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패시브 하우스 환기 시스템 제대로 알자
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왜, 패시브 하우스는 ‘열 회수 환기장치’가 꼭 필요한 것일까. 패시브 하우스는 기존 주택과 비교하면 고단열, 고기밀, 열 회수 환기를 통해 건강, 쾌적, 에너지 저감을 이루는 신개념 주택이다. 특히 고기밀은 패시브 하우스뿐만 아니라 에너지 절감형 고효율 주택에도 적용되는 구성 요소이며, 이로 말미암아 실내 공기질이 급격하게 오염되므로 열 회수 환기가 매우 중요하기 때문이다. 독일과 북유럽의 신축 주택은 건축물의 기밀 요구치가 3회전/h*이며 패시브 하우스는 이보다 더 엄격한 0.6회전/h이다. 이를 고려할 때 현대의 모든 고효율 주택은 혹독하게 표현하자면 옆의 사진과 같다. 사진은 거주자의 건강과 쾌적, 그리고 에너지 절감을 위한 열 회수 환기의 필요성을 여실히 보여준다. ※ 기밀도는 블로어 도어 테스트로 측정하며 실내에 50㎩의 압력을 +, - 상태로 설정해 250㎥인 실내 체적에 250㎥/h의 누기량 측정 시 1(=250/250)이다.
고효율 주택에서 열 회수 환기장치가 필요한 이유. / 경기 용인시 향린동산 전원마을 패시브 하우스에 설치한 열 회수 환기장치.
환기장치의 구성 조건‘환기 장치만 좋으면 된다’는 사람이 많은데, 절대 그렇지 않다. 엔진은 좋지만 차체가 빈약하고, 조향과 제동, 현가장치가 허접하고, 여기에 더해 신뢰도가 낮은 안전 장비를 갖춘 자동차가 명품이라면 여러분은 선뜻 비싼 비용을 지불하고 그것을 사겠는가. 환기 시스템에서 비용과 성능의 비중이 가장 높은 부분이 자동차의 엔진과 같은 환기장치이지만, 훌륭한 환기 시스템이 되려면 다음과 같은 구성 요소들이 공학적, 유기적으로 연계(Engineering) 돼야 환기의 본래 목적인 건강, 쾌적, 에너지 절감을 달성할 수 있다.
설계적 요소환기율_일례로 250㎥인 실내 체적에 100㎥/h의 환기량을 적용할 때, 0.4(=100/250)의 환기율이다. 패시브 하우스는 위생상의 이유로 0.3 이상을 적용한다. 참고로 미국은 0.35, 유럽은 0.3, 일본은 0.5, 우리나라는 0.7이 환기율의 최소 요구량이다. 인당 환기량_인당 35~ 25㎥/h를 상황에 따라 적용한다. 배기 기준량_주방 60㎥/h, 욕실 40㎥/h, 화장실 20㎥/h이다. 이를 기준량으로 계산할 때 가장 큰 환기량을 적용한다. 관로 설계_압력 손실이 적도록 설계해 소음과 동력 손실을 최소화한다.
건강과 쾌적을 위한 요소필터 성능_유럽 기준 F7 필터를 외기 도입부에 설치해 초미세 먼지를 여과한다. 주방 등의 실내 오염물질에 의한 관로 오염을 방지하기 위한 필터도 필요하다. 소음_거주 공간, 즉 환기장치를 설치한 공간을 제외한 실내 소음이 25㏈ 이하를 달성하기 위한 소음 감쇄 기구를 사용하고 저소음이 가능한 디퓨저 Diffuser 적용과 관로를 설계한다. 청결_관로나 호스, 환기장치를 장시간 사용할 때 청소할 수 있는 구조를 갖춘다. 동절기 결빙_환기장치에 결빙 방지 장치를 구비해 겨울 혹한기에 결빙이나 결로로 인한 가동 정지나 급기 온도의 저하가 없어야 한다. 에너지 절감 요소열 회수 효율_고효율 환기장치를 선정하되 독일 패시브하우스협회의 인증품 이외의 제품은 열 회수 효율에서 12%를 차감해 인증 제품과 비교한다(예: 열 회수 효율이 82% 비인증품. 82% - 12% = 70%). 동력 효율_동력 효율이 낮은 환기 장치를 채택한다(패시브 하우스 인증 제품은 0.45W/㎥ 이하).
완공 후 환기량 검증을 위한 풍량 측정. / 완공 후 크로스 플로우를 확인하기 위한 실내의 문 틈새 측정.
완공 후 소음 및 동력 사용량 측정(180㎡ 주택에서 안방 소음 및 환기 장치 소요 동력).
환기장치 선택 시 확인 사항 건강하고 쾌적한 환기 시스템을 선택하는 방법은 무엇일까. 먼저, 환기 시스템의 품질 목표와 완공한 후, 이 목표를 어떻게 입증하는지 확인한다. ▲환기율과 각 실의 환기량에 대한 설계치와 이에 대한 완공 후의 검증 ▲소음, 열효율, 필터, 동력 성능에 대한 목표치와 이에 대한 검증 ▲크로스 플로 Cross Flow*를 어떻게 시행하는지 확인 ▲결로 방지, 에너지 손실 방지를 위해 어디에, 얼마나, 어떤 보온을 하는지 확인 등이다. ※ 크로스 플로우: 침실이나 거실로 급기된 공기가 주방이나 화장실로 배기되는 것으로, 화장실의 환기를 단순 배기 팬으로 하는 대다수 국내 환기 업체는 시행하지 않는 방법이다.
두 번째로 열 회수 환기장치의 효율과 동력 성능, 그리고 부가 기능을 확인한다. ▲독일 패시브하우스협회 인증 제품은 가장 혹독한 기준에서 검증됐기에 우선으로 선정하되 비용 등의 이유로 국내 제품을 선정할 때 고효율 인증 제품 여부를 확인한다. 독일 패시브하우스협회 인증 제품 여부는 ‘www.passiv.de/komponentendatenbank/kleine_lueftung/’에서, 국내 고효율 인증 제품 여부는 ‘http://bpms.kemco.or.kr/efficiency_system/product/pd0030.aspx’에서 확인할 수 있다. 그리고 ▲동절기 결빙 방지 기능과 예열(Preheating) 기능 ▲하절기 간이 냉방을 위한 바이패스 Bypass 기능 ▲냉방을 하는 주택에선 습도 회수가 가능한 제품인지 ▲필터의 교환과 장치의 유지 보수가 용이한지 ▲ 장치의 위치가 적정한지 등을 확인한다. 세 번째로 소음을 감쇄하기 위해 어떤 기구들이 사용되는지 확인한다. ▲실내 소음을 25㏈로 유지하기 위해 어떤 소음기를 사용하는지 ▲급기나 배기 디퓨저의 소음과 압력 손실에 대한 데이터가 있는지 등을 확인한다. 통상 국내에선 보온 플렉시블 Flexible 호스 내면에 구멍 가공된 제품을 소음기로 사용하기도 하지만, 내면이 거칠기에 건강과 소음 감쇄 역할을 하기 어렵다.
환기 시스템에 대한 오해와 진실Q 공기가 좋은 전원주택이므로 창문을 열어 자연 환기하는 게 더 좋다.A 옆의 그래프는 패시브 하우스도 아닌 일반 주택에서 부부가 창문을 닫고 취침할 때 오염의 척도인 실내 CO2 농도가 최대 3000ppm까지 상승함을 보여준다. 전 세계 실내 오염 권장치는 1000ppm 이하이다. 연중 창문을 열고 잘 수 있는 날짜가 과연 며칠일까. 건강을 위한다면 취침하다가 창문 열고 4분 정도 환기하고 다시 자는 편이 나을 듯하다.
Q 초미세 먼지가 1급 발암물질이라는데, 이걸 환기장치가 막아낼 수 있을까.A 미세 먼지는 10㎛, 초미세 먼지는 2.5㎛, 초초미세 먼지는 1㎛로 정의하며, 초미세 먼지가 발암물질인 이유는 중금속이나 환경오염 물질이면서 호흡 시 걸러지지 않고 폐에 축적돼 발암물질로 되기 때문이다. 패시브하우스협회 인증 제품은 F7 필터를 사용하며, 다음 그림과 같이 초미세 먼지를 100%, 초초미세먼지를 90% 여과해 청정한 공기를 제공한다.
Q 습도도 조절하는 환기장치, 이런 환기장치는 전 세계 어디에도 없다.A 필자가 가끔 열 회수 환기 제품을 설명할 때, ‘예-, 좋은 제품이네요. 이 제품도 다른 회사 제품처럼 습도도 조절하나요’라는 질문을 받는다. 이 점은 몇몇 업체에서 제품의 공학적인 배경을 이해하지 못하고 장점만 강렬하게 설명하다 보니 생긴 몰이해의 결과라고 생각한다. 단언컨대 이런 제품은 없다. 필자가 국내에서 보통 폐열 회수 환기장치라 말하지 않고, 열 회수 환기장치라고 부르는 이유도 환기장치를 사용하면 에너지를 절감한다고 믿는 사람이 의외로 많기 때문이다. 열 회수 환기장치가 동일 환기량으로 자연 환기와 에너지 손실을 비교할 때에 에너지를 절감한다는 것이지, 환기하지 않은 상태보다 에너지를 절감한다는 의미가 아니다. 폐열 회수 장치라고 부르면 마치 사용하는 그 자체만으로 열을 절감한다고 오해하기 때문이다. 이와 마찬가지로 열 회수 환기장치가 습도를 조절하는 것은 아니다.
겨울엔 건조한 실내 공기에 가습기로 외기보다 습도를 높여준 상태에서, 여름엔 실내 공기에 쾌적하게 유지하고자 제습기나 에어컨으로 외기보다 습기를 낮춘 상태에서만 외기와 실내 공기의 습도 차이가 있으므로 그 차이를 아래와 같이 회수하는 것이다. 그러므로 에어컨이나 제습기는 외기 습도 100%를 실내에서 제습(100 → 50%) 할 때보다 습도 회수 후 제습(70 → 50%) 할 때 60%의 에어컨 혹은 제습기의 제습 동력을 절감하는 원리이다. 이런 관계로 제습기가 없을 때엔 역시 실내 습도도 100%이므로 회수할 습도가 없으니 습도 조절이 안 되는 것이다. 바꿔 말하면 제습 혹은 가습 장치가 없는 주택은 습도 회수가 의미가 없다는 뜻이기도 하다. 따라서 필자는 에어컨이 없는 주택엔 습도를 회수할 수 있는 환기 장치를 추천하지 않는다. 가격이 다소 비싸기도 하고… 하지만 겨울에 가습이 필요한 주택엔 습도 회수가 가능한 제품을 추천한다. 그 이유는 거주자의 쾌적성을 향상하기 위함이다. 참고로 국내에서 제작한 열 회수 환기장치는 거의 모두 습도를 회수할 수 있는 제품이다.
글·사진 이성근
이성근 님은 주택 환기 전문 기업 패시브웍스 대표이자, 독일 패시브하우스협회 인정 패시브하우스 디자이너이며 제로에너지건축협회의 이사입니다. (031)202-2990 http://smartvent.co.kr
전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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2018-06-19
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함안 전원주택, 친환경 건축자재, 체육실 갖춘 건강한 주택
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전원생활을 바라는 마음 저변에는 건강한 삶이 자리한다. 몸과 마음이 유쾌한 건강함. 함안의 주택은 이러한 건강을 바라는 마음으로 지는 '건강한 집'이다. 친환경 자재를 사용하면서, 체육실까지 '건강한 집'이다 글, 사진 전원주택라이프 편집부
HOUSE NOTE위치 경남 함안군 칠원면건축구조 경량 목구조용도 계획관리지역건페율 22.86% 용적률 29.62%대지면적 856.00㎡(259.39평)건축면적 195.72㎡(59.31평)연면적 253.56㎡(76.83평) 1층 132.96㎡(40.29평) 2층 66.84㎡(20.25평) 체육실 53.76㎡(16.29평)설계기간 2개월공사기간 5개월외부마감 지붕 - 스페니쉬 기와외벽 - 스타코 플렉스, 고파벽돌, 현무암내부마감 벽 - 규조토 회벽, 대리석 천장 - 규조토 회벽, 삼나무 루바, 미송 루바, 삼나무 루바 바닥 - 강화마루, 대리석 복합판, 원목마루 창호 - 앤썸 캐멀링 삼중 창호 + 알파인 이중·삼중 창호단열재 지붕 - 인슐레이션 R30 외벽 - Skytech 5T 내벽 - 인슐레이션 R30주방기구 한샘 부엌가구위생기구 대림시공 (주)계림주택건설 1600-0488 www.kaelim.co.kr
많은 이들이 전원생활에 대한 로망을 품고 살지만, 이런저런 걸림돌이 많아 실행이 쉽진 않다. 만약 시골에 땅이라도 있다면 어떨까? 그러면 언젠간 전원생활을 이룰 것 같은 희망에 설렘을 안고 살 것이다. 건축주가 집을 앉힌 이곳은 그가 어릴 적 뛰어놀던 집 앞마당이다. 아버지의 형제들과 함께 살을 부대끼며 어린 시절을 보냈던 곳이다. 건축주 형제는 세월의 흔적이 역력했던 집을 허물고 편리한 현대식 주택을 짓기로 했다. 그렇게 지난 추억의 공간을 지우고 그곳에 집을 지었다.
대리석 바닥에 밝은 규조토 회벽으로 마감한 실내. 오픈 천장의 거실은 그래서 더 넓어 보인다. 통창으로 계획한 픽스창으로 햇빛이 그대로 쏟아져 들어와 거실을 밝혀준다.
조명 하나로 이국적인 분위기를 연출한 주방. 복도부터 벽 끝까지 시원하게 뻗은 천정 조명.
공간마다 다른 조명 연출은 실내를 꾸미는 데 중요한 요소다.
대지에 단단히 고정된 듯한 디자인집은 마을 쉼터인 정자를 앞에 두고 동서향으로 앉혀져있다. 넓은 마당에선 시골의 한적함과 여유로움이 물씬 느껴진다. 집은 하부 쪽에 무게감 있는 마감재를 사용해 대지에 단단하게 고정된 듯이 보인다. 고파벽돌과 현무암으로 주택 하부를 마감하고, 스타코 플렉스를 바탕으로 마감한 상부엔 부분적으로 현무암 자재와 단조 난간으로 포인트를 넣어 심심하지 않게 했다. 현관과 안방 위치에 마련한 포치는 거실이 한발 뒤로 물러난 듯 착시현상을 일으켜 입체적으로 보이게 한다. 현관 위쪽엔 발코니를 둬 2층 조망을 확보했다. 다양한 외부 활동에 이용하는 데크는 건축주의 요구에 따라 99㎡(30평)로 넉넉하게 계획했다. 넓은 데크에서 진입하는 현관의 첫 이미지는 고급스럽게 블랙 계열의 현무암과 화이트 계열의 스타코 플렉스로 깔끔하게 정리했다.
2층 바닥은 앤티크 느낌으로 마감 처리해 독특한 분위기를 냈다. 2층 난간에서 바라보면 천정의 픽스창과 눈높이가 같아 시야가 확장된다.
시원한 뷰로 나른한 오후에 차 한 잔 생각나게 하는 2층 발코니. 가벼운 느낌의 단조 난간이 발코니를 더욱 예쁘게 만들었다.
라이프스타일 고려한 실내 계획동쪽에 배치한 현관을 중심으로 남쪽엔 거실과 주방/식당을, 북쪽엔 안방을 배치했다. 안방은 이른 아침에 일과를 시작하는 건축주의 라이프스타일에 맞게 아침 해가 들도록 동쪽에 창을 뒀다. 내부는 친환경 소재인 규조토로 마감해 건강한 생활을 고려했다. 남쪽을 향하는 거실과 주방/식당 공간은 채광과 통풍이 원활하도록 적절한 크기의 창을 적재적소에 배치했다. 그리고 공용 공간과 가사 공간은 ㅡ자로 배치해 소통이 원활하도록 했다. 가사 공간은 조리하면서 습도가 높아지기 때문에 규조토로 벽을 마감해, 습도 조절과 탈취 효과를 노렸다. 바닥은 밝은 대리석으로 마감해 넓고 시원한 느낌이 들게 했다. 황토방은 빛을 적게 들이고 아늑한 휴식 공간으로 만들기 위해 서쪽에 배치했다. 그 뒤편으로 구들을 데우는 아궁이를 만들었다.
체육실
“건강한 몸과 마음은 집에서 만들어지죠” 이 집의 콘셉트는 건강이다. 평소 운동을 즐기며 체력관리에 신경 쓰는 건축주는 몸에 유익한 집을 짓고자 했다. 체육실도 따로 마련해 일상에서 늘 운동을 즐길 수 있게 했다. “집 옆에 체육실을 마련해 헬스기구와 탁구대를 설치했어요. 탁구를 취미생활로 즐겨 온 지 30년 가까이 됩니다. 아내도 좋아하죠. 최근엔 전문가에게 바른 자세를 배우고 있습니다. 집도 친환경인 목조주택에 몸에 유익한 기능을 하는 규조토로 마감했어요.” 규조토는 숯보다 5,000배 이상 초미세 공간구조를 가진 초다공성 물질이다. 이러한 규조토는 강한 흡착력으로 뛰어난 수분 흡수력을 가졌다. 강알칼리성이라 곰팡이 서식도 불가능하다. 또한, 강력한 탈취 효과와 휘발성 유기 화합물질을 흡착 분해하는 능력도 있다. 시공도 간단하다. 미장하듯 펴 바르면 되니 누구나 쉽게 시공할 수 있다. 다양한 컬러가 있어 벽지 대용으로도 좋다. 이 집의 단열 성능도 뛰어나다. 지붕과 내벽에 모두 가장 두꺼운 인슐레이션 R30(두께 241㎜)을 사용했다. 보통 내벽엔 R19(두께 159㎜)를 사용하지만, 이 집엔 동일한 R30을 사용했다.“단열에 신경을 썼더니 올겨울에 추운지 모르고 지났어요. 한겨울에도 낮엔 보일러를 가동하지 않았어요. 잠 잘 때와 온수를 사용할 때만 사용했죠.” 집은 가족의 공용 공간이면서 독립성을 가진다. 함께 어우러지려고 노력하지 않으면 한 집에 있어도 혼자 사는 것과 다를 바 없다. 한 공간에서 같이 운동하며 흘리는 땀방울은 교감이고 공감의 결정체다. 활기찬 기운이 넘치는 공간은 그만한 이유가 있었다.
주택 하부는 무게감 있게 상부는 한결 가볍게 처리하고, 단조 난간과 현무암 자재로 포인트를 줬다.
IN SHORT 시공사 인터뷰“건강한 주택, 소통이 원활한 주택을 계획했어요”Q. 설계 과정에서 가장 중점을 둔 부분은?A. 건강하고 소통이 원활한 주택을 계획했습니다. 그러면서 관리하기 쉽고 사용이 편리한 집을 생각했습니다. Q. 인테리어와 익스테리어 특징은?A. 내부는 친환경 소재인 규조토를 바탕으로 삼나무 루바와 편백나무 루바로 포인트를 주고, 대리석 바닥으로 고급스럽게 정리했습니다. 외부는 스타코 플렉스로 전체 깔끔하면서 밝게 하고, 1층 부분은 고벽돌을 사용해 무게감과 안정감을 가미했습니다. Q. 에너지 절감에 이용한 공법이나 자재 등에 대한 설명.A. 단열성능이 뛰어난 인슐레이션 R30을 사용하고, 전체적으로 이중 단열로 시공했습니다. 창호는 독일식 시스템 삼중유리 창호와 미국식 이중유리 창호를 사용해 준 패시브 주택 수준으로 완성했습니다.
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2018-06-19