['18년 11월호 특집 4] 결로 곰팡이에서 안전한 주택, 패시브하우스

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['18년 11월호 특집 4] 결로 곰팡이에서 안전한 주택, 패시브하우스

2018년 11월 23일 (금) 00:00:00 | 지면 발행 ( 2018년 11월호 - 전체 보기 )

SPECIAL FEATURE 건강하고 쾌적한 겨울나기 주택 만들기

결로 곰팡이에서 안전한 주택,

패시브하우스

결로로 인한 곰팡이는 거주자의 건강을 위협한다. 따라서 내부 벽체의 표면온도를 계절에 따라 외부 온도가 변화하더라도 곰팡이 발생 온도 이하로 내려가지 않도록 해야 한다. 이를 위해 건물의 외피에 단열재를 끊김 없이 일정 두께로 설치해야 한다. 주택 내부에 가급적 현관을 포함한 모든 실에 바닥난방을 하는 것이 좋다. 붙박이장이나 싱크대가 들어간다고, 그 자리만 바닥 온수배관을 비우면 결로와 곰팡이를 피할 수 없다. 종종 에너지절약을 위해 사용하지 않는 실의 난방을 아예 꺼버리는데, 결로와 곰팡이는 이렇게 온도 차가 크게 발생하는 곳에서 발생하기 쉽다. 오래 전에 지은 주택의 경우 보통 바닥난방이 없는 다용도실과 욕실이 결로와 곰팡이에 취약하다. 하지만 다행이 최근에 짓는 주택엔 대부분 욕실에도 바닥난방을 설치하고 있다.

글 오명신(㈜자림이앤씨건축사무소 부장) | 사진 ㈔한국패시브건축협회

우리가 생활하며 일상에서 흔하게 접하는 현상 중 하나가 바로 ‘결로’다. 냉장고에 넣어놨던 찬물을 머그컵에 담으면 컵 주변에 맺히는 물방울, 샤워할 때 욕실 벽과 유리부스 및 거울에 맺히는 물방울, 겨울철 식당이나 카페 유리창에 줄줄 흘러내리는 물…, 그리고 유리창에 뽁뽁이를 붙여서 조금이라도 결로를 피하려는 몸부림도 본 적이 있을 것이다.

생활속의 결로

주택에서 열손실이 25%로 가장 큰 부분이 창호다. 굳이 필요한 열관류율 성능을 따로 언급하지 않더라도 우리는 겨울에 가장 추운 곳이 유리창이란 것을 잘 알고 있다. 뽁뽁이를 붙이는 이유인데, 그 효과가 없는 것은 아니지만 전경을 바라보기 위해 만든 창문의 역할이 무색해지기도 하거니와 그로 인한 단열 효과가 결로 현상을 근본적으로 해결하지 못한다.

주택 부분별 열손실 비율

오래 살던 주택에서 이사를 가게 되어 가구를 꺼냈는데 옷장과 침대 뒷부분 벽에 까맣게 슬어 있는 곰팡이를 보고 놀란 적도 있고, 오래되고 추운 주택에서 단열재를 보강하기 위해 기존 내벽 마감을 뜯거나 혹은 아파트(내단열 건물의 대표적인 사례)에서 인테리어하려고 내부 단열재를 뜯어냈는데 그 뒷부분이 까맣게 썩은 것을 본 적도 있을 것이다. 이렇듯 결로와 그로 인한 곰팡이가 눈에 보이지 않으면, 대부분이 문제의 심각성을 모른 채 곰팡이와 함께 살아간다.

보통 종이벽지가 아닌 비닐벽지, 소위 말하는 실크벽지를 많이 사용하고 있다. 하지만 그 뒤에서 발생한 곰팡이는 눈에 보이지 않기에 결국 인체에 해로운 곰팡이균과 함께 살면서 공기 중에 떠다니는 곰팡이균을 들이마실 수밖에 없다. 특히 내단열 건물인 ‘아파트’가 대중화되면서 여러 가지 알레르기, 비염, 천식 등으로 입원한 환자 수가 급증했다는 것은, 내단열 건물이 결로와 곰팡이에 매우 취약하다는 사실을 입증한다.

집 안 구석구석에 핀 곰팡이들
내단열 건물 결로 발생 단면

시중에 집 안 구석구석에 핀 곰팡이 제거용 각종 제품이 나와 있다. 칠하는 단열 페인트, 뿌리는 분무용 등 대개 냄새가 상당히 독하다. 곰팡이균을 죽일 정도로 강력한 화학약품이 과연 사람에게 무해할까 라는 의문이 들기까지 한다.

곰팡이 제거제, 뽁뽁이, 그리고 곰팡이가 보일 때마다 뜯어내고 벗겨내고 다시 붙이는 등의 조치만으로 결로와 곰팡이를 완전히 제거할 수 있을까. 당장은 눈에 안 보이게 닦아내거나 없앨 순 있지만, 안타깝게도 근본적으로 그 주택을 떠나거나 물리적 환경을 바꾸지 않는 한 계속해서 결로와 곰팡이가 발생하기에, 결국 반복해서 제거 작업을 해야 한다.

결로로 인한 심각한 건축물 하자

결로 현상이 심하면 창문 유리에서 물이 줄줄 흐르고, 창가의 커튼과 구석진 모서리 및 벽면에 곰팡이가 발생한다. 그로 인해 마루가 썩기도 하고, 결로가 심각하면 건물 곳곳에서 구조적 결함을 일으킬 수 있기에 반드시 조치를 취해야 한다. 잘못 시공한 목구조의 경우 결로로 인해 구조체 내부의 단열재가 주저앉아 단열 기능을 떨어지고, 매우 드물지만 심하면 구조체인 나무가 썩어 주택이 무너질 수도 있다. 특히 목구조 외측에 열반사단열재를 시공한 경우 치명적이다. 시공한 지 4년이 경과한 주택에서 열반사단열재를 뜯어내니 외부 O.S.B.가 모두 처참하게 썩어 있던 사례가 있다. 이 경우 단순히 결로만의 문제가 아닌 투습 성능이 전혀 없는 알루미늄 사용 등 구성 문제도 함께 작용했을 것이다.

결로와 곰팡이 발생 원인과 방지 대책

결로는 천장, 벽, 바닥 등 표면 또는 그들 내부의 온도가 그 위치 습공기의 노점 이하일 때 발생한다. 하지만 곰팡이는 20℃의 실내온도, 50%의 상대습도 기준으로 상대습도가 80%로 올라갈 경우 12.6℃의 온도가 일정 시간 이상 지속되면 결로가 생기지 않더라도 발생할 수 있다. 그러므로 결로와 곰팡이가 근본적으로 발생하지 않도록 하려면, 실내온도와 습도, 그리고 벽체의 표면온도를 모두 함께 필요한 조건에 맞도록 물리적 환경을 만들어줘야 한다.

곰팡이 발생 온도곰팡이 생성 온도 옷장 뒤 시뮬레이션

첫째, 내부 벽체의 표면온도를 계절에 따라 외부 온도가 변화하더라도 곰팡이 발생 온도 이하로 내려가지 않도록 해야 한다. 이를 위해 건물의 외피에 단열재를 끊김 없이 일정 두께로 설치해야 한다. 주택 내부에 가급적 현관을 포함한 모든 실에 바닥난방을 하는 것이 좋다. 붙박이장이나 싱크대가 들어간다고, 그 자리만 바닥 온수배관을 비우면 결로와 곰팡이를 피할 수 없다. 종종 에너지절약을 위해 사용하지 않는 실의 난방을 아예 꺼버리는데, 결로와 곰팡이는 이렇게 온도 차가 크게 발생하는 곳에서 발생하기 쉽다. 오래 전에 지은 주택의 경우 보통 바닥난방이 없는 다용도실과 욕실이 결로와 곰팡이에 취약하다. 하지만 다행이 최근에 짓는 주택엔 대부분 욕실에도 바닥난방을 설치하고 있다.

스마트폰과 연동해 온도 및 습도 그리고 이산화탄소, 화학물질, 미세먼지 농도까지 정확히 측정하는습도계

둘째, 실내습도가 60% 이상 높아지지 않도록 조절해야 한다. 가장 쾌적한 습도는 40~50%이다. 이보다 습도가 높을 경우 제습기를 사용하거나 환기시켜야 한다. 겨울철에 난방하면 제습 효과가 있고, 대개 겨울철엔 대기가 건조하기 때문에 창문을 조금만 열어 환기시켜도 습도는 빠르게 낮아진다. 이렇듯 매우 건조한 겨울에 적정 습도를 유지하기 위해 가습기를 사용해야만 하는데, 이때 실내습도를 확인하며 적절하게 조절해야 한다. 습도가 너무 높거나 너무 낮아지면 호흡기 질환 감기나 아토피를 악화시키는 등 건강에 매우 해롭다. 여름엔 환기하기 위해 창문을 열면 오히려 외부의 높은 습기가 내부로 유입되므로, 제습기를 사용하거나 에어컨을 켜는 것이 효과적이다. 종종 실내에 화초를 키우는 주택들이 있는데, 이 화초에 준 물은 사실상 실내습도를 높인다. 따라서 적정 실내습도에 맞춰 화초를 줄이거나 거실 외부로 내놓는 것이 바람직하다. 욕실엔 샤워 후 집 안으로 습기가 유입되지 않고 바로 배출되도록 배기 팬을 틀어야 한다. 그리고 우리나라는 빨래 후 건조기를 사용하는 서양에 비해 실내에서 빨래를 널거나, 오래 끓이는 국물 요리를 자주 하다 보니 실내습도가 높은 편이다. 그러므로 습도 조절을 위해 실내에 성능 좋은 습도계를 비치해 내부 환경을 지속적으로 관리하는 것이 필요하다. 스마트폰과 연동해 온도 및 습도, 그리고 이산화탄소, 화학물질, 미세먼지 농도까지 정확히 측정하는 제품을 추천한다.

결로·곰팡이에 안전한 주택, 패시브하우스

패시브하우스는 1988년 독일에서 곰팡이 때문에 시작됐다고 한다. 1차 세계대전과 달리 2차 세계대전은 엄청난 파괴력을 지닌 포탄으로 싸웠기에 건물이 처참하게 붕괴됐다. 2차 세계대전 후 폐허를 재건하다가 부서진 건물의 단면 안쪽이 모두 까맣게 썩은 것을 통해 곰팡이의 심각성을 알게 됐다. 그 후 곰팡이에 대한 원인과 해결 방안을 연구했고, 그 결과 결로와 곰팡이가 근본적으로 발생하지 않는 건강하고 쾌적한 주택을 짓기 위한 패시브하우스의 개념을 수립했다.

곰팡이 생성에 가장 취약한 곳이 옷장 뒤의 벽면 모서리다. 패시브하우스는 이곳에서도 결로와 곰팡이가 발생하지 않도록 건축물리적으로 온·습도 환경을 만들어주는 것이 주된 목적이다. 이런 점 때문에 ‘결로와 곰팡이에서 안전한 주택’은 바로 ‘패시브하우스’라고 말할 수 있겠다. 에너지절약은 이렇게 함으로써 덤으로 얻은 효과일 뿐이지 주목적이 아니다.

결로와 곰팡이가 없는 건강하고 쾌적한 주택, 패시브하우스는 다음과 같은 요건들이 필요하다.

두꺼운 단열재(독일 기준 벽체 열관류율 0.15W/㎡K 이하)_한국패시브건축협회는 유럽과 달리 겨울철 일사량이 많은 우리나라의 기후적 특성 및 바닥난방 온돌 생활을 하는 거주 환경 때문에 열관류율은 이보다 높아도 비슷한 성능을 내는 것으로 보고 있다. <건축법>에서 지역별 열관류율을 만족할 수 있는 두께의 단열재를 설치하도록 규정하고 있다. 2020년까지 제로에너지건물의 기준이 되도록 단계적으로 단열 기준을 강화하고 있으며, 현재 중부지방 서울 기준(중부2지역 외기에 직접 면하는 거실의 외벽 0.17W/㎡K 이하)으로 두께가 거의 20㎝에 가까운 단열재를 설치해야 한다. 그리고 콘크리트 건물의 경우 외부에 단열재를 설치해야 한다. 내부에 설치할 경우 구조적으로 결로를 피하기 어렵다.

고단열 고기밀 시스템창호(독일 기준 창호 열관류율 0.8W/㎡K 이하)_아르곤가스가 충진된 삼중유리와 단열 성능이 뛰어난 프레임, 높은 기밀성을 갖춘 하드웨어의 구성이 필요하다. 물론 창호 주변 내·외부 모두 반드시 기밀테이프를 시공해야 한다. 일반적으로 많이 설치하는 일반 미세기 이중창은 옆으로 밀어서 여닫는 방식이므로 아무리 좋은 창호라고 해도 시스템창호와 동일한 기밀 성능을 갖기 어렵다. 미세기창호가 기밀하면 여닫기 어려울 정도로 뻑뻑해지고, 부드럽게 밀어서 쉽게 여닫을 수 있으면 그만큼 기밀하지 못하기 때문이다. 시스템창호에도 미세기창이 있는데 기밀을 확보하기 위한 별도의 하드웨어가 장착돼 있다. 앞에서도 언급했지만, 주택에서 창호가 열손실의 25%로 가장 큰 비중을 차지하는 만큼 조금 비싸더라도 반드시 고성능 창호의 설치를 권장한다.

고성능 시스템창호

기밀(0.6회/h, 50Pa)_틈새로 열을 빼앗기지 않도록 기밀을 확보해야 한다. 틈새바람으로 빼앗기는 열손실은 22% 정도로 생각보다 꽤 크다. 틈새를 통해 바람뿐만 아니라 습기도 함께 들어온다. 이렇게 한 번 틈새로 들어온 습기는 잘 빠져나가지 않으므로, 처음부터 들어오지 못하도록 기밀하게 틈새를 없애는 것이 중요하다. 그래서 패시브하우스에선 들어온 습기가 내부에 머무르지 않고 외부로 빠져나갈 수 있는 물리적 구조로 구성하고 있다. 기밀과 직접적이지 않지만, 콘크리트 건물은 콘크리트 타설 시 들어간 수분이 증발하는 데 최소 2~3년 걸리므로 구조체 내부의 수분이 증발하기 전에 서둘러 내부를 마감하면 아무리 패시브하우스라 하더라도 곰팡이가 생길 수 있다. 따라서 반드시 외부로 구조체 내부의 수분이 건조되도록 마감을 구성해야 한다. 내부도 마찬가지 구성이 필요하다.

열교 없는 디테일_단열재가 끊김 없이, 비는 곳 없이 외피를 잘 감싸도록 해야 한다. 우리가 추운 겨울 외투는 입었는데 모자도 없고 장갑도 끼지 않고 있으면 머리와 손을 통해 체온을 빼앗기는 것과 비슷하다. 기본적으로 잘 감싸서 피부를 노출시키지 않아야 체온을 유지할 수 있는 것과 마찬가지로, 건물도 외피를 드러내지 않도록 단열재라는 외투로 잘 감싸야만 열손실을 막고, 그래야 결로와 곰팡이도 방지할 수 있다.

발코니 돌출구조에 의한 열손실 사진
콘크리트건물 내단열과 기초에서 열손실 단면
콘크리트건물 발코니 및 옥상 난간의 열손실 단면

결로와 곰팡이 같은 하자를 방지하기 위해 법으로 단열에 대한 기준을 정하고 있다. 그런데 법적 기준에 맞춰 단열재를 시공해도 결로와 곰팡이가 발생하는 이유 무엇일까. 특정 부분에 단열재가 없거나 손상돼 열손실이 커졌기 때문이다. 특히 아파트는 구조적으로 내단열 건물이기 때문에 발코니를 만들기 위한 콘크리트 돌출 부분을 통해 열교가 발생해 열손실이 크게 이뤄지고, 이와 비슷한 구조를 가진 부분은 결로와 곰팡이에 취약할 수밖에 없다. 아무리 공동주택 결로 방지 상세 가이드라인이 있다 하더라도 말이다.

열교차단재

어떤 경우 돌처럼 무거운 외장재를 붙이기 위해 철물을 설치하기도 하는데, 이 경우 철물 부분마다 단열재가 훼손되고 열전도율이 높은 철제를 통해 열교가 발생해 열손실이 커지기도 한다.

패시브하우스에선 이러한 열교를 없애기 위해 발코니나 처마에 열교 차단 블럭 제품을 사용한다. 또 돌과 같은 외부 마감재를 붙일 때도 단열재가 훼손되지 않도록 하는 것은 기본적으로 필요하며, 매달기 위해 사용하는 금속은 열교 차단을 위해 특별하게 개발된 제품들을 사용하고 있고, 열전도율이 낮은 스테인리스를 사용한다.

열 회수 환기장치(난방 효율 75% 이상)_지속적인 환기를 통해 공기가 정체되지 않도록 해야 결로와 곰팡이를 방지할 수 있다. 이 환기장치는 열 회수를 통해 열손실이 되지 않도록 난방 효율 기준이 75% 이상으로 규정돼 있다. 원할 땐 창문을 열어 빠르게 환기할 수 있고, 전경을 내다볼 수도 있으며, 물이 줄줄 흘러내리지 않고 뽁뽁이를 붙일 필요도 없다. 특히 아무리 외부에 미세먼지가 심각한 상태가 되더라도, 또 겨울에 추워서 오랜 시간 창문을 열어 환기하기 어려울 때에도 365일 내내 필터를 통해 신선한 공기를 들여오고 오염된 공기를 배출할 수 있다. 오래 전 건축기술의 수준이 낮았던 때에 지은 건물엔 여기 저기 허술한 틈이 많아서 이를 통해 의도하지 않은 환기가 잘 되던 때가 있었다. 외풍이 심한 이런 주택에선 특히 온도 차가 심한 겨울엔 환기가 더욱 잘 될 수밖에 없는 구조여서 공기 질만큼은 좋을 수밖에 없었을 것이다. 가구 제작에 독한 접착제를 사용해도 이런 구조의 주택에선 환기장치 없이도 자연스럽게 유해물질이 배출됐다. 하지만 내부에 난방을 열심히 해서 얻은 열을 고스란히 이 틈새로 몽땅 빼앗기니 얼마나 불을 때야 했을까. 그 당시 주택에 살아본 사람이라면 방바닥은 뜨겁게 절절 끓는데 코끝은 시리던 기억들이 있을 것이다. 하지만 필자는 최근 나름 유명한 건축가가 설계해 노출콘크리트로 근사하게 짓고 건축상도 받은 펜션에서도 이와 같은 외풍을 경험한 적이 있다. 반면 여름에 창문을 열어도 환기는 안 되고 오히려 외부의 높은 습기만 유입되는 경우를 경험한 사람도 많을 것이다. 요즘 짓는 건물은 기술이 발전해 전과 달리 이러한 틈새는 많이 줄어들었다. 하지만 이로 인해 에너지 손실은 줄었지만, 오히려 건강을 위협할 정도로 환기가 안 된다는 점이 문제다. 그래서 법적으로 국민의 건강을 위해 ‘건강 친화형 주택 기준’에 의해 500세대 이상인 공동주택, ‘실내 공기질 관리법’에 따라서 100세대 이상 공동주택에 환기장치를 의무적으로 설치하도록 했으나, 현실은 설치한 환기장치가 뭔지도 몰라 사용 방법조차 모르거나, 알아도 전기를 아낀다는 명분으로 사용도 안하고 형식적으로만 갖춘 주택이 많다. 현실이 이렇다 보니 좋은 품질의 제품 개발도 크게 이뤄지지 않고 있어 제품 선택의 폭도 매우 좁은 상황이다.
앞에서 언급한 다섯 가지에 관한 사항은 개괄적으로만 얘기한 것이며, 이 외에도 패시브하우스 필요 요건들은 더 있다. 짧은 지면으로는 모두 다 얘기할 수 없고, 각각의 요소에 대해서도 많은 내용이 있으나 더 자세한 내용은 한국패시브건축협회 홈페이지(http://www.phiko.kr) 자료실 또는 본지에 연재하고 있는 ‘쾌적한家 건강한家’를 참조하기 바란다.

패시브하우스의 대중화를 꿈꾼다

필자는 패시브하우스가 특별한 주택이 아닌 아주 보편적인 기준의 주택이 돼야 한다고 생각하고 있다. 하지만 아직 국내에서 패시브하우스에 대한 인식이 넓게 퍼져 있지 않다. 언젠가는 유럽처럼 활성화되고, 이와 관련한 산업도 발전해 굳이 비싸게 수입하지 않더라도 국내 기술로 구현한 품질 좋은 환기장치, 열교 차단재 등 여러 가지 자재가 나올 것이라고 믿는다.

사실 패시브하우스 인증을 받지 않더라도 제대로 짓기만 한다면, 그 건물에 결로와 곰팡이가 생기지 않을 것이다. 제대로란 말이 애매할 수 있겠으나, 기본적으로 패시브하우스는 설계단계부터 시공 후 검사를 통해 확인하고 있다. 그러한 과정이 없어도 구현할 수만 있다면 더할 나위 없이 좋겠지만 쉽지 않은 일이다. 수익을 키우려는 일부 시공업자가 종종 당장의 이익을 위해 중요한 과정들을 간과하다 보니 거주자만 여러 가지 하자로 고생한다. 지어서 팔고 나면 나 몰라라 하는 일들이, 특히 건축주 직영공사는 위주인 소형 건축시장에서 흔하게 발생하고 있으니 큰 문제가 아닐 수 없다. 대규모로 공급되는 아파트는 문제가 발생하더라도 소형 건축시장과 달리 하자보수기간도 있고 법적 보호 장치가 있어서 나은 편이다. 그래도 가끔 언론을 통해 이름 있는 대형 건설사가 시공한 아파트에서 결로와 곰팡이가 발생하고, 결국 하자 관련 책임에 대해 시공 하자냐, 입주자 과실이냐를 따지는 뉴스를 접하기도 한다. 아마도 보편적인 현재의 아파트 주거 형태에 큰 변화가 없다면, 이러한 결로 곰팡이 문제는 앞으로도 지속되지 않을까라는 생각이 들기도 한다. 고층화되는 주거 형태는 공사비 문제로 외단열 건물을 피하게 되는데, 앞으로 외단열로 시공해서 열적 성능으로도 유리하고, 비상시 대피도 용이하고, 좀 더 주변 자연과 잘 어우러질 수 있는 저층 및 중층 주거 공간이 많아지길 바란다. 특히 결로, 곰팡이가 없는 건강한 주택 ‘패시브하우스’가 앞으로 더 많이 공급돼 모두가 건강한 주거 환경을 갖기를 바라며 이 글을 마친다.