1. 서론
실내 공기 습도 조건은 공간 점유로 인한 열 및 수분 부하에 따라 일별 편차가 클 수 있습니다. 실내 공기의 온도와 습도는 실내 쾌적성과 열적 쾌적성 및 인식된 공기질에 영향을 미치는 가장 중요한 요인 중 하나입니다. 특히 높은 습도 조건은 실내 쾌적성에 영향을 미칠 수 있습니다.
실내 공기 질이 좋으려면 적절한 상대습도 영역 범위에 있는 습도 조건이 필요합니다. 일반적으로 큰 변동 보다는 안정적인 조건이 더 바람직합니다. 건축 자재의 수분 완충 효과는 실내 공기 습도 조건의 일별 변동을 안정시키는 중요한 요소가 될 수 있습니다.
특정 조건에서는 건물 구조물의 수분 용량을 사용하여 일별 습도 변화를 완화할 수 있습니다. 이러한 수동적 구조 방법은 환기와 함께 실내 습도 조절에 기여할 수 있습니다. 실내 수분 부하의 일부는 주기적인 수분 부하 기간 하에서 흡습 구조물에 흡수될 수 있습니다. 비점유 기간 동안 흡수된 습기는 실내 공기로 역류하여 실내에서 환기될 수 있습니다. 이러한 수분 완충 효과는 실내 습도 변화를 낮추어 실내 공기의 질과 쾌적함을 개선합니다.
주요 질문 중 일부는 다음과 같습니다. 수동 구조 방법은 추가적인 실내 수분 부하를 어느 정도 흡수할 수 있으며, 그러한 구조물에서 재료 층의 특성에 대한 요구 사항은 무엇인가?
호흡 가능한 구조는 건물 외피와 실내 공기의 상호 작용, 특히 실내 습도 조절 측면에서 일반적으로 사용되는 용어입니다. 이 호흡 가능한 또는 호흡 구조 개념이 항상 공통 언어로 잘 정의되어 있는 것은 아니며, 심지어 모든 기술 논문에 정의되어 있는 것도 아닙니다. 하나의 단순화된 관점은 증기 장벽의 존재입니다. 무증기 장벽 또는 무증기 개방 공기 장벽(종이 호일 등)은 호흡 구조를 의미하며 플라스틱 증기 장벽은 비증기 호흡을 의미합니다.
이 경우 호흡 구조는 일반적으로 단열재로 약간의 수분 용량을 갖습니다. 이 분할은 공기/증기 차단층 내부 구조층의 치수나 수분 전달 및 용량 특성을 고려하지 않고 이루어집니다. 때로는 공기 누출: 건물 외피의 노후 특성이 호흡 개념과 혼합되어 더 많은 혼란을 야기할 수 있습니다.
본 조사의 목적은 실내 공기 수분 완충 효과에서 단열재의 역할과 다른 재료층이나 코팅이 호흡 구조 또는 통기 가능한 구조물 개념을 명확히 하는 것입니다. 이 조사는 주로 이 분야의 연구 결과를 제시하는 발표된 과학 논문을 기반으로 합니다. 주요 참고 문헌은 이 주제에 대한 광범위한 수치 연구의 결과를 제시합니다. 일부 정보를 완수하기 위해 추가적인 수치 모의시험의 수행되었습니다.
1) 습도 조건이 실내 공기 쾌적성에 미치는 영향
이 장에서는 실내 습도가 열적 편안함 및 인식된 공기 품질에 미칠 수 있는 영향에 대한 요약이 포함되어 있습니다.
① 열적 편안함
PD-값(불만족도)은 국부적 열적 쾌적성에 대한 불만을 반영합니다. 국소 열적 편안함이 15% 미만인 상태에서 PD를 유지하는 것이 좋습니다. 온도가 22℃일 때 습도가 55%를 초과하면 PD가 15%를 초과하게 됩니다. 습도가 45% RH로 감소하면 PD는 약 10%가 됩니다.
[다양한 온도에서 상대 습도의 함수로서 따뜻한 호흡 편안함에 불만족하는 비율]
② 인식된 실내 공기질
인식된 실내 공기질(PAQ)은 국소 열적 쾌적성과 밀접한 관련이 있습니다. 연구 결과에 따르면 실내 공기 품질은 온도와 습도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났습니다. PAQ와 수용성은 공기의 엔탈피와 선형 상관관계를 가집니다. 실내 공기 엔탈피가 증가하면 허용 가능성은 감소합니다.
예를 들어, 20℃ 및 60% RH의 깨끗한 공기가 24℃ 및 40% RH의 깨끗한 공기보다 약간 더 허용됩니다. 4℃의 온도 변화는 청정 공기의 수용성을 고려할 때 약 20% RH 변화에 해당합니다. 즉, 온도가 1℃만큼 상승할 경우 습도가 5% RH만큼 감소해야 허용 가능성을 유지할 수 있습니다. 반면 온도가 1℃만큼 감소해도 공기의 습도는 5% RH까지 상승할 수 있으며 허용 가능성은 여전히 유사합니다.
[다양한 온도와 오염원에 대한 상대 습도의 함수로써 실내 공기의 수용성]
그림3은 여러 상태 및 IAQ 매개 변수의 요약을 나타냅니다. 실내 습도의 적정 범위는 30~55% RH임을 나타냅니다.
[여러 건강 및 IAQ 매개 변수의 습도 영향은 실내 습도의 바람직한 범위가 RH 30%에서 55% 사이임을 보여줌]
이 장에서는 실내 습도가 열적 편안함 및 인식 공기 품질에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 작업 중 습도 피크를 낮추는 데 사용할 수 있는 방법은 실내 조건의 열적 편안함과 수용성을 향상시킬 수 있습니다. 건축 구조물의 수분 용량을 활용함으로써 어떻게 가능할 것인가에 대한 연구가 다음 장에서 논의됩니다.
2) 호흡식 건축 구조물– 주요 매개 변수
① 일반
실내 습도 수준은 기후 조건, 수분 공급원, 환기 속도, 공간의 부피 및 건축 자재의 가능한 수분 용량 및 실내 공기와의 접촉과 같은 다른 요인에 따라 달라집니다. 통풍이 가능한 건물 구조 개념은 건물 구조와 실내 공기 사이에 열적 상호 작용이 있을 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 상호 작용은 실내 공기 쾌적성에 기여할 수 있습니다. 주요 문제는 실내 공기 습도 변화의 완충과 특히 열적 편안함과 실내 공기질에 영향을 줄 수 있는 일시적인 최고 습도 값을 감소시킬 수 있는 가능성입니다.
건물 외피는 추가 수분의 일부를 실내 공기에서 구조물로 운반할 수 있게 함으로써 일시적으로 최고치를 줄일 수 있습니다. 거주자의 쾌적성 측면에서는 습기가 구조물을 통해 실외로 운반되는 경우나 재료층에 추가적인 습기가 저장되어 실내 습도가 감소하면 실내 공기로 되돌아 오는 경우 사이에 큰 차이가 없습니다. 수분 완충 용량이 활용되는 후자의 경우 낮은 습도 조건에서 일시적으로 습도 수준을 높일 수 있는 가능성이 있어 추위와 건기에 쾌적함을 개선할 수 있습니다.
② 건물 외피를 통한 확산 수분 흐름
습기는 수증기 확산을 위해 건물 외피가 열려있을 때 구조물을 통해 외부로 운반될 수 있습니다. 가열 기간이 상대적으로 긴 기후에서 이러한 종류의 구조는 내부 및 외부 층의 확산 저항 비율에 대한 요구 사항을 설정합니다. 안전한 수분 성능을 달성하기 위해서는 구조물의 외부 층(바람 장벽, 환기 공간에 개방된 외부 피복, 외부 마감)의 확산 저항이 내부 층보다 더 개방되어야 합니다. 추운 기후는 이러한 요구 사항을 강조합니다.
높은 증기 투과성 내부층을 사용하여 추가적인 수분을 구조물로 유도하는 방법은 실용적이지 않습니다. 춥고 건조한 기후에서는 높은 수증기 개방 구조로 인해 실내 습도가 매우 낮을 수 있습니다. 증기로 꽉 밀폐된 구조를 사용할 경우 실내 습도는 실내 공기에 가까운 재료 층에 추가로 저장할 수 있지만, 외부로 운반되지는 않습니다. 이는 추운 기간 동안 실내 습도 수준을 유지하는 데 도움이 됩니다.
완전 증기 개방 구조로 인해 발생하는 한 가지 이점은 여름철에 가끔 응축될 위험을 줄일 수 있다는 것입니다. 이러한 위험은 증기 개방 단열재 및 증기 장벽이 있는 구조에서 발생할 수 있습니다. 단열재가 비교적 높은 확산 저항(경질우레탄폼 단열재와 같이)을 가질 경우, 이러한 일시적인 역열적 구배는 단열재로 확산 흐름을 유발하지 않아 상당한 수분 축적이 있을 수 있습니다.
③ 공기 누출 구조물은 통기성이 없음
때로는 통기 가능한 개념이 공기 누출 구조물과 혼합되기도 합니다. 공기 대류는 수분 전달에 강한 영향을 미칠 수 있지만, 간혹 공기가 누출되어 구조물에 안전하게 수분을 저장하거나 실내 공기로 수분을 복원하는 데 기여할 수는 없습니다. 공기 누출 건물 외피는 일반적으로 에너지효율에 영향을 미치며 제어 불가능한 특성으로 인해 수분 완충 효과에도 영향을 미칩니다. 또한 기밀 건물 외피는 건물의 제어 가능한 환기율과 압력 조건에 대한 기본 요건입니다.
④ 공기 차단막이 있는 통기성 구조물
구조물 내의 증기 밀착층은 구조물의 수분 완충 효과의 활용을 배제하지 않습니다. 증기 및 공기 밀폐 구조는 건물 외피를 통한 기밀 또는 제어된 수분 흐름과 같은 다른 성능 측면을 손상시키지 않고 이 효과를 완전히 사용할 수 있는 재료층을 가질 수 있습니다.
⑤ 열용량
열용량의 영향은 간접적으로도 영향을 미치는데. 이는 온도 차이가 수분 전달에 영향을 미치기 때문입니다. 점유 기간 동안 실내 공기의 온도는 일반적으로 증가하지만 대규모 구조물의 온도 수준은 한동안 더 낮습니다. 이것은 구조물로의 수분 전달을 높입니다. 점유 기간이 지난 후, 역 온도 차이로 인해 구조물로부터 실내 공기로의 수분 흐름을 높일 수 있습니다. 온도 완충만으로는 통기성 구조를 만들 수 없으며, 온도 구배가 이 효과에 미치는 영향에 대해서는 더 이상 연구되지 않을 것입니다.