Q. 피라미드의 내부 구조와 방사선 모양의 복도는 어떤 과학적인 원리를 기반으로 설계되었을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대피라미드의 단면도. 1번은 공식 입구, 2번은 관광객들이 드나드는 도굴꾼들이 파낸 입구, 3, 4번은 정식 입구에서 들어와 내려가는 하강 통로, 5번은 지하 방, 6번은 올라가는 상승 통로, 7번은 왕비의 방과 환기구, 8번은 수평 통로, 9번은 대회랑, 10번은 왕의 방과 환기구, 11번은 석제 환기구. 단 11번 통로의 용도에 대해서는 현재도 말이 많은데, 대회랑을 돌로 막은 후 인부들이 내려갔을 통로라는 설부터 단순히 부실공사로 인한 틈이라는 설까지 다양하다.대피라미드는 암석 총 230만 개로 이루어졌다. 개중 석회암이 550만 톤, 화강암[9]이 8천 톤, 회반죽 50만 톤이 사용되었다고 한다. 대피라미드는 지어진 직후에는 백색 석회암으로 외장재를 덮어놓아 굉장히 아름다운 모습이었다. 피라미드를 이루는 돌들 사이사이에는 회반죽을 발라 고정했고, 겉면을 사포나 모래 등으로 문질러 윤이 나게 만들었다. 피라미드의 맨 꼭대기에는 '피라미디온'이라는 캡스톤을 얹어 마감했다.[10] 대피라미드의 피라미디온은 이미 그 상징성 혹은 금붙이 때문에 기원전에 사라진 것으로 추정된다.[11]게다가 시간이 흐르며 사람들이 건물을 짓거나 자재를 보충하기 위해 이미 손질이 한 차례 끝난 피라미드에서 석재를 골라 빼가면서 현재의 거친 모습으로 변해버렸다. 1303년에는 크레타 섬 인근에서 일어난 대지진으로 피라미드 외벽 상당수가 떨어져 나갔고, 맘루크 왕조의 역대 술탄들이 카이로를 지으려 피라미드 외벽의 석재들을 끝없이 빼갔다. 대피라미드 중심부에 위치한 방. 피라미드 내부의 3개의 방들 중 가장 위쪽에 있으며, 크기는 10.5m x 5.2m에 높이는 5.8m이다. 천장을 포함해[12] 모조리 거대한 화강암 암석들로 만들어졌으며 위쪽에는 하중을 받치기 위해 층층이 쌓인 화강암들이 막대한 압력을 분산시키고 있다. 다만 그럼에도 불구하고 워낙에 큰 압력을 몇 천년에 걸쳐 지탱하고 있다보니 지붕의 화강암들 모두에 2.5cm에서 5cm 정도의 금이 쩍쩍 갈라졌다. 석실의 벽에는 제4왕조의 전통에 따라 그 어떠한 상형문자나 장식도 새가지 않았고, 벽을 이루는 암석의 뒷쪽은 손질되지 않았다. 실제 왕의 방인지는 알 수 없고 임의로 붙여진 명칭이다. 석실의 북쪽과 남쪽 벽에 용도를 알 수 없는 얕은 구멍이 1개씩 나있는데, 이를 '환기구'라 부른다. 남쪽 환기구는 대략 45도 각도로 외부까지 통한다. 현재는 습기 제거를 위해 이 구멍 둘 다에 환기기구를 설치했다.
Q. 건물에 결로 현상이 생기는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.표면 결로와 내부 결로가 있다. 표면결로는 벽과 배관, 유리면의 표면온도가 낮아지고 표면 부근의 공기 온도가 결로 온도 이하로 되면 발생하는 이슬맺힘 현상을 말한다. 표면이 결로수에 의하여 습기를 머금고 때나 곰팡이가 발생하는 경우도 있다. 발생원인은 외부온도 와 실내온도의 차이가 클 경우, 내부습도가 상당히 높을 경우 등. 방지대책은 실내온도를 일정하게 유지할 것. 빨래 등 습기있는 물건을 실내에 널지 말것. 건조한 공기를 자주 환기 시킬 것 등이다.실내 습도가 높으면서 실내외 기온차가 클 경우 실내 온도에 비해 내벽 온도가 낮아 내벽에 결로 현상이 생기기 쉽다. 이 문제는 특히나 온돌 난방을 사용하는 한국 주거 방식의 주적인데, 추운 겨울을 나는 동안 온돌로 바닥 난방을 하고 주택 전체의 온기를 올려서 난방을 하는 데다 집안에서 주방일, 화장실 등 물을 쓰는 공간이 많으면 많을수록 집안 내 습기가 벽면에 달라붙어 결로를 일으키고 이 때문에 벽면에 곰팡이는 물론 여러 부작용이 발생한다. 서양식 목구조 건물에서 벽난로를 쓰는 건 이 결로를 막는 데 아주 좋은 대안이나 한국에서는 그렇게 설계하면 내부화재에 매우 취약해지기 때문에 방법이 없다.단열재 시공을 잘 하면 결로 현상은 줄어드는데, 부실시공의 경우엔 그렇지 않기 때문에 결로현상이 반복되다가 곰팡이가 만개하기 쉽다. 결로가 잘 생기는 공간이 베란다, 대피실, 실외기실이 대표적이다. 이러한 이유로 곰팡이가 생긴 건축물은 구조적 문제이기 때문에 곰팡이를 제거하더라도 시간이 지나면 다시 생기며, 완전히 없앨 방법이 없다. 신축 건축물은 콘크리트 안에 약간의 수분을 머금고 있어 수분이 수증기가 되어 결로현상이 생기는 경우도 있다.결로 현상은 공기 중의 수증기가 더 낮은 온도의 벽면이나 창 등의 면에 닿아 온도차로 인해 표면에 이슬로 맺히는 현상을 말합니다. 즉, 건물 안팎의 온도차가 심하게 발생하고 창문이나 외벽이 차가워지면서 따뜻한 공기가 맞닿아 결로 현상이 나타나는 것입니다. 습한 날 유리창이나 찬 음료가 담긴 컵의 표면에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리입니다.내부 결로를 방치하면 건축물의 부식 뿐 아니라 곰팡이까지 발생하고, 발생한 곰팡이는 알레르기성 피부염, 호흡기 질환 등을 유발할 수 있습니다. 주기적인 환기와 실내 습도 조절, 적정 온도 유지는 결로 방지에 도움됩니다. 따라서 온도차와 습기를 잡아주어 결로를 막는 것이 중요합니다. 이를 목적으로 하는 것이 단열 시공입니다.