리적 값을 모르는 증기막의 시공과 값이 싸다는 이유로 흔히 사용하는 경질의 단열재를 그 원래의 용도가 아닌 다른 곳에 사용한 것이 그것이다.

 

아래의 그림은 목조와 중량형 건물에서의 기밀층 형성 시공 방법을 보여준자. (자료제공 pro clima korea)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

아래의 그림은 창문과 문부위의 기밀층을 형성하는 방법을 보여주고 있다. 우리에게 가장 약한 취약부분이라 볼 수가 있다. 현장에서 사용하는 뿜칠 단열재와 실리콘 마감은 기밀층이라 볼 수가 없다. 여기에도 간단한 자연의 법칙이 필요하다. 즉 실내에 사용되는 창문내부의 재질은 투습을 억제해야 하고 외부 창특과의 연결부위는 투습성능이 좋아야 한다.

아래의 건물은 전형적인 목구조의 가정집이며 외부단열은 셀룰로제로 시공했기에 OSB판사이에 규칙적인 구멍을 볼 수가 있는데 이 구멍을 통해 단열재를 불어 넣었다. 셀룰로제를 단열재로 사용시에는 OSB가 방습과 기밀층을 할 수 있도록 설계가 가능하지만 한국의 경우는 조심해서 사용해야 할 구조이다. 그래서 OSB의 연결 부위에만 연결 테이프를 시공했다. 좋은 것은 단열재 생산회사의 추천대로 지능형 가변 방습지인 인텔로를 사용하는 것이 안전하다.

 

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