건축설계, 건축 및 유지보수를 위한 수분 관리지침(13)- 물 습성의 기본
2. 물 습성의 기본
물은 액체, 가스(수증기) 및 중간 상태(고체 표면에 흡수)로 건물에서 자주 발생합니다.
액체 물은 여러 가지 방법으로 한 장소에서 다른 장소로 이동합니다.
① 물은 파이프와 도관을 통해 흐릅니다. 물은 파이프와 기구로 높은 압력에서 낮은 압력으로 이동합니다. 가압된 파이프 또는 탱크의 누출은 배관 시스템의 배수 측에서 유사한 누수보다 더 많은 물을 방출할 수 있습니다.
② 물은 아래로 흐릅니다. 빗물, 지표수, 흐르는 물, 배관 설비의 배수 측의 물과 응축 팬의 물은 모두 중력의 영향을 받습니다.
③ 물은 위를 향하여 올라갑니다. 작은 균열이나 구멍을 통해 물은 솟아납니다. 물이 솟아오르는 행동을 관찰 하려면, 유리 두 장 1/4인치 가장자리에 물을 붓습니다. 유리 두 장을 붙이면 가까이 갈수록 그 사이에서 물은 솟아납니다. 이것은 물 분자가 유리와 다른 물 분자에 끌리기 때문에 발생합니다. 균열에 영향을 주는 것은 재료의 기공에 작용합니다.
물 가장자리에 종이, 목재, 콘크리트, 스펀지 또는 석고보드와 같은 다공성 재료를 세워두면 물이 흡수됩니다. 얼마나 높이 올라가고 그리고 얼마나 빨리 물을 공기 쪽 측면으로 이동하여 건조할 수 있는지는 구멍 크기에 달려있습니다. 물은 “모세관 현상(capillary action)”이라고 불리는 과정에서 물질을 통해 흡수 됩니다. 물이 작은 모공에 있을 때, 중력은 물에 작용하는 중요한 힘이 아닙니다.
④ 물은 재료의 바닥 또는 측면을 따라 흐릅니다. 물이 다공성 물질을 통해 위로 솟아 나오는 것과 같은 이유로, 물은 측면과 바닥에 달라 붙을 수 있습니다. 물은 많은 물질과 그 자체를 끌어 들입니다. 빗물이나 배 관 누수는 바닥 장선이나 지붕 트러스의 바닥을 따라 먼 거리를 지나 떨어질 만큼 큰 물방울로 모일 수 있습니다. 물이 거울이나 냉각 코일에 먼저 응축되면, 물은 수직 표면에 달라붙습니다. 물방울이 중력에 의해 분자간 힘을 극복할 만큼 충분히 커질 때까지 물은 흐르지 않습니다.
수증기는 여러 가지 방법으로 한 곳에서 다른 곳으로 이동합니다.
① 공기 중 수증기는 공기가 흐르는 곳으로 갑니다. 이것은 수증기 이동의 가장 크고 빠른 방법입니다. 건물 내부 및 외부의 모든 공기는 고압 영역에서 저압 영역으로 끊임없이 이동합니다. 실외에서 건조한 공기가 건물 안으로 유입되면 실내 공기가 제습됩니다. 습기 찬 공기가 흡입되면, 기계 시스템에 의해 제거되어야하는 습도 부하를 증가시킵니다.
② 수증기는 확산으로 물질을 통해 이동합니다. 물이 존재하지 않을 수도 있고 젖은 것처럼 보이지 않을 수도 있지만, 수증기는 여전히 고체 물질을 통해 천천히 이동합니다. 수증기 분자는 천천히 물질의 분자 사이의 공간을 통과합니다. 분자들은 보다 높은 수증기 농도의 영역에서 낮은 수증기 농도 영역으로 이동 합니다. 재료가 다공성 물질일수록 수증기가 확산되기 쉽습니다. 수증기가 재료를 통해 확산되는 비율은 “perms”로 측정됩니다. 높은 perms은 높은 수증기 유량을 의미합니다.
물은 액체에서 기체(증발)로, 기체에서 액체(응축)로 바뀝니다.
① 물은 표면의 액체 물에서 증발하여 수증기가 됩니다. 건물 내부에서 발생하는 대부분의 수증기는 개방된 용기, 스프레이 또는 습기가 있는 다공성 재료로부터 증발의 결과입니다. 샤워시설, 분수대, 웅덩이, 싱크 대, 스토브 위에 냄비, 식기세척기 및 바닥에 청소 물은 건물 거주자와 마찬가지로 실내 습도의 원인입니다.
사람, 식물 및 동물은 수증기를 방출합니다. 일반적인 사무실 공간에서 사람은 아마도 수증기의 주요 공급원입니다. 바닥 공간이나 지하실에서 표면 노출 또는 젖은 콘크리트와 같은 습한 재료는 실내 습도의 원인입니다. 증발율은 물의 온도 및 공기의 상대습도를 비롯한 여러 가지 요인에 따라 달라집니다.
물이 따뜻하면 젖은 표면 옆의 공기가 건조해집니다. 습한 표면을 가로질러 빠르게 공기가 불어오면, 노출된 표면적이 클수록 증발율이 커집니다. 물 분자가 모세관 힘에 의해 보다 더 단단히 결합되고 많은 다공성 건축 자재를 통해 건조하고 통풍되는 공기를 불어 넣기 어렵기 때문에 불 투과성 물질에서보다 다공성 재료로부터 물을 증발시키는 데는 더 많은 에너지가 필요합니다.
② 수증기가 표면에 응축되면 액체가 됩니다. 표면 온도가 그 옆에 공기의 이슬점보다 낮으면, 주변 공기의 물 분자가 차가운 표면에 응축됩니다. 냉수 관, 냉방 덕트 및 차가운 옥상 데크서 응축은, 습기가 있는 여름철 공기에서 차가운 음료에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리입니다.
③ 수증기는 표면에 흡착됩니다. 기체로서의 물은 자유롭게 움직입니다. 고체 표면에 흡수된 물은 수증기보다 훨씬 덜 자유롭게 움직입니다. 이 상태에서는 액체나 가스인 경우보다 물 분해하는 데 더 많은 에너지 가 필요합니다. 고체 표면에 달라붙는 물 분자는 액체 물보다 화학적 또는 생물학적 활동에 덜 유용합니다.