001.1 : 완벽한 벽체

Joseph Lstiburek

JULY 15, 2010

완벽한 벽은 환경을 분리하는 것이다. 외부는 외부대로 내부는 내부대로 유지해야 한다. 이렇게 하려면 벽의 조립체들이 비, 공기, 증기 및 열을 제어해야 한다.  옛날에 우리에게는 이것을 할 수 있는 한가지 재료가 있었다. 바로 암석이다. 우리는 돌멩이나 돌을 쌓아올려서 그 돌들이 그 역할을 하게 했다. 하지만 시간이 지나면서 암석은 이점을 잃었다. 그것들은 무겁고 많이 무너졌다. 무겁다는 것은 비싸고 떨어지는 것은 번거롭다는 것을 의미했다. 그래서 건축은 발달했다. 오늘날 벽에는 네가지 주요 제어층이 필요하다. 특히 우리가 암석으로 구축하지 않는다면 더욱 그러하다. 이러한 항목을 중요도 순서대로 나열해 본다면

• 빗물 제어층 (a rain control layer)
• 공기 제어층 (an air control layer)
• 증기 제어층 (a vapor control layer)
• 온도 제어층 (a thermal control layer) 

여기서 중요한 점을 말하자면, 만약 당신이 비를 피할 수 없다면, 공기에 시간을 낭비하지 마라. 만약 당신이 공기를 빼낼 수 없다면 증기에 시간을 낭비하지 마라.

제어 층의 최적 위치는 구조물을 보호하기 위해 구조물 위부에 이들을 배치하는 것이다(그림1). 우리가 암석으로 만들었을 때, 암석은 별로 보호가 필요 없었다. 우리가 철과 나무로 건축할 때 우리는 그것들을 보호해야 한다. 그리고 대부분의 나쁜 요소는 외부로부터 오므로 나쁜 요소를 제어하기 가장 좋은 장소는 구조물에 도달하기 전 구조물의 외부이다.

또한 여러 세대에 걸쳐 바위로 건축을 한 사람들은 어떻게든 편리해지고 싶다는 생각을 하게 되었고, 암석이 최고의 단열재가 아니라는 것을 알게 되었다. 제 말은 암석들이 창문과 비교했을 때 그리 나쁘지 않다는 것이다. 건축가들이 하는 말이다. 여러분은 유리로 에너지 효율적인 녹색 건물을 지울 수 없지만, 디자인 상을 받을 수 있고 우리는 모두 어떤 것이 더 중요한지 알고 있다. 암석으로 돌아가보면, 그것들은 무겁고 벽에 적절한 열저항을 가지려면 많은 것들이 필요하다. 그래서 단열재를 만들었다.

하지만 단열재를 어디에 두어야 할까? 단열재를 구조물 내부에 배치한다면 단열재로는 열기와 냉기로부터 구조물은 보호되지 않는다. 우리는 특히 구조엔지니어들은 황량한 구조를 정말 보호하길 원한다는 걸 기억해라. 팽창, 수축, 부식, 자외선 복사열, 그리고 거의 모든 나쁜 것들이 온도의 기능들이다. 그래서 모든 제어 계층들은 바깥쪽으로 간다. 구조물이 다양한 형태와 자외선 복사열 그리고 생물에게서 물기로 부터 보호하고 극한의 온도를 겪는 것을 막아주는 것은 좋다.

그림 1: "The Perfect Wall"-개념상 완벽한 벽에는 빗물 제어층, 공기 제어층, 증기 제어층 및 열 제어층이 구조물 외부에 있습니다. 외부 마감재 기능은 주로 자외선 차단시키는 것이다.  아, 그리고 건축가들은 외피 미학이 중요하다고 생각할지도 모른다.

이런 공기 조절 장치는 어떨까? 공기는 많은 습기를 운반할 수 있고 습기는 구조에 좋지 않다. 그래서 우리는 공기 중의 습기 때문에 구조물의 환기를 유지해야 한다. 또한 여러분이 건물에서 살거나, 건물 안에서 일을 하거나, 건물 안에서 물건들을 안전하게 유지하려 한다면, 우리는 실내환경을 제어하고 싶어할 것이다. 우리는 특히 실내공기에 대해 신경 써야 한다. 왜냐하면 우리가 실내에서 숨을 쉬고 있기 때문이다.  공기를 밀폐하기 전에는 공기를 통제할 수 없다는 것이 밝혀졌다. 그래서 우리는 여과와 공기 변화 그리고 온도와 습도 조절과 같은 조건들을 제공하기 위해 공기 밀폐에 신경 써야 한다. 그리고 다시 강조한다면 공기제어를 위한 가장 좋은 장소는 구조물 외부에 있다. 하지만 단열층 아래에서는 공기 온도는 변화하지 않는다. 요약 : 완벽한 벽. 빗물 제어층, 공기 제어층 그리고 증기 제어층은 직접 구조물에 있고 온도 제어층은 다른 제어층 위에 있다(그림 1 참조).