1-05. 건물은 왜 기밀해야 하나?

2020. 03. 09 : 틈새바람 그림, 한옥설명 추가 

2020. 05. 25 : 유튭 영상 추가

2022. 04. 15 : 목구조에서 사용하는 단열재에 붙어 있는 크라프지가 투습지로 증명되면서 내용도 같이 수정

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단열보다 기밀이 우선 

단열을 아무리 두껍게 해도, 건물에 틈새바람이 있다면 아무 소용이 없다.

기밀한 집이 훨씬 좋은 집이라는 것을 두 가지 예를 들어서 이야기해보면... 

A씨는 평소에 추위를 많이 탄다. 그래서 지금 짓는 단독 주택을 설계할 때부터 단열만큼은 최대한 잘하려는 생각에 단열재 두께를 50cm로 하였다. 짓는 과정에서 주변의 비아냥도 들었지만 평생 살 집이라는 생각에 집을 볼 때마다 뿌듯한 마음 뿐이었다. 드디어 완공이 되고, 이사를 하고 드디어 혹독히 추운 겨울이 왔다. 지금까지의 몸 고생, 마음고생을 따뜻한 이 집에서 보낼 생각을 하니 모든 것이 아름다운 추억일 뿐이었다. 자기 전 잠시 환기를 하고, 하루를 돌이키며 잠을 청했는데, 자다가 너무 추워서 깬 것이다. 분명 난방을 켜고 잤는데 왜 이렇게 추운가하고 살펴 보았더니, 아뿔싸 자기 전에 잠깐 환기하려고 열어 놓은 거실 창문을 닫는다는 것을 깜빡한 것이다. 창을 열어 놓으면 그 두꺼운 단열재가 아무 소용이 없었다는 것을 몸으로 체험한 순간이다.

"기밀하지 못한 건물은 창을 열어 놓은 것과 같다."

두 번째 사례는 좀 더 현실적인 이야기다.

어느날 모 종교시설에서 전화가 왔다. 건물이 너무 추워서 신자들의 수가 겨울만 되면 급감을 한다는 것이다. 현장에 가서 상태를 보니 아래 열화상사진과 같았다. 갔을 때의 외기 온도가 영상5도 였는데, 대강당 내벽의 온도가 외기와 똑같은 것이었다. 

<대강당 내벽의 온도가 외기와 같다> 

신자 분들이 종일 외부에 있는 것과 같으니, 추울 수 밖에 없는 것이다. 왜 이런 현상이 생겼는지 마감재를 뜯어 보니, 창틀과 구조체 사이의 공간이 텅 비워져 있어서 외기가 실내 마감재 뒷 공간으로 그냥 들어 온 것이 원인이었다. 물론 단열은 잘 되어 있는 건물이다.

* 이런 경우를 건축사는 "시공 하자"라고 이야기하고 있지만, 도면을 보니.. 프레임과 골조사이에 아무런 조치사항이 없었다. 건축사는 이를 두고 "당연한 것을 왜 그리냐"라고 반문을 하지만, 이 논리를 극단적으로 표현하면 건축사 자체가 필요없는 직업이 된다.

시공사는 도면을 현실로 구현하는 회사이지, 도면에 없는 것을 만들어 내는 곳이 아니다. 특히 비용이 걸린 문제라면 더더욱 그러하다.

<창틀과 구조체 사이의 틈새 바람> 

이 두가지 사례로 다 설명이 될지는 모르겠지만, 결국 그 두꺼운 단열재는 틈새바람이 있는 상태에서는 다 소용이 없다는 것을 증명한다.

그러므로, 단열보다 기밀을 우선적으로 신경써야 따뜻한 집이 된다는 것이다.

숨쉬는 집에서 “숨”의 의미는?

그렇다면, 우리가 흔히 이야기하는 “숨쉬는 집”에서 “숨”의 의미는 무엇일까? 여기에 대한 해석은 꿈보다 해몽이기는 하나, 분명한 것은 틈새바람을 이야기하는 것은 아니라는 것이다. 

<건물이 숨을 쉴 수 있을까?> 

그럼 틈새바람을 제외하고 무엇이 “숨”인 것인가? 곰곰이 생각해 보아도 정체를 알 수 없다. 아마도 가장 가까운 것은 “조습기능”일 것이다. 즉 습기가 많을 때 벽체가 습기를 흡수했다가 건조해 지면 내뿜는 기능이 이 표현에 가장 가까운 것이 아닐까 생각이 든다. 

그럼 콘크리트건물은 숨을 쉴까? 아마도 아닐 것이다. 그럼 목조건물은 숨을 쉴까? 그렇게 생각되기 쉬우나 그 역시 아니다. 지난 호에 밝힌 바와 같이 목구조에서 구조체 내부로 들어가는 다량의 수분은 하자로 이어지기 때문이다. (흔히 나무가 썩는다라고 표현된다.) 

목조주택으로 사업을 하시는 분들의 흔한 모순이 있다.

가. 목조주택 나무는 함수율이 낮아서 수분을 먹지 않아요. 그래서 골조가 비에 맞아도 되요.

나. 목조주택 나무는 수분을 먹었다. 내보냈다 하는 조습기능이 있어요.

물론 위는 "물"이고, 아래는 "습기"라고 할 것이다. 그 둘이 어떻게 다른가? 

그러므로 목구조라고 해서 조습기능이 거져 얻어 지는 것도 아니다. 결국 이 모든 것은 “어떻게 짓는가?”에 달려 있다는 것이다.  

목구조에서 숨쉬는 집이 왜 위험한가?

이 "숨"을 조습기능으로 한정을 해보자. 

예를 들어 어떤 목조주택이 "숨을 쉰다." 즉, "조습기능이 있다"라고 해보자.

거기에 더해서 그런 집이 기밀하지 못하면 어떤 일이 벌어질 지 상상해보자.

1. 어느 추운 겨울날 실내가 습해서, 구조체로 습기가 들어갔다. (나무는 조습기능이 있기 때문에!!!) 

2. 그런데 그 집이 기밀하지 못하다.

3. 우연히 밖에 바람이 세다.

4. 영하의 바람이 벽체 속으로 들어온다. (기밀하지 않기 때문에!!!)

5. 그 찬 공기가 구조체 내부에 들어간 다량의 습기를 바라만 보고 있을까?

이는 여름도 마찬가지다.

1. 여름철 습하고 무더운 바람이 벽체 속으로 들어온다. (기밀하지 않기 때문에!!!)

2. 구조체로 습기가 들어갔다. (나무는 조습기능이 있기 때문에!!!)

3. 그런데 외부는 도저히 건조해 지지 않는다. (여름이기 때문에!!!)

4. 나무는 고민을 하다가 결론을 내린다. "아. 이 습기를 실내로 배출 할 수 밖에 없구나"

5. 그런데 습기와 같이 들어온 "열"은 어디로 버리지?

건물이 기밀해야 하는 이유는 더운 공기, 차가운 공기가 외벽의 틈새로 드나 드는 것이 냉/난방에 치명적인 것을 떠나서, 구조체 내부의 결로(겨울결로, 여름결로) 현상을 유발하여 그 건물의 수명을 급격히 떨어뜨리기 때문이다.  

그러므로 건물은 기본적으로 기밀해야 한다.

일반 건물의 틈새바람이 그렇게 많은가? 

그렇다. 실제로 일반 집은 보이는 또는 보이지 않는 수많은 틈새가 존재한다. 우리나라는 아직까지 이러한 틈새에 대한 인식이 부족한 국가였다. 이 틈새로 드나드는 공기의 양은 생각보다 많아서, 에너지 손실로 따지면 통상 창문 전체를 통해 손실되는 에너지와 맞먹는 양이다.

<건물의 각종 누기 부위>

우리 협회의 시험값과 다른 분들의 각종 논문에 의하면 국내 일반 집의 틈새바람은 매 시간 집 전체 체적의 30~60%에  육박한다. 즉 집의 절반 크기에 해당하는 바람이 매 시간 드나든다는 뜻이다. (평균 0.5회/h @n2.5) 외부에 바람이 세다면 실내에서 그 바람기를 느낄 정도인 집도 많다.

최근에 지어진 모든 집들 조차 (판넬집과 한옥을 제외하고) 체적의 약 30% 정도가 된다.

이 것은 곧바로 차음성능과 직결되므로, 도로의 소음이 잘 들리는 집은 그 만큼 틈새가 많다는 뜻이기도 하다.

최근 미세먼지 때문에 공기청정기 시장이 뜨거운데, 창문을 모두 닫고 아무리 오랜 시간 공기청정기를 돌려도 미세먼지는 0 이 되지 않을 뿐더러, 안정적 수치에 도달을 해도 소음 때문에 공기청정기를 잠시 꺼두면 이내 수치는 급격히 상승하는 것을 볼 수 있다. 이 것이 바로 그 집에 틈새바람이 존재한다는 방증이기도 하다. 즉 틈새를 통해 끊임없이 미세먼지가 들어오고 있는 셈이다.

적당히 기밀한 집이 건강에 좋다?

"적당히 덥고, 적당히 춥고, 적당히 불편한 집이 건강한 집이다." 

이와 같은 이야기를 하는 회사를 보았다. 이 말은 “적당히 아픈 것이 건강한 것이다.”라는 말과 같다. (말이야 소야!) 

이 "적당히"의 정의는 무엇인가?

즉 적당히 시공하고, 적당한 틈새바람이 있어서 결로도 적당히 생기고, 곰팡이도 적당히 보이고, 누수도 적당히 되는 그런 집!!!

(실제로 집만의 문제는 아니기 때문에) 억지일 수도 있으나,

"한옥이 최고로 건강한 집이다." 라고 이야기를 들으셨다면, 조선시대 평균수명을 찾아 보시길 바란다.

집은 느낌으로, 감각으로, 경험으로 그냥 건강한 집이 될 수 없다. 그런 시대는 오래 전에 지났다. 오늘날 조선시대의 한옥을 짓더라도 각종 시험성적서를 통해 그 것이 건강을 보장할 수 있는 자재인가를 살펴보아야 한다는 뜻이다.

번외의 이야기지만, 한옥을 기밀하게 하는 것에 협회는 반대하는 입장이다.

조선시대 집은 조선시대 기법 그대로 지어야 한다는 의지를 가지고 있다. 오랜 세월 그렇게 지어진 이유가 있기 때문이다. 한옥이 기밀해지면 예측하지 못한 습하자가 생길 수 있는데, 그런 것들이 아직까지 장시간 연구된 바가 없다는 것이 이유이기도 하다. 그저 조선시대 집에서 버틸 수 있느냐 없느냐의 문제만 남을 뿐....

다만 실내에 들어가는 소재는 정량적인 평가를 거친 자재를 사용했으면 할 뿐이다.

아마도 삶에 있어서 가장 어려운 것이 “중용”이듯이, 이 “적당한”이라는 말처럼 어려운 것이 있을까 싶다. 그럼 완벽히 기밀한 집은 있을까? 불행히도 물리적으로 불가능하다. 그런 완전 기밀한 집은 지을 수도 없고, 실현되지도 않는다. 

하지만 일부러 그 집에 “적당히” 틈새를 주어가면서 만든다는 것은 더 말이 안되다. 즉 틈새는 의도될 수 없다는 것이다. 그럼 과연 이 “적당함”에 어떻게 도달할 수 있는 것인가? 아마도  “기밀하기 위해 최선을 다하는 것”이 “적당한 기밀”이 아닐까 한다.

“정밀 시공”을 어떻게 증명하는가?

“혼을 담은 시공을 합니다.”, “인생 시공입니다.”, “내 집처럼 짓습니다.”, “명품건물에 정성만을 담았습니다.” 

언어의 성찬이다. 

정성을 다해 지은 집을 어떻게 증명하고 있는가? 결국 살아 보기 전에는 알도리가 없다. 살면서 후회해 본들 이미 잔금까지 모두 지불한지 한참이 지났을 뿐이다. 잔금을 주기 전에 정말 말처럼 “정밀하게 시공했는지”를 확인할 방법이 있다면 잔금을 주는 건축주도 이 돈을 청구하는 시공사도 서로 떳떳할 것이다. 지금은 도면 또는 계약된 “모양”을 갖추면 완공이 되었다라고 할 수 밖에 없다.

그럼 이 것을 증명할 방법이 없는 것일까? 다행이도 방법이 있고, 이미 오래전부터 해 오고 있었다. 다만 우리나라에 이제야 보급되기 시작했을 뿐이다.

“기밀성능시험 (Blower Door Test)”이 그것이다.

<틈새바람 시험의 원리> 

이 시험은 외벽을 드나드는 틈새바람의 양을 정량적으로 잴 수 있는 기기를 이용해서 그 집의 시공 정밀도를 확인하는 방법이다.

기기가 비싸서 그렇지 시험방법은 매우 간단하다. 시험 순서는 다음과 같다.

1. 집의 모든 창과 문을 닫고, 

2. 후드/화장실 환풍구도 밀봉을 하고 나서 

3. 집의 현관문에 이 기기를 붙이고 정해진 크기로 실내의 공기를 뽑아낸다. (태풍 초기바람 정도의 힘으로 뽑아낸다.)

4. 그러면 집의 각종 틈새로 외부의 공기가 들어오게 되고,

5. 센서를 이용해서 매 시간 집안으로 들어온 공기의 양을 측정한다.

6. 인체에 무해한 연기를 이용해서 바람이 들어오는 곳을 찾는다.

<기밀성능 시험> 

<기밀성능 시험 결과지> 

 이 들어온 공기의 양이 많은 집은 그 만큼 틈새가 많다는 뜻이므로, 정밀하지 못하게 시공한 집이라는 의미가 된다.

이 결과는 정확한 숫자로 기록되어 인쇄되며, 현장에서 즉시 확인이 가능하다. 즉 시험자가 결과를 조작할 수 없는 시스템으로 되어 있기 때문에 그 만큼 신뢰도가 높다. 또한 건축주가 시험 과정을 참관하고 그 결과를 눈으로 바로 확인이 가능하며, 연기시험을 통해서 자기 집의 누기 위치를 정확히 파악할 수 있기에, 보수 공사도 그 만큼 확실히 할 수 있다는 장점이 있다. 

 그러므로 이제 "시공의 정성됨"을 말로 시작해서 말로 끝내는 시대가 점차 저물어 가고 있다는 것을 알 수 있다. 

 이 시험은 일반 건물도 협회에 의뢰를 하면 정해진 시험비를 받고 해드린다. 아마도 본전을 뽑고도 한참 남을 것이다.

물론 시공사와의 계약서에 이 시험을 통과해야 잔금을 치룬다는 것을 넣으면 더욱 확실하다. 계약서에 적시되어져 있다면 아마 없던 혼까지 담을 것이며 이 시험을 통과하는데 전혀 어려움이 없게 될 것이다.

특히 "패시브하우스" "세미패시브하우스" "저에너지" "친환경주택" 이라고 주장을 하면서, "기밀성능 시험을 하지 않아도 된다."라고 말하는 시공사가 있다면.....................  

건물이 기밀해 지면 숨쉬기 어려워 지나?

“패시브하우스는 열리는 창을 없애는 등 집을 일부러 밀봉하게 한 후에, 너무 답답해서 기계환기장치를 통해 숨을 쉴 수 밖에 없는 집”이라는 말을 들었다.

자연환기는 패시브하우스도 매우 중요한 고려 요소이므로, 열리는 창을 적극적으로 넣는다. 

오히려 일반집보다 더 많으면 많았지 적지는 않을 것이다. 다른 점은 이 창문을 닫았을 때 매우 기밀하다는 것일 뿐이다. 

즉, “내가 필요로 할 때 환기를 충분히 할 수 있게 하고, 필요로 하지 않을 때 바람이 들어오지 않는 집”이라는 표현이 적당할 것이다. 틈새바람을 좋은 바람이라고 생각하는 건축주는 없을 테니까...

 환기장치는 그저 보조적 장치일 뿐이다. 다만 패시브하우스에 들어가는 장치는 그 성능이 워낙 좋아서, 밖에 미세먼지 자욱한 날 굳이 창문을 열지 않아도 환기를 한 것과 같은 효과를 볼 수 있다는 것 뿐이다.

집이 기밀해지면 수많은 장점이 생긴다.

첫 번째는 의도한 만큼 환기를 시킬 수 있다. 알게 모르게 들어오는 바람이 없기 때문이다.

두 번째는 집이 조용해진다. 외부의 소음이 차단되기 때문이다.

세 번째는 각종 틈새로 인한 하자가 없어진다. 

아마도 유일한 단점은 미리 계획하고, 실행하고, 시험을 해야 하는 과정을 거쳐야 한다는 것이다. 이 과정이 순탄치만은 않기 때문이다.

그럼 이제 실행 방법을 알아 보자.

목구조/경량스틸하우스의 기밀

건식구조는 벽체가 기밀하지 못하다. 그래서 이를 위한 조치를 취해야 하는데, 앞선 글에 모든 건식구조체는 다량의 실내 습기가 구조체 내부로 들어가지 않도록 하는 “방습층”이 필수적이라고 이야기한 바가 있다.

이 방습층은 "법적 요구사항"임을 다른 글에 언급한 바가 있다. 

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=3394 

문제는 이미 많은 분들이 건식구조에서 오래 전 부터 흔히 사용하는 글라스울에 붙은 크라프트지를 방습지라고 알고 있지만, 실제는 투습지이다.

그래서 이 크라프트지만으로 무언가 기밀층을 만들 수는 없다. 말 그대로 투습이 되기 때문이다. 그러므로 별도의 방습층을 형성해야 하며, 목구조나, 경량스틸하우스는 이 “방습층”을 “기밀층”으로 사용한다. 그래야 공사비를 최소화할 수 있기 때문이다.

<목구조 기밀/방습층 시공의 예> 

 한가지 주의할 것은 구조체를 만들 때, 내외벽이 만나는 곳과 2층 바닥이 외벽과 만나는 곳은 미리 기밀층이 선시공되어야 한다는 것이다. 그래야 나중에 집을 전체적으로 틈새없이 기밀하게 시공할 수 있다. 미리 시공된 작은 조각에 기밀층을 전용 테잎으로 이어주게 된다.

<건식구조에서 기밀층의 선시공 부위> 

<목구조 창문과 배관주변 기밀시공의 예> 

나머지 사항은 콘크리트구조와 같다.

다만, 최근 수성연질폼을 목구조에 사용을 하면서, 이 것이 기밀층의 역할을 할 수 있다고 주장하시는 분들이 계신데, 엄밀히 틀린 말이다. 

수성연질폼도 단열의 역할을 할 뿐이며, 그저 글라스울등 기타 다른 단열재보다 집을 더 기밀하게 해줄 뿐이지, 하자를 막을 수 있을 정도의 “기밀층”의 역할을 할 수는 없다. 즉 단열재는 단열재에게 맡기고, 기밀층은 기밀자재에게 양보를 하는 것이 옳다. 특히 습기 투과가 자유로운 연질폼에 기밀/방습층이 없다면 장기적으로 생길 수 있는 구조체 내부의 하자를 막을 방법이 없다.

콘크리트구조의 기밀

콘크리트 구조는 벽체 자체가 기밀하기에 건식구조보다 기밀한 집을 만드는데 훨씬 수월하다는 장점이 있다. 이로 인해 기밀시공비도 비교가 되지 않게 저렴하다. 그저 개구부 주변과 배관주변의 전용 테잎으로 마감만 하면 되기 때문이다.

<개구부 주변의 기밀테잎 시공> 

<배관주변 기밀시공의 예> 

전선 공배관의 기밀

모든 전기선은 공배관 속을 통과하기 때문에 이 공배관 속으로 외부 공기가 많이 들어올 수 있다. 그러므로 이 역시 처리를 해주어야 하는데, 최근 전용 자재가 생산되면서 이 역시 무척 편해 졌다.

 건물은 외부에서 건축물로 연결되는 주배전반의 기밀만 처리하면 되고, 아래 사진과 같이 전선과 공배관 사이를 메워주는 전용 자재를 이용하면 된다. 

 이 자재를 사용했을 때와 뺐을 때의 배관 주변 공기의 흐름을 비교한 것이다. 이야기한 바와 같이 상상을 넘게 많은 외부 공기가 이 배관을 통해서 들어 온다는 거을 알 수 있다. 현관이 추운 이유는 자주 들락날락하는 것도 있지만, 현관을 닫아 놓아도 이 곳을 통해서 들어오는 외부 공기 탓이기도 하다. 

후회하면 늦는다. 많이 늦는다.

기밀공사는 단열공사 보다 더 효과가 크다. 또한 이 효과가 단순히 에너지비용과 연결되는 것을 떠나서 집의 수명과도 직결될 수 있는 문제이다. 또한 살아 본 다음 이를 보완하기는 거의 불가능에 가깝다. 보통 단열공사를 이야기할 때, “늦기 전에 단열 잘해라”라는 말이 있는데, 기밀은 더 하다. 

그래서 처음부터 계획이 수립되어야 하고 공사비에 반영되어야 한다. 다행인 것은 단열공사비에 비해서 기밀공사비는 매우 적으며, 그 효과는 더 크다. 그래서 해외의 앞선 국가에서 기밀성능 시험을 필수적으로 채택하고 있는 이유인 것이다. 

기밀을 신경 쓰지 않으면, 나중에 내외장재를 모두 드러내지 않는 이상 돌이킬 방법이 전혀 없다. 그래서 "지금"해야 한다. 후회할 때는 이미 너무나도 늦은 것이다.