목조주택의 수분관리 - 장상식

목조주택의 수분관리

 

서론
목조주택은 주요 구조부가 목재로 건축되는 구조이기 때문에 목조주택에서 수분관리의 중요성은 아무리 강조하여도 지나침이 없다고 할 수 있다. 목조주택에 침투할 수 있는 수분은 크게 다음과 같이 3가지로 구분할 수 있다. 1) 지면(토양)으로부터 올라오는 수분, 2) 실내에서 발생하는 수분, 3) 외기로부터 침투하는 수분. 목조주택에서 구조체 내부로 침투한 수분은 다시 배출되기가 거의 불가능하기 때문에 목조주택의 수분관리는 위와 같은 3종류의 수분이 주택의 구조체 내부로 침투하지 못하도록 방지하는 것이 최종 목표가 되어야 한다. 수분은 일반적으로 자체 무게, 모세관 현상, 공기의 흐름, 또는 확산 등의 4가지 원인에 의하여 이동하게 된다. 따라서 목조주택에 대한 수분 차단을 시공할 경우에는 이들 4가지 수분 이동 원인을 생각하면서 이들을 근원적으로 차단할 수 있는 방법으로 시공하여야 한다.

본론
1) 토양 수분
먼저 지면으로부터 올라오는 수분의 경우에는 땅속에서는 모세관 현상에 의하여 위로 이동하고 지면에서는 확산에 의하여 공기중으로 발산된다. 이러한 토양수분은 목조주택의 1층 바닥을 통하여 실내로 침투할 가능성이 있다. 그러나 우리나라의 주택들은 1층 바닥을 콘크리트로 슬라브를 치고 그 위에 단열재(스티로폼)를 설치하고 그 위에 다시 온돌을 시공하기 때문에 바닥을 통한 토양수분의 침투 가능성은 낮다고 할 수 있다. 그러나 이를 완벽하게 방지하기 위해서는 바닥 콘크리트를 시공하기 전에 되메우기한 땅을 단단하게 다지고, 자갈층 또는 잡석층을 채운 후(돌의 틈새가 듬성듬성하므로 모세관 현상의 방지) 그 위에 모래를 100mm 두께 정도로 채우고 그 위에 두꺼운 비닐을 깔고(공기로 수분이 확산되는 현상을 방지) 그 위에 콘크리트를 부어야 한다. 기초 콘크리트 벽의 외부 수분은 다공질인 콘크리트 내부로 모세관 현상에 의하여 침투하고 콘크리트 내부의 수분은 공기와의 첩촉면에서 공기 중으로 확산된다. 이러한 콘크리트 벽을 통한 수분 침투를 방지하기 위해서는 기초벽 외측면에 콜타르를 칠하고 그 외부에 비닐을 붙이는 등의 방수시공을 하여야 한다.

2) 실내 수분
우리나라의 생활 양식은 실내에서 취사, 물걸레 청소, 세탁, 세면 및 샤워, 빨래 건조 등을 실시하기 때문에 실내에서의 수분 발생이 매우 많은 편이다. 실내에서 발생된 수분은 실내의 상대증기압이 외부보다 높기 때문에 외부로 이동하게 되며 따라서 벽의 구조체 내부로 침투하기가 매우 쉽다. 따라서 실내 수분을 관리하기 위해서는 먼저 실내에서의 수분 발생량을 가능하면 적게하여야 하며 자주 환기를 실시하여 실내의 수분이 외부로 배출될 수 있도록 하여야 한다. 목조주택의 시공에서는 실내 수분이 석고보드면을 통하여 벽 구조체 내부로 확산되는 것을 방지하기 위하여 단열재의 실내면에 방습지가 부탁된 제품을 사용한다. 또 경우에 따라서는 단열재를 설치하고 석고보드를 설치하기 전에 실내쪽 벽면에 비닐을 설치하기도 한다. 이와 같이 실내쪽 벽면에 비닐을 설치하는 방법은 주로 캐나다에서 시공하는 방법이며 방습지가 붙은 단열재만을 사용하는 방법보다는 효율적이라고 할 수 있다.

그러나 석고보드의 벽면을 통하여 구조체 내부로 확산되는 수분의 양은 그렇게 많지 않다. 연구에 의하면 1m x 1m 면적의 석고보드 면를 통하여 확산되는 수분의 양은 겨울철 3개월 동안에 약 1/3리터정도에 불과하지만 2cm x2cm 크기의 구멍을 통하여 실내에서 외부 방향으로 나타나는 공기의 흐름을 타고 함께 이동하는 수분의 양은 같은 기간 동안 30리터에 달하는 것으로 나타났다. 따라서 수분관리를 위한 시공을 할 때에는 작은 구멍을 통하여 구조체 내부로 침투하는 수분의 양이 넓은 석고보드 벽면을 통하여 확산되는 수분의 양보다 약 100배 정도 많다는 사실을 기억하여야 한다. 더욱이 석고보드의 실내벽면은 보통 벽지를 바르거나 페인트칠을 하여 마감하기 때문에 넓은 벽면을 통한 수분의 침투는 사실상 거의 없다고 볼 수 있다. 따라서 석고보드를 설치하기 전에 비닐을 시공하는 방법은 수분 관리 측면에서 그렇게 효율적이지 못하며 다만 방습지가 붙어있지 않은 단열재를 시공하는 경우에는 비닐의 설치가 필요할 것이다.

실내 수분의 구조체 내부 침투를 방지하기 위해서는 무엇보다도 석고보드에 나타날 수 있는 작은 구멍을 막아야 할 것이다. 그러나 실내벽면에는 일반적으로 전기 스위치나 콘센트 등이 설치되기 때문에 구멍을 뚫지 않을 수는 없으며 이렇게 뚫어진 구멍을 통하여 수분이 구조체 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 시공하는 것이 매우 중요하다. 따라서 스위치 박스나 콘센트 박스를 설치하고 그 뒷면을 비닐로 완전하게 감싸거나 또는 우레탄 폼 등을 그 뒤와 주변에 뿌려주는 것도 좋은 방법이라고 할 수 있다. 벽의 구조체 내부로 수분이 침투하는 것은 외부 수분보다는 실내 수분의 침투 가능성이 더 높기 때문에 실내 벽면의 작은 구멍도 소홀히 하지 않고 철저하게 막는 시공이 필수적인 사항이라고 할 수 있다.

3) 외부 수분
주택의 외부 수분은 주로 비, 눈 등의 자연 현상에 의하여 발생하는 것으로서 지붕으로부터 자체 무게에 의한 이동과 작은 틈을 통한 모세관 현상에 의한 침투가 일어날 수 있다. 지붕의 경우에는 지붕 마감재를 철저하게 시공하여 수분의 침투를 방지하여야 하며 바람이 센 지역의 경우에는 바람에 의한 강우의 역류를 통한 수분 침투를 고려하여야 한다. 비가 지붕면에서 역류하더라도 구조체 내부로 침투하지 못하도록 시공하여야 하며 마감재 아래에 방수지를 철저하게 설치하여 침투한 물이 아래로 흘러내려서 배출될 수 있도록 하여야 한다. 지붕의 내부로 침투한 수분은 그곳에서 응축되지 않고 공기의 흐름을 타고 외부로 배출될 수 있도록 지붕의 환기구 설치에도 만전을 기하여야 한다. 지붕의 환기시설은 처마 환기구와 지붕 마루 환기구 또는 박공벽 환기구 설치 등을 통하여 시공되어야 한다.

벽의 외장재는 비가 부딪힐 때 1차적으로 물의 침투를 방지하는 역할을 갖는다. 그리고 일단 침투한 수분은 벽면을 타고 흘러내릴 수있도록 벽 외장재 내부에 방수지를 시공하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 최근에 미국과 캐나다에서는 시공 후 상당 기간이 지난 주택들을 점검하는 과정에서 외장재를 통하여 침투한 수분이 방수지를 통하여 완전히 배출되지 않고 방수지 사이의 틈이나 구멍 등을 통하여 외벽 덮개로 침투하여 많은 수의 주택에서 외벽 덮개가 썩고 있는 현상을 발견하였다. 따라서 지금까지의 시공 방법은 외벽을 통한 수분 유입을 완전하게 차단할 수 없으며 이를 개선하여야 하는 것으로 결론을 내리게 되었다.

이러한 외벽을 통한 수분 유입을 차단하기 위한 개선 방법으로서 권장되는 것은 외장재와 구조체 사이에 환기용 공간을 두는 방법이다. 스터드와 덮개를 설치하고 그 외부에 방수지를 설치하는 방법은 지금까지와 동일하다. 그러나 방수지의 외부에 바로 벽 외장재를 설치하던 지금까지의 방법과는 달리 개선 방법에서는 방수지 외부에 방부처리목(15mm x 25mm)으로 외벽널 받침목을 위에서 아래 방향으로 일정 간격으로 설치하고 그 위에 벽 외장재를 설치함으로써 방수지와 외장재 사이에 15mm 가량의 공기가 유통될 수 있는 틈을 주는 것이다. 벽 외장재를 통하여 침투된 수분이 이 공간을 통하여 아래로 흘러 내릴 수 있고 남아있는 수분은 이 공간을 통하여 아래에서 위로 이동하는 공기를 타고 외부로 배출될 수 있도록 한 것이다. 다만 이 공간에 이물질이 끼고 거미 등의 벌레들이 침투하여 집을 짓는 것을 방지하기 위하여 공간의 위와 아래를 철망으로 막아주어야 한다. 이러한 외벽 시공 방법은 이미 북미지역과 뉴질랜드, 호주 등지에서는 표준으로 자리잡아가고 있으며 우리나라에서도 늦은 감이 있기는 하지만 지금이라도 이 방법을 받아들여서 외부 수분의 침투를 차단하여야 할 것이다.

결론
목조주택은 수분에 대하여 매우 취약하며 목재는 수분에 오랜 시간 노출되는 경우에 썩게 되고 이로 인하여 강도가 저하되며 여러가지 하자가 발생한다. 이러한 현상이 심화되면 결국에는 주택의 안전성까지 심각하게 위협을 받게 될 것이다. 이러한 수분의 문제는 크게 눈에 띠는 시공상의 잘못에 의하여 유발되는 것이 아니며 또한 짧은 시간 내에 금방 나타나는 문제가 아니기 때문에 그로 인한 모든 불이익은 고스란히 수요자의 몫이 될 수밖에 없다. 따라서 수요자는 목조주택에서 수분 관리의 문제가 매우 중요함을 깨달아서 시공자에게 수분 관리의 요점들을 세부적인 사항까지 확인하여야 하며 시공자는 목조주택의 최일선에서 우리나라의 목조건축 부흥을 위하여 일한다는 자부심을 가지고 자기가 건축한 주택의 구조부가 최소한 50년 이상의 수명을 가질수 있도록 수분 관리에 만전을 기하여야 할 것이다.

 

충남대학교 임산공학과 목구조실험실 장상식 교수