설계/시공관련 질문
투습 방수 성능의 기밀테이프
유정연
6
6,317
2013.01.30 01:39
관리자님, 안녕하세요.
오랜만에 질문거리가 생겨 또 찾아왔습니다.
먼저 자료를 찾아보아야 하나... 성격이 급하여 여기에 글부터 올리네요. ^^
오늘의 질문은 투습방수 성능의 기밀테이프 입니다.
습기는 통과하나 공기는 차단되는. 흔히 고어텍스라 불리는 재료가 이런 특성을 가지고 있지요.
기밀테이프도 이런 특성을 갖고 있구요.
그 원리가 궁금합니다.
공기는 기압(밀도)차로 이동하게 됩니다.
습기는 삼투압차로 이동하게 되지요.
건조공기는 그래서 온도가 낮아지면 밀도가 높아지고 온도가 높아지면 밀도가 낮아져
온도차가 발생하는 두 공기 기둥이 만났을때, 이동이 일어나게 됩니다.
그리고... 습기(수증기)는 상대습도차이로 이동하게 되지요?
예를들어, 일정 틈새가 있습니다. 틉새의 전후에는 온도차 및 습도차가 있습니다.
그렇다면, 이 틈새에 수증기가 이동한다는 것은. 공기도 이동한다는 것 아닙니까?
1. 수증기 분자가 공기 분자보다 작은가요?
2. 만약에 둘다 이동을 하게 된다면, 이 때, 건조공기의 이동에 의한 엔탈피 손실보다. 수증기의 이동에 의한 엔탈피의 손실에 훨씬 크기 떄문에. 이것을 상대적으로 기밀하다 라고 표현하는 것인가요?
아니면,
일정 틈새의 크기에서는 일정 수준의 온도차, 수증기압 차가 발생할 때,
공기의 이동을 유발하는 밀도차에 의한 압력보다.
습기의 이동을 유발하는 삼투압차에 의한 압력이 훨씬 크게 발생하여.
공기는 이동하지 않고, 습기만 이동하는 조건이 형성되는 것인가요?
답변 부탁드립니다. ^^
감사합니다.
오랜만에 질문거리가 생겨 또 찾아왔습니다.
먼저 자료를 찾아보아야 하나... 성격이 급하여 여기에 글부터 올리네요. ^^
오늘의 질문은 투습방수 성능의 기밀테이프 입니다.
습기는 통과하나 공기는 차단되는. 흔히 고어텍스라 불리는 재료가 이런 특성을 가지고 있지요.
기밀테이프도 이런 특성을 갖고 있구요.
그 원리가 궁금합니다.
공기는 기압(밀도)차로 이동하게 됩니다.
습기는 삼투압차로 이동하게 되지요.
건조공기는 그래서 온도가 낮아지면 밀도가 높아지고 온도가 높아지면 밀도가 낮아져
온도차가 발생하는 두 공기 기둥이 만났을때, 이동이 일어나게 됩니다.
그리고... 습기(수증기)는 상대습도차이로 이동하게 되지요?
예를들어, 일정 틈새가 있습니다. 틉새의 전후에는 온도차 및 습도차가 있습니다.
그렇다면, 이 틈새에 수증기가 이동한다는 것은. 공기도 이동한다는 것 아닙니까?
1. 수증기 분자가 공기 분자보다 작은가요?
2. 만약에 둘다 이동을 하게 된다면, 이 때, 건조공기의 이동에 의한 엔탈피 손실보다. 수증기의 이동에 의한 엔탈피의 손실에 훨씬 크기 떄문에. 이것을 상대적으로 기밀하다 라고 표현하는 것인가요?
아니면,
일정 틈새의 크기에서는 일정 수준의 온도차, 수증기압 차가 발생할 때,
공기의 이동을 유발하는 밀도차에 의한 압력보다.
습기의 이동을 유발하는 삼투압차에 의한 압력이 훨씬 크게 발생하여.
공기는 이동하지 않고, 습기만 이동하는 조건이 형성되는 것인가요?
답변 부탁드립니다. ^^
감사합니다.
하지만 기밀층이 훼손된 곳에서는 공기가 이동을 하면서 습기가 이동을 하게 되기에 건축에서는 습기로 인한 하자발생의 가장 큰 원인으로 봅니다. 습기는 상대습도만 이동하는 것은 아닙니다. 온도도 중요합니다. 즉 습압의 차에 따라 이동을 하게 되는 것이지요. 외부의 상대습도가 높아도 온도가 낮으면 확산은 내부에서 외부로 이루어지게 됩니다. 하지만 상대습도의 차이에 따라 이동하는 경우도 있는데 이는 모세관 현상이 가능한 자재에 만 즉, 공극이 있는 자재에만 가능합니다.
Surface diffusion 이라 하고 내단열을 예로들 때 겨울철 수증기 확산이 일반적으로 내부에서 외부로 이루어질때 동시에 외부 즉, 구조체와 단열재 사이의 수분이 그 위치에서 내부로 이동을 하게 됩니다.
공극이 물로 채워지면 이때는 모세관 현상을 통해 내부로 이동을 하게 되고 내부에서 외부로 향하는 확산을 통한 수증기의 이동은 없게 됩니다.
이런 현상을 이용해서 모세관 현상이 좋은 단열재를 내부에 방습층 없이 단순 투습이 되는 미장을 해서 사용하는 이유입니다. 먼저 대류와 확산을 통한 수증기의 이동을 먼저 명확히 정하시면 될 듯 합니다.
투습/방수/기밀은 모두 분자크기에 기인합니다.
아시다 시피 물은 수소2개와 산소1개가 결합된 구조입니다. 이 것은 분자이므로 얼음이든, 물이든, 수증기이든 변하지 않습니다. 다만 물의 중요한 성질 중에 "수소결합"이라는 것이 있는데요..
H2O와 H2O간에 있어, 음성을 갖는 산소가 다른 H2O의 수소와 결합을 하려는 성질입니다. 이 때문에 물은 수증기보다 훨씬 큰 결합구조를 가지고 있습니다. 이 결합구조는 에너지(열)을 가하면 점차 약해 지면서 떨어지게 됩니다. (이 것이 잠열을 야기하는 원인입니다.)
이 수소결합은 H2O내에서의 수소와 산소가 결합되어져 있는 분자결합보다는 힘이 크게 약하기 때문에 아무리 열을 가해도 H2O가 수소와 산소로 분리되어지 지지는 않습니다. 물론 극히 강한 에너지를 가하면 이 구조가 분리되고, 통상적으로 이를 전기분해라고 칭합니다.
그러므로, 방수가 되면서 투습이 되는 원리는 수소결합을 하고 있는 큰 덩어리의 물 보다는 작은 구멍이면서, 수소결합이 거의 깨어져서 H2O 분자 하나 또는 두개의 수소결합으로 존재하는 수증기(약 2.8옴스트롱, 1옴스트롱은 10^-10미터, 1마이크로미터는 10^-6미터) 는 통과시키는 구멍을 만들어 놓은 것입니다.
보통 투습방수지 실험에서 실수하는 것 중에 하나가 눈에 보이는 수증기는 "수증기"가 아니라 "물"입니다. 우리가 보통 수증기라고 부르는 가습기에서 나오는 연기는 "잘게 쪼게진 물"이라는 뜻이죠. 수증기는 눈에 보이지 않습니다. 상대습도 100%인 공기가 눈에 안보이듯이요..
기밀도 역시 분자크기 때문입니다.
아시다시피 공기는 거의 질소(N2) 80%, 산소(O2) 20%로 이루어져 있습니다. 각각의 분자크기는 3.64옴스트롱, 3.46옴스트롱입니다. 수증기보다 크죠.. 이 사이의 크기로 구멍을 만들어 놓으면 방수/투습/기밀이 되는 것입니다.
기밀층의 형성하는 재료중에는 이 처럼 정밀한 구멍이 아닌 질소나 산소 분자가 통과되는 기밀층도 있습니다. 이는 비록 통과되기는 하지만, 매우 작아 그 양이 극히 적어 마치 기밀하다고 느끼는 것입니다. 아주 작은 체라고 이해 하시면 됩니다. 즉, 저항을 키우는 것입니다. 이 저항을 이용해서 공기 중의 질소와 산소를 분리하는데 이용하기 합니다.
또한 이 모든 기능이 하나의 층으로 이루어진 제품도 없습니다. 여러가지 다양한 목적의 여러 층을 결합해 목적하는 바를 이루는 것이죠. (샘플 사진 올려놓았습니다.)
그러나 이 모든 것을 떠나서 홍선생님이 이야기하신 수소결합이 일으키는 표면장력에 의한 "확산"이라는 성질이 습기를 이해하는데 가장 중요합니다.
감사합니다.
급하게 질문만 올려 놓고 바빠서 이제야 찾아왔습니다.
늘 원하는 수준 이상의 답을 주셔서 진심으로 감사드립니다.
건축물리분야의 백과사전이 따로 없네요.
감사합니다.
관련된 좋은 자료가 있어서 첨부합니다.
영문 자료인데.
내용은 건조 공기보다 습공기의 밀도가 더 낮다. 라는 내용이구요.
요약하면,
일반적으로 습공기가 건조공기보다 호흡하기기 힘들어 사람들은 습공기의 밀도가 더 높을 것으로 생각하지만....
건조공기에는 분자량이 작은 H2O 분자가 적고, 분자량이 큰 N2, O2가 (습공기보다) 많은반면,
습공기에는 분자량이 작은 H2O 분자가 많고, 분자량이 큰 N2, O2가 (건조공기보다) 적어서
건조공기보다 습공기의 밀도(질량/부피)가 더 낮다.
라는 내용입니다.
상기 내용과 일맥상통하는 부분이어서 여기에 올려봅니다. *^^*
조금 더 정리하여 자료실로 옮기도록 하겠습니다.
패시브 실무 교육때 배웠던 내용들이 학생들에게 많이 와 닿는 것 같습니다.
감사합니다.