기밀과습환경의이해및적용방안 1
기밀층의필요성 첫째는에너지절감면에서많은난방에너지의소비 둘째여름철의더위로부터실내를지켜준다 셋째실내에생기는외풍 ( 웃풍 ) 의방지 ( 침기현상 ) 네번째소음억제효과 다섯번째더러운공기유입억제 여섯번째건축물의습기로인한문제억제 일곱번째열교환기가달린공기조화기의성능저하 2
기밀층의필요성 기밀층이없거나훼손된경우 겨울 여름 3
기밀층의필요성 수증기의이동 확산 측면확산 자재의습기 대류 습기의이동중가장문제가되는이동경로 4
열손실 테스트모델 1m 방습층에틈이있는경우 ( 기밀층 ). 14 cm 1m 틈이없는경우 : U-Wert = 1 mm 의틈 : U-Wert = 단열성능의감소 0,3 W/m 2 k 1,44 W/m 2 k 4,8 배 주변조건 : 내부온도 +20 C 외부온도 -10 C 측정 : Institut für Bauphysik, Stuttgart 출처 : DBZ 12/89, 페이지 1639ff 5
기밀층의필요성 ( 대류를통한수증기의이동 ) 기본공식 1m 1m 틈이없는경우 : 1 mm 의틈 : 14 cm 0,5 g 함수 /m² x 24h ( 확산 확산 ) 800 g 함수 /m² x 24h ( 대류 대류 ) 내부의방습층 s d -값 = 30 m 방습층의틈 ( 기밀층 ) 주변조건 : 내부온도 +20 C 외부온도 -10 C 측정 : Institut für Bauphysik, Stuttgart 출처 : DBZ 12/89, 페이지 1639ff 습기의증가 1600 배 출처 : Pro Clima Korea 6
가변형투습저항 겨울여름 약 80 % 약 70 % 구조체내에상대습도의분포 약 30 % 약 90 % 약 50 % 약 70 % 확산방향 확산방향 방습지주변의평균습도 방습지주변의평균습도 40 % 80 % 출처 : Pro Clima Korea 7
기밀층형성의부주의로인한결과 완벽하게습기를차단하는것은불가능 해결 : 높은증발가능성 최적 : 가변형투습지 8
가변형방습지와기밀층형성 가변형방습지를통한높은 하자의가능성 겨울 겨울 : 습기의유입억제 여름 여름 : 증발양의최대화 9
투습공기저항 ( 비교공기층두께 ) s d ( 투습공기저항 ): 건축자재의투습정도를서로비교가능한건축물리적기호 µ 투습저항계수 x 재료의두께 (m) 석고보드 µ µmin: : 5, µ µmax 10, d: 12,5 mm = 0,0125 m Sdmin = 0,06 m, Sdmax = 0,13 m 예상치못한습기의유입시증발을통한건조는불가능 비닐 PE µmin: 100000, µmax 100000, d: 0,2 mm = 0,0002 m Sdmin = 20 m, Sdmax = 20 m 10
투습정도 " 이제품은투습율이좋습니다. 이제품은다른제품에비해증발량이높습니다." DIN EN 1062-1 Sd 값 = 21 : V ( 증발량 ) V ( 증발량 ) = 21 : Sd Sd = 0,43 m 온도 23 21 : 0,43 = 48,84 g/m² d =? 예상치못한습기의유입시증발을통한건조는불가능 10 = 약 50%, 3 = 25% 약12,21 g/m² d 증발 11
투습정도 w ( 함수계수 ) = 1,0 kg/m 2 h 0,5 ( 시간의루트로약 4,9 혹은단순하게 5) 1,0 x 5 = 5,0 kg/m 2 d (d = 하루 = 24 시간 ), 즉, 제곱미터당 24 동안약 5 Liter 의물이페인트를통해통과하는양예상치못한습기의유입시증발을통한건조는불가능 w 값이 0,1 kg/m 2 h 0,5 이면 0,1 x 5 = 0,5 kg/m 2 d 의수분의유입, Sd = 0,2 m V ( 증발량 ) = 21 : Sd 23 의경우 : 21 : 0,2 = 105 g, 하루증발량, 약 5일후면유입된모든수분증발이가능 3 의경우 : 105 g x ¼ = 26 g이증발, 완전증발까지약 19 일이소요 12
일정한투습저항 s d - 여러 여러종류의습기의영향에따른평균값 방습층예 : PE- 비닐 s d [m] 60 50 40 30 20 겨울 여름 s d = 50 m 예상치못한습기의유입시증발을통한건조는불가능 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 평균상대습도 [%] 13
수증기로인한건축물의하자 구조체내의수분 역결로를통한결로수의응집 14
가변형투습저항 s d [m] 16 14 12 10 8 6 4 S d 여러종류의습기의영향에따른평균값 겨울여름 pro clima INTELLO 그리고 DB+ 건조한환경에서는방습성능이증가 INTELLO > 10 m DB+ > 4 m 2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 평균상대습도 [%] 습한환경에서는투습능력향상 INTELLO < 0,25 m DB+ < 0,6 m 15
하자가능성에대한계산 함수율 [kg/m²] 8 6 4 Holzkirchen 경사지붕 680 m 2 0 2 4 6 8 10 year 하자가능성 : pro clima INTELLO = 4000 g/m² a pro clima DB+ = 2100 g/m² a s d -값 2,3 m 일정 = 500 g/m² a s d -값 50 m 일정 < 10 g/m² a 출처 : Pro Clima Korea 16
[kg/m²] 8 6 4 Holzkirchen 680 m 2 2 0 2 4 6 8 10 : pro clima INTELLO = 2100 g/m² a pro clima DB+ s d - 2,3 m = 1300 g/m² a s d - 50 m < 10 g/m² a : Pro Clima Korea / / 2010 Dipl.-Ing. 17
하자가능성에대한계산 함수율 [kg/m²] 125 100 75 PE- 비닐 측면확산을통한습기의이동 ( 조적조 ) 시뮬레이션 WUFI 2D 높은초기함수율 방습층 PE- 비닐 : 미송널에해마다 10 % 증가 50 INTELLO 1 2 3 4 방습층 INTELLO : 목재함수율의감소 year 출처 : Pro Clima Korea 18
기밀층형성의부주의로인한결과 서까래의습기 ( 함수량 ): 예 : 서까래 8/18, ( 간격 = 70 cm) 목재의함수율 단열재함수량의증가 나무의습기가증발할때 : 1 % 일경우 100 g/m² 경우 100 10 % 일경우 1000 g/m² 20 % 일경우 2000 g/m² 수분발생 서까래나무무게 500 kg/m³ 은약 10 kg/m² 에해당되며이는 1 % 의건조 = 100 g/m² 환산이가능 19
기밀층형성의부주의로인한결과 확산목재건조의가능성측면확산 g 3m² day g 50m² day g 30m² day 겨울철습기로인한영향 결과 : 습기의영향을완벽하게제어하는것은불가능 1 mm 의틈을통한 g 대류 800 day 대류 m² 20
함수율과온도에따른열전도변화 ALC ALC 글래스울 글래스울 EPS 폴리우레탄 볼륨당함수율 온도 출처 : Bauphysik Feuchteschutz Dr. Andreas H. Holm, IBP 21
기밀층의필요성, 공사중의수분 출처 : Hessen Energietage 2009 출처 : Energieargentur NRW 22
개념정리 방풍층 : 방풍층이라함은보통차가운부위즉, 외부에설치가되는기능층으로방풍그리고방수의기능을같이가지고있으며투습성능이원활한것이특징 방습층 : 방습층이라함은보통따뜻한부위즉, 내부에설치가되는기능층으로방습그리고보통은기밀의기능을같이가지며방습성능이높은것이특징이며증기막이라고불리기도함 기밀층 : 기밀층이라함은보통따뜻한부위즉, 내부에설치가되는기능층으로기밀그리고보통은방습의기능을같이가지며꼭방습성능이높을필요는없다. 23
경량철골구조의경우 방풍층과기밀층형성의기본시스템 sd = µ x d [m] µ 수증기확산저항계수 ( 투습저항 ) d 각재료의두께 m 기본공식 : 값은내부에서외부로갈수록작음 sd 값은 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 24
방풍및투습방수층 출처 : Dipl.-Ing. Dr. Albert Zschetzsche 25
기밀및방습층 출처 : Pro Clima Korea 26
OSB ( 기밀및방습층 ) 출처 : Pro Clima Korea 27
서까래가외벽을통과하는경우 출처 : Pro Clima Korea 28
기밀층의위치 29
경량철골구조 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 30
경량철골구조, 수증기의이동경로 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 31
경량철골구조 Sd < 0,2 m 가변형이더효과적임 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 32
기밀층형성 출처 : TESCON VANA, Proclima 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 33
기밀층형성 출처 : CONTEGA PV, Proclima 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 34
경량목조구조, 부위별디테일예 출처 : Konstruktionskatalog und Empfehlung zur Verbesserung der Luftdichtheit im Holzbau, Fraunhofer IRB Verlag 35
OSB와매트콘크리트와의연결 36
기밀층형성 ( 부실시공 ) 출처 : Blower Door, Torsten Bolender 37
기밀층형성 38
미장이이루어지지않은벽과의연결 방습지를아직미장이되지않은벽체와연결하는경우 방습지와나무섬유합판을조적벽이나콘트리트구조와연결 39
미장이이루어지지않은벽과의연결 방습지를아직미장이되지않은벽체와연결하는경우 CONTEGA PV 방습지와나무섬유합판을조적벽이나콘트리트구조와연결 40
미장이이루어지지않은벽과의연결 방습지를아직미장이되지않은벽체와연결하는경우 방습지와나무섬유합판을조적벽이나콘트리트구조와연결 41
습기로인한하자 하자예 : 방습지와지붕구조특히, 서까래연결부위의기밀시공의부실 42
기밀층형성, 설비층 출처 : Dokumentation 560, Häuser in Stahl-Leichtbauweise 43
콘센트의기밀성 콘센트가열려있는경우콘센트가막혀있는경우 출처 : ITL, germany 44
기밀층형성, 전기배선 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 45
기밀층형성, 전기배선 출처 : WIND- UND LUFTDICHTIGKEIT BEI GENEIGTEN DÄCHERN, 07 ENERGIESPARINFORMATIONEN 출처 : www.kaiser-econ.de 46
기밀층형성, 기타설비 출처 : Qualitaetsicherung von Passivhaeusern in Holzbauweise, Hasu der Zukunft 47
기밀층 ( 설비 ) 출처 : Pro Clima Korea 48
기밀층의필요성 49
창호의건축물리적개념 (1) 실내와외부와의분리층 ( 기밀층 ) (2) 기능층 ( 소음및단열 ) (3) 기후보호층 ( 우수및바람 ) 출처 : VFF Merkblatt ES.03 : 2001-12 50
습기계획 ( 창문의기능 ) 출처 : teroson Bautechnik, germany 51
창호연결부위시스템종류및시공 출처 : Handbuch, Fensterbau 2010, Hanno, germany 출처 : HIWIN 2003, PHI germany 52
창호 연결부위 시스템 종류 및 시공 출처: 출처:Leitfaden zur Planung und Ausführung der Montage von fenstern und Haustüren, RAL Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e.v., 2006 에너지 절약형 친환경 건축 / 패시브하우스 / 2010 Dipl.-Ing. 건축가 홍도영 53
기밀층 ( 창호부위 ) 기밀테이프위가미장이되는경우는최소테이프면적의 75% 를접착제로고정 ( 조적조나콘크르트가이에해당되며경량철골및목조처럼미장이없는경우는 75% 가해당되지않음 ) 출처 : Hanno, germany 54
기밀층 ( 기타부위 ) 출처 : Hanno, germany 55
창호연결부위시스템종류및시공 출처 : Handbuch, Fensterbau 2010, Hanno, germany 56
창호연결부위시스템종류및시공 출처 : Handbuch, Fensterbau 2010, Hanno, germany 57
창호연결부위시스템종류및시공 출처 : Handbuch, Fensterbau 2010, Hanno, germany 58
창호연결부위시스템종류및시공 출처 : Handbuch, Fensterbau 2010, Hanno, germany 59
단열계획 ( 패시브하우스창문디테일, 고정방법 ) 출처 : Pasivhaus Handbuch, Gealan 60
단열계획 ( 패시브하우스창문디테일, 고정방법 ) 출처 : Pasivhaus Handbuch, Gealan 61
단열계획 ( 패시브하우스창문디테일, 레고블럭 ) 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 62
단열계획 ( 창문디테일, 경량목구조외단열마감 ) 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 출처 : BTI, germany 63
단열계획 ( 창문디테일, 경량목구조외단열마감 ) 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 64
단열계획 ( 창문디테일, 경량목구조외단열마감 ) 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 65
단열계획 ( 창문디테일 ) 출처 : Dipl.-Ing. Do-Young Hong 66
단열계획 ( 열교를줄이기위한외단열고정방법 ) 출처 : Sto AG, germany 67
창호디테일 ( 창호후레싱 ) 출처 : Montage Handbuch 03, Gealan germany 68
창호디테일 ( 조적조 ) 출처 : Montage Handbuch 03, Gealan germany 69
기밀층 ( 창호부위 ) 출처 : 17&4 Organisationsberatung 70
기밀층 ( 창호부위 ) 출처 : bmvit, Haus der Zukunft 71
기밀층 ( 창호부위 ) 출처 : Pro Clima Korea 72
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기밀층에관한법적요구조건, 독일의경우 독일의에너지절약법에 (EnEV 2009) 창문으로자연환기를할경우 n 50 = 3 (h -1 ) 공기조화기가설치되어있는경우 n 50 = 1.5 (h -1 ) 법적제약을떠나에너지절감효과를높이기위해서는 n 50 = 1.0 (h -1 ) 패시브하우스의경우에는적어도 n 50 = 0,6 (h -1 ) 권장사항 n 50 = 0,3 (h -1 ) 기밀층형성시주의를기울여야하는부위, 출처 : RWE-Bauhandbuch 13.Ausgabe, germany 74
기밀테스트 DIN EN 13829, Blower Door 출처 : RWE Bauhandbuch, 13. Auflage 75
기밀층형성에합당한재료 출처 : RWE Bauhandbuch, 13. Auflage 76
기밀테스트 n50 출처 : M. Ploss, Passivhaus Institut Darmstadt 77
기밀테스트, 기밀층작업후시공자가테스트 현장종사자에게현실적으로기밀층형성을위해필요한측정방법과측정기구는? 출처 : Pro Clima Korea 78
기밀성, 열화상카메라를통한테스트 외부에서촬영한경우 내부에서촬영한경우 출처 : Blower Door, Torsten Bolender 79
기밀성, 열화상카메라를통한테스트 Blower door 테스트조건아래의경우 출처 : Blower Door, Torsten Bolender 80
창호의기밀층형성, 시스템적용 출처 : WIND- UND LUFTDICHTIGKEIT BEI GENEIGTEN DÄCHERN, 07 ENERGIESPARINFORMATIONEN 81
기밀성의가장취약부위 잘못된시공방법 출처 : www.luftdicht.de 82
기밀층과살아쉼쉬는건물 " 살아숨쉬는건물 " 의진정한의미는실내의습기를조절하는능력 습기가많을때는흡수하고부족할때는다시돌려주는그런순환체계로이해하는것이옳다. 그러나일반적인시멘트미장과도배지의마감은다시습기를돌려주는시간이흡수할때보다훨씬오래걸린다. 그리고높은실내온도가낮은상대습도를가지기에공동주택에서의건조한실내공기는당연한것이다. 곰팡이발생 더불어틈새로외부의습기를덜함유한공기가높이가증가할수록바람이셀수록증가하기에문제의심각성더욱가중 결과 : 가습기 곰팡이 공기청정기 기밀층의파손으로인한처마에생긴곰팡이출처 : RWE-Bauhandbuch 13.Ausgabe, germany 83
습기로인한건축물의하자, 숨쉬는건물 기밀층의훼손은외부에서나타남 따뜻하고습한공기가위로상승하면서밖으로이동하게되고외부의온도가낮은구조체와만나면서결로수발생 출처 : Korntheuer, Climatizer 84
기밀층과살아쉼쉬는건물, 그시작 m WS 30 30 25 20 15 10 5 0 2 0,1 0,1 Dampfteildruck Windstaudruck Lungendruck Handluftpumpe 페턴코퍼의기밀성실험 Prof.Pettenkofer, Über den Luftwechsel, München 1858 출처 : Prof. Flügge, Handbuch der Hygiene, Berlin 1926 85
기밀층과살아쉼쉬는건물, 그시작 열쇠구명으로통과하는공기의양 = 50m 2 미장된벽체로통과하는공기의양 숨쉬는벽? 출처 : BAUWELT, Zeitschrift für das gesamte Bauwesen, Berlin 1936 86
기밀층부실로인한결과 가정주택정확한시공순서를무시하거나차후에설치한설비로인헤생긴결로현상 출처 : Holzbau Quadriga,3/2009 87
기밀층부실로인한결과 소방서사무실실내습기의발생이적은공간에생긴결로현상 출처 : Holzbau Quadriga,3/2009 출처 : Das Hessische Impulsprogramm 88
기밀층과살아쉼쉬는건물의결과 출처 : Blower Door, Torsten Bolender 89
실내공기환경 ni 침기, 틈새를통한환기 n50 3,0 h -1 ( 창문을통한환기 ), n50 1,5 h -1 ( 기계식환기 ), DIN 4108 Teil 1 Ziff. 4.4 4Pa ( 바람이약한경우, DIN 1946) ni = 0,2 에서 0,3 ni = 0,075 h -1, n50 = 1,5 h -1, EN 832 결과 : 단지틈새바람으로는기본위생에필요한환기가불가능 출처 : Ingenieurbüro ebök, Tübingen, in: OTTI 4. Fachforum Innovative Wohnungslüftung 2001, Regensburg 90
실내공기환경 nf 창문을통한환기 n = 0,5 h -1, 위생상필요한환기횟수 매 2 시간마다 10 분간환기 위의환기습관은현대사회에서그리고변화된생활패턴관계로거의불가능 법정판결 1일 2 회이상의환기를요구하거나바랄수가없음 공조기가없는경우보험관계의어려움 결과 : 단지창문을통한환기는현재인증되었고사용되는기술력에서거리가있음 91
실내공기환경 침실의공기질측정 새벽 4 시에일어나서창문을열고환기? 출처 : UMWELT AARGAU, Nr.30, November 2005 92
실내공기환경 여러학교의공기질측정결과 Kanton Aargau 출처 : UMWELT AARGAU, Nr.30, November 2005 93
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부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 95
부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 96
부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 97
부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 98
부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 99
부실시공 ( 내단열과기밀층의훼손 ) 100