창의 표면온도는 공기의 온도보다 낮을 확율이 높습니다. 만약 공기의 온도와 습도가 20℃, 50% 라면, 절대습도량이 약 8.64 g/㎥ 정도 됩니다.
이 때 유리의 표면온도가 약 12℃라고 한다면, 유리와 접촉한 공기는 약 15~18℃ 정도로 하락하게 됩니다. 유리 표면의 공기가 가진 절대 습기량은 변하지 않으므로, 유리 표면에서의 상대습도는 최대 68% 정도가 됩니다.
이러면, 차가와진 공기가 유리표면을 타고 밑으로 하락하게 되는데, 공기가 하락하면서 유리의 표면과 더 많이 접촉하게 되므로 표면 공기의 온도는 유리 표면온도와 거의 같게 됩니다.
만약 충분히 온도가 떨어진다면 결국 유리 표면온도와 같아 지므로, 절대습도 8.64 g/㎥ 에서 공기의 온도가 12℃ 로 변하므로, 이 때의 상대습도는 83% 정도가 됩니다.
유리의 표면온도가 더 낮다면 유리창 하부에서의 상대습도는 100%에 도달할 수 있으므로, 창의 하부에서 결로가 맺히게 됩니다.
이를 정리하면...
유리 표면의 공기는 온도가 내려가면서, 아래로 떨어지게 되는데, 하락되면서 온도는 더 많이 떨어지게 되므로 상대습도는 점차 올라갑니다.
이 때 상대습도가 100%까지 올라가게 되면 유리 표면에 결로 현상으로 발현 되는 것입니다.
이것은 혹여 닭이 먼저냐 아니면 달걀이 먼저냐의 얘기가 될 수 있을 것 같아 관리자님이 글을 올리실 때까지 기다린 질문 입니다.
아래에 간단한 창호의 수직단면을 그려 보았습니다. 관리자님 말씀데로 차가운 공기는 무거우니 당연히 하부로 내려오면서(draft risk), 특히 단열성능이 떨어지는 창호, 차가운 유리를 지나면서 온도가 계속 내려가다가 창틀하부에서 온도가 노점온도에 이르면서 결로에 이르는 것은 맞는 현상이라고 저도 봅니다.
하지만 창호생산 업체와 건축가 그리고 시공사에 그외의 또 다른 중요 변수에 대해 더 알려줄 필요성이 있다고 판단을 해서 스케치를 올려 보았습니다.
1. 우리의 난방방식과는 거리가 있지만 대류방식의 난방 장치를 많이 사용하는 유럽의 경우 패시브 하우스를 제외하고는 창호 바로 아래에 난방장치를 설치하는데 가장 큰 이유는 단열이 부족한 창문으로 인해 표면 온도가 내려가기에 공기의 흐름이 있고 이를 상쇄하기 위해 바로 아래의 난방장치를 통해 부족한 온도를 올려주워 draft risk 를 줄이는 것입니다. 하지만 우리의 경우는 난방장치가 바닥난방이기에 이런 면에서는 성능이 좀 부족합니다.
2. 그 부족한 난방성능에 도면상에 1과 2로 표시된 사선 부분이 소위 말해서 따뜻한 공기가 창틀을 지나가면서 데울 수가 없는 즉, 표면열저항이 높은 부위가 됩니다. 다른 말로 충분한 열을 받지 못하기에 다른 부위보다는 표면온도가 더 낮다는 말이 됩니다. 그래서 이 부위에 유리를 고정하는 프로파일은 직각보다는 사선형으로 해서 실내의 따뜻한 공기가 좀 더 공급될 수 있는 형태를 갖는 것이 유리합니다.
3. 그 외에 하필이면 그 위치에 6번의 간봉이 위치하고 있어 선형열교가 되기에 실내 유리의 표면온도는 1번위치가 더 내려갈 수 밖에 없게 됩니다. 만일 이 간봉이 알루미늄이나 스테인레스 계열이라면 문제는 더욱 심각해 지게 됩니다. 그래서 3번위치가 제일 먼저 결로가 생기게 됩니다.
4. 만일 단순하게 유리표면의 차가운 공기가 하부로 내려 오는 것이 주 원인 이라면 창문이 수평으로 나뉘어 있을 경우 맨 밑의 하부창문틀에 주로 결로가 생겨야 하는데 칸이 나뉜 창호를 보면 수평프레임 상부 그러니깐 도면상의 1번 위치에 결로가 많이 생긴다는 것 입니다. 즉, 결로의 원인은 합작품이기에 창호의 모양과 위치 그리고 유리의 위치등에 따라 결로를 줄일 수도 혹은 더 늘릴 수도 있다는 말이 됩니다. 바닥까지 내려오는 미서기창도 턱이 있기에 따뜻한 공기가 제대로 공급이 되지 않기에 결로가 많이 생기게 됩니다. 이는 패시브하우스 창호라 할지라도 처음 1년에서 2년정도의 철근 콘크리트 조라면 피하기 어려운 현상이기도 합니다. 특히 턱이 있는 창호의 경우입니다. 4로 표시된 따뜻한 실내의 열이 2번과 1번 부위에 충분히 공급되지 못하는 결과 입니다.
5. 유리창을 입면으로 바라보면 프레임 하부에 결로가 생기고 수직 프레임과 만나는 양쪽 부위에서 결로선이 포물선을 그리면 위로 올라 갑니다. 그 이유는 수평 프레임의 간봉이 표면온도가 낮은데 거기에 수직프레임의 간봉을 만나게 되니 더욱 외부로 뺏기는 열이 많아지게 되기에 그렇습니다. 결로수 까지는 생기지 않더라도 패시브하우스 창호라면 외부에 똑 같은 모양의 결로가 아침에 생기는데 외부에서 보면 간봉이 있는 곳은 결로가 생기지 않고 간봉의 간섭을 받지 않는 분분에만 결로가 일시적으로 생깁니다.
6. 창호의 성능이 낮다면 실내쪽에 설치하는 것을 저는 권유합니다. 패스브하우스이 경우는 열교, 일사량등을 고려하고 성능을 본다면 외부쪽으로 설치하는 것이 맞다고 봅니다. 꼭, 창호를 단열면에 설치해야 하는냐? 이는 오늘의 주제는 아니기에 다루지 않겠습니다.
7. 창호성능을 고르는 것이 첫번째 과제라면 이를 잘 활용하는 것이 건축가의 두번째 과제입니다.
공기는 절대습기와 상대습도로 그 양상을 예측합니다.
창의 표면온도는 공기의 온도보다 낮을 확율이 높습니다. 만약 공기의 온도와 습도가 20℃, 50% 라면, 절대습도량이 약 8.64 g/㎥ 정도 됩니다.
이 때 유리의 표면온도가 약 12℃라고 한다면, 유리와 접촉한 공기는 약 15~18℃ 정도로 하락하게 됩니다. 유리 표면의 공기가 가진 절대 습기량은 변하지 않으므로, 유리 표면에서의 상대습도는 최대 68% 정도가 됩니다.
이러면, 차가와진 공기가 유리표면을 타고 밑으로 하락하게 되는데, 공기가 하락하면서 유리의 표면과 더 많이 접촉하게 되므로 표면 공기의 온도는 유리 표면온도와 거의 같게 됩니다.
만약 충분히 온도가 떨어진다면 결국 유리 표면온도와 같아 지므로, 절대습도 8.64 g/㎥ 에서 공기의 온도가 12℃ 로 변하므로, 이 때의 상대습도는 83% 정도가 됩니다.
유리의 표면온도가 더 낮다면 유리창 하부에서의 상대습도는 100%에 도달할 수 있으므로, 창의 하부에서 결로가 맺히게 됩니다.
이를 정리하면...
유리 표면의 공기는 온도가 내려가면서, 아래로 떨어지게 되는데, 하락되면서 온도는 더 많이 떨어지게 되므로 상대습도는 점차 올라갑니다.
이 때 상대습도가 100%까지 올라가게 되면 유리 표면에 결로 현상으로 발현 되는 것입니다.
이 성질은 정리한 것이 습공기선도이며, 아래 링크에서 확인할 수 있습니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=4
감사합니다.
아래에 간단한 창호의 수직단면을 그려 보았습니다. 관리자님 말씀데로 차가운 공기는 무거우니 당연히 하부로 내려오면서(draft risk), 특히 단열성능이 떨어지는 창호, 차가운 유리를 지나면서 온도가 계속 내려가다가 창틀하부에서 온도가 노점온도에 이르면서 결로에 이르는 것은 맞는 현상이라고 저도 봅니다.
하지만 창호생산 업체와 건축가 그리고 시공사에 그외의 또 다른 중요 변수에 대해 더 알려줄 필요성이 있다고 판단을 해서 스케치를 올려 보았습니다.
1. 우리의 난방방식과는 거리가 있지만 대류방식의 난방 장치를 많이 사용하는 유럽의 경우 패시브 하우스를 제외하고는 창호 바로 아래에 난방장치를 설치하는데 가장 큰 이유는 단열이 부족한 창문으로 인해 표면 온도가 내려가기에 공기의 흐름이 있고 이를 상쇄하기 위해 바로 아래의 난방장치를 통해 부족한 온도를 올려주워 draft risk 를 줄이는 것입니다. 하지만 우리의 경우는 난방장치가 바닥난방이기에 이런 면에서는 성능이 좀 부족합니다.
2. 그 부족한 난방성능에 도면상에 1과 2로 표시된 사선 부분이 소위 말해서 따뜻한 공기가 창틀을 지나가면서 데울 수가 없는 즉, 표면열저항이 높은 부위가 됩니다. 다른 말로 충분한 열을 받지 못하기에 다른 부위보다는 표면온도가 더 낮다는 말이 됩니다. 그래서 이 부위에 유리를 고정하는 프로파일은 직각보다는 사선형으로 해서 실내의 따뜻한 공기가 좀 더 공급될 수 있는 형태를 갖는 것이 유리합니다.
3. 그 외에 하필이면 그 위치에 6번의 간봉이 위치하고 있어 선형열교가 되기에 실내 유리의 표면온도는 1번위치가 더 내려갈 수 밖에 없게 됩니다. 만일 이 간봉이 알루미늄이나 스테인레스 계열이라면 문제는 더욱 심각해 지게 됩니다. 그래서 3번위치가 제일 먼저 결로가 생기게 됩니다.
4. 만일 단순하게 유리표면의 차가운 공기가 하부로 내려 오는 것이 주 원인 이라면 창문이 수평으로 나뉘어 있을 경우 맨 밑의 하부창문틀에 주로 결로가 생겨야 하는데 칸이 나뉜 창호를 보면 수평프레임 상부 그러니깐 도면상의 1번 위치에 결로가 많이 생긴다는 것 입니다. 즉, 결로의 원인은 합작품이기에 창호의 모양과 위치 그리고 유리의 위치등에 따라 결로를 줄일 수도 혹은 더 늘릴 수도 있다는 말이 됩니다. 바닥까지 내려오는 미서기창도 턱이 있기에 따뜻한 공기가 제대로 공급이 되지 않기에 결로가 많이 생기게 됩니다. 이는 패시브하우스 창호라 할지라도 처음 1년에서 2년정도의 철근 콘크리트 조라면 피하기 어려운 현상이기도 합니다. 특히 턱이 있는 창호의 경우입니다. 4로 표시된 따뜻한 실내의 열이 2번과 1번 부위에 충분히 공급되지 못하는 결과 입니다.
5. 유리창을 입면으로 바라보면 프레임 하부에 결로가 생기고 수직 프레임과 만나는 양쪽 부위에서 결로선이 포물선을 그리면 위로 올라 갑니다. 그 이유는 수평 프레임의 간봉이 표면온도가 낮은데 거기에 수직프레임의 간봉을 만나게 되니 더욱 외부로 뺏기는 열이 많아지게 되기에 그렇습니다. 결로수 까지는 생기지 않더라도 패시브하우스 창호라면 외부에 똑 같은 모양의 결로가 아침에 생기는데 외부에서 보면 간봉이 있는 곳은 결로가 생기지 않고 간봉의 간섭을 받지 않는 분분에만 결로가 일시적으로 생깁니다.
6. 창호의 성능이 낮다면 실내쪽에 설치하는 것을 저는 권유합니다. 패스브하우스이 경우는 열교, 일사량등을 고려하고 성능을 본다면 외부쪽으로 설치하는 것이 맞다고 봅니다. 꼭, 창호를 단열면에 설치해야 하는냐? 이는 오늘의 주제는 아니기에 다루지 않겠습니다.
7. 창호성능을 고르는 것이 첫번째 과제라면 이를 잘 활용하는 것이 건축가의 두번째 과제입니다.
학생이시라 첨언을 하자면, ISO와 NFRC 에서 해석하는 디테일이 조금 차이가 있습니다만, 1번과 2번의 경우 통상 상부 꼭지점에서 30º 각도를 대류의 사각지대로 보고 있습니다.
감사합니다.