안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
겨울철 유리창에 에어캡을 붙이면 실내외 열 교환이 효과적으로 차단되는 이유는 기체의 낮은 열전도율과 비이동성 공기층의 단열 효과로 설명할 수 있습니다.
물질을 통해 열이 전달되는 정도를 열전도율이라고 하는데, 기체는 액체나 고체에 비해 분자 사이의 거리가 매우 멀기 때문에 열을 전달하는 효율이 현저히 떨어집니다. 실제로 단단한 유리의 열전도율과 비교했을 때 공기의 열전도율은 수십 분의 일 수준에 불과할 정도로 낮아서, 공기 그 자체만으로도 매우 훌륭한 단열재 역할을 할 수 있습니다.
하지만 단순히 유리창 앞에 공기가 머물러 있는 것만으로는 단열 효과를 길게 유지하기 어렵습니다. 온도가 높은 실내 쪽 공기는 데워져서 위로 올라가고, 차가운 유리창 쪽 공기는 식어서 아래로 내려오는 대류 현상이 끊임없이 일어나면서 열을 계속 이동시키기 때문입니다.
에어캡은 이 문제를 비이동성 공기층을 형성하여 해결합니다. 에어캡에 올록볼록하게 튀어나온 수많은 비닐 주머니들은 공기를 일정한 크기의 작은 공간 안에 가두어 둡니다. 이렇게 갇힌 공기들은 공간이 협소하여 위아래로 크게 움직이는 대류 현상을 일으키지 못하고 제자리에 멈춰 서 있는 비이동성 공기층이 됩니다. 결과적으로 열전도율이 매우 낮은 정지된 공기층이 유리창 전체를 두껍게 감싸 안는 방패막 역할을 해줌으로써, 실내의 따뜻한 열이 찬 유리창을 통해 밖으로 빠져나가거나 외부의 냉기가 안으로 들어오는 열 교환을 차단하게 됩니다.