습도 포름알데하이드 관계는 자재에 따라 다르다. 요소-포름알데하이드 수지를 쓴 목질 판재가 있는 공간에서는 습도가 높을 때 농도가 오를 수 있다. 그러나 챔버 실험에서는 습도 영향이 약했고 신축 주택 현장 연구에서는 강했다. 그래서 정해진 증가율은 없다. 온도와 환기 조건을 맞춘 측정값끼리 비교해야 습도의 몫을 따져 볼 수 있다.
목차
습도가 높으면 포름알데하이드가 올라가는가
자재에 따라 다르다. 요소수지 접착제를 쓴 목질 판재처럼 포름알데하이드를 품은 자재가 있는 공간에서는 습도가 높을 때 실내 농도가 올라갈 수 있다. 다만 습도 효과의 크기는 연구마다 크게 다르다. 같은 연구자의 실험에서도 '약하다'와 '강하다'가 함께 보고됐다.
따라서 '습도가 몇 % 오르면 농도가 몇 % 오른다'는 고정 비율은 없다. 이 글은 실내 마감재와 가구에서 포름알데하이드가 나오는 신축·리모델링 공간을 대상으로 한다. 같은 장소에서 시기를 달리해 잰 측정값을 비교하는 상황에 맞춘 설명이다.
습도가 높은 계절은 대개 기온도 높고, 창문을 여닫는 습관도 달라진다. 그래서 측정값이 오른 원인을 습도 하나로 돌리기는 어렵다. 실무에서는 온도와 환기 조건이 같고 습도만 다른 측정값을 비교할 때에만 습도 영향을 따져 볼 수 있다.
습도가 포름알데하이드 방출을 늘리는 원리
포름알데하이드는 합판, MDF, 파티클보드 같은 목질 판재의 접착제에서 주로 나온다. 이 접착제가 요소-포름알데하이드 수지(UF 수지)로, 요소와 포름알데하이드를 반응시켜 만든다. Salthammer 등(2010)의 리뷰는 UF 접착제가 물에 약하다고 설명한다. 물이 있으면 C–N 결합이 가수분해(물과 반응해 결합이 끊어지는 현상)되고, 그 결과 포름알데하이드가 나온다는 것이다.
상대습도는 공기가 그 온도에서 최대로 머금을 수 있는 수증기량에 비해 실제로 얼마를 머금고 있는지를 나타내는 비율이다. 습도가 높으면 자재 함수율(자재 속 수분 비율)이 오르고, 수지가 가수분해될 조건이 더 갖춰진다고 볼 수 있다. 같은 리뷰는 판재 방출 시험(퍼포레이터법) 값이 시료 함수율에 따라 달라진다고 적었다. 그래서 기준 함수율에 맞춘 보정 계수를 쓴다.
방출량과 실내 농도는 구분해야 한다. 방출량은 자재가 내놓는 양이고, 이것이 늘어도 환기량이 함께 늘면 실내 농도는 크게 오르지 않을 수 있다. 반대로 습한 날 창을 닫고 지내면 방출 증가와 환기 감소가 겹쳐 농도가 더 크게 오른다.
습도 영향 원리 요약
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| UF 수지(요소-포름알데하이드) | 목질 판재 접착제, 물에 약함 |
| 가수분해 | 물과 반응해 C–N 결합이 끊어지며 포름알데하이드 방출 |
| 상대습도 | 그 온도의 최대 수증기량 대비 비율 |
| 자재 함수율 | 판재 방출 시험값이 함수율에 따라 달라짐 |
| 방출량과 실내 농도 | 방출량과 환기량이 함께 실내 농도 결정 |
연구마다 습도 영향 크기가 다른 이유
국내 연구 두 편이 서로 다른 결론을 내놓았다. 유복희(2010)의 소형챔버 실험은 MDF, PVC 바닥재, 벽지를 25~35℃, 상대습도 50~80% 조건에서 시험했다. 그 결과 포름알데하이드 방출은 온도에 강하게, 습도에 약하게 의존했다. 온습도가 높을 때 방출이 늘어나는 정도는 재료의 포름알데하이드 함유량과 관련이 있었다.
같은 연구자의 신축 공동주택 현장 연구는 23~29℃, 상대습도 20~70% 범위를 다뤘다. 여기서는 포름알데하이드 농도가 습도에 강하게 의존했고, 기온 의존성은 상대적으로 작았다. 온도 25℃, 습도 40~50% 부근에서 농도가 급격히 커지는 방산 구분점도 보고됐다.
두 결과는 모순이라기보다 조건이 달라서 생긴 차이로 읽는 편이 맞다. 챔버는 시편 하나를 통제된 환경에서 보지만, 실제 주택은 여러 자재가 섞여 있고 습도 범위도 더 낮은 쪽까지 넓다. 현장의 온도 폭(23~29℃)이 챔버의 온도 폭(25~35℃)보다 좁았던 점도 현장에서 온도 효과가 덜 보인 이유일 수 있다.
Salthammer 등의 리뷰가 정리한 파티클보드 대형 챔버 시험도 참고할 만하다. 같은 환기횟수에서 22℃·상대습도 30%일 때 0.40ppm, 27℃·60%일 때 1.70ppm으로 약 4배 차이가 났다. 다만 온도와 습도를 함께 바꾼 결과라서, 이 차이를 습도만의 몫으로 읽으면 안 된다.
연구별 습도 영향 비교
| 연구 | 조건 | 습도 영향 |
|---|---|---|
| 유복희(2010) 소형챔버 | 25~35℃, 상대습도 50~80% | 약한 의존성 |
| 유복희(2010) 신축 공동주택 | 23~29℃, 상대습도 20~70% | 강한 의존성 |
| Salthammer 외(2010) 파티클보드 | 22℃·30% → 27℃·60% | 0.40 → 1.70ppm(온습도 동시 변화) |
※ 자재, 습도 범위, 챔버·현장 여부에 따라 결과가 갈린다. 세 번째 행은 습도만의 효과가 아니다.
측정값 비교에서 습도 영향을 가려내는 예시
아래는 설명용 가상의 예시이며, 실제 자재나 법정 기준값과는 관계없다. 같은 회의실을 같은 기계환기 운전 조건으로 두 번 측정했다고 하자. 1차는 23℃·상대습도 35%에서 50㎍/㎥, 2차는 23℃·상대습도 65%에서 70㎍/㎥가 나왔다.
먼저 온도와 환기 조건이 같은지 확인한다. 두 조건이 모두 같으므로 증가분은 70 − 50 = 20㎍/㎥이고, 증가율은 20 ÷ 50 = 0.4, 즉 40%다. 두 측정 사이에 새 가구 반입, 마감 보수, 청소 약품 변경이 없었다면 습도가 가장 유력한 원인 후보가 된다.
2차 측정이 27℃·상대습도 65%였다면 판단이 달라진다. 온도와 습도가 함께 올랐으므로, 40% 증가 가운데 습도의 몫이 얼마인지 이 두 값만으로는 나눌 수 없다. 이때는 온도를 맞춘 추가 측정이나 연속 측정 자료로 따로 봐야 한다.
이 계산은 같은 장소에서 원인을 좁히는 데 쓰는 것이다. 여기서 나온 40%를 다른 건물이나 다른 계절의 보정 계수로 쓰면 안 된다.
측정값 비교로 습도 영향 가리기
- 조건 대조
두 측정의 온도와 환기 운전이 같은지 확인 - 증감 계산
증가분 ÷ 1차 측정값으로 증가율 산출 - 다른 변수 배제
가구 반입, 마감 보수, 청소 약품 변경 여부 확인 - 분리 불가 시
온도를 맞춘 추가 측정이나 연속 측정 자료로 재확인
흔히 틀리는 지점과 이 설명이 맞지 않는 경우
첫째, 습도를 기준 초과의 면책 사유로 쓰는 경우다. 법정 측정 결과를 온습도로 보정해 판정하는 절차가 있는지는 원문에서 확인해야 한다. 실내공기질 공정시험기준과 실내공기질 관리법 시행규칙 해당 별표가 그 원문이다. 이 글이 참고한 연구들은 그런 판정용 보정식을 제시하지 않는다.
둘째, 제습만 하면 포름알데하이드 문제가 해결된다고 보는 경우다. 챔버 연구처럼 습도 의존성이 약한 자재도 있고, 그런 공간에서는 온도, 환기량, 방출원 자체가 더 큰 변수다. 제습기를 켜고 창을 닫아 두면 환기량이 줄어 오히려 농도가 오를 수도 있다.
셋째, 상대습도 숫자만 비교하는 경우다. 상대습도는 온도에 따라 달라지는 비율이라, 같은 60%라도 기온이 높으면 공기 중 수증기량은 더 많다. 온도가 다른 두 측정값을 상대습도만 놓고 비교하면 판단이 흐려진다.
넷째, 모든 자재에 같은 설명을 적용하는 경우다. 가수분해 설명은 Salthammer 등이 다룬 UF 접착제에 대한 것이다. 유복희(2010) 챔버 연구도 온습도에 따른 증가 효과가 재료의 포름알데하이드 함유량과 관련 있다고 보았다. 함유량이 적은 자재가 주된 방출원인 공간에서는 습도 변화가 수치에 잘 드러나지 않을 수 있다.
같이 보면 좋은 글은 포름알데하이드 온도 영향, 더우면 수치가 오르는 이유이다.
다음 측정 전에 남겨 둘 온습도와 환기 기록
습도 영향을 나중에 따지려면 측정 당시 조건이 기록돼 있어야 한다. 측정값만 남아 있으면 계절 차이인지, 환기 차이인지, 새 방출원 때문인지 가릴 근거가 없다.
적어도 다음 항목은 함께 적어 둔다. 측정 시작·종료 시각의 실내 온도와 상대습도, 외기 온습도, 기계환기 운전 상태와 창문 개폐, 측정 전에 밀폐한 시간, 최근에 반입한 가구나 마감 공사 여부다. 간이측정기나 센서로 연속 기록을 하고 있다면 같은 시간대의 온습도 그래프를 측정값과 나란히 보관한다.
다음 비교 측정은 가능하면 온도와 환기 조건을 1차 측정과 비슷하게 맞춘다. 온도의 영향이 궁금하면 포름알데하이드 온도 영향을 다룬 글을 함께 본다. 법정 측정의 시료채취 조건은 공정시험기준 원문에서 확인한다.
측정 때 함께 남길 기록
- ✓실내 온도·상대습도(시작·종료 시각)
- ✓외기 온습도
- ✓기계환기 운전 상태와 창문 개폐
- ✓측정 전 밀폐 시간
- ✓최근 가구 반입·마감 공사 여부
- ✓센서 연속 기록 온습도 그래프
