WUFI 관련 질문/요청

결로 판정 방법 관련해서 문의드립니다.

G wldp 5 745 2023.05.19 14:43

  안녕하세요. 건축물 벽체의 습열거동을 주제로 연구하고 있는 학생입니다. 

 

 현재 특정한 외벽 벽체구성에서 서로 다른 단열재를 적용하였을 때 습열거동이 어떻게 변화하는지 비교하는 실험을 하고 있고, 그 방법으로 우피 시뮬레이션 프로그램을 사용하고 있습니다.

 

 제가 연구대상으로 택한 단열재는 eps, xps, 글라스울, 페놀폼, 경질우레탄폼, 암면으로 총 6가지 입니다. 각 단열재 모두 레이어를 0.001mm혹은 0.01mm씩 분리하여 시뮬레이션을 진행하였고 그 결과를 분석하는 과정에서 의문점이 생겨서 이렇게 질문을 남깁니다.

 

 시뮬레이션을 돌린 결과, 모든 단열재에서 '분리한 표면 레이어의 최대함습량이 포화함습량을 초과하지 않아 벽체 내부에 결로가 발생하지 않는다'는 결론이 나왔습니다. 그런데 함습성능 그래프에서 각 단열재의 최대함습량에 대응되는 상대습도를 살펴보니 모두 동일하게 0.995~0.999사이의 값을 가졌습니다.

 

스크린샷 2023-05-19 141735.png (구조재와 접한 단열재 표면 레이어의 함습량 그래프, 동적평형상태에서 최대 함습량 45정도)

 

스크린샷 2023-05-19 141823.png(단열재의 함습성능 그래프, 최대 함습량인 45에서 상대습도 0.995~0.999 사이)

 

 단열재를 제외한 구조재는 모두 동일하게 적용했기 때문에, 구조재와 단열재 사이에 모니터를 위치시키고 상대습도 그래프를 봤을 때 모든 경우 거의 비슷한 형태의 그래프가 나왔고, 그 값이 0.995~0.999사이였습니다.

 

스크린샷 2023-05-19 141800.png

(단열재와 구조재 사이 레이어에 모니터를 위치시켜 얻은 상대습도 그래프, 상대습도 0.95이상)

 

 그래서 제가 하고 싶은 질문은, 

구조재와 단열재 사이의 상대습도가 단열재 표면의 상대습도에 동일하게 적용되고, 함습성능 그래프에서 해당 상대습도에 대응되는 값을 단열재 레이어의 함습량 수치로 제공하는 것인가요??

그렇다면 레이어 함습량은 포화함습량을 넘어설 수 없는 것 아닌가요??

+그리고 첨부한 첫번째 사진에서 함습량 그래프의 왼쪽 축인 함습량(%)값은 상대습도와 어떻게 다른가요??

 

 제가 하고 싶은 질문이 글로 잘 표현되었는지 모르겠네요ㅠ 답변 부탁드립니다!

 

 

 

Comments

M 관리자 2023.05.20 00:22
이 답변은 WUFI 전공 연구원이 월요일에 하도록 하겠습니다.
M 김석환 2023.05.22 20:23
wldp님 안녕하세요,

작성하신 글의 그림과 정보만으로는 제가 결과를 판정할 수 없습니다.
따라서 마지막 문단에 주신 질문에만 답변 드리겠습니다.

Q1. 함습성능 그래프에서 해당 상대습도에 대응되는 값을 단열재 레이어의 함습량 수치로 제공하는 것인가요?
A1) 네, 맞습니다. 모니터 지점의 상대습도 결과는 해당 자재의 함습성능곡선 (상대습도에 따른 함습량)에 상응하는 값입니다.   

Q2) 그렇다면 레이어 함습량은 포화함습량을 넘어설 수 없는 것 아닌가요??
A2) 아니요. 드물지만 레이어의 함습량이 포화함습량을 넘어설 수 있습니다. 이럴 경우 결로수가 발생한 것으로 판정 합니다. WUFI 관련 질문/요청 게시판 내 이전 게시글(sp002211, 콘크리트 결로, WUFI 관련 질문/요청, 2019.11.13, https://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_05&wr_id=31)의 답변을 읽어보시길 바랍니다.

Q3) 그리고 첨부한 첫번째 사진에서 함습량 그래프의 왼쪽 축인 함습량(%)값은 상대습도와 어떻게 다른가요??
A3) 단위를 보니, 첫번째 사진의 Y_2 축을 말씀하시는 것 같습니다. 이는 정확하게 M.% (Mass %) 입니다. M.%는 한 재료가 함습하고 있는 물의 질량과 그 재료 질량의 비율(%)을 의미합니다. 이 M.% (u_m)는 아래와 같이 계산할 수 있습니다.

u_m = m_W / m_C * 100
      = m_W / (ρ_C * V_C) * 100
      = (m_W / V_C) * (100 / ρ_C)
      = u * (100 / ρ_C)
      = u / (ρ_C / 100)

여기서,
u_m : 질량대비 함습량 [M.%]
m_W : 재료 내 물의 질량 [kg] 
m_C : 재료의 질량, 절건상태 [kg]
ρ_C : 재료의 밀도, 절건상태 [kg/m³]
V_C : 재료의 부피 [m³]
u : 함습량 [kg/m³] (WUFI 함습량 결과 그래프의 Y_1 축), 즉, 재료 단위 부피 [m³]가 함습하고 있는 물의 질량 [kg]

이상입니다. 감사합니다.
G wldp 2023.05.23 10:56
구체적인 답변 감사합니다!

그리고 하나 더 궁금한 것이 있는데요,

자재의 함습성능곡선은 재료의 온도에 무관한가요?? 공기의 상대습도가 기온의 영향을 받는 것처럼, 자재의 포화함습량도 재료의 온도에 영향을 받을 것 같아서요.

함습성능곡선 관련 자료를 찾기가 쉽지 않네요ㅜㅜ 답변 부탁드립니다!
M 김석환 2023.05.25 13:42
@wldp 아주 좋은 질문을 주셨습니다. 실제로 자재의 함습성능곡선은 재료 온도에 영향을 받습니다. 하지만, 그 정도가 무시할 수 있을 만큼 매우 작아 WUFI 시뮬레이션에서는 이를 고려하고 있지 않습니다. 참고로, 자재의 함습성능은 ISO 12571에 따라 23 ℃에서 측정된 값을 사용합니다. 감사합니다.
G wldp 2023.05.25 18:13
답변 정말 감사드립니다!