통기형 몰딩 설치가 공동주택 붙박이 가구의 결로에 미치는 영향

Abstract

급속한 경제 발전에 따라 국내 아파트 보급이 본격화되며 이는 주택의 유형, 구조 및 생활환경의 변화를 가져왔다. 제한적인 면적의 공동주택에서 실용적 공간 창출에 대한 욕구와 사계절이 뚜렷한 우리나라 기후의 영향으로 공간 활용적이고 실용적인 붙박이 가구의 수요가 증가하였다. 또한 최근까지 국내 건물에너지 절약 설계기준이 강화되면서 공동주택에서 요구되는 단열 및 기밀 성능의 향상되었다. 이에 따라 다양한 실내활동으로 인해 거주공간에서 발생하는 다량의 습기로 인하여 세대 내 결로 발생 가능성이 높아지고 있는 추세이며 붙박이 가구 설치공간에서의 결로 발생 가능성 또한 높아지고 있다. 국토교통부 하자심사 분쟁조정위원회에 따르면 2010년부터 2015년까지 공동주택 결로 하자 심사 누적 건수는 8,859건으로 매년 증가하고 있으며 결로 하자중 벽체 부위의 결로 하자 또한 큰 비중을 차지하고 있다. 벽체 부위에서 발생한 결로 하자중 붙박이 가구가 설치된 공간에서 발생한 결로로 인한 하자도 포함되어 있어 재산상의 피해가 야기되고 있다. 붙박이 가구 설치공간의 결로 발생은 벽-슬라브 구조체를 통한 전열손실로 인한 국부적 표면온도 저하와 실내활동으로 인한 수증기 발생으로 인한 실내 노점온도 상승등 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 발생하게 된다. 붙박이 가구 설치공간의 결로 방지를 위해 주택건설기준 등에 관한 규정에서는 붙박이 가구 설치공간에 난방설비, 배기설비 설치와 붙박이 가구에 통풍구 설치를 규정하고 있다. 그러나 결로가 발생할 수 있는 생활환경의 조건이나 성능을 판단할 수 있는 규정 및 통풍구의 적절한 설치 위치 등에 관한 규정을 운영하고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 붙박이 가구 결로 방지를 위한 통기구의 설치위치를 제안하고 이를 적용한 붙박이 가구의 겨울철 현장 실험을 통해 결로 방지 성능을 평가하였다. 붙박이 가구 설치공간에서 발생하는 결로 사례를 분석한 결과 붙박이 가구 설치공간의 바닥 난방 코일 미설치, 시공 불량에 의한 단열재 파손, 들뜸 및 법적기준 미달의 단열재 설치의 원인에 따라 붙박이 가구뒷판과 후면벽 및 붙박이 가구 뒷판 실내측 표면, 후면 벽체 실내측 표면에서 결로가 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 붙박이 가구 결로취약부위를 해당공간으로 한정하였다. 공동주택 단위세대에서 붙박이 가구가 설치된 공간의 결로 취약 부위를 확인하고 통기구의 적절한 위치를 선정하기 위해 붙박이 가구 설치공간의 온열환경을 평가한 선행연구를 분석하고 현장 실측을 진행하였다. 선행연구 분석 결과 붙박이 가구 설치공간의 절대습도 저감을 위해 설치하는 갤러리 도어와 붙박이 가구의 문 개폐에 따른 환기는 붙박이 가구 내부의 절대습도 저하에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 붙박이 가구 뒷판과 후면벽 사이 공기층 절대습도 저하에는 영향이 미미한 것으로 나타났다. 또한 현장 실측 결과에 따라 외기의 영향을 많이 받는 측세대 외벽에 설치된 붙박이 가구의 경우 겨울철 추운 외기에 따른 설치공간의 온도저하가 크게 발생하였다. 온도저하에 따라 붙박이 가구 내부, 붙박이 가구 뒷판과 후면벽 사이 공기층 상,하부로 갈수록 상대습도의 상승이크게 발생하며 공기층 하부에서는 실내 상대습도 대비 최대 20% 상승이 발생하는 것으로 나타났다. 이를 기초자료로 결로 취약 부분인 붙박이 가구 뒷판과 후면벽 사이 공기층과 인접한 몰딩을 통기구 설치 위치로 제시하고 통기형 물딩의 위치를 상부, 하부, 측부로 한정하여 통기형 몰딩 위치에 따른 붙박이 가구 결로 방지 성능을 확인하였다. 실험 결과 통기형 몰딩을 한 위치에만 설치한 경우 오히려 붙박이 가구 설치공간의 결로 취약 부위 공기층 온도 및 상대습도가 각각 감소하고 상승하는 것으로 나타났다. 또한 붙박이 가구 뒷판 적재공간측 표면과 붙박이 가구 후면 벽체 실내측 표면의 TDR는 상승하는 것으로 나타났다. 통기형 몰딩을 두 위치 이상 설치할 경우 경우 일부 측정지점을 제외하고 TDR과 상대습도가 감소하는 것으로 나타났다. 특히 상부, 하부, 측부에 모두 통기형 몰딩을 설치하는 대안의 경우 가장 표면온도가 낮은 지점의 TDR이 유일하게 감소하는 것으로 나타났다. 붙박이 가구 결로 방지를 위하여 붙박이 가구 내부에 설치되는 통풍구와 통기형 몰딩을 함께 설치한 경우 통기형 몰딩을 상부와 하부에 설치한 대안은 결로 방지 효과가 있었지만 통기형 몰딩을 측부에 설치한 대안의 경우 통풍구의 영향이 없는 것으로 나타났다. 따라서 기존 붙박이 가구 내부의 통풍구보다 두 위치 이상의 몰딩 부위를 타공했을 때 결로방지성능이 높은 것으로 나타났으며 특히 대각선 방향의 몰딩 부위를 함께 타공했을 때 결로방지성능이 가장 좋은 것으로 판단된다. 또한 일부 건설사에서 시행하고 있는 하부 몰딩 타공 방안의 경우 오히려 결로 방지 성능에는 좋지 않은 것으로 판단된다. 이상의 연구 결과를 토대로 통기가능 몰딩 설치가 붙박이 가구 결로에 미치는 효과를 분석하였으며 가장 결로방지성능이 좋은 설계안을 제시하였다. 이는 기존 및 신축 공동주택 붙박이 가구 설계 및 시공시 참고할 수 있는 방안으로 붙박이 가구 설치공간의 결로 저감을 유도할 수 있을 것으로 기대한다. ;As the construction of apartments surged with the rapid economic development in South Korea, the dominant housing type, structure and living environmnet also started to change. Residents of multifamily dwellings try to make the best use of the available space in a limited area and are more interested in built-in furniture, which seems to be both efficient and practical in utilizing space especially during all four distinct seasons. Moreover, with the recent strengthening of the Building Energy Code of Korea, each multifamily dwelling should meet the stricter requirements in terms of insulation and airtightness. The considerable amount of moisture created by various indoor activities in a living space is more likely to generate condensation in a housing unit, and thus spaces fitted with built-in furniture are exposed to condensation more frequently than before. According to the Apartment Defect Dispute Mediation Committe of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport in Korea, 8859 cases have been recored from 2010 to 2015 and registered for condensation defects in apartments and this number is increasing at a faster pace every year. In addition, the condensation defects correponding to walls is a major contributor to the overall condensation defects. As the condensation defects corresponding to walls occur also in spaces fitted with built-in furniture, property damage becomes inevitable. Condensation in a space fitted with a built-in furniture is caused by a complex combination of multiple factors such as the decrease in local surface temperature due to the heat transfer loss through the wall-slab structure and the increase in indoor point temperature due to moisture generated by indoor activities. To prevent condensation from occuring in a place for installing a built-in, the Regulations on Housing Construction Standards Etc. requires the installation of a heating system and an exhaust system in the indoor place as well as the installation of a vent in the furniture. However, no specifications about the appropriate position of a vent and the living environment are available or relevant performance that is closely related to condensation. This study proposed appropriate vent positions to prevent condensation in built-in furniture and evaluated the condensation resistance performance of built-in furniture fitted with a vent through a field test in winter. Instances of condensation observed in places where built-in furnitures were installed were analyzed. It was found that no heating coil was installed beneath the floors and that the insulation was damaged because of poor construction, was not intact, or did not satisfy legal requirements. These factors resulted in condenation on the back panel of built-in furniture, rear wall, interior surface of the back panel, and the interior of the rear wall. Therefore, this study is limited to these vulnerable points. After identifying the points vulnerable to condensation, the study determined an appropriate vent positions by analyzing the existing studies that had evaluated the thermal environment of the space and by conducting a field survey. The analysis of the existing studies showed that the absolute humidity inside the furniture significantly decreased when a space fitted with built-in furniture was ventilated using a gallery door, which was installed to reduce the absolute humidity of the space, and by the door of the built-in furniture. However, this technique was not significantly effective in decreasing the absolute humidity of the air cavity between the back panel of the furniture and the rear wall. In addition, the field survey revealed that in the side units of an apartment, which are highly affected by the outdoor air, the space fitted with the built-in furniture adjacent to the exterior wall of the apartment building exhibited a remarkable temperature decrease in winter. Because of such a decrease in temperature, the increase in the relative humidity was most significant in the upper and lower parts of the air cavity between the back panel of the furniture and the rear wall, followed by inside the furniture. In particular, the relative humidity in the lower part of the air cavity was higher than the indoor relative humidity by as much as 20%. Using the measurements as the basic data, this study selected the molding adjacent to the air cavity between the back panel of the built-in furniture and the rear wall as the appropriate location for a vent. Then, the condensation resistance performance of the built-in furniture was examined for different positions (upper, bottom and side positions) of the vent-type-molding. It was found that when the vent-type-molding was installed in a single position, points vulnerable to condensation in the space fitted with the built-in furniture exhibited a decrease in air temperature and an increase in relative humidity. Besides, TDR increased both on the back-panel surface inside the built-in furniture and on the wall surface behind the furniture. When the vent-type-molding was installed in two more positions, both TDR and the relative humidity decreased at most of the measurement points. In particular, when the vent-type-molding was installed in the upper, bottom and side positions, only the TDR at the point showing the lowest surface temperature decreased. Finally, this study also tested wheter condensation could be effectively prevented by installing the vent-type-molding along with a vent inside the built-in furniture. When the vent-type-molding was located in the upper and bottom positions, condensation was effectively prevented. However, when the vent-type-molding was installed in the side position, the vent was not effective. Therefore, when the molding part was perforated in two or more positions, the condensation resistance performance was better than when the vent was used only inside the built-in furniture. In particular, the perforation of chevron molding produced the best condensation resistance. The perforation of bottom molding, which is adopted by some construction companies, rather undermined the condensation resistance performance. In conclusion, this study analyzed the effect of vent-type-molding on the condensation on built-in furniture and proposed the best design for preventing condensation. The proposed design will be useful to design and install built-in furniture for the existing and new apartments and to mitigate condensation in spaces fitted with built-in furniture.