에너지 기후변화 활동소식

제로에너지하우스: 저에너지 주택 실현 훈련과정 체험기

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저에너지 주택을 만드는데 기본 원칙은


‘1kw를 아끼는 것은 1kw를 만드는 것보다 훨씬 가치있다’는 것이다.


단, 냉난방을 덜하자는 것이 아니라, 냉난방 에너지가 필요없는 집을 만들자는 것이다



 



1월들어 서울이 영상이었던 시간이 44분에 불과하다는 보도가 있었다. 강추위로 인한 난방 사용량 급증에 따라 여름이 아닌 겨울철에 전력사용 최고점을 경신하기도 했다. 이번에도 어김없이 정부는 겨울철 난방 사용 자제를 당부하는 담화문을 발표했다.


매년 전력수요가 급증할때마다 ‘에너지 절약’을 호소하는 대국민 담화문이 발표되고, 뒤이어 공공기관 관리감독을 강화하고, 언론에는 에너지 절약 사례, 낭비 실태 등이 발표된다. 그럼에도 불구하고 전력사용량이 매년 최고치를 경신하는 이유는 무엇일까?  ‘에너지 절약’을 통해서는 에너지 과잉수요에 의한 문제를 해결할 수 없다는 사실을 보여주는 것이다.  이제 ‘아껴쓰고 절약하자’라는 관점을 넘어선 접근이 필요하다. 애초에 설계와 시공단계부터 건물의 단열성을 고려하여 난방에너지의 수요 자체를 저감시키는 방향의 근본적인 해결책을 모색해야 한다.  유엔환경계획(UNEP)의 [지속가능한 건물과 건축] 보고서에 따르면 건축물이 OECD국가 에너지 사용의 40%, 전세계다시 말하면, 저에너지 건축을 통한 온실가스 저감은 기후변화시대에 대응하는 현실적인 방안이기도 한 것이다.  






홍천군 살둔마을의 ‘제로에너지하우스’


 



 


강원도 홍천군 율전리 내면 살둔마을.


북쪽으로 뒤로 산자락에 둘러싸여 있고, 옆에는 내린천이 흐르는 전망이 좋은 터에 단층짜리 목조주택이 있다.


현관을 열고 들어서면  ‘천장이 높은 근사한 집’을 둘러보면서 감탄하게된다. 그런데 잠시후 몇가지 의아한 점을 깨닫는다. 우선, 4.8m에 이르는 높은 천장에도 불구하고 외풍이 전혀 없다.  덩치가 큰 패치카를 가동중이었기 때문에 벽난로 덕분인가 싶었다. 그런데 실평수 47평의 넓고 높은 공간을 패치카 하나에만 의지하는 것은 어렵지 싶다. 게다가 복사열이 직접 닿지 않는 화장실의 온도도 19도를 유지하고 있었다. 건축주의 설명에 의하면, 그나마 겨울철에도 흐린 날이 계속되는 경우에만 가동을 한다고 한다.


 


태양빛을 충분히 활용한 입지와 설계



제로에너지 하우스는 태양빛의 충분히 받기 위해 동서가 긴 형태로 설계했다. 또한 그림에서 보는 바와 같이 처마의 각도를 30도로 설계했기 때문에, 여름철에는 직사광선을 차단할 수 있고 겨울철에는 방의 구석까지 해가 들어올 수 있다.  겨울철에는 태양열에 의한 난방 효과를 최대한 볼 수 있다.


 


단열시공을 통한 단열효과



‘제로에너지 하우스‘의 핵심 기술은 단열이다. 난로, 전자기기, 체온 등 내부에서 발생하는 열이 집밖으로 새어나가지 않도록 보온병처럼 꽁꽁 싸매두는 것이다.


그러기 위해 중요한 것이 성능이 좋은 단열재의 사용이다. 건축시 사용한 기본 자재는 구조단열패널(Structural Insulated Panel)인데, 두 장의 합판 사이에 235mm두께의 neopor스티로폼을 넣은 패널이다. 흑연가루가 첨가되어 검은 빛이 나는 neopor스티로폼은 동일 밀도의 스티로폼에 비해 25%높은 단열효과를 가진다고 한다. 여기에 덧붙여 공기공간을 확보하고, 복사장벽(radiant barrier)을 덧댄 후 석고보드로 마감했다. 지금이야 SIP를 생산하는 업체가 몇군데 있지만, 건축주가 집을 지을 때만 해도 주문제작을 했다고 한다. 이런 노력의 결과, 실내온도 차이가 연간 2도 내외인 우수한 단열주택이 탄생한 것이다.   


 


열회수 환기장치


 



 


단열주택에서 환기문제는 열회수환기장치를 통해서 해결한다. 더운공기는 그림의 빨간 파이프를 따라서 천정을 통해 흡수되고 지하의 전열교환기를 통해 외부로 배출된다.  외부에서  공급된 찬 공기는 파란 파이프를 따라서 땅 속을 지나는 동안 지열을 통해 데워진 후 다시 실내로 들어가게 되는 것이다.


 


복사열을 지속적으로 발생시키는 보조 난방기구



겨울철 흐린날이 계속되는 시기에는 패치카를 이용해 난방을 하고 있다. 거실과 주방 벽을 가로질러 있는 거대한 벽난로의 사방에서 나오는 열을 단열주택이 그대로 저장해 주는 것이다.  내부가 일자형이 아니라 미로처럼 설계되었기 때문에 20kg(한아름 분량)의 목재를 빠른 시간안에 완전연소 시킨후에 열기가 48시간동안 지속될 수 있다. 연소시의 산소는 지하공간의 통해 예열된 외기를 공급(기계팬으로 공기 주입)시켜서 내부의 청정한 공기를 유지할 수 있도록 했다.


또한 방과 방 사이를 완전히 막지 않았기 때문에 벽난로의 따뜻한 공기가 팬을 통해 순환되며, 축열기능을 하는 황토벽을 넘어서 서재까지 전달될 수 있다. 그래서 보조난방 기구는 벽난로 하나로 충분하다.  


참고로, 반드시 거대한 패치카를 보조원으로 이용해야 하는 것은 아니다. 이 집의 벽난로는 건축주의 취향에 따라 러시아에서 설계도를 입수해서, 천여개의 내화 벽돌을 직접 조립한 것이다.  보통은 단열이 잘 되기 때문에 작은 난로정도를 보조 난방용으로 사용해도 관계 없다.


 


도시에 적용할 수 있는 ‘제로에너지하우스’를 기대하며


제로에너지 하우스의 우수한 단열효과와, 10년에 걸쳐 이 집을 직접 구상, 설계, 제작한 건축주의 열정에 감탄하면서도 못내 아쉬운 것은 서늘한 바닥이었다. 바닥난방을 따로 안 하기 때문에 보통의 양말을 신고 있으면 발에 찬 기운이 살짝 느껴진다.


‘뜨끈한 아랫목에서 지지기’를 좋아하는 사람들은 이런 부분에서 부족함을 느낄지 모른다. 그러나 단열이 잘 되는 집이므로, 온돌 시공으로 바닥이 ‘뜨끈’해지면 실내온도가 50도가까이 올라가게 된다는 것이 건축주 이대철님의 설명이었다. 덧불여서 전통적인 온돌방식이 땅으로 버려지는 열이 많은, 에너지 측면에서는 비효율적인 난방법이라고 평가하셨다.


건축주는 이 집이 완성이 아니라며 또다른 ‘제로에너지하우스’를 계획중이다. 온돌과 접목시키는 것, 이층으로 짓는 것 등 새로운 실험이 포함될 예정이다.


 


대부분의 사람은 도시에서 살고 있다. 도시에서 집을 지을 때는 마음에 드는 부지를 찾기 힘들고, 단층건물은 수지가 맞지 않는다. 다층 구조로 건축을 할 경우는 층과 층 사이에 들어가는 철골구조물 때문에 경제성면에서 효율이 떨어지게 되는 부분도 해결해야 한다.  또한 도시에서는 기존의 건물을 단열건축으로 리모델링 할 수 있는 방안도 적극 활용되어야겠다.


저에너지 ‘제로하우스’는 산속에서 전원생활을 하는 사람에게도 필요하지만, 대부분의 사람들이 모여사는 도시에서도 필요한 주택이다.  값싼 전기료조차 부담스러워 겨울철 골방에서 잠을 청하는 서민들에게는 더더욱 필요하다.


많은 사람들이 단열건축에 관심을 갖고, 활발한 건축을 유도하기 위해서는 역시 국가차원의 제도적인 지원이 필요하다. 정부가, 서민들 허리띠 졸라매기 식의 근시안적인 에너지 대책에서 벗어나서, 좀더 발전된 차원에서의 고민을 할 수 있기를 기대한다


 


 


환경연합의 도시형 단열건축 실험


환경연합에서는 작년과 올해에 이어 이태원에서 3층건물을 단열주택으로 건축하는 작업을 하고 있다. 도시에서 집을 짓는 다는 것은 입지 선정이 자유롭지 못하다. 또한 층수가 올라감에 따라 비용의 문제와도 씨름해야 한다. 이러한 시공과정의 경험을 나누기 위해 2월중 ‘저에너지 주택에 관한 토론회’를 기획하고 있다. 이러한 시도를 통해 다양한 형태의 단열건축에 대한 고민과 상상력이 적극 발휘되기를 기대해 본다.


 





 


*환경연합의 도시형 단열건축 실험 관련 링크


*살둔 제로에너지 하우스 링크 (사진의 출처는 제로에너지 하우스 홈페이지입니다)


 







패시브하우스


살둔마을의 제로에너지 하우스처럼 단열 효과를 최대한 높여서 지은 집을 보통 패시브하우스라고 한다.

패시브 하우스란, ‘수동적(passive)인 집’이라는 뜻으로, 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스(active house)에 대응하는 개념인데, 1991년 독일의 다름슈타트(Darmstadt)에 첫 패시브 하우스가 들어선 뒤로 독일을 중심으로 유럽에 빠르게 확산되고 있다.


패시브 하우스를 구체적으로 정의하면, 냉방 및 난방을 위한 에너지 사용량이 1㎡당 15Kw1.5이하(석유로 환산하면 연간 냉난방 에너지 사용량이 1㎡당 1.5ℓ 이하)인 주택을 말한다. 한국 주택의 평균 사용량은 16ℓ(효율이 높은 아파트의 경우)이므로 패시브 하우스 개념을 도입하면, 80% 이상의 에너지를 절약하여 그만큼 탄소배출량을 줄일 수 있다. 특히 독일의 프랑크푸르트는 2009년부터 모든 건물을 패시브 하우스 형태로 설계하여야만 건축 허가를 내주고 있다.


한국은 2020년까지 ‘신재생 에너지’ 100만호 보급을 목표로, ‘신재생에너지원’을 주택에 설치하면 설치비 일부를 보조하는 제도를 시행하고 있다. 여전히 정부가 공급 위주의 정책을 실시하고 있음을 보여주는 것이다.  


 

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