목조주택의 단열성능!!

목조주택의 단열성능!


“사람에게 집은 성과 같다”라는 말은 우리에게 익숙한 오래된 구절이지만, 사실을 말하

자면 오래된 성은 춥고 건조하다. 오늘날의 주택은 효율적인 중앙 난방시스템과 단열성

이 좋은 건물 외피를 갖추고 있어 안락한 안식처다.

겨울에는 열을 보존하고 무더운 여름에는 열을 방출하기 위하여 우리는 주택의 벽과

지붕을 이용한다. 오늘날의 주택 구입자들은 단열 수치가 높은 에너지 효율적인 주택을
 
원한다. 에너지의 비용과 환경적인 함축사항들이 고려되면서 “에너지 사용 줄이기”가

목표가 되어가고 있다.

단열성 수준은 현재 많은
법규 당국은 의해 요구되
는 사항이다. 보다 엄격한 단열성 규정은 설계업체들이 단열 성능에 사용되는 재료 및 구조체의 영향을 뱐드시 이해해야 함을 의미한다.
목조 건축은 오랜 역사를 지녔기 때문에, 단열 특성과 성능 기록을 잘 정립해 왔다. 단열 특성에 대한 다른 시공 시스템의 영향은 널리 알려져 있지도 이해되고 있지도 않다.

단열성능

온대기후에서는, 총 에너지 소비량의 약 20%가 주택건물의 난방 냉방, 조명을 위해 사용된다. 이러한  에너지 사용은 비용이 많이 들지만 선별적인 자재의 사용과 건물 시스템으로 건물의 전반적인 단열 성능을 개선시킬 수 있다.

열 전달 정의

열은 항상 따뜻한 곳에서 찬 곳으로 이동한다. 열은 겨울에 건물외피를 통해 실내에서 외부로, 그리고 여름에는 외부에서 실내로 이동한다.
건물 내외로 이동하는 열을 전부 다 막을 수는 없지만, 열의 흐름에 저항하는 재료의 복합적 사용으로 최소화 할 수 있다. 열은 다음과 같은 방식으로 전달된다.

1. 전도는 고체 재료의 한 쪽에서 열로 인해 분자들이 여기될 때 일어난다. 이러한 분자들이 에너지(열)를 재료의 차가운 쪽으로 전달한다. 전도는 주로 건물의 기초와 골조 부재를 통해 발생한다. 열의 이동 속도는 사용된 재료에 따라 다르다.

2. 대류는 공기의 이동으로 가열된 공기가 밀도가 낮아져 상승하고 추운 공기가 가열된 공기에 의해 남겨진 공간을 채우기 위해 유입되면서 발생한다.

3. 복사는 열파에 의해 한 물체에서 다른 물체로 열을 전달할 때 일어난다. 예를 들면, 태양은 지구를 가열하는 복사 에너지를 생산한다. 복사는 건물의 표면 온도에 영향을 줄 수 있지만 주로 유리 창문과 문에 대한 난방 규정에 영향을 준다.

4. 기류는 건물 내부와 외부 간의 기압차에 따라 뜨거운 공기나 차가운 공기 뿐만 아니라 건물 외피에서 새어 나오는 공기를 운반 할 수 있다.

이것이 대류를 초래하곤 한다해도, 공기 유출은 작은 구멍을 통해 벽이나 지붕으로 직접 움직일 수도 있다. 이는 수증기를 벽 공간으로 운반하여 결로를 초래할 수 있다.
이 4가지 열 전달방식 모두가 건물에 영향을 준다. 하지만, 기밀하게 시공된 건물 내에서 대부분의 열 손실은 건물 요소들을 통한 전도로 발생한다.
에너지 효율성을 최대화하려면, 반드시 열 흐름에 대한 저항력이 있는 골조 자재를 사용하여 건물 조립물을 설계하고 연속적인 공기막, 단열재, 내후막을 사용하여 건물 외피를 통한 공기 누출을 방지해야 한다.(그림1 참조)

기밀막이란 건물의 외피 안팎으로의 공기 이동을 제한하는 막이다. 이는 제어되지 않은 공기 유출을 통한 열 손실을 제어하기 위한 것이며 또한 원치않는 수분이 벽이나 지붕 개구부를 통해 유입되지 않게 해준다.
전형적인 골조 시공에서, 공기 유출은 외벽과 천장을 횡단하는 설비, 환기구, 파이프를 통해 일어날 수 있다.

적용된 기밀막은 반드시 건물 외피 전체에서 연속적인 내구성과 강도를 지녀야 하며 바람, 환기, 공기 이동으로 생기는 기압차에 저항하도록 올바르게 설치되어야 한다.
예를 들면, 골조 부재 안쪽에 설치된 0.15㎜ 두께의 폴리에틸렌 막은 코킹처리되고 석고보드의 사용으로 제자리에 기밀하게 부착되어 기밀막을 형성한다. 또 다른 예로는 폴리올레핀계 부직포 “방습지”막으로 연결부가 테이프로 붙여져 벽 덮개 외부에 적용된다.

추운 기후에서는, 실내용 폴리에틸렌 막과 외부용 “방습지”막이 함께 사용된다. 왜냐하면 폴리에틸렌 기밀막은 방습막이기도 하고 외부용 “방습지”는 내후막이기도 하기 때문이다.
추운 기후에서는, 수증기가 내벽 또는 천장 마감재를 통하여 확산되어 나중에 벽이나 지붕 구조체 내에서 냉각, 결로되는 것을 방지하기 위하여 방습막을 단열재의 따뜻한 면에 설치한다.

폴리에틸렌은 벽 구조체 내에 있는 모든 수분을 가두기 때문에 추운 기후에서 주택의 외부에 사용되어서는 안된다. “방습지”형태의 재료는 증기 막이 아니어서 주택의 외부에 사용하기에 적합하다.

벽, 지붕 또는 바닥 공간에 설치된 단열재는 따뜻한 곳에서 차가운 곳으로 열을 전달하는 속도를 늦춘다. 단열재의 효율성은 구조물 내의 공기 주머니를 통한 열 전도를 감소시키고 공기주머니를 작게 유지하여 대류를 최소화하는 것에 기초한다. 일반적인 단열재는 광물질이나 유리섬유 그리고 팽창가능한 포상물질 등의 다양한 재료로 만들어진다.
내후막은 바람, 비, 눈으로부터 외피를 보호하기 위한 첫 번째 방어라인으로 외부 덮개에 설치되는 막이다.

<나무신문 발췌>