【목재와 주거환경】 ⑩목재 습도조절 기능으로 실내 초미세먼지 예방

신선하고 맑은 봄기운이 가까워지면, 창문을 활짝 열어 겨우내 묵었던 집 안 공기를 갈아 채우고 싶지만, 우리나라 전역에 시도 때도 없이 찾아오는 불청객 때문에 자유롭지 못하다. 바로 초미세먼지다. 건조한 봄철에 몰려오는 황사에서 계절을 가리지 않는 초미세먼지로 불속지객不速之客이 바뀐 지 2~3년이 됐다. 이제는 환기도 마음대로 할 수 없는 환경으로 바뀌었다.

글 이동흡 박사 한국목조건축협회 전무 heub2575@gmail.com

미국 스미스소니언 박물관 생물표본 수장고 모습. 생물표본을 초장기적으로 보존하기 위해서는 온도와 습도를 최적 상태로 유지해야 한다. 이를 위해 매우 정밀한 항온·항습장치를 갖춘다. 그러면서도 내부는 대부분 목재로 마감한다. 이는 가정용 에어컨과 같은 장치로는 습도조절을 완전하게 해결할 수 없기 때문이다. 내부를 목재로 함으로써 습도를 안정화하려는 목적이다.

콘크리트 주택, 초미세먼지 예방에 한계 있어
미세먼지는 대기에 장기간 떠다니는 에어졸(Aerosol)로 머리카락 굵기의 6분의 1 정도인 지름 10㎛(0.001㎜) 이하의 먼지(PM10)를 말한다. 사람 몸속 폐포까지 침투해 각종 호흡기 질환을 직접 일으키는 원인이며, 인체의 면역 기능을 약화한다.

먼지는 입자 크기가 작을수록 건강에 미치는 영향이 커진다. 최근 공포의 대상이 되는 초미세먼지는 크기가 미세먼지의 4분의 1에 해당하는 2.5㎛ 이하의 미립자 물질을 말한다. 극미세먼지로 PM2.5라고 하며 환경기준으로 연평균 25㎍/㎥, 24시간 평균 50㎍/㎥를 기준으로 한다.
이 악랄한 불청객은 주로 연소과정에서 발생하며 모래바람, 화산재, 산불처럼 자연발생적인 게 있다. 탄소, 유기 탄화 수소, 질산염과 황산염 등 유해 금속 성분은 공기 중의 미세 수증기에 녹아 코와 기도를 거쳐 폐포에 도달한다. 크기가 작을수록 폐포를 통과해 혈액을 타고 전신을 떠돌아다닌다. 이 중에는 ‘블랙카본’처럼 세계보건기구가 1급 발암물질로 지정한 성분도 포함돼 있다.

미세먼지에 의한 피해로는 면역력이 약한 노인 사망률이 증가하고 저체중아 출산 위험과 사산 위험도가 증가한 것으로 조사(국립환경연구원 2009년) 됐다. 그 외에도 천식, 두통, 아토피 및 인슐린 저항성을 높인다는 연구결과도 있다.

의사들이 전하는 예방법은 청결하게 실내를 유지하고 실내 온도는 20℃ 전후, 습도는 40~50%로 유지할 것을 권한다. 그러나 콘크리트나 조적조 건축물 조건에서는 상대습도를 40~50%로 낮출 방법이 마땅하지 않다는 문제가 제기되고 있다.

미세먼지는 10㎛ 이하의 아주 작은 먼지를 말한다. 머리카락 굵기의 1/6 정도로 기관지에 걸리지 않고 몸 안으로 흡수되기 때문에 독성이 크다. 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 모세혈관에 침투해 혈관을 따라 온몸을 돌면서 심혈관질환을 일으키는 원인을 제공한다.

목재에서 해답을 찾다!
건축 재료의 흡습성이 철근콘크리트나 벽돌로 만든 조적조 건축물은 매우 낮다고 평가한다. 이 구조물의 실내 평균 상대습도는 55~60%를 유지하기 때문에 사람에게 적당한 적정 습도보다 높다. 근본적으로 불쾌한 환경을 제공하는 재료다. 또한, 미세먼지를 막기 위해서는 실내 상대습도를 10% 이상 낮춰야 한다. 보온효과도 낮은 재료라 쾌적한 환경을 만들기 위해 냉·난방이 필요한 구조라는 내용도 지난 호에서 소개했다.

겨울이나 봄철에 난방이 지나치면 실내 습도가 낮아져 호흡기가 건조해진다. 겨울에 감기 환자가 증가하는 것도 이와 무관하지 않다. 습도가 낮아지면 바이러스 생명력은 강해지고 활동이 활발해진다. 밀폐된 방에서 전열기를 사용하거나 난방 온도를 높이면 실내는 더욱 빠르게 건조된다. 이렇게 습도가 낮아지면 피부가 건조해지고 천식과 비염, 코피, 안구건조증 등 여러 질환이나 증상이 발생할 수 있다.

철근콘크리트 건물에서는 체내 에너지 소모를 줄이고 쾌적감을 높이기 위해 난방이 필요하다. 난방했을 때 실내와 실외 공기의 밀도 차이로 초미세먼지가 실내로 침투해 집 안의 초미세먼지 농도가 쉽게 높아진다.

일본에서 실내에 목재를 많이 사용한 공간과 적게 사용한 공간의 실내외 상대습도 차이를 조사한 결과가 흥미롭다. 목재를 많이 사용한 공간은 상대습도 차이가 18% 정도로 계절과 관계없이 변화가 작았지만, 목재를 적게 사용한 공간은 40% 차이를 보였다. 실내에 목재를 사용한 환경에서는 평균 상대습도가 41%에서 43%로 유지된다. 철근콘크리트나 조적조보다 약 15% 낮다. 목재를 사용한 주거 공간은 초미세먼지를 예방하기 위해 제시한 적정 실내 습도 조건에 매우 적당한 자재이다. 여기에 나무는 복사열을 쉽게 전달하는 난복사暖輻射 재료라 별도의 난방이 필요하지 않다. 실내 습도가 급격하게 낮아지지 않으므로 초미세먼지의 실내 유입도 차단할 수 있다.

건축 재료의 흡습성 - 실내에 목재를 사용한 환경에서는 평균 상대습도가 41%에서 43%를 유지한다. 철근콘크리트나 조적조보다 15% 정도 낮다. 목조는 초미세먼지를 예방하기 위해 제시하는 적정 실내 습도 조건에 가장 가까운 재료라는 것을 보여준다.

목재는 습도 조절하는 천연 공조시설
나무는 벌채되는 순간부터 생명력을 잃어 사실상 목재는 생명이 없는 재료다. 그러나 목재는 생명체가 숨 쉬는 것과 같이 주변 환경으로부터 수분을 빨아들이고 배출한다. 공기 중의 습도가 높으면 수분을 흡수하고, 습도가 낮을 때는 함유했던 수분을 공기 중으로 방출한다. 항상 주변 환경과 습도가 같아질 때까지 목재는 쉬지 않고 습도를 조절한다. 이 때문에 목재를 내장 마감재로 사용하면 실내의 습도 변동 폭이 줄어 사람이 살아가기에 적당한 쾌적한 환경을 유지한다.

박물관 수장고나 생물 표본실은 이러한 목재의 성질을 최대한 이용한다. 수장물을 아주 오랫동안 보존하기 위해서는 온도와 습도를 최적 상태로 유지해야 하며, 이를 위해 매우 정밀한 항온·항습장치를 갖추고 있다. 그러면서도 내부는 목재로 마감한 경우가 대부분이다. 이는 가정용 에어컨만으로는 습도 조절을 완전하게 해결할 수 없기 때문이다. 기계장비로도 조절하기 힘든 미세한 실내 습도를 목재로 안정화하려는 목적이다. 에어컨이나 제습기와 같은 공조시설보다 목재를 사용하면 상대습도의 미세한 변동 폭을 잡는 데 유리하게 작용하는 것으로 해석된다.

계절별 실내에서 목재 사용량에 따른 상대습도의 변화 - 목재 자체는 41~43%, 목재를 많이 사용한 실내는 40~53%, 목재 사용량이 적은 실내는 20~80%의 상대습도를 나타낸다.

미세한 실내 습도 조절, 에어컨보다 목재 뛰어나
기밀성과 밀폐도가 높은 최근 주택에서는 목재와 같은 미세한 조습 성능을 발휘하도록 하는 게 매우 중요하다. 일반적으로 여름철에는 에어컨으로 실온을 낮추면서 제습을 해결한다. 겨울에는 난방으로 지나치게 건조해진 실내를 가습기로 조절한다. 그러니 실내에서 조습의 필요성을 느끼지 못하고 있다. 그런데 에어컨에 의한 제습은 냉각기에 생성된 이슬을 제거하는 정도에 불과하다. 에어컨 가동으로 실내 평균 습도는 떨어지지만, 실내 온도가 내려간 만큼 상대습도는 오히려 올라갈 수 있다. 실내 습도를 설정한 수치에 도달하면 저절로 제습 기능이 멈춰 미세한 습도를 조절하는 데 한계가 있다. 초미세먼지는 이러한 미세한 차이에서 실내로 유입돼 우리 몸에 침투한다.

아파트 실내 공간도 거실 2~3면 정도에 목재를 붙이는 것만으로, 내부에서 발생하는 습기를 최적의 미세 습도 조건으로 제어할 수 있다. 이것만으로도 쾌적감을 크게 느낄 수 있을 것이다. 또, 주택 내에 목재를 둘 충분한 공간이 부족할 때는 책꽂이, 의자, 선반 등의 가구를 목재로 활용하는 방법도 있다. 콘크리트 100㎡의 실내 공간에 목재 1㎥를 두면 실내 상대습도를 10% 이상 줄일 수 있다. 목재의 표면적이 넓은 만큼 습도조절 능력도 향상된다. 이때 목재 표면을 페인트나 바니시로 칠하면 목재가 수분을 흡수하는 능력이 떨어지기 때문에 목재 표면에는 칠하지 않고 그대로 이용하는 것이 좋다.