WUFI-FAQ (1) 재료물성 데이터 소스

WUFI 데이터베이스에 포함되어 있지 않은 재료 물성 데이터를 어디서 찾을 수 있을까요?

재료에 대한 열적 성능 데이터는 많은 문헌들에서 쉽게 찾을 수 있는 반면, 현재 습기에 대한 물성과 관현해서는 표준데이터베이스가 존재하지 않기 때문에 재료별 습기 물성을 확인하기는 매우 어려운 상태입니다.

 <그림 1. 건축자재의 기본 물성>

국내에서 재료에 대한 물성은 열전도율, 비열, 밀도, 공극률 등에 대한 기본 정보는 제공하고 있으나, 구조체 내부에서 발생할 수 있는 습기의 이동, 재료의 습윤/ 건조 거동 분석에 필수적인 요소인, 재료의 상대습도에 따라 함유할 수 있는 수분량(함습량), 모세관 전달 계수, 습도에 따른 증기확산저항, 습도에 따른 열전도율 등 습기와 관련된 재료의 Hygrothermal 물성은 제공되지 않고 있습니다.

국외 유수의 건축물리 연구소에서는 대표적인 건축재료에 대한 습기에 대한 물성을 측정하여 WUFI 프로그램과 같이 데이터베이스를 통해 정보를 제공하고 있으나, 국내에서는 아직 대표적인 건축자재에 대하여 이러한 데이터베이스가 구축되지 않은 것이 현실입니다.    

<그림 2. 건축자재의 Hygrothermal 물성들>

건축 선진국에서는 이미 습기에 대한 영향성을 고려하고 있으며, 최소한의 하자발생 방지를 위한 제도적인 장치가 마련되어 있습니다. 일례로, 독일에서는 습환경에 의한 하자를 위해, DIN 4108-3에서 강수량 또는 건물 외피의 노출비율에 따라 아래 그림 과 같이 세 지역으로 구분하고 있고, 각 지역별로 드라이빙 강수(바람을 동반한 들이치는 비)에 의한 하자를 방지하기 위한 기준을 명시하고 있습니다.

<그림 3. 들이치는 비의 양에 따른 독일의 지역별 분류>

[표1.] 지역별 드라이빙 강수량 분류에 따른 하자방지 기준(DIN 4108-3)

또한 건물에너지 평가를 위한 건축재료의 열전도율과 수증기확산저항계수(μ값)는 독일규준 DIN 4108-4와 많은 건축물리 서적들에 명시되어 있습니다. DIN EN ISO 10456에서는 건축재료의 열적 성능뿐만 아니라 기본적인 습기물성 또한 함께 명시하고 있습니다.

건축재료의 함습성능(Moisture Storage Function)과 모세관전달계수(Liquid Transport Coefficient)는 표준 파라미터인 wf(재료가 수증기분압 포화상태일 때 해당하는 함습량), w80(재료의 상대습도가 80RH%일 때 해당하는 함습량; FAQ 12번 참조), A값(재료의 단위면적이 루트 시간 동안 흡수하는 물의 양)에 통하여 예측할 수 있습니다. 드물지만 몇몇의 건축물리 서적과 데이터시트에서 이 표준 파라미터들을 명시하고 있습니다.

건축자재개발사에서 건축재료 물성데이터를 제공해줄 수도 있습니다.

하지만 아직, 국내 건축시장에서 판매되고 있는 건축자재는 습기와 관련된 물성측정이 거의 이루어지지 않고 있어, 해당 정보를 업체에서 확인하기 어려운 상태이며, 연구팀의 개별적인 확인에 의해 해당 정보를 얻고 있는 실정입니다.

따라서, WUFI를 활용하여 습기하자 시뮬레이션을 분석하기 위해서는 실제 적용되는 건축자재의 습기관련 물성 값을 직접 확인하거나, 가장 유사한 재료로 설정하여 분석할 수밖에 없습니다. 이때, 실제 적용되는 자재에 대한 이해도가 높은 상태에서 대체 재료를 선택하여야 결과 값에 대한 신뢰도를 확보할 수 있습니다.

참고로, 국내 건축자재의 대한 열적성능은 다양한 곳에서 확인 할 수가 있습니다.

여러 건축물리 관련 서적, 혹은 건축관련 기관의 홈페이지에서 재료에 대한 열전도율 정보를 제공 중에 있으며, 일부 홈페이지에서는 벽체 구성에 따른 열관류율 계산도 가능합니다.

우리 협회 홈페이지에서도 관련 정보를 제공하고 있으며, 엑셀로 제작되어진 Energy #에서도 관련 정보를 확인할 수 있습니다. 

(http://phiko.kr/u_calc/phiko_u_calc.php)

(https://blog.naver.com/energysharp/220761510336?proxyReferer=http%3A%2F%2Fphiko.kr%2F)

북미권의 건축자재에 대한 열적성능은 National Institute of Standards and Technology, U.S. Department of Commerce 의 홈페이지에 개시되어 있는‚ NIST Heat Transmission Properties of Insulating and Building Materials‘에서 확인 가능합니다. 

(http://srdata.nist.gov/insulation/)

이 글은 (http://www.wufi-forum.com/) 에 기재되어 있는 FAQ를 기반으로 작성되었습니다.