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쾌적하고 안락한 주거 공간 창조, 복사 냉난방 시스템
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복사 냉난방[Radiant Cooling and Heating system]이란, “공간에서의 열 교환 방식 중 복사輻射의 비율이 50% 이상인 냉난방 방식”을 말한다. 이것은 미국 공조냉동공학회[ASRAE]에서 규정한 정의이다. 열 교환 방식에는 전도, 대류, 복사가 있고, 이 세 가지는 어떤 냉난방 시스템을 사용하더라도 함께 나타나며, 심지어 냉난방 시스템이 없어도 마찬가지다. 다만, 그 비율이 서로 다르게 나타나며, 어떤 것을 주로 활용하느냐에 따라 냉난방 방식에 차이가 발생할 뿐이다. 예를 들어 에어컨은 (강제)대류 방식, 라디에이터나 벽난로는 (자연)대류 방식을 주로 활용하며, 손난로는 전도를 활용하는 방식이다. 반면, 기존 바닥 난방은 복사 방식을 주로 활용해 열교환하는 대표적인 복사 시스템이라고 할 수 있다. 따라서 복사 냉난방 시스템은 기존 바닥 난방 시스템에 냉방 요소를 한 가지 더 곁들인 것으로 생각하면 이해하기 쉽다. 글, 사진 우포너코리아 02-703-9842 www.uponor.kr
복사 냉난방 시스템 보급 사례복사 냉난방 시스템은 유럽에서 1970년대 시작돼 꾸준히 성장하고 있는 추세이며, 2000년대 들어 북미지역을 비롯해 최근 아시아 지역에서도 다양하게 적용되고 있다. 기존 공기의 대류에 의한 냉난방 방식과 비교해 실내 쾌적성과 에너지 절감 측면에서 세계적으로 인정받았기 때문이다. 또한, 최근 지구 온난화에 의한 피해가 심각함에 따라 지속 가능성 및 에너지 절약과 관련한 환경 보존과 맞물려 관심이 높아지고 있다.복사 냉난방 시스템은 우리나라에서도 건축 인허가 시 에너지 사용량의 규제를 받는 중대형 건축물에서 지속적으로 적용되고 있다. 그뿐만 아니라 단독주택에 적용된 사례도 있다. 바로 2016년 건축된 서초 하우스가 주택 분야에서 국내 첫 사례이다. 그리고 시공을 앞둔 판교하우스가 두 번째 사례가 되어 향후 주택 분야 복사 냉난방 시스템의 표준이 될 전망이다.
복사 냉난방 시스템은 기존 바닥 난방 시스템에 냉방 요소를 한 가지 더 곁들인 것으로 생각하면 이해하기 쉽다.
복사 냉난방 시스템, 왜 주택에 필요할까최근 우리나라에서 단독주택까지 복사 냉난방 시스템이 적용되는 이유는 삶의 질과 밀접한 연관이 있다. 첫째, 바로 쾌적감을 들 수 있다. 업무용이나 상업용 건물의 경우 냉난방 및 공기질을 위한 공조 설비가 연중 가동돼 쾌적한 실내 공간을 만들어준다. 반면, 주택은 전기 요금 누진제로 인해 불쾌감을 참고 견디며, 공기질의 유지는 창문을 열어 환기하는 수준이다. 하지만, 최근 정부 주도의 지열 에너지 보급으로 냉난방비 부담이 줄어듦으로써 주택에서도 연중 균일한 온·습도 환경 제공이 가능해졌다. 이 지열 에너지는 복사 냉난방 시스템과 매우 궁합이 잘 맞는다. 복사 냉난방 시스템은 물을 순화시켜 냉난방 한다. 이를 위해 냉수와 온수가 필요한데, 특히 지열 히트 펌프는 냉수를 생산하기에 편리하게 이용할 수 있다. 반면, 지열 히트 펌프는 겨울철 난방용 고온수를 생산할 수 없다. 하지만, 복사 난방은 35∼40℃ 온수만으로도 충분히 난방할 수 있다. 즉, 지열 히트 펌프와 복사 난방은 서로의 단점과 요구 사항을 충족시켜주는 보완 관계라고 할 수 있다. 둘째, 여름철 에어컨 가동에 대한 거부감을 들 수 있다. 에어컨은 강한 바람으로 짧은 시간 내에 냉방 효과를 볼 수 있지만, 바람이 도달하는 공간과 사각지대에서 느끼는 서로 다른 국부적인 불쾌감, 그리고 기류와 함께 발생하는 소음과 먼지에 대한 거부감을 느끼게 된다. 따라서 대류 방식 냉방에 대한 대안으로 복사 냉난방 시스템을 선호하고 있다. 셋째, 바닥이나 천장을 복사 면으로 활용하기 때문에 라디에이터, 벽난로 또는 에어컨 등이 필요 없다. 따라서 실내 디자인을 계획하는 데 자유로우며, 더 넓은 공간을 활용할 수 있다.넷째, 에너지 절약이다. 동일한 쾌적감을 발휘하기 위해 대류 방식 냉난방은 공기를 순환시키다 보니 순환 동력이 클 수밖에 없다. 반면, 복사 냉난방 시스템은 공기보다 3,500배 에너지 수송 능력을 갖는 물을 순환시키는 동력으로 대류 방식의 5% 면 충분하다.
국내 최초로 단독주택에 복사 냉난방 시스템을 적용한 서초 하우스
복사 냉난방 시스템, 왜 쾌적한가복사 냉난방 시스템은 실내의 평균 복사 온도[MRT, Mean Radiant Temperature]를 조절해 실내의 요구 조건을 충족시켜준다. 미국 ASHRAE 기준에 따르면 실내 쾌적감에 영향을 미치는 요소를 여섯 가지로 나누어 설명하고 있다. 신진대사량, 의복 수준, 건구 온도, 평균 복사 온도, 상대 습도, 기류 속도이다. ASHRAE 기준은 신진대사량, 의복 수준, 기류 속도, 상대 습도가 일정하다면 인체가 느끼는 쾌적감은 작용 온도[OT, Operating Temperature]에 영향을 받는다고 규정하고 있다. 작용 온도는 건구 온도와 복사 온도의 조합으로 계산하는데, 기존 냉난방 설비는 복사 온도를 고려하지 않은 채 단순히 건구 온도만 적용해온 것이다. 따라서 한 단계 더 높은 쾌적감을 위해서 그동안 간과했던 복사 온도에 대한 개념이 고려돼야 한다. 또한, 인체는 체온 유지를 위해 복사 형태의 열교환을 주로 활용하므로 인체와 공간이 직접적으로 같은 방식으로 열교환하는 것이 가장 효과적이며, 인체에 부담이 적은 방식이기도 하다.
바닥 복사는 가장 저렴한 시공 방식이며, 기존 바닥 난방 방식과 유사해 우리에게 매우 익숙하다.
복사 냉난방 시스템의 종류 및 작동 원리복사 냉난방 시스템의 종류는 복사 면의 위치에 따라 크게 네 가지로 나눌 수 있다. 천장 또는 벽체 마감재 대신 복사 패널을 설치하는 천장 방식/벽체 방식, 건축 슬래브에 파이프를 설치하는 콘크리트 코어 방식, 그리고 기존 난방 배관하듯 바닥에 배관을 설치하는 바닥 복사 방식이다. 이 가운데 주택에는 주로 바닥 복사 방식을 적용하며, 경우에 따라 석고 방식도 활용할 수 있다. 바닥 복사는 가장 저렴한 시공 방식이며, 기존 바닥 난방 방식과 유사해 우리에게 매우 익숙하다. 이처럼 실내 공간의 어느 한 면을 복사 면으로 활용해 축열 했다가 방열하기에 마치 습기가 비교적 적은 동굴에 들어갔을 때 경험하게 되는 온화함을 느끼게 되는 원리와 같다. 어디선가 바람이 불지 않아도 겨울에 따뜻하고 여름에 시원한 동굴을 상상해 본다면 작동 원리를 쉽게 이해할 것 같다.
복사 냉난방 시스템은 바닥이나 천장을 복사 면으로 활용하기 때문에 라디에이터, 벽난로 또는 에어컨 등이 필요 없다. 따라서 실내 디자인을 계획하는 데 자유로우며, 더 넓은 공간을 활용할 수 있다.
구성 및 분배기 위치, 적합한 건축물복사 냉난방 시스템 구성은 바닥 난방 시스템과 유사하나, 냉수를 만들기 위한 히트 펌프(지열 히트 펌프 권장)와 결로 방지 및 중앙 제어를 위한 자동 제어 장치 및 제습 장치가 추가로 필요하다. 사실 난방만 적용할 때보다 냉방과 난방을 모두 적용하면 시스템이 상대적으로 복잡하게 구성되기 마련이다. 따라서 설치비도 현재는 다소 부담스러운 것이 사실이다. 하지만, 금전적으로 계산할 수 없는 쾌적함과 안락함을 제공하며, 가족의 건강에 미치는 밀접한 영향을 함께 고려해볼 만하다. 히트 펌프와 버퍼 탱크, 순환 펌프, 자동 제어함 등을 위한 별도의 기계실 공간이 필요하며, 제습 장치는 주로 실내 천장 속이나 기계실에 설치해 덕트를 통해 제습 및 미세먼지 제거 후 각 실로 공급해준다. 분배기는 기존 싱크대 밑이나 창고나 유휴 공간 벽체에 매립해 설치할 수 있다. 해외에선 유지 보수가 용이하도록 주로 벽체에 매립하며, 냉난방 분배기뿐만 아니라 급수·급탕 분배기도 같은 공간에 설치하기도 한다. 자세한 필요 공간 및 실내 장치 설계는 각 건축물에 따라 달라지므로 전문 회사와 설계 시부터 협의할 필요가 있다. 복사 냉난방 시스템에 최적합한 건물은 특별히 없다. 다만, 단열과 차폐가 잘 돼야 제 성능을 발휘하는 데 도움이 되며, 결로 등에 의한 피해를 방지할 수 있다.
최근 기후변화로 인해 예전의 살기 좋은 기후를 기대하기란 사실상 어렵다. 사계절이 뚜렷하다는 말은 옛 서적에서나 볼 수 있게 된 오늘날, 복사 냉난방 시스템은 선택이 아닌 필수 요소다. 지난겨울 삼한사온은 지켜지지 않았으며, 올여름은 또 어떠할지 예측하기 어렵다. 앞으로 더욱 이상기후가 자주 발생하고 황사와 미세먼지의 공격을 받아야 하는 현실이다. 이러한 예측 불허의 기후를 고려할 때, 쾌적한 공간을 마련하면서도 에너지를 적게 소비할 수 있는 대비를 한다면 건축물의 수명이 다하는 그날까지 현명한 선택이 될 것으로 생각한다.
전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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2018-07-12
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여주 개량한옥, 마음이 촉촉해지는 예스러운 집 ‘주말 정원’
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정원에 서면 여릿한 이파리를 통해 물과 공기와 햇빛에 감사함을 새삼 느끼게 된다. 계절 변화를 알려주는 작은 생명체를 통해 우주와 섭리의 신성함에 경건함을 갖게 된다. 헤르만 헤세의 말처럼 '땅과 식물을 상대로 일하는 것은 명상과 마찬가지로 영혼을 자유롭게 놓아주고 쉬게 해주는 것'이다. 전원주택에 빠질 수 없는 즐거움, 정원에 정성을 쏟은 여주 주택을 소개한다.글, 사진 전원주택라이프 편집부
건축정보위치 경기 여주시 강천면 적금리건축형태 단층 개량 한옥(목구조 황토집)대지면적 363.0㎡(110.0평)건축면적 33.0㎡(10.0평)외벽재 황토벽돌 위 황토미장, 전돌지붕재 전통 기와내벽재 황토벽돌 노출, 황토미장 위 한지 마감바닥재 황토미장 위 한지창호재 시스템창호난방형태 기름보일러식수공급 지하수설계 및 시공 파인그로브 010-3844-0455 www.pinegrove.kr
주말주택을 목적으로 하여 공간을 아담하고 심플하게 짰다. 거실에 바로 현관문을 설치했다.
정원 가꾼 문인으로 유명한 독일의 문호 헤르만 헤세Hermann Hesse(1877~1962)는 정원을 두고 '혼란스럽고 고통에 찬 세계에서 물러나 영혼의 평화를 지키는 장소'라 표현했다. 또한 '정원을 가꾸는 것은 하나의 나라를 다스리는 것'이라 했다. 그는 거주지를 옮길 때마다 빠트리지 않은 게 있었는데 바로 정원을 만드는 일이었다. 그처럼 헤세에게 정원은 그를 따라다니는 고향 같은 존재였다. '나는 유감스럽게도 쉽고 편안하게 사는 법을 알지 못했다. 그러나 한 가지만은 늘 내 마음대로 할 수 있었는데, 그건 아름답게 사는 것이다.' 헤세는 정원을 가꿈으로써 아름답게 살 수 있었다. 전원주택 시공업체 파인그로브 신정호 대표가 여주 '주말 정원'을 만든 것도 바로 헤세의 마음과 다르지 않다. 자연의 숨결을 느낄 수 있는 정원을 통해 아름다운 삶을 추구함이다.'나뭇잎들이, 햇살과 바람이 수런대는 소리가 들려온다. 고독하고 의연하게 서 있는 나무들, 가지가 잘리고도 끈질기게 새 잎을 내는 떡갈나무, 하늘을 받치는 거대한 아틀라스의 기둥처럼 하얗게 피어 오른 목련, 반짝이며 퍼덕이다 사라져버린 파란 나비, 어느 알 수 없는 숲에서 유년 시절의 전령인 양 정원으로 날아온 앵무새, 아침의 햇살, 푸른 산줄기…' 이러한 것들은 감수성 예민한 헤세뿐 아니라 사람이라면 누구나 느낀다. 바로 정원에서 느낄 수 있는 것들이다. 일상적이지만 영혼의 잠을 깨우는 사건은 정원에서 일어난다.
주방과 거실이 오픈된 일자형
정원이 시원스럽게 들어오도록 창을 크게 냈다.
한지로 벽을 마감한 방. / 건축주는 실내 곳곳에 티라이트를 놓았다.
정원을 감상하는 집경기도 여주시 강천면 적금리, 차량이 많지 않은 한산한 2차선도로를 달리다 보면 전원주택단지가 눈에 띈다. 그 가운데 검은색 전통 기와의 처마를 너울거리고 있는 개량 한옥이 유독 두드러진다. 규모는 33.0㎡(10.0평)로 아담한 주택이나 20여 필지의 여강마을 내 서구식 목조주택들 사이에서 한옥 특유의 지붕 선 덕분에 그 매력이 더하다. 여주 개량 한옥은 대지면적 363.0㎡(110.0평) 가운데 건축물을 제외한 공간을 정원으로 꾸며 건물과 자연물의 어우러짐을 표현했다. 주택 시공자이자 건축주인 신정호 대표는 이 주택을 '주말정원'이라 소개했다. "정원을 손수 가꾸고 감상하면서 미美를 추구하고 자연 속에서 휴식을 취하는 주말주택입니다. 최근 주말 농장을 겸하는 전원주택이 생기면서 큰 반향을 일으켰는데 그것과는 조금 다른 개념이지요." 정원을 감상하는 주말주택인 만큼 창을 큼직하게 내어 실내에서 정원을 마음껏 감상하도록 했다. 남향으로 앉혀진 ㄱ자형 건물은 더글라스-퍼 기둥-보 방식에 황토벽돌 이중 쌓기를 하고 벽돌 사이에 스티로폼 단열재를 시공했다. 천장 단열 역시 흙을 올리는 전통 방식 대신 최신 단열재를 시공했다. 시공이 보다 편리하고 기능성 있는 현대 자재를 사용함으로써 예스러운 외관을 표현하면서 전통 방식에 비해 공기를 단축하고 건축 단가를 낮출 수 있었다.
정자에서 본 주택 모습
본채에서 정자를 본 모습
어느 방향에서건 건물과 조경물이 조화를 이룬다. / 기단석과 약탕관 그리고 노출된 목재에서 고유미가 느껴진다.
신 대표는 "전통한옥을 일반인들이 보다 저렴한 가격에 수월하게 지을 수 있도록 보급형으로 만들어보고자 시도한 주택"이라며 "한옥을 원하는 소비자가 많으나 대중화가 더디게 진행되는데 이는 한옥 기술자(장인)들이 자신의 기술을 옹호할 뿐 한옥의 현대화와 보편화에 큰 관심을 보이지 않기 때문인 것 같다"고 말했다. 공종별 기술자를 섭외하면 그만큼 인건비 추가로 인한 건축 단가가 상승하는데 신 대표는 이를 피하고자 자체적으로 노하우를 익혀 시공했다고 밝혔다. 맞배 지붕 아래 공간은 단출하게 짜고 거실과 주방/식당이 일자형으로 오픈된 L.D.K.와 방 한 칸으로 구성했다. L.D.K. 천장은 삼량 구조로 두개의 들보가 걸쳐 있고 그 위 동자주가 기다란 마룻대를 받치고 있다. 방에는 반침을 시공해 공간 효율을 높였다. 건물 전면에는 건물 형태를 따라 ㄱ자형으로 쪽마루를 내어 야외활동에 편의를 더한다.
마당에 정자를 놓은 주택 전경.
사계절 살아있는 정원여주 주택은 '주말 정원'답게 조경 작업에 꽤 공을 들였다. 한옥과 잘 어울리는 소나무를 곳곳에 배치하고 울타리로 측백나무를 심어 자연스러운 대지 경계를 표현했다. 정원 전면에는 정자를 놓아 자연 속 휴식공간을 연출했다. 정자 맞은편에는 여름철 서쪽의 뜨거운 햇빛을 차단하는 단풍나무를 심었다. 손바닥을 쩍 벌린 듯한 잎은 특유의 붉음으로 정원에 포인트가 되고 생동감을 더한다. 돌확과 석등 등 각종 석물과 장독, 조명 등을 식물과 어우러지게 배치해 아기자기하면서 풍성한 느낌이다. 조경을 담당한 마당조경 조희윤 대표는 "한옥에 어울리게 고유의 아름다움을 담고 건축주 취향에 맞도록 조경 계획을 했다"며 "건축주가 사계절 내내 정원을 감상하며 가꾸는 즐거움을 누리도록 사계절 지속적으로 볼거리가 있는 정원으로 만들었다"고 설명했다. 돌 밑에 올망졸망 진분홍의 사계패랭이처럼 초화류는 번식력이 좋고 여러해 꽃피우는 야생화를 심어 해가 갈수록 자연스럽게 풍성해지는 정원이 되도록했다. 구석구석에서 눈길을 잡고 말을 걸어 오는 정원이다.
정자와 석등 그리고 식물이 조화롭다. 마치 몇 년 된 집처럼 정원이 안정감 있게 자리 잡았다.
ㄱ자형의 개량 한옥. 쪽마루 쓰임새가 쏠쏠하다.
2001년 출간된《정원 일의 즐거움》에서 헤세는 이렇게 말했다. '인생에는 어려운 일, 슬픈 일들이 있다. 그래도 때때로 꿈이 이루어지고 행복이 찾아온다. 그 행복이 오래 지속되는 것은 아니라 해도 괜찮을 것이다. 그 행복은 잠시 동안은 참으로 멋지고 아름답게 여겨진다. 한곳에 머물며 고향을 갖는다는 기분, 꽃들과 나무, 흙, 샘물과 친해진다는 기분, 한 조각의 땅에 책임을 진다는 기분, 50여 그루의 나무와 몇 포기의 화초, 무화 과나무나 복숭아 나무에 책임을 진다는 기분이 그런 것이다.'겨우 손바닥만한 정원을 가진다 해도 이런 행복감이 보장되기에 요즘 사람들은 이처럼 전원주택으로 이동하는가 싶다.
외부에서 보면 건물과 나무가 보기 좋게 어우러진다.
전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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2018-07-12