출처: http://rci-online.org/wp-content/uploads/2014-BES-hassan.pdf
현대식 건물들은 더 기밀하고 열적으로 단열되게 건축합니다. 그러나 건물에거 결로, 순환 및 공기 품질과 관련된 부작용을 해결해야합니다. 결로는 건물 구성 요소의 축축한 상태의 일종이며, 여기에는 많은 반갑지 않은 문제를 일으킬 수 있습니다. 결로 위험은 온도변화 계산, WUFI(https://wufi.de/en/ Wärme Und Feuchte Instationär) 모델링 및 유한 요소 시뮬레이션을 사용하여 예상되는 문제를 완전히 이해하고 분석하여 제어할 수 있습니다.
또한 다음과 같은 몇 가지 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다.
① 추가 단열층이 결로 위험을 줄이는가?
② 통기성 방수막을 어디에 추가해야 하는가?
③ 추운 기후와 더운 기후에서 외피 설계의 차이점은 무엇인가?
④ 얼음 덩어리를 감소할 수 있는 가장 좋은 방법은 무엇인가?
건물에서 결로는 건물 외피의 성능에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 결로의 원리, 종류 및 그것의 형성을 완화하는 실용적인 방법을 이해하면 건물의 구성 요소가 손상될 위험과 곰팡이 성잘과 나쁜 실내공기 품질과 관련된 건강상의 위험을 줄일 수 있습니다. 현대적인 건물 외피의 구성은 복잡할 수 있으며, 여러 층의 서로 다른 제품이 결합되어 적절한 밀봉이 만들어집니다. 새로운 건축이든 보수이든 건축 과학, 시험, 컴퓨터 모델링, 열화상 기술을 사용하여 이러한 새로운 양쪽 가장자리 조립을 빠르게 처리해야합니다.
1. 서론
현대식 건물을 더 기밀하게 만들고 단열 성능을 향상시키는 데 성공했습니다. 그러나 이제 결로, 순환 및 공기 품질과 같은 일부 부작용을 해결해야합니다. 또한 현대 건축은 더 깔끔하고 효율적입니다. 그러나 경우에 따라 내구성이 떨어질 수 있습니다. 석고보드나 목재 피복과 같이 물을 많이 흡수하는 건물 외피를 사용합니다. 일반적으로 건물의 주요 구조는 75년 이상 지속될 것으로 예상하지만, 반면 건물 외피의 다양한 구성 요소는 조립 시공과 유지에 따라 그것보다 상당히 적게 사용되게 설계되어있습니다.
[목조 프레임 건축]
날씨 보호막 역할을 하는 지지구조(내력 벽돌, 스터드 벽, 금속 데크 지붕 등)와 외부 마감층(벽돌 베니어, 비닐사이딩, 스타코, 금속 외장 등) 외에도 건물 외피는 열 장벽, 물 장벽 및 공기 장벽의 세 가지 주요 층으로 구성됩니다. 좋은 설계의 핵심은 이러한 층이 서로 가장 중요하게 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것입니다.
일반적으로 건물 벽시스템은 단열층의 위치에 따라 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 첫 번째는 스터드 사이의 공간에 일반적으로 마찰에 의해 고정될 수 있는 내부 단열 벽 조립(단열 스터드 벽 조립 등)입니다. 두 번째는 단열재가 일반적으로 외부에 설치되고 접착제나 화스너에 의해 고정되는 외부 단열벽 조립(지하 벽 또는 외부 단열마감 시스템, 외단열공법)입니다.
2. 건물에서 결로
결로는 건물 구성 요소(표면 응축)와 건물 구성 요소 내에서(틈새 응축) 습기의 일종으로 공기에서 차가운 표면으로 수증기가 침전하여 발생합니다. 표면 결로는 유리창에 이슬이 맺히는 것으로 쉽게 볼 수 있으며, 충분한 환기 및 열을 제공하거나 일부 채광창 배출시스템에서 응축 홈통을 사용하는 것과 같은 결과를 수용하여 관리할 수 있습니다. 간단히 말해서, 결국 표면 응축은 건조됩니다. 그렇기 때문에 외부가 차가울 때 습한 공간에서 창문 커튼을 열어두면 내부의 열이 내부 표면 온도를 상승시켜 응축수가 증발되도록 할뿐만 아니라 결로 위험이 감소합니다.
[유리에서 표면 응축]
덥고 습한 기후에서는 벽시스템의 외부 표면에 결로현상이 발생할 수 있습니다. 습기가 건물 조립 내에서 응축되지 않는다면 건물 성능에 그다지 중요하지 않습니다. 그러나 고층에서는 외부 유리의 응축을 닦어내기 어렵고 먼지를 끌어 들이기 때문에 다소 어려움이 있습니다.
1) 내부 결로
틈새 응축(외장 조립 내에서 수분 형성)은 내부에서 벽 조립을 공격하기 때문에 더 문제가 있으며, 그리고 그것이 감지될 때에는 조립이 열화 후일 수 있습니다. 건물에서 틈새 응축은 다음을 유발할 수 있습니다.
① 단열된 유리 패널의 조기 손상
② 표면에 물방울
③ 내부 마감재 손상
④ 흡수성 재료의 습기
⑤ 곰팡이 성장
⑥ 건강에 해로운 생활 조건
⑦ 건물 구성 요소에 대한 부식 및 부패
⑧ 구조적 문제
지지구조 내에서 물은 목재를 부패시키고, 금속을 부식시키며 콘크리트를 손상시킬 수 있습니다. 이것은 건물의 구조적 완전성을 손상시키고 매우 비싸고 불편한 수리로 이어집니다. 곰팡이는 건축 산업에서 점점 커지고 있는 문제입니다. 사람에게 악영향을 끼치는 것으로 알려진 많은 종류의 곰팡이가 있습니다. 곰팡이는 생존하기 위해 영양분(대부분 건축자재의 셀룰로오스), 산소, 적정 온도 및 물의 네 가지 필수 요소가 필요합니다. 따라서 벽면 조립에서 물(액체 및 증기 모두)을 제거하는 것이 곰팡이가 없는 건물을 만드는 유일한 방법입니다.
3. 응축의 원리
응축은 온도가 이슬점보다 낮은 차가운 표면에 덥고 습한 공기가 닿으면 발생합니다. 일반적으로 주거 공간에서 실내 온도는 보통 20~22℃로 습도는 약 30~50% 수준입니다. 추운 기후에서 단열이 불충분하면 내부 표면이 차가워지기 때문에 표면 응축이 발생합니다. 단열재를 추가하면 이 위험이 조립체 코어로 전달됩니다. 이 평가는 조립체의 온도 구배 라인에 따뜻한 면의 이슬점 온도 라인을 중첩시킴으로써 매우 정확하게 결정할 수 있습니다. 후자는 수동으로 계산하거나 또는 WUFI 또는 유한 요소 시뮬레이션 프로그램과 같은 컴퓨터 모델링 소프트웨어를 사용하여 계산할 수 있습니다.
증기가 벽 공간으로 관통하도록 허용되면 이슬점에서 차가운 평면에 부딛히고 기체 물에서 액체 물로 변환되며, 틈새 응축이라고 불립니다. 따라서 따뜻한 면이 건물의 외부 또는 내부에 있는지 여부에 관계없이 증기 장벽은 따뜻한 면에 있어야합니다.
[두 벽 조립의 온도 구배 및 이슬점 온도 라인]
심지어 동일한 지역에서도 건물 표면은 일년 내내 온도와 습도의 차이를 수용해야합니다. 따라서 캐나다 겨울에 동일한 벽은 외부가 따뜻한 면일 때인 여름에 작업해야합니다. 또한 만약 벽이 여름철에는 차가운 하키 경기장과 겨울에는 아늑한 콘서트를 수용해야 한다면? 주방, 욕실 특히 실내 수영장 등 습도가 높은 공간을 다룰 때 특별한 요건을 고려해야하기 때문에 건물의 사용은 결로 위험 분석에 중요한 요소입니다. 또한 일부 공급업체는 나무 바닥재와 같은 제품에 대해 최소 상대습도를 지정합니다.
증기는 기체 상태의 물이며공기 대류(순환)에 의해 뜨거운 표면에서 차가운 표면으로 운반될 수 있습니다. 증기가 전달되는 또 다른 방법은 투과성 재료를 통한 확산입니다. 따라서 공기 밀봉은 공기도 물도 통과하지 못하게 하는 공기/증기막과 공기를 차단하고 증기를 통과하도록 하는 증기성막의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 침투성 값에 따라 Canadian General Standards Board의 접근 방식에서 파생된 증기 장벽은 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
[증기 장벽의 다른 유형]
용어를 명확히 하기 위해; 어떤 사람들은 방수벽의 이름을 그대로 유지하면서 그 막을 증기/공기 장벽 대신 증기/공기 지연제라 부르는 것을 선호합니다. 방수벽은 물을 통과시키지 않고 공기 지연제는 공기를 통과하게 하기 때문에 이에 대한 논리가 있습니다. 그러나 이 문서 전체에서는 “장벽”이라는 용어가 사용됩니다.
가장 일반적으로 사용되는 증기 장벽은 0.06perm 등급의 6mm 두께 폴리에틸렌 시트입니다. 이 값은 이를 유형-1 증기 장벽으로 분류합니다. 유형1은 증기압이 큰 경우 요구됩니다. 분리기를 가로지르는 온도의 차이는 따듯한 공기가 차가운 공기보다 더 많은 수분을 보유할 수 있기 때문에 증기 압력의 차이를 만듭니다.
[따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 증기를 운반할 수 있음]
증기압의 차이가 작은 온화한 기후의 경우 유형2 장벽으로 충분합니다. 이것은 내부 석고에 유성 페인트를 바르면 가능합니다. perm 등급은 제품, 도막 횟수 및 프라이머 사용에 따라 다릅니다. 따라서 공기/증기 장벽이 있으면 증기가 쉽게 통과할 수 없습니다. 결과적으로 틈새 응축이 발생하지 않습니다. 그러나 그 장벽에 작은 구멍이 있으면, 증기는 구멍을 통해 대류에 의해 운반되고 이슬점보다 낮은 온도의 차가운 표면에서 액화됩니다. 실제로 전체 벽의 perm 등급이 높은 경우보다 벽에 작은 구멍이 있으면 문제의 규모가 훨씬 커집니다.
[캐나다 중부 지역에서 난방동안 수분 운반]
장벽이 물이 샐 틈이 없을 때, 그것은 물을 통과시키지 못한다는 것을 의미한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 반대로 공기 장벽은 지정된 양의 공기를 허용하며, 이는 기준 등급 시스템에 지정된 것보다 적어야합니다. 이것은 틈새 응축의 잠재적인 위험이 항상 존재함을 의미합니다.
따라서 틈새 응축을 완화하기 위해 공기 및 증기에 대해 낮은 투과성을 가진 층을 지정해야합니다. 반대로 죽은 공간에 증기가 갇려 있고 건조하도록하려면 공기 이동을 허용하지 않지만 증기가 빠져 나갈 수 있는 통기성 방수막을 사용해야합니다.