적정 상대습도를 유지해야 하는 이유

A. 습도의 개요

습도는 우리 생활에 보이지 않지만 그 영향을 관찰하는 것은 어렵지 않은 일입니다. 습도가 유지되는 환경에서 인간은 좀 더 편안하다는 것을 느낄 수 있다는 것은 적정 습도가 유지되고 있다는 것을 방증하게 되는 것입니다. 오늘날 산업 환경 및 장비 자재의 성능을 최적으로 유지하기 위한 습도를 조절하는 시스템을 구축합니다. 습도를 관리함으로써 얻을 수 있는 이점은 실내 공기질을 유지하면서 생산성과 제품 품질을 높이면서 작업환경의 질을 향상시키고 습도에 민간함 재질 및 기계 장치류를 보호하는 역할을 수행합니다.

공기중에 습도를 올린다는 것은 단순히 수분(물)을 공기에 더하는 것을 의미합니다. 하지만 너무 높은 습도 즉 공기중에 수분량이 과하게 많을 경우 인간이 느끼기에 불편함을 초래하거나 종이와 같은 재료의 손상을 야기합니다. 따라서 적절한 습도를 유지하기 위해서는 제어장치를 바탕으로 한 온도, 공기, 열복사와 같은 환경요소를 복합적으로 관리하는 것을 필요로 합니다. 이중에서도 *상대습도(RH-Relative Humidity)는 환경조절에 있어서 가장 중요한 변수로 작용합니다.

 *상대습도 - 공기가 흡수할 수 있는 양과 비교하여 공기중에 있는 수증기의 양을 백분률로 표기한 것으로 수증기를 흡수하는 공기의 용량은 온도에 따라 비례적으로 증가합니다. 뜨거운 상태의 공기는 찬 공기보다 많은 양의 수증기를 포함할 수 있습니다. 

습도는 수중기나 공기 중에 존재하는 수분의 함량으로 공기가 얼마나 건조한지 아니면 얼마나 축축한지를 보여주는 값으로 정의할 수 있습니다. 산업에서 건물내 일반적인 온도와 압력 상태에서의 상대 습도는 곤기가 특정 온도 상태에서 유지할 수 있는 양과 비교하여 공기중의 수증기 양으로 간주하며 상대 습도를 이해하는 비결은 특정한 온도 조건 즉 온도의 상승과 비례하여 증가한다는 것으로 이해할수 있습니다. 예를 들어 동일한 체적을 갖고 있는 공기가 각각 5 ˚C / 30 ˚C 일 때, 5 ˚C 의 공기에는 수분이 100 이라면 30 ˚C에서는 2000 으로 증가하는 것을 수치적으로 간단히 설명할 수 있습니다.

 

B. 습도가 낮은 건공기 상태에서의 문제점

습도가 낮은 상태, 즉 건조한 상태에서는 목재 및 종이, 직물 섬유, 가죽, 화학물질과 같은 흡수성 물질의 제작에 있어서 문제를 발생할 수 있습니다. 습도에 민감한 재품은 재료 열화로 인해 손상이 발생할 수 있으며 또한 정전기를 발생합니다. 정전기는 습도가 낮은 상태에서 축적되어 전자 기기의 효율적인 동작을 방해하고 심각한 경우 폭발 가능성이 있는 상태에서 정전기가 축적되는 것은 위험을 야기할 수 있습니다. 건조한 날씨 속에서 간혹 철로 만든 손잡이를 잡았을 때 정전기가 발생하는 것과 같이 대기중에 축적되어 있는 상태는 불편함을 야기합니다.

C. 인간이 편안함을 느끼는 상대습도의 범위

일반적인 연구결과에 의하면 공기중의 상대습도(RH) 가 35%~55%로 유지될 때 일상생활에서 가장 편안하다고 느낍니다. 24˚C 이상에서 습도가 낮으면 피부의 수분이 쉽게 증발해서 차가움을 느끼게 됩니다.

D. 산업에서 적절한 가습이 필요한 이유

오늘날 산업 전반에 많은 전자기기는 칩을 사용하며 이러한 칩은 전압스파이크에 의해 과압 현상이 발생할 수 있습니다. 반도체의 미세한 부분과 작동상 이상현상으로 영구적인 손상으로 발생할 수 있는데 이러한 원인이 되는 정전기 전압스파이크 현상은 "정전기 방전"이 주요한 원인으로 작용합니다. 정전기 방전 (ESD)가 발생하는 시간은 매우 짧지만 칩에는 치명적일 수 밖에 없습니다. 따라서 특정 전자기기의 습도 관리가 필요한 구간에 있어서는 초기 엔지니어링 단계에서 제조사에서 제시한 온도조건과, 상대습도 적정 수준을 확인하여 실제 시스템 운영시 제어에 반영하여 ESD와 같은 현상을 감소시킬수 있도록 해야 합니다.

1. 습도가 재료에 미치는 부정적 영향

 a) 제지 생산관련

1. 종이 및 제지, 골판지의 표면에 주름 및 균열 발생
2. 접이식 상자의 강도 손상
3. 정전기 발생으로 인한 종이와 같은 재질의 통과 지연

 b) 목재 제품 및 가구 제조 관련

• 목재는 주변 공기의 상대습도가 변화하면서 공기중의 수준을 흡수하거나 배출합니다. 목재가 수분을 흡수, 배출하는 현상이 멈추었을 때를 평형 수분함량에 도달하였다고 설명하며 상대습도에 조건에 따라 목재의 뒤틀림과 균열을 방지할 수 있습니다. 

 c) 사무실

• 금고나 사무실, 갤러리에서는 상대 습도를 40%~55 %로 유지하는 것이 중요하며 이를 통해 보석이나 소장품의 수명을 연장할 수 있습니다. 

 d) 가죽 가공

• 가죽 가공시에는 상대습도를 40%~60%로 유지하는것이 표면의 균열을 방지하고 유연성을 유지하는데 효과적입니다. 

Inside Insights (Chandler)