월간 전원주택라이프

눈길 끄는 단독주택단지 메이플 빌리지. 마성IC에서 차로 3분, 동백지구와는 10분 거리에 자리한 메이플 빌리지는 국내 최초로 중판전단벽(Midply Shearwall)을 적용한 단독주택 단지이다. 이곳에 들어서는 모든 주택에는 품질과 기능, 경제성을 고려해 ZIP SYSTEM 패널, ProSeal HFO 경질 우레탄폼, 열 회수 환기장치 등이 적용된다. 그 1호 주택인 옵티말 하우스Optimal House를 통해 단지의 미래 모습을 살펴봤다.글 백홍기 기자 | 사진 최은지 기자 취재협조 (주)케이스 종합건축사사무소 HOUSE NOTEDATA위치 용인시 처인구 포곡읍 마성리지역/지구 도시지역, 자연녹지지역건축구조 경량 목구조(패널라이징 공법)대지면적 423.00㎡(127.95평)건축면적 84.04㎡(25.42평)건폐율 19.87%연면적 144.68㎡(43.77평) 1층 84.04㎡(25.42평) 2층 60.64㎡(18.34평)용적률 34.20%설계기간 2018년 7월~9월공사기간 2018년 12월~2019년 3월건축비용 3억 8200만 원(3.3㎡당 870만 원)설계 및 시공 ㈜케이스 종합건축사사무소 031-8005-4033 영동고속도로 마성터널 북동쪽, 승마클럽영풍과 인접한 곳에 동산을 등지고 시원한 풍경을 바라보는 메이플 빌리지. 3000여 평 대지에 20채가 들어설 예정인 메이플 빌리지에는 현재 5필지가 개발되어 주택 한 채가 들어섰고 곧 완공될 한 채가 더 있다.지주공동사업으로 진행하는 메이플 빌리지의 개발과 설계, 시공, 분양을 맡은 (주)케이스 종합건축사사무소(이하 (주)케이스건축)는 단국대학교 산학협력단 기술지주 자회사인 학내벤처 기업이다. (주)케이스건축 대표와 단국대학교 건축학과 교수를 겸하는 강태웅 대표는 “대학 자회사가 설계와 시공을 맡아 개발하는 최초의 목조주택 주거단지로 합리적인 가격으로 좋은 집을 짓기 위해 시작한 첫 프로젝트”라고 설명한다. 이어 그는 “케이스건축은 국내 최초로 대학 내에서 시행, 설계, 시공이라는 삼각구도를 갖춘 건축 전문 업체이며, 소비가 아닌 생산이 가능한 재료이고 가장 친환경적인 목조주택을 치밀한 설계와 시공 합리화를 통해 인건비와 공기를 줄이면서, 최신 기술을 적용해 안전하고 쾌적한 주거 공간을 제공하기 위한 건축 전문회사”라고 소개했다. 주택으로 들어가는 입구 순환 동선으로 다채로운 공간 구성옵티말 하우스는 대량생산을 위한 주택 모형으로 기획됐다. 단지에 적용할 주택은 농막 크기인 D타입(3050×6100, 2Units=1 Module)을 시작으로 D타입을 2개 붙인 C타입, 3개 붙인 B타입, 4개를 붙인 B-1이 있으며, 옵티말 하우스는 B-1의 변형 버전이다. 옵티말 하우스는 간결하고 단순한 매스에 다채로운 내부 공간을 품고 있다. 단순한 매스는 표면적이 작아 에너지가 절감되고 시공이 간편하며 재료의 물성을 드러내기 좋다는 장점이 있다. 빨간 원은 중판전단벽 적용 부위 옵티말 하우스에 적용한 중판전단벽은 끊기지 않고 수직으로 연결해야 하기 때문에 1, 2층 코어 벽체 따라 계단실 내력벽에 사용했다. 전단내력이 일반 목구조 전단벽보다 2배 높은 성능을 가졌기 때문에 코어 벽체에만 사용해도 내진성능을 만족한다. 중판전단벽?중판전단벽의 두께는 구조용 목질판재 OSB(12㎜)와 스터드 2개(76㎜)를 합친 88㎜다. 2″×4″스터드의 넓은 면인 89㎜와 거의 같기 때문에 일반 벽체와 함께 사용해도 설계 및 시공에 문제없고 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 합리적인 기술이다. 중판전단벽 구조 일반 경목구조 MATERIAL외부마감 지붕 - Actua 10 Black matt(KORAMIC) 벽 - 적삼목(태원목재) 데크 - 적삼목(태원목재)내부마감 천장 - OC-117 simply white(BENJAMIN MOORE) 벽 - OC-117 simply white(BENJAMIN MOORE) 바닥 - 프라하 비잔틴 브라운(노바)단열재 지붕 - ProSeal HFO(아이씬) 내벽 - ECOBATT(KNAUF) 중단열 - ProSeal HFO(아이씬)계단실 디딤판 - 월넛 솔리드 집성(엔우드)창호 AWNING PATIO etc.(SIMONTON)현관 PRE-WOOD11(살라만더)주요조명 T5 LED 13W (필립스)주방가구 한샘위생기구 Veil K-5401KR-0(KOHLER)난방기구 경동나비엔 현관에 들어서면 아치형 개구부와 중문이 반기며, 실내는 외부와 다른 분위기라는 걸 예상하게 한다. 현관에 들어서면 아치형 개구부와 중문이 반기며, 실내는 외부와 다른 분위기라는 걸 예상하게 한다. 복도에서 본 거실 내부 공간은 건물 코어를 중심으로 순환하는 동선으로 계획됐다. 1층은 미디어실과 거실, 주방, 식당이 하나의 공간으로 연결되며, 복도, 현관 다시 미디어실을 통해 순환한다. 코어에는 1층 화장실 겸 샤워실 그리고 별도 공간에 세면실, 계단실이 있고 코어와 마주하는 보조 주방에는 주택의 허파 역할을 하는 열 회수 환기장치와 보일러 분배기, 전기 분배기, 세탁실, 보조 냉장고를 배치해 시설 관리와 공간 활용의 효율성을 높였다 복도의 클래식한 분위기는 거실과 주방으로 이어져 통일감을 준다. 벽면에 부드러운 파스텔 톤으로 마감하고, 유사한 색감의 소파와 책상을 배치해 차분하면서 안정감이 든다. 조리대 상판의 폭을 넓혀 실용성을 더한 주방은 효율적인 공간 활용과 시선 처리를 위한 배치가 돋보인다. 미디어실은 빛 반사율이 적은 짙은 파란색 계열로 벽면을 마감해 어둡게 하면서 시원한 느낌이 들게 했다. 코어설계에 의해 난간 없이 시공한 계단은 코너 뒤에 어떤 공간이 펼쳐질지 궁금하게 한다. 2층엔 2개의 침실과 계단실, 작은 서재가 있다. 각 침실은 드레스룸과 침실을 붙박이장으로 구별하고 편의성을 고려해 각각 독립된 화장실을 뒀다. 공간 계획에 수납 문제도 중요한데, 이 주택은 벽면 곳곳에 다양한 모양과 크기의 수납공간을 설치했다. (빨간 원은 중판전단벽 적용 부위) 2층은 계단 앞 작은 홀에서 안방과 자녀 방을 분리했다. 방문을 열면 드레스룸이 먼저 나온다. 방은 드레스룸 안쪽 배치해 사적 공간을 강조했다. 웨인스코팅과 보라색으로 마감한 벽면이 산뜻하다. 안방 드레스룸 코너에 설치한 화장대와 욕실 핑크와 펜던트조명으로 화사하게 꾸민 자녀 방. 책상을 드레스룸과 한 공간에 배치하고 공은은한 조명으로 아늑하게 연출했다. 빠른 시공으로 기능과 안전 갖춘 주택옵티말 하우스에 적용된 주요 공법은 패널라이징과 중판전단벽이다. 패널라이징 공법은 공장에서 벽체를 제작해 현장에서 간단하게 조립만 하는 시스템으로 공기 단축은 물론 균일한 품질과 성능을 유지한다. 옵티말 하우스는 일반 패널과 다른 방수와 투습 기능을 더한 ZIP SYSTEM 패널을 사용해 외벽 방수층 시공 단계까지 생략하면서 단 3일 만에 골조를 완성했다. 특히 ZIP SYSTEM 패널은 연결 틈새를 ZIP SYSTEM 전용 기밀테이프로 붙이기 때문에 기밀성능도 뛰어나다. 여기에 ProSeal HFO 경질우레탄폼을 사용해 블로어 테스트에서 건물 기밀도 (n50)≤0.45의 높은 수치를 기록할 수 있었다. 또 다른 핵심 기술인 중판전닥벽은 캐나다에서 개발한 공법으로 간단하게 내진 성능을 높일 수 있다는 게 증면되면서 일본에서 널리 이용하고 있는 방식이다. 벽체 구성은 기존 경골 목구조 벽체가 2″×4″구조재의 좁은 면(38㎜) 바깥 면에 OSB를 붙이고 석고보드로 마감하는 반면, 중판전단벽은 OSB를 중앙에 배치하고 스터드의 넓은 면(89㎜)을 양쪽에 붙인 후 바깥 면에 OSB를 추가 덧대거나 석고보드로 마감하기 때문에 경골 목구조보다 높은 전단력을 발휘한다. ZIP SYSTEM 패널 공사기간 단축과 균일한 품질을 위해 사전에 공장에서 ZIP SYSTEM 패널을 벽체 제작한다. ZIP SYSTEM 패널은 외부에 방수와 투습 기능을 갖췄고 전용 기밀테이프를 붙여 높은 기밀 성능을 보여준다. 2017년 한국목재공학 한술발표논문집 ‘중판 내력벽(MIid-ply wall)의 전단성능’에서 발표한 내용을 보면, 표준 경량 목구조 전단벽의 2가지 방법과 중판전단벽의 전단 성능을 비교한 실험에서 표준 경량 목구조 전단벽은 6.14kN/m, 9.7kN/m, 중판전단벽은 19.8kN/m를 보여 표준 경량 목구조 전단벽보다 최대 전단내력이 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 바깥 면에 OSB 합판을 부착해 2중 중판전단벽으로 구성하면 전단력은 3배 이상 높아진다는 결론이다. 또한 2면에 전단(일반 내력벽은 1면 전단)을 받도록 일정한 간격과 정확한 위치에 못을 박기 때문에 더욱 높은 전단내력을 얻을 수 있다. 중판내력벽은 높은 전단내력에 의해 외부 벽체까지 사용할 필요 없다. 옵티말 하우스는 건물 코어에만 중판내력벽을 사용했으며, 중판내력벽이 끊기지 않고 수직으로 연결돼야 하기 때문에 1, 2층 코어 벽체를 따라 계단실을 감싼 ‘H’형태를 띤다. 중판내력벽이 건물 중심에서 견고하고 유연하게 잡아주기 때문에 가능했다. 못 박기 스터드와 구조용 목질판재를 결합할 때 200㎜ 간격으로 엇갈리게 2열 못 박기를 해야 한다. 못 박기 위치와 간격, 개수를 꼭 지켜야 한다. 홀다운 연결 경량 목구조는 연결철물이 중요한데, 그 가운데 바닥과 벽체를 연결하는 홀드다운과 L-플레이트가 가장 중요하다. 옵티말 하우스는 중판전단벽에 적합한 홀드다운을 별도로 주문 제작해 설치했다. 이 주택의 또 다른 특징은 코어 시스템과 벤트 없는 지붕이다. 코어 시스템은 전기를 제외한 모든 설비를 중앙 코어(계단실)에 집중해 급수, 배수, 온돌(보일러), 환기장치, 계단, 화장실, 그리고 부엌을 구성하는 벽체의 사전 제작을 쉽게 한다. 따라서 외벽에는 설비를 위한 타공을 하지 않아 온전히 단열재를 채우면서 단열이 끊어지지 않는 벽체를 구성했다. 외부 벽체에 전기배관을 설치할 땐 2″×2″각재를 덧대 중공층을 만들어 단열층을 훼손하지 않고 전기배관이 지날 수 있게 했다. 기밀도가 높은 주택은 공기 흐름이 차단되기 때문에 공기질이 나빠진다. 숨을 쉬는 주택을 위해 열 회수 환기장치를 설치했다. 중공층은 또, 선형 열교를 점형 열교로 전환하는 효과가 있어 단열 성능을 더욱 좋게 하고, 스터드에 타공하지 않아 구조적인 안정성까지 확보했다. 벤트는 실내 습기를 외부로 빼내기 위해 지붕 사이에 공기가 흐를 수 있는 환기 층을 만드는 것이다. 목조주택의 필수 요소인 벤트가 옵티말 하우스에는 없다. 이는 닫힌 셀 구조의 ProSeal HFO 경질 우레탄폼이 실내에서 발생한 수증기와 습기의 침투를 원천적으로 차단하기 때문이다. 안전하고 쾌적한 환경을 제공하면서 경제성까지 갖춘 옵티말 하우스. 어쩌면 우리가 바라는 주택의 원형에 가장 가까운 주택은 아닐까. 재료의 물성을 파악하고 조화롭게 배치하는 것을 중요하게 생각하는 강태웅 대표는 처마와 벽, 데크에 적삼목을 사용하고 시공선을 맞춤으로써 나무의 특성과 느낌을 살렸다. 캐나다 수퍼-Eⓡ인증제도는 고단열, 고기밀성을 표방하면서도 쾌적한 실내 환경을 만들 수 있으며, 캐나다 연방정부 산하 천연자원부에서 인증하는 정부 차원의 인증제도이다. 수퍼-Eⓡ하우스는 성능에 기반을 두고 있기 때문에 설계자와 시공자가 가장 효과적이며 경제적인 방법을 자유롭게 선택할 수 있다. 수퍼-Eⓡ에서 요구하는 기술표준은 비교적 쉽게 달성가능하며 동시에 현재 국내 단열기준에 맞춘 주택보다 에너지 효율이 높다. 수퍼-Eⓡ사무국 (사)한국목조건축협회는 해당 건물이 기술표준에 준하여 설계, 시공이 됐는지 절차에 따라 체크 한 후 수퍼-Eⓡ하우스로서의 적합 여부를 결정한다. 블로어 도어 테스트의 기밀성 시험, 쾌적한 공기질과 실내 온도 유지를 위한 열 회수 환기장치의 환경평형시험, HOT-2000 소프트웨어로 에너지 소비량을 측정하는 시뮬레이션, 내구성능을 검사하는 외벽 디자인 인증기준을 통과하면, 수퍼-Eⓡ하우스 인증서를 발급한다. 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

명징明澄한 숲에 차분하게 기댄 채 마을을 바라보는 따듯하고 편안한 느낌의 박공집. 부자가 모두 의사인 가족으로, 아버지가 큰아들과 머리를 맞대고 암수술을 받은 아내의 건강 회복을 위해 공기 맑은 전원에 마련한 주택이다. 본채와 별채로 채를 나누어 세대 공간을 구분하면서, 본채와 별채를 다시 배면에서 자연을 매개로 한 데크 로드로 연계한 점이 돋보인다.글 윤홍로 기자 | 사진 백홍기 기자 취재협조 ㈜솔토지빈건축사사무소, ㈜리담건축 HOUSE NOTEDATA위치 대구 달성군 가창면 상원리지역/지구 제1종 일반주거지역건축형태 다가구주택건축구조 경량 목구조(기초, 필로티 - 철근콘크리트 구조)대지면적 634.00㎡(191.78평)건축면적 253.28㎡(76.61평)건폐율 39.95%(법정 60%) 연면적 453.70㎡(137.24평) 1층 145.13㎡(43.90평) 2층 229.73㎡(69.49평) 3층 78.84㎡(23.84평)용적률 71.56%(법정 200%)설계기간 2016년 5월~2017년 5월 공사기간 2017년 5월~2018년 10월 건축비용 9억 5천만 원(3.3㎡당 690만 원)토목공사비용 5천만 원설계 ㈜솔토지빈건축사사무소 조남호 소장, 조예린(PM) 02-562-7576 www.soltos.kr 시공 ㈜리담건축 1599-0380 www.ridam.co.kr 건축주 부부와 두 아들, 이렇게 4인 가족이 자연 친화적이고 쾌적한 환경에서 건강한 삶을 누리고자 대구 달성군 가창면 상원리에 지은 주택이다. 대구의 한 아파트에서만 20여 년간 살아온 건축주가 전원행을 결심한 직접적인 계기는 2014년에 암수술을 받은 아내가 전원에서 맑은 공기를 마시면서 생활하면 건강 회복에 좋을 것으로 판단했기 때문이다. 건축주가 터를 잡은 상원리는 경제적으로나 사회적으로 기반을 둔 대구 도심에서 20여 분 거리로 원주민과 외지인의 주택들이 혼재한 마을이며, 가족이 다니는 교회가 있고 지인들이 사는 곳이다.건축주는 항암치료 후 추위를 많이 타는 아내를 위해 따듯하고 친환경적인 주택에 초점을 맞춰 건축 구조를 경량 목구조로 정했다. 설계는 솔토지빈率土之濱건축사사무소(이하 솔토지빈) 조남호 건축사에게 의뢰했는데, 건축관(깃듦의 건축)과 지향하는 점, 목조주택에 대한 남다른 철학, 따듯하고 편안한 느낌의 디자인에 마음이 끌렸기 때문이다. 그리고 시공은 지인의 추천으로 A/S를 고려해 건축 현장에서 가까우면서 시공 실적이 풍부한 리담건축에 맡겼다. 외관 진입로 본채와 별채가 따로 또 같이마을 외곽의 산과 도로 사이에 위치한 대지는 좌측에서 우측으로 갈수록 폭이 좁아지는 부정형인데, 폭이 넓은 좌측 부분 전면이 기존 주택이 한 채 있는 대지에 접해 마치 크리스마스트리를 칼자루처럼 반으로 딱 잘라 놓은 것 같은 형상이다. 큰아들은 “묘하게 생긴 땅에 과연 집을 앉힐 수 있을지 …, 아버지의 고민이 깊었는데 현장 답사 차 내려온 조남호 소장님의 ‘땅에는 아무런 잘못이 없다’는 말에 아버지의 고민은 순간 감동으로 변했다”고 한다.주택은 본채와 별채로 이뤄져 있는데, 별채는 설계 당시 미혼인 큰아들이 향후 결혼해 꾸려나갈 가정으로 계획한 공간이다. 큰아들은 주택이 지어질 무렵 결혼해서 건축주 부부의 바람대로 별채를 현재 신혼집으로 사용하고 있다. 1층에서 연결되는 본채 현관. 흰색 친환경 수성 페인트로 전체 콘셉트를 정한 인테리어에 맞게 밝고 차분하다. 현관 초입 우측에 화물용 소형 엘리베이터[Dumbwaiter]를 설치했다. MATERIAL외부마감 지붕 - VM Zinc 벽 - 벽돌(이탈리아 수입) 데크 - 하드우드 방킬라이내부마감 천장 - 친환경 수성페인트(던에드워드) 벽 - 친환경 수성페인트(던에드워드) 바닥 - 가우디 메이플(구정마루)계단실 디딤판 - 메이플 집성재(제작) 난간 - 철제(제작)단열재 지붕 - 글라스울 가등급(이소바) 내단열 - 글라스울 가등급(이소바) 내벽 - 글라스울 가등급(이소바)창호 AL low-e 복합유리 창호(필로브)현관 AP 알미늄 현관문(ykk)조명 메가룩스, 룩스몰주방가구 한샘 키친바흐위생기구 아메리칸 스탠다드난방기구 가스보일러(귀뚜라미) 본채 1층 계단은 섬처럼 중앙에 배치했다. 계단실에서 본 천장 계단을 정면으로 바라봤을 때 왼쪽에 공용 화장실과 연계한 복도가 있고, 뒤에 주택 후정과 연결한 복도 겸 서재가 있다. 솔토지빈은 만만치 않은 대지의 조건을 어떻게 풀어냈을까.“북동측으로 면한 숲과 남측으로 면한 도로와 마을을 대지가 가진 큰 가능성이라고 생각하며, 대지의 북동측에서 주택과 자연을 연결하고 남측에서 주택이 마을에 대응하도록 배치했어요. 이 과정에서 본채와 별채를 북동측 방향으로 나란히 배치해 시각적으로 연결함으로써 길이 방향으로 공간감을 극대화하고, 자연스럽게 두 건물 사이에 숲으로 깊이감을 갖는 진입로를 계획했고요.” 본채 1층 안방. 건축주 부부의 취향에 맞춰 연붉은 톤으로 벽을 마감하고 기존 고가구를 배치해 편안한 공간으로 꾸몄다. 코너 창 앞에 마당을 보며 쉴 수 있는 티-테이블을 뒀다. 건축주의 아내가 풍경을 바라보며 반신욕을 즐기길 원해 욕조와 창, 마당의 수반을 일직선으로 구성했다. 본채 1층 안방 욕실 욕조의 창과 일자로 배치한 마당의 수조 본채는 2층, 별채는 3층 규모로 높이가 다르다. 별채의 경우 전면에 단층 슬래브 가옥이 있기에 조망 및 프라이버시를 확보하면서 북동측 배면에서 숲을 매개로 본채와 별채를 연결하는 데크 로드 계획으로 1층을 필로티 주차장으로 처리하고, 그 위에 주거 공간을 올렸기 때문이다. 본채 2층 계단 옆에 있는 사랑방 겸 다실 기능을 하는 좌식용 한실이 편안한 느낌을 전한다. 거실 뒤로 주방이 보이고 주방 옆에 2층 별채와 연결한 통로가 있다. 또 기둥 사이로 2층과 연결된 통로가 멀리 보인다. 정남향으로 배치한 한실은 조모를 추억하는 공간이다. 좌식 생활에 맞게 창도 앉은 눈높이에 맞춰 남쪽에 낮게 설치했다. 본채는 1층에 사적 공간이 있고 2층에 공적 공간이 있으며, 별채는 2층에 공적 공간이 있고 3층에 사적 공간이 있다. 주 출입구인 현관문이 본채는 1층에, 별채는 2층 외부 계단에 각각 있지만, 본채의 경우 2층에도 외부 계단 쪽으로 별도의 문을 냄으로써 두 건물이 서로 소통하는 구조다. 큰아들은 “세대 간 프라이버시를 유지하면서 반찬 하나라도 건네줄 수 있는 편리한 구조”라면서, “외부 계단에 있는 양쪽 문과 본채와 별채의 중복도를 통해 두 건물의 끝에서 끝까지 시선이 일직선으로 이어져 아버지가 노아의 방주 같아 좋아하는 부분”이라고 한다. 본채 2층에 있는 주방과 식당. 식당 뒤 실외 공간에 자연을 후정 삼아 즐길 수 있는 데크 로드를 설치했다. 본채 2층 주방 앞에 냉장고와 세탁기를 설치한 다용도실이 있다. 오른쪽의 소화물 엘리베이터는 1층 현관과 연결된다. 주택의 외부 공간은 본채 전면에 화초를 가꾸는 동적인 작은 마당이 있고, 우측면에 커다란 수조 한 개만 덩그렇게 놓인 정적인 넓은 마당이 있으며, 배면에 본채와 별채의 식당과 자연의 관계 맺기 공간인 데크 로드가 있다. 또한, 이 데크 로드는 자연을 매개로 본채와 별채를 이어주는 가교 역할도 한다. 2층 높이의 데크 로드가 놓인 배면은 다소 폐쇄적이고 묵직한 전면과 달리 파티오 도어를 통해 실내뿐만 아니라 실외에서도 언제든 가볍게 자연과 교감할 수 있는 후정後庭 공간이다. 솔토지빈에서 자연을 메인 포인트로 보고, 그에 맞춰 주택 공간을 계획한 이유다. 별채 2층 현관에서 본 중문. 투명과 불투명 조합의 슬라이드 중문은 전체 인테리어 콘셉트에 맞춰 밝고 산듯하게 연출했다. 별채 2층 거실. 본채와 마찬가지로 작은 한실 분위기를 낸 휴식 공간이다. 별채 2층 주방과 식당. 밝은 분위기 안에 곧게 뻗은 기둥과 보가 안정감을 준다. 식탁 테이블 뒤로 후정과 연결된다. 2층 아들 부부의 화장실과 욕실 “‘주택과 자연을 어떻게 연결할 것인가’, 이것이 중요한 설계 화두 중 하나였어요. 본채와 별채의 식당 공간으로부터 확장된 데크를 숲과 연결하는 전략으로 풀어냈지요. 본채와 별채 모두 2층 레벨에서 숲과 자연스럽게 연결할 수 있기 때문에 두 건물 모두 2층에 식당, 주방, 거실 등 공적 공간을 배치하고, 이에 따라 자연스럽게 본채는 1층에 침실 공간을, 별채는 1층에 필로티형 주차장을 계획했으므로 3층에 침실 공간을 배치한 거예요.”건축주 부부가 거주하는 본채 1층에 사적 공간을, 그리고 2층에 주택에서 중심을 이루는 공적 공간을 배치했는데 오르내리기에 불편하지 않을까.“설계 초기에 가장 마음에 들어 한 부분으로, 두 분 모두 ‘나가서 바로 자연을 즐길 수 있다’며 좋아해요. 아버지가 처음부터 ‘나이가 들수록 오히려 계단을 오르내리며 운동해야 건강하게 오래 살 수 있다’고 강조한 부분이기도 하고요. 실은 계단 폭과 높이를 잘 계산해서 오르내리기에 그렇게 불편하지도 않아요.” 별채 3층에서 본 계단. 위로 올라가면 아래층 복도가 내려다보이는 작은 다락이 나온다. 별채 3층에 있는 큰아들 부부의 신혼 방. 삼각형 모양의 천장이 아늑한 분위기를 자아낸다. 집 안에 흐르는 목구조 특유의 아취외관은 네모반듯한 직사각형에 삼각형을 올려놓은 형태의 박공집으로, 시공 과정에서의 하자를 최소화하고 기밀과 단열 성능을 극대화한 디자인으로 보인다. 군더더기 없는 단순한 박공 스타일로 주택을 지은 이유는 무엇일까.“조 소장님이 설계한 박공집 스타일의 집들을 보면서 가족, 특히 어머니가 좋아했어요. 저도 예술적으로 독특하게 지은 집들은 처음에는 좋을지 몰라도 살면서 질릴 수 있는데, 단순한 박공집은 우리의 정서에 맞아서 그런지 마음이 따듯하고 편안한 느낌이 들었어요. 그래서 입면은 조 소장님이 추구하는 스타일을 그대로 따랐는데, 우리 집이 딱 그렇게 지어진 것 같아요.”익스테리어 콘셉트에 관한 솔토지빈의 설명이다.“실외 마감재로 두 가지 톤의 붉은 벽돌과 노출콘크리트를 사용해 서로 다른 두 공간을 연결하고자 했어요. 노출콘크리트로 진입로와 주차장을 연결하고, 밝은 톤의 붉은 벽돌을 담장과 본채에 사용해 도시와 집을 연결하고, 본채 1층의 방(조모 메모리얼 룸)과 별채에 짙은 톤의 붉은 벽돌을 사용해 두 집을 시각적으로 연결한 거예요. 그리고 도로와 마을에 면한 남측에 상대적으로 절제된 크기의 창을 계획하고, 숲에 면한 북동측으로 자연을 집 속으로 충분히 끌어들일 수 있게 충분한 크기의 창을 계획했고요.” 별채 3층 안방 앞에 있는 두 개의 작은 방은 중문을 연결해 서로 통한다. 중문 위에 작은 삼각형 유리창을 설치한 천장이 집 속의 또 다른 작은 집을 떠올리게 하는 재미를 준다. 주택의 외벽 골조는 경량 목구조(2″×6″)지만, 내부는 공학목재인 글루램Glulam 기둥과 보를 노출시켜 목구조 특유의 예스럽고 아담한 정취가 물씬하다. 또한, 오픈 구조가 아니면서 천장고가 높아 공간감이 들고, 곳곳에 만든 보이드 공간을 채광과 환기를 위한 전동 개폐식 천창과 연계시켜 분위기도 밝고 쾌적하다. 전체적인 느낌은 외부의 박공집을 공간감이 풍부한 내부에 그대로 담아낸 듯하다. ‘집 속의 집’, 이것이 솔토지빈의 공간 배치 포인트다.“박공지붕이 있는 본채 2층과 별채 3층에 동선을 중복도 형태로 구성하고 ‘집 속의 집’ 개념을 구현했어요. 방은 하나의 작은 집이 되고, 작은 집들을 연결하는 복도는 마을의 골목길이 되고, 작은 집들이 모여 작은 마을을 이루는 개념이지요.”사적 공간을 제외한 인테리어 분위기는 화이트 톤을 베이스로 구조재로 쓰인 목재 기둥과 보 그 자체가 포인트 역할을 하기에 군맛 없이 산뜻하고 담백하다. 솔토지빈은 실내는 특별한 인테리어 요소 없이 ‘삶의 배경’이 되게 하는 것이 주요 전략이었다고 한다.“구조적으로 필요한 곳에 계획한 목재 글루램과 일부 목재 문을 제외하고, 실내 벽체와 문은 모두 흰색 친환경 수성 페인트로 마감했어요. 또한, 실별로 개별적인 콘셉트를 두기보다 ‘전체의 질서와 분위기를 어떻게 구축할 것인가’, 그리고 ‘전체적인 질서 안에서 실들의 관계는 어떠해야 하는가’에 중점을 두고 계획했고요.” 별채 다락은 벽을 개방해 천장과 아래층 복도가 훤히 보이는 열린 공간이다. 이곳에선 ‘집 속의 집’, ‘보이드’로 이뤄진 주택의 특징을 한눈에 볼 수 있다. 복도 끝 보이드는 별채 거실 천장에 해당한다. 주택을 계획할 때 성능 부분에서 제일 신경 쓴 것이 단열이다.“아버지는 처음에 패시브하우스에 꽂혀서 집을 보온통처럼 지으려고 했어요. 그래서 제가 모든 외피를 다 막은 채 공조기만 돌리고 실내에 나무를 좀 갖다 놓는다고 해서 패시브하우스가 되고 자연 친화적인 주택이 되는 것이 아니라고 만류했어요. 무엇보다 유능한 건축사를 만나 기밀과 단열 성능이 좋은 집을 설계해 잘 지으면 패시브하우스가 되고 자연 친화적인 집이 된다면서요. 우리 집은 외피 구조체 사이뿐만 아니라 안쪽에도 단열재를 덧대고 열 회수 환기장치를 달아서 그런지 한번 데우면 실내 온도가 오랫동안 일정하게 유지돼 집 안이 쾌적해요.”솔토지빈은 지붕과 벽체에 경량 목구조의 열교를 최소화할 수 있도록 이중단열로 계획했다고 한다.“경량 목구조의 경우 스터드[샛기둥]와 스터드 사이에 단열재를 채우는데, 이때 스터드에서 수직으로 길게 선형 열교가 발생해요. 이러한 선형 열교를 점형 열교로 바꾸도록 실내측 수직 스터드에 수평 방향으로 30㎜ 각상을 대고, 그 사이에 다시 단열재를 채웠어요. 스터드와 각상의 교차점으로 열교를 최소화한 유럽에서 일반적으로 사용하는 공법으로 이중단열 효과 이외에도 설비층을 쉽게 형성할 수 있지요.” 주택 우측에서 본 측면. 가족은 “정서와 맞아 따뜻하고 편안한 느낌을 주는 단순한 모양의 박공집이 좋다”고 한다. 건축주와 건축사, 시공사 삼위일체로 지은 달성 채 나눔 주택. 대지의 지형지세와 주변환경, 그리고 건축주 가족만의 생활 패턴이 조화를 이룬다. 초록의 자연을 매개로 본채와 별채가 교감하듯이, 집 안 곳곳에 늘 건강한 기운과 해맑은 웃음소리가 깃들기를 바란다. 주택 뒷면(동쪽)에 동산을 후정 삼아 자연을 누릴 수 있는 데크 로드를 설치했다. 리담건축 시공사례 더보기 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

경기 용인시 흥덕지구에 지어진 에너지 절약 주택이다. 설계 시 패시브하우스Passive House 콘셉트에 맞춰 단위면적당 연간 난방에너지 수요 15㎾h, 일차에너지 수요 71㎾h로 기존 주택에 비해 80%가량 에너지 절감하는 주택으로 계획했다. 그러나 대지 조건 상 남측 채광 확보의 불리함, 불가피하게 자연환기에 의존하게 되는 주방 등으로 일부 패시브 규칙이 깨어진 부분도 있다. 우리의 주거문화와 정서를 배제할 수 없었기 때문이다. 이처럼 어떤 경우에도 패시브 규칙은 엄수돼야 하는지, 우리 주거문화에 융화되는 보완방법은 없는 지, 과제다. 글 . 사진 전원주택라이프 편집부 건축정보위치 경기 용인시 기흥구 영덕동건축형태 3층 철근콘크리트 구조대지면적 252.3㎡(76.5평)건축면적 302.2㎡(91.6평)창호재 아르곤 충전 로이 삼중유리 시스템창호(독일 레하우)난방형태 도시가스패시브하우스 콘셉트 설계 세명대학교 이태구 교수설계 ㈜천산건축사사무소 거실. 조망과 프라이버시 보호 차원에서 남측 창을 크게 내지 못했다. 수원 화서동 상가주택에 거주하던 이건창 씨는 여름에 덥고 겨울에 추운 집을 견디다 못해 새로 단독주택을 짓기로 결정했다. 1층은 상가, 2층은 이 씨 부부, 3층은 출가한 아들 가족이 거주하던 건물이었다."입주할 당시만 해도 잘 지은 건물이라고 했는데 계속 살다 보니 단열에 문제가 많은 것 같았어요. 여름이면 한낮 데워진 열이 빠져나가지 않아 오후 늦게까지 덥고 또 겨울에는 어찌나 추운지. 결국 단열 잘된 집을 짓자고 우리 가족은 의견을 모았어요."이 씨 가족은 단열성 좋은 집을 어떻게 지을지 막막하던 차에 건축 박람회에서 패시브 건축을 홍보하던 ㈜천산건축사사무소를 알게 됐다."천산건축에서 소개한 독일 이조라스트Isorast 단열블록이 특이해 보이기도 하고 일반 스티로폼에 비해 벌써 보기에도 단열이 잘될 것 같았어요. 천산건축 직원의 설명을 듣고 보니 믿음이 갔고요."이 씨는 일반 전원주택 건축비용에 비해 더 비쌌지만 저단열 주택의 불편함에 비추어 보면 지불할 대가는 그리 크지 않았다. 더구나 동백지구나 서판교 등 최근 들어선 고급 단독주택들을 둘러보고 나니 고단열주택임에도 과하지 않은 가격이라 느껴졌다."문제는 보편화된 방법이 아니고 천산건축에서도 처음 시도해 보는 방법이라 선례가 없다는 점이 좀 답답하긴 했어요. 그렇지만 천산건축이나 나나 에너지 절약 주택을 원하는 같은 입장에서 선두주자가 돼 보자는 마음으로 집을 짓게 됐어요."음악에 조예가 깊은 이 씨 가족은 지하에 A/V룸을 배치했다. 고단열에 차음재까지 추가해 차음이 완벽하며 최근 깜짝 추위에도 난방 가동없이 바닥 온도가 24℃를 유지했다고 한다. 단열과 차음이 우수한 지하 A/V룸. 창을 내어 채광을 확보했다. 아이 방. 단영에 효과적인 창 외부 셔터를 설치한 모습이 보인다. 천장에 환기 덕트 급기 장치가 설치됐다. 주방. 서측 창 외부 셔터는 한여름 차양에 효과적이다. 이곳에서 외부로 나가는 유리문이 유일한 북측 창호다. 거푸집 겸용 단열블록 사용천산건축 이정우 이사는 동문 선배이기도 한 세명대 생태도시건축연구실 이태구 교수가 참여한 여러 패시브 건축 현장을 어깨 너머로 지켜 보면서 패시브 건축에 대한 당위성을 실감하고 노하우를 익혔다. 지난해에는 천산건축 사옥을 단열블록으로 직원들과 함께 리모델링하기도 했다. "처음 이조라스트 단열블록을 봤을 때 매력을 느꼈어요. 우선 보기에도 성능이 우수해 보였고 단열재와 거푸집 기능을 겸한다는 장점이 크게 와 닿았어요. 보통 골조 공사에 목수 품이 많이 들어가는데 그런 인건비를 절감하고 공기도 단축할 수 있기 때문이지요. 독일에서는 일반인도 단열블록으로 집 지을 정도로 방법만 알면 초보자도 시공할 수 있다는 것도 장점이에요. 다만 단점이 있다면, 고가라는 점이 대중화를 가로막고 있다는 거지요." 흥덕 주택은 박스형이 주를 이루는 패시브 건축물에 비하면 외형이 화려하다. 천산건축 측은 심플한 박스형 건물이 패시브 건축 구현에 유리할지 몰라도 국내 소비자들의 정서에 맞지 않다고 판단, 요철이 많고 입면이 풍부한 디자인을 계획했다. 단열블록 위 외부 마감으로 도장재가 주로 쓰이나 다채로운 입면과 고급스러운 외관을 위해 도장(테라코트 플렉시텍스) 외에 금속판 외장재와 적삼목 사이딩을 적용했다. 벽체는 패시브하우스 구현에 적합한, 가장 두꺼운 단열블록 모듈을 적용했다. 두께 180㎜ × 높이 250㎜ × 길이 1200㎜, 레미콘 타설층 200㎜, 내부 단열 50㎜이다. 단열 두께만 230㎜다. 단열블록 조적 시에는 30년 이상 노하우를 쌓은 독일 기술자를 초청해 한 달간 자문 받으며 진행했다. 흥덕 주택에 적용한 단열블록과 고단열 창호 흥덕 주택 1층 단열블럭 시공 현장 / 기초 단열도 고단열, 고기밀 시공했다. 패시브 건축 정착을 위한 해결 과제들흥덕 주택은 패시브 콘셉트로 지어지긴 했으나 국내 정서와 주거문화특성 상 그 규칙을 어긴 부분도 있다. 향向과 환기에 관한 부분이다. 패시브하우스는 난방에너지를 절약하도록 남측 채광을 다량 확보하는 규칙을 따른다. 그렇기에 남측 창을 크게, 다량 내고 에너지 손실이 우려되는 북측 창을 작게, 소량 낸다. 그러나 흥덕 주택의 경우 정남향에 마을 도로와 다가구주택들이 자리 잡고 있는 터라 조망이 불리하고 프라이버시 보호 차원에서 남측 창을 축소해 채광 확보를 최대화하지 못했다. 전망과 개방감 확보를 위해 전망이 좋은 동측 창을 키웠다. 그리고 에너지 손실을 최소화하기 위해 북측에는 창을 과감하게 줄여 유일하게 1층 유리문만 설치했다. 여름철 차양을 위해 창호 외부 위쪽에 캐노피를 설치하고 남측과 서측 창에 차양 및 에너지 효율이 좋은 외부 셔터를 채용했다. 패시브하우스 환기 규칙은 창문을 열어 하는 자연환기가 아닌 에너지손실을 최소화하는 폐열회수 환기장치를 이용한다. 이때 열교환 효율은 75% 이상이어야 한다. 그러나 밥 찌개 구이 등 공기 오염물과 습기가 다량, 장시간 발생하는 주방의 경우 자연환기에 의존하게 된다. 그것이 우리 정서라는 게 이정우 이사의 설명이다. 그렇다면 배기를 다수 설치하면 되지 않느냐는 기자의 질문에 현재로선 그런 덕트 설계가 불가능하다는 답변이다. 이정우 이사는 "패시브 건축에 있어 선진국인 독일의 패시브 인증 제품이 성능이 우수하고 신뢰가 가는 것이 사실이나 현재로선 가격과 사후관리가 걸림돌"이라며 "게다가 주문 제작으로 이뤄지는 창호재의 경우 주문부터 현장 반입까지 꽤 오래 걸리는데 흥덕 주택의 경우 서너 달 걸렸다"고 전했다. 흥덕 주택의 에너지 설계를 담당한 세명대 생태도시건축연구실 이태구 교수는 "초기 설계에서 에너지 계산한 결과 패시브 인증 기준에 못미치는 난방에너지 요구량 20㎾h으로 분석됐으며 이를 보완하기 위해 창호 설계의 변경, 벽체 및 지붕 구조체의 점형 열교를 배제하도록 설계변경을 권했다. 그 결과 난방 요구량이 15㎾h로 개선됐다"고 설명했다. 덧붙여 "그러나 시뮬레이션을 통한 에너지 계산이 이렇게 나왔더라도 지정 성능에 도달하지 못하는 창호를 적용하거나 잘못 시공하게 되면 에너지 요구량은 달라질 수 있으며 사용자가 어떻게 사용하느냐에 따라 패시브하우스가 될 수도, 에너지 과소비 주택이 될 수도 있다. 에너지절약 주택은 거주자가 에너지를 절약해야 최종적으로 현실화됨을 잊지 말아야 한다"고 강조했다. 열 손실이 큰 북측은 주로 화장실을 배치하고 과감하게 창호를 배제했다. 화장실은 다른 실에 비해 사용 시간이 적고 환기장치로 환기가 이뤄지기에 창호 비중이 적다. 1층 유리문이 유일한데 주방/다용도실과 통한다. 주택 남동측 전경. 요철을 내고 다양한 마감재 적용으로 다채로운 입면을 자랑한다. 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

정부, 제로에너지 건축물 확산 위해 ZEB 로드맵 강화ZEB 인증제 공공서 민간으로 단계적 확대정부가 제로에너지 건축물(ZEB)의 건축과 공급을 위해 노력을 기울이고 있다. 2030년까지 500㎡ 이상 모든 건축물의 제로에너지화를 목표로 ‘ZEB 의무화 로드맵’을 추진하고 있으며, ‘ZEB 인증제’를 통해 ZEB 성능 수준을 향상시키고 있다. 글 노철중 기자사진 및 자료국토교통부, 한국에너지공단, 인천도시공사, 전원주택라이프DB 인천 검단 신도시 제로에너지 주거 단지 조감도 한국에너지공단에 따르면, ZEB란 단열·기밀을 극대화해 에너지 부담을 줄이고 고효율 설비, 신·재생에너지 등으로 건물의 에너지 소요량을 최소화해 설계 단계부터 에너지 효율 관점에서 지어진 건축물을 의미한다. 정부는 건축물 에너지 절감 및 온실가스 감축에 획기적으로 기여할 수 있는 방안으로써 2014년부터 ‘ZEB 의무화 로드맵’을 추진하고 있다. 국토교통부가 2017년 1월부터 ZEB 성능 수준을 규정하고 확산하기 위해 실시하고 있는 ‘ZEB 인증제’도 그 일환이다. ZEB 인증제는 건축물의 5대 에너지(냉방·난방·급탕·조명·환기)를 정량적으로 평가해 건물 에너지 성능을 인증하는 제도로, 에너지 자립률에 따라 5등급(최저)에서 1등급(최고)까지 총 5개 등급을 부여한다. 에너지 자립률은 건물에서 소비하는 에너지양 대비 태양광·지열·연료전지 등 신·재생에너지의 비율을 가리킨다. 1등급은 100% 이상, 2등급 80% 이상 100% 미만, 3등급 60% 이상 80% 미만, 4등급 40% 이상 60% 미만, 5등급 20% 이상 40% 미만으로 구분된다. 출처: 제로에너지 건축 홍보책자 출처: 제로에너지 건축 홍보책자 국내 녹색건축 분야 인증 중 최상위 수준이라고 할 수 있는 제로에너지 건축물 인증은 건축자재, 기계·설비, 신·재생에너지 및 건물에너지관리시스템 적용 등으로 해당 건축물이 에너지 효율화 관점에서 건축이 이루어졌는지 여부를 종합 평가한다. 이는 개별 건축물이 하나의 발전소 역할을 하게 함으로써 우리나라 건물부문의 에너지 소비를 친환경·고효율 구조로 변화시켜 나가고자 하는 취지다. ZEB 인증의 대표적 사례로는 아산 중앙도서관, 판교 제2테크노벨리 기업지원허브, 한국에너지공단 신사옥, 환경친화적 에코촌, 에어가전혁신지원센터, 능곡 어울림센터, 힘펠 제로에너지 팩토리 등이 있다. 특히, 아산 중앙도서관은 건립 당시 일반 건축물에 비해 공사비는 약 7% 증가했으나 연간 에너지 소비는 40% 이상 적게 쓴 것으로 나타나 ZEB 우수 사례로 꼽힌다. 출처: 제로에너지 건축 홍보책자 출처: 제로에너지 건축 홍보책자 민간부문 ZEB 의무화 2025년최근 정부는 ZEB 로드맵을 한층 강화했다. 국토교통부는 공공건축물 연면적 1,000㎡ 이상에 대해 시행되었던 ZEB 인증 의무화를 2023년 1월부터 연면적 500㎡ 이상 공공건축물과 30세대 이상 공공 분양·임대 공동주택으로 확대 적용하고 있다. 특히, 공동주택의 경우 2021년 11월 발표된 2030 국가온실가스감축목표(NDC) 상향에 적극 대응하기 위해 ZEB 의무화 일정을 기존 2025년에서 2023년으로 앞당겨 시행하고자 한다. 민간부문은 2025년에 의무화될 예정이다. 또한 정부는 시범 및 특화도시를 지정해 지구 평균 에너지 자립률 20% 이상인 제로에너지 도시를 추진하고 있으며, 기술 선도 사업으로 고성능 ZEB 사례를 도출하고 있다. 기술 개발과 인력양성을 추진하고, 자발적인 민간 참여를 유도하기 위해 건축기준 및 취득세의 완화 등 다양한 혜택(인센티브)도 지속 발굴·운영하고 있다. 세종시 제로에너지 주택 단지 ‘로렌하우스’ 지구·도시 단위로 확장하는 제로에너지 건축주택, 업무시설, 학교 등 개별 건축물의 제로에너지화와 더불어 제로에너지 개념을 도시로 확대 적용한 지구 단위 제로에너지 시범사업은 국내 제로에너지 건축 보급 확산을 한층 더 가속화하고 있다. 구리시 갈매역세권, 성남시 복정 1 공공주택지구 2개소를 대상으로 추진하는 지구 단위 제로에너지 시범사업은 지구 평균 에너지 자립률 20% 달성을 위해 공공주택지구의 건축물, 유휴부지 등을 효율적으로 활용할 계획이다. 게다가 일자리 창출, 주거취약계층 지원 등 사회적 가치를 실현하는 기술·경제적 사업모델을 마련해 주거·에너지 복지 향상에도 기여한다는 방침이다. 아울러 지구 단위 제로에너지 시범사업을 통한 성과는 제로에너지 건축 적용 기술 향상, 경제성 확보 등 새로운 모델을 제시할 것으로 정부는 기대하고 있다. 최근에는 지방자치단체들도 개별적으로 지구 단위 제로에너지 시범사업을 추진해 관심을 끌고 있다. 지난해 12월 인천도시공사는 검단 주택건설사업(AA1-1BL)을 제로에너지 주거 단지로 구현할 예정이라고 밝혔다. 단계별 에너지 절감 계획을 통해 건축물 에너지 효율 등급 1++등급, 에너지 자립률 20% 이상을 달성해 ZEB 인증 5등급을 확보할 계획이고 올해 상반기 예비인증을 신청할 예정이다. 이를 위해 인천도시공사는 끊김 없는 단열 설계 기술을 적용해 단열과 기밀성능을 강화하고 자연채광 성능을 개선할 계획이다. 또 겨울철 난방부하를 최소화하는 패시브 기술, LED 조명 100%, 세대별 열회수장치 설치, 단지 내 에너지통합관리시스템 등을 적용할 예정이다. 이와 함께 태양광발전, 지열시스템 등의 신·재생에너지 설비를 통해 에너지 사용량 일부를 자급자족할 수 있게 한다는 복안이다. 서울 노원구 제로에너지 주택단지 내 목업 주택 제로에너지 하우스 핵심은 패시브·액티브·신재생에너지민간부문 주택에서도 제로에너지 건축물이 점점 증가하고 있다. 주로 패시브하우스, 액티브하우스 등으로 불리며 여러 건축가와 시공업체들이 제로에너지 하우스 확산에 노력을 기울이는 상황이다. 건축물의 에너지 효율화 및 온실가스 배출 저감 측면에서 가장 높은 수준에 해당하는 제로에너지 건축물은 건축, 전기, 기계, 에너지 측면을 종합적으로 고려할 때 비로소 그 효과가 극대화된다. 에너지를 적게 사용하면서도 재실자가 체감 가능한 쾌적한 실내공간을 조성하는 제로에너지 건축물의 핵심에는 패시브 기술, 액티브 기술, 신·재생에너지가 있다. 패시브 Passive 기술은 계절, 외기 온도 등의 변화가 건축물에 미치는 영향을 최소화해 적은 에너지만으로도 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있게 하는 기술이다. 액티브 Active 기술은 다른 기자재보다 적게 에너지를 사용하면서도 높은 성능으로 운전이 가능하게 하는 기술을 일컫는다. 신·재생에너지 New and Renewable Energy는 액티브 기술의 일종으로 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통해 전기 또는 열을 이용하는 신에너지와 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 재생에너지다. 이중 민간에서 가장 많이 활용되는 것은 패시브 기술이다. 패시브하우스연구소에 따르면 패시브하우스는 직접적 난방 설비의 도움 없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비 수단으로 조금 온도를 올리거나 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 가리킨다. 또한 “에너지 효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세 가지 요소 중 한 가지라도 만족시키지 못할 경우 진정한 패시브하우스가 아니다.”라고 정의 내리기도 한다. 패시브하우스의 요구 조건(평가 기준)은 △연간 난방 에너지 요구량: 15㎾ h/㎡· a 이하 △최대 난방 부하: 10W/㎡ 이하 △연간 냉방 에너지 요구량(필요시): 15㎾ h/㎡· a 이하 △1차 에너지 소요량(전기 사용 포함): 120㎾ h/㎡· a 이하(냉방·난방·조명·급탕·환기·콘센트) △기밀성 테스트(n50): 0.6/h 이하 등이다. 다음은 패시브하우스의 특성을 자세하게 알아볼 수 있는 7가지 체크 요소다. 열회수환기장치와 내부 모습 CHECK 1 향을 고려한 배치 설계한국패시브건축협회는 패시브하우스에서 일사 취득과 손실의 상관관계에 있어 향이 절대적인 요소를 차지한다고 한다. 따라서 동일한 형태의 주택이라도 남향 배치와 북향 배치의 열손실과 취득의 차이는 상당하다. 이 때문에 평면 배치에서 남향 또는 동향의 배치를 원활하게 조정해야 한다. 또한 외기에 접하는 면적을 최소화하는 것이 열손실을 막는 데 중요한 인자로 작용하므로 가능한 단순한 형태를 지향하는 것이 좋다. CHECK 2 고단열건물의 외피는 단열을 잘해야 한다. 혹한에도 열관류율(U-value)이 최대한 0.15W/(㎡ K) 여야 한다. 단열은 외벽, 지붕, 바닥 등 건물 외피 전체를 끊김 없이 둘러싸야 한다. 열회수환기장치와 내부 모습 CHECK 3 열교 차단패시브하우스는 열교 없는 디테일로 시공해야 한다. 파라펫, 발코니, 창호 주변 등의 선형 열교와 단열 고정핀의 점형 열교를 차단할 수 있는 계획과 시공이 필요하다. 하지만 높은 시공비 때문에 단열만 강화하는 경우가 더러 있는데, 그 결과는 하자로 이어질 가능성이 높다. 단열재만 두껍게 하고 열교를 무시하면 결로와 곰팡이가 발생할 가능성이 높기 때문이다. CHECK 4 고기밀틈새로 제어할 수 없는 공기 누출이 50㎩의 압력으로 테스트할 때, 시간당 전체 건물 규모에서 0.6회보다 적어야 한다. 50㎩은 기후 조건의 영향을 최소화하기 위한 압력차로 약 9m/s의 바람이 불어올 때 생기는 압력에 상응한다. 한국친환경건축설비학회에서 권장하는 기밀 성능 기준은 모든 건물은 5.0회 이하, 저에너지하우스는 3.0회 이하, 제로에너지 하우스는 1.5회 이하다. 기밀 창호(위)의 기밀성 테스트 CHECK 5 패시브하우스 창호열관류율이 0.80W/(㎡· K)을 벗어나서는 안 되며, 빛투과율(g-values) 성능이 50% 여야 한다. 채광과 조망을 위한 창호는 단열에 가장 취약한 부분이다. 따라서 패시브하우스에 열관류율이 낮고 기밀성이 우수하며 빛투과율이 높은 삼중 로이 Low-E 유리 시스템창호를 주로 사용한다. 로이 Low-emissivity는 낮은 방사율을 뜻한다. 유리 표면에 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅한 것으로 열의 이동을 최소화하는 에너지 절약형 유리로 ‘저방사 유리’라고도 한다. 기밀 창호(위)의 기밀성 테스트 CHECK 6 외부 차양 한국패시브건축협회는 한옥의 처마가 건물 외부에 있듯이, 일사열을 효과적으로 차단하려면 모든 차양시설을 외부에 설치해야 한다고 한다. 유리의 특성은 단파는 쉽게 통과시키고 장파는 잘 통과시키지 못한다. 즉, 단파 태양에너지가 유리를 통과해 실내로 들어오긴 쉽지만, 실내로 들어온 일사가 물체에 닿으면 장파인 열에너지로 변하게 되고, 이 열에너지가 다시 유리를 통해 밖으로 빠져나가기는 어렵다는 뜻이다. 그러므로 태양에너지는 유리를 통과해 실내로 들어오기 전에 차단해야 효과가 크다. 외부 차양 CHECK 7 열회수환기장치열회수환기장치는 쾌적한 실내 공기질 유지와 에너지를 절약하기 위해 필요하다. 에너지 절약 측면에서 배출되는 공기 중의 폐열을 적어도 75% 이상 신선한 공기로 전도해야 한다. 패시브하우스는 주택 전체가 풍선처럼 기밀하므로 환기가 매우 중요하다. 창을 열어 환기하면 겨울철엔 내부의 따듯한 공기가 외부로 빠져나가고, 여름철엔 외부에서 더운 공기가 내부로 유입되기에 열교환 소자와 팬으로 구성된 열회수환기장치는 필수다. 단독·전원주택 업계에서는 이 외에도 ‘수퍼E 하우스’, ‘5-Star 목조건축’ 인증 등을 통해서 주택의 에너지 효율을 높이려는 노력을 기울이고 있다.

정부는 에 따른 단열 법규를 지켜서 주택을 패시브하우스 수준으로 설계하고 시공할 것을 권장한다. 하지만 건축주 상당수는 패시브하우스란 이름은 들어봤지만, 패시브하우스를 왜 지어야 하는지 어리둥절하기만 하다. 패시브하우스의 정의와 체크 요소를 통해 왜 패시브하우스로 지어야 하는지 해답을 찾아보자.글 윤홍로 기자 | 사진 백홍기 기자취재협조 (사)한국패시브건축협회 02-474-6621 www.phiko.kr‘2017년부터 패시브하우스 수준으로 강화, 2025년부터 제로에너지 수준으로 의무화’, 하지만 패시브하우스로 주택을 지어야 하는 이유에 대해 궁금해하는 (예비)건축주가 적잖다. 패시브하우스는 독일에서 1988년 5월 스웨덴의 보 아담슨 교수와 독일의 볼프강 페이스트 교수의 아이디어로 태동했다. 배경은 2차 세계대전 후 폐허를 재건하다가 부서진 건물의 단면 안쪽이 모두 까맣게 썩은 것을 통해 곰팡이의 심각성을 알게 됐다. 그 후 곰팡이에 대한 원인과 해결 방안을 연구했고, 그 결과 결로와 곰팡이가 근본적으로 발생하지 않는 쾌적하고 건강한 주택을 짓기 위한 패시브하우스의 개념을 수립했다. 패시브하우스란 무엇일까. 패시브하우스연구소[Passive House Institute]의 패시브하우스에 대한 정의다.“직접적 난방 설비의 도움 없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비 수단으로 조금 온도를 올리거나 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.”, “에너지 효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세 가지 요소 중 한 가지라도 만족시키지 못할 경우 진정한 패시브하우스가 아니다.”_ 정성적 정의패시브하우스의 요구 조건(평가 기준) ▲연간 난방 에너지 요구량: 15㎾h/㎡·a 이하 ▲최대 난방 부하: 10W/㎡ 이하 ▲연간 냉방 에너지 요구량(필요시): 15㎾h/㎡·a 이하 ▲1차 에너지 소요량(전기 사용 포함): 120㎾h/㎡·a 이하(냉방, 난방, 조명, 급탕, 환기, 콘센트) ▲기밀성 테스트(n50): 0.6/h 이하 _ 정량적 정의패시브하우스 체크 요소CHECK 1_향을 고려한 배치 설계한국패시브건축협회는 패시브하우스에서 일사 취득과 손실의 상관관계에 있어 향이 절대적인 요소를 차지한다고 한다. 따라서 동일한 형태의 주택이라도 남향 배치와 북향 배치의 열손실과 취득의 차이는 상당하기 때문에 평면 배치에 있어 남향 또는 동향의 배치를 원활하게 조정해야 한다. 또한 외기에 접하는 면적을 최소화하는 것이 열손실을 막는 데 중요한 인자로 작용하므로 가능한 단순한 형태를 지향하는 것이 좋다. 원칙은 ▲동·남향 배치를 고려한 평면 구성 ▲주 사용실은 동·남향에, 부 사용실은 북·서향에 배치(창호 면적에 절대적인 영향을 미치기 때문) ▲동일한 체적 대비 외기에 접하는 면적 비율을 최소화한 매스 계획 등이다. 하지만 전제조건은 대지의 상황과 사용자의 편의다. 사용자가 살기에 불편한 패시브하우스는 아무런 의미가 없기 때문이다.CHECK 2_고단열건물의 외피는 단열을 잘해야 한다. 혹한에도 열관류율(U-value)이 최대한 0.15W/(㎡K)여야 한다. 단열은 외벽, 지붕, 바닥 등 건물 외피 전체를 끊김 없이 둘러싸야 한다. 그러면 독일 패시브하우스 기준은 무엇 때문에 0.15W/㎡K까지 열관류율을 낮췄을까. 한국패시브건축협회에선 두 가지 이유로 설명한다. 첫 번째, 경제성을 떠나 실내에 결로와 곰팡이로 인한 하자를 막을 수 있는 열관류율이기 때문이다. 즉, 실내의 위생과 쾌적성을 위한 조건이다. 두 번째, 경제성이 줄어들지만, 그래도 0.15W/㎡K까지 현재의 에너지비용으로 볼 때 경제성이 있기 때문이다(물론 에너지비용이 더 올라가면 더 두꺼운 단열재도 경제성이 생길 수 있다). CHECK 3_열교 차단패시브하우스는 열교 없는 디테일로 시공해야 한다. 파라펫, 발코니, 창호 주변 등의 선형 열교와 단열 고정핀의 점형 열교를 차단할 수 있는 계획과 시공이 필요하다. 하지만 높은 시공비 때문에 단열만 강화하는데, 그 결과는 하자로 이어질 가능성이 높다. 단열재만 두껍게 하고 열교를 무시하면 결로와 곰팡이가 발생할 가능성이 높다. 이로 인해 구조·위생적 문제뿐만 아니라 상당량의 열손실을 발생시켜 애써 두껍게 시공한 단열재 성능과 주거 환경을 떨어뜨린다. CHECK 4_고기밀틈새로 제어할 수 없는 공기 누출이 50㎩의 압력으로 테스트할 때, 시간당 전체 건물 규모에서 0.6회보다 적어야 한다. 50㎩은 기후 조건의 영향을 최소화하기 위한 압력차로 약 9m/s의 바람이 불어올 때 생기는 압력에 상응한다. 틈새로 외부에서 들어오는 바람[浸氣]은 거주자에게 추위와 불쾌감을 느끼게 한다. 반대로 외부로 새나가는 바람 누기[漏氣], 특히 수분을 함유한 누기는 구조체를 손상시키는 결로의 원인이다. 참고로 실내온도 20℃, 상대습도 50%인 경우 1㎜ 틈새로 하루 360g의 습기가 빠져나간다. 따라서 건물 외측에 투습·방수층을, 내측에 기밀·방습층을 시공해야 한다. 또한, 기밀면을 잘 확보하고 창호, 케이블, 배관 주변에 기밀 테이프를 시공한다. 패시브하우스는 기밀 성능을 확인하기 위해 시공 중, 시공 후에 기밀 테스트[Blower Door Test]를 실시한다. 한국친환경건축설비학회에서 권장하는 기밀 성능 기준은 모든 건물은 5.0회 이하, 저에너지하우스는 3.0회 이하, 제로에너지하우스는 1.5회 이하다. CHECK 5_패시브하우스 창호열관류율이 0.80W/(㎡·K)을 벗어나서는 안 되며, 빛투과율(g-values) 성능이 50%여야 한다. 채광과 조망을 위한 창호는 단열에 가장 취약한 부분이다. 따라서 패시브하우스에 열관류율이 낮고 기밀성이 우수하며 빛투과율이 높은 삼중 로이Low-E 유리 시스템창호를 주로 사용한다. 로이(Low-emissivity)는 낮은 방사율을 뜻한다. 유리 표면에 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅한 것으로 열의 이동을 최소화하는 에너지 절약형 유리로 저방사 유리라고도 한다. 특성상 복층으로 가공하며 코팅면이 내판 유리의 바깥쪽으로 오도록 만든다. 창을 통해 들어오는 가시광선은 대부분 안으로 투과시켜 실내를 밝게 유지하면서 겨울에 난방열이 밖으로 빠져나가지 못하도록 차단하고, 여름에 바깥 열기의 유입을 차단하는 역할을 하므로 냉·난방비를 줄일 수 있다. 단판유리에 비해 약 50%, 일반 복층유리에 비해 약 25%의 에너지 절감 효과가 있다고 알려졌다. 로이유리의 종류는 코팅 제조 방법에 따라 파이롤리틱Pyrolytic 공법에 의한 하드 로이Hard Low-E와 스퍼터링Sputtering 공법에 의한 소프트 로이Soft Low-E로 구분한다. CHECK 6_외부 차양한국패시브건축협회는 한옥의 처마가 건물 외부에 있듯이 일사열을 효과적으로 차단하려면, 모든 차양시설을 외부에 설치해야 한다고 한다. 이는 유럽의 경우(여름철 해가 늦게 떠 있어 잠을 잘 수 없는 상황과 맞물린 결과이기는 하나) 이미 외부 차양을 거의 모든 건물에 필수로 사용하는 이유다. 즉, 외부 차양 또는 처마 없이 일사 에너지를 막기 어렵다. 우리나라는 커튼이나 블라인드를 대개 실내에 설치한다. 실내 쪽 블라인드는 열을 그리 많이 막아주지 않는다. 이론적으로 보면 명확하다. 일사 에너지는 단파다. 유리의 특성은 단파는 쉽게 통과시키고 장파는 잘 통과시키지 못한다(이를 이용한 것이 유리온실 또는 비닐하우스다). 즉, 단파 태양에너지가 유리를 통과해 실내로 들어오긴 쉽지만, 실내로 들어온 일사가 물체에 닿으면 장파인 열에너지로 변한다. 이 열에너지가 다시 유리를 통해 밖으로 빠져나가기는 어렵다는 뜻이다. 그러므로 태양에너지는 유리를 통과해 실내로 들어오기 전에 차단해야 효과가 크다. CHECK 7_열회수 환기장치열회수 환기장치는 쾌적한 실내 공기질 유지와 에너지를 절약하기 위해 필요하다. 에너지 절약 측면에서 배출되는 공기 중의 폐열을 적어도 75% 이상 신선한 공기로 전도해야 한다. 패시브하우스는 주택 전체가 풍선처럼 기밀하므로 환기가 매우 중요하다. 창을 열어 환기하면 겨울철엔 내부의 따듯한 공기가 외부로 빠져나가고, 여름철엔 외부에서 더운 공기가 내부로 유입되기에 열교환 소자와 팬으로 구성된 열회수 환기장치는 필수다. 우리나라 겨울의 경우 외부로 나가는 따뜻한 공기의 에너지와 내부에 공급되는 차가운 공기의 에너지를 교환하는 열회수 환기장치로 90% 이상의 에너지를 회수할 수 있다고 한다. 바깥 온도가 0℃이고 실내온도가 20℃라면, 이 장치를 통과한 실내 공기는 2℃가 되어 나가고, 바깥 공기는 18℃가 되어 들어온다는 것이다. 에너지 흐름의 차단과 신선한 공기 공급의 충돌을 거의 완벽하게 해결해주는 열회수 환기장치는 이제 사계절 기승을 부리는 미세먼지 때문이라도 필수다. 한국형 패시브하우스 설계 의무화패시브하우스는 인간에게 최대한 쾌적한 주거 환경을 제공해주기 위한 연구 결과물이고, 패시브하우스를 하다 보니 에너지 절감은 덤으로 따라온 것이다. 물론 에너지 자원 고갈과 기후 변화 위기를 고려하면 에너지 절감은 중요하다. 특히, 지구 표면에서 2%에 불과한 도시에서 전 세계 온실 가스의 80%를 배출하는 현실은 매우 심각하다. 그래서 전 세계는 2013년 바르샤바 총회에서 각국의 자발적 온실가스 감축 방안 제출에 합의했고, 온실가스 배출량 7위인 우리나라도 2015년에 ‘2030 BAU’대비 37% 온실가스 감축 목표를 제출했다.※ 2030 BAU(Business As Usual): 2030년 온실가스 배출 전망치. 의도적인 감축 노력을 하지 않고 지금 추세로 진행할 때 2030년 배출될 온실가스의 총량.국토교통부에선 2009년에 건축물 분야 온실가스 절감을 위해 2017년 패시브하우스 의무화와 2025년 제로에너지빌딩 의무화 로드맵을, 그리고 2014년에 제로에너지 빌딩 활성화 방안을 발표했다. 2017년 제로에너지빌딩 상용화, 패시브 설계 의무화(주거 2017∼, 비주거 2020∼), 2020년 소형 공공건축물 제로에너지 의무화, 2025년 신축 건물 제로에너지 의무화하겠다는 것이다. ㎡당 연간 에너지 소비를 2009년 기준 20ℓ(에너지 고소비형 주택)에서, 2012년에 14ℓ(에너지 저소비형 주택), 2017년 8ℓ(패시브하우스), 2025년 zero(제로에너지하우스)가 목표다.패시브하우스의 기준을 독일패시브하우스연구소(1.5ℓ)와 달리 국토부는 8ℓ로 정했다(한국패시브건축협회 5ℓ). 우리나라의 기후적 특성 및 바닥 난방을 하는 거주 환경 때문에 독일 기준을 적용할 경우 오버 히팅이 발생하기 때문이다. 기후적 차이를 보면 독일은 겨울에 저온 다습하고 여름에 고온 건조한 반면, 우리나라는 겨울에 저온 건조하고 여름에 고온 다습하다. 또 독일은 여름에 일사량이 높은 반면, 우리나라는 겨울에 일사량이 높다. 무엇보다 독일의 기준은 공기 난방을 기본으로 만들어진 것이기에, 이 기준을 바닥 난방을 하는 우리나라에 적용하면 열량이 남아돈다. 간절기에 바닥이 차가워 난방하면 더워서 창문을 열어야 할 정도다. 따라서 우리나라는 독일과 비교해 낮은 수준의 패시브하우스(저에너지하우스) 기준을 적용해도 50∼60% 냉·난방 에너지 사용량을 줄이면서 쾌적한 주거 환경을 만들 수 있다는 것이다. 바로 우리나라 기후 환경과 난방 문화를 반영한 한국형 패시브하우스다. 서울 노원구 제로에너지주택단지 내 목업Mock-up 주택. 외단열과 고성능 창호, 열교 차단 장치, 외부 차양 등 주택에서 불필요하게 낭비되는 에너지를 막는 각종 장치가 설치돼 있다. 앞에서 패시브하우스의 탄생 배경과 정의, 체크 요소 등을 중심으로 살펴보았다. 주택을 왜 패시브하우스로 지어야 하는가. 답은 간단하다. 거주자에게 쾌적한 실내 환경을 제공하고, 미세먼지를 통해 알 수 있듯 온실가스를 줄여야 하기 때문이다. ·열전도_열을 재료 앞쪽 표면에서 뒤쪽 표면으로 전달하는 것·열전도율_균일한 두께(1m)와 면적(1㎡)의 재료 앞쪽 표면에서 뒤쪽 표면으로 1℃ 온도 차로 1시간 전달된 열량(단위 W/mk 또는 ㎉/m.h.℃)·열관류_벽체 같은 고체를 통해 공기층에서 공기층으로 열이 전해지는 것·열관류율_특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성. 연관류율=열전도율÷두께(단위 W/㎡k 또는 ㎉/㎡.h.℃)·열저항_여러 가지 재료가 혼합된 경우 열관류율을 구하기 위해 사용한다. 재료의 두께를 열전도율로 나눈 값(㎡k/W)이다. 결국 열관류율의 역수이며, 여러 재료가 혼합된 구조체의 열관류율을 구할 때는 각 재료마다 두께(m)를 열전도율로 나눈 열저항값을 더한 뒤에 1로 나누면 열관류율이 나온다.·투습 저항(sd)값_습기가 어떤 재료를 통과할 때의 저항을 공기층 두께로 환산한 것. PE 필름(200micron)은 sd값이 20m이다. 즉, 습기가 PE 필름을 통과할 때 걸리는 저항이 공기층 20m를 통과할 때 저항과 같다는 뜻이다. 또한 석고보드의 sd값은 0.1m로 습기가 석고보드를 통과할 때 걸리는 저항이 공기층 10㎝ 정도밖에 안 된다. 한국형 패시브하우스 선택 아닌 필수01Ⅰ살수록 건강해지는 집, 패시브하우스 (사)한국패시브건축협회 최정만 회장02Ⅰ패시브하우스 정의와 체크 요소03Ⅰ패시브하우스 핵심은 기밀과 습기 제어04Ⅰ우리 집 건강 지킴이, 열회수 환기장치 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

패시브하우스 정의와 체크 요소 정부는 <건축물의 에너지절약 설계기준>에 따른 단열 법규를 지켜서 주택을 패시브하우스 수준으로 설계하고 시공할 것을 권장한다. 하지만 건축주 상당수는 패시브하우스란 이름은 들어봤지만, 패시브하우스를 왜 지어야 하는지 어리둥절하기만 하다. 패시브하우스의 정의와 체크 요소를 통해 왜 패시브하우스로 지어야 하는지 해답을 찾아보자. 글 윤홍로 기자 | 사진 백홍기 기자 취재협조 (사)한국패시브건축협회 02-474-6621 www.phiko.kr ‘2017년부터 패시브하우스 수준으로 강화, 2025년부터 제로에너지 수준으로 의무화’, 하지만 패시브하우스로 주택을 지어야 하는 이유에 대해 궁금해하는 (예비)건축주가 적잖다. 패시브하우스는 독일에서 1988년 5월 스웨덴의 보 아담슨 교수와 독일의 볼프강 페이스트 교수의 아이디어로 태동했다. 배경은 2차 세계대전 후 폐허를 재건하다가 부서진 건물의 단면 안쪽이 모두 까맣게 썩은 것을 통해 곰팡이의 심각성을 알게 됐다. 그 후 곰팡이에 대한 원인과 해결 방안을 연구했고, 그 결과 결로와 곰팡이가 근본적으로 발생하지 않는 쾌적하고 건강한 주택을 짓기 위한 패시브하우스의 개념을 수립했다. 고성능 시스템창호 패시브하우스란 무엇일까. 패시브하우스연구소[Passive House Institute]의 패시브하우스에 대한 정의다. “직접적 난방 설비의 도움 없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비 수단으로 조금 온도를 올리거나 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.”, “에너지 효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세 가지 요소 중 한 가지라도 만족시키지 못할 경우 진정한 패시브하우스가 아니다.”_ 정성적 정의 패시브하우스의 요구 조건(평가 기준) ▲연간 난방 에너지 요구량: 15㎾h/㎡·a 이하 ▲최대 난방 부하: 10W/㎡ 이하 ▲연간 냉방 에너지 요구량(필요시): 15㎾h/㎡·a 이하 ▲1차 에너지 소요량(전기 사용 포함): 120㎾h/㎡·a 이하(냉방, 난방, 조명, 급탕, 환기, 콘센트) ▲기밀성 테스트(n50): 0.6/h 이하 _ 정량적 정의 패시브하우스 체크 요소 CHECK 1_향을 고려한 배치 설계 한국패시브건축협회는 패시브하우스에서 일사 취득과 손실의 상관관계에 있어 향이 절대적인 요소를 차지한다고 한다. 따라서 동일한 형태의 주택이라도 남향 배치와 북향 배치의 열손실과 취득의 차이는 상당하기 때문에 평면 배치에 있어 남향 또는 동향의 배치를 원활하게 조정해야 한다. 또한 외기에 접하는 면적을 최소화하는 것이 열손실을 막는 데 중요한 인자로 작용하므로 가능한 단순한 형태를 지향하는 것이 좋다. 원칙은 ▲동·남향 배치를 고려한 평면 구성 ▲주 사용실은 동·남향에, 부 사용실은 북·서향에 배치(창호 면적에 절대적인 영향을 미치기 때문) ▲동일한 체적 대비 외기에 접하는 면적 비율을 최소화한 매스 계획 등이다. 하지만 전제조건은 대지의 상황과 사용자의 편의다. 사용자가 살기에 불편한 패시브하우스는 아무런 의미가 없기 때문이다. CHECK 2_고단열 건물의 외피는 단열을 잘해야 한다. 혹한에도 열관류율(U-value)이 최대한 0.15W/(㎡K)여야 한다. 단열은 외벽, 지붕, 바닥 등 건물 외피 전체를 끊김 없이 둘러싸야 한다. 그러면 독일 패시브하우스 기준은 무엇 때문에 0.15W/㎡K까지 열관류율을 낮췄을까. 한국패시브건축협회에선 두 가지 이유로 설명한다. 첫 번째, 경제성을 떠나 실내에 결로와 곰팡이로 인한 하자를 막을 수 있는 열관류율이기 때문이다. 즉, 실내의 위생과 쾌적성을 위한 조건이다. 두 번째, 경제성이 줄어들지만, 그래도 0.15W/㎡K까지 현재의 에너지비용으로 볼 때 경제성이 있기 때문이다(물론 에너지비용이 더 올라가면 더 두꺼운 단열재도 경제성이 생길 수 있다). CHECK 3_열교 차단 패시브하우스는 열교 없는 디테일로 시공해야 한다. 파라펫, 발코니, 창호 주변 등의 선형 열교와 단열 고정핀의 점형 열교를 차단할 수 있는 계획과 시공이 필요하다. 하지만 높은 시공비 때문에 단열만 강화하는데, 그 결과는 하자로 이어질 가능성이 높다. 단열재만 두껍게 하고 열교를 무시하면 결로와 곰팡이가 발생할 가능성이 높다. 이로 인해 구조·위생적 문제뿐만 아니라 상당량의 열손실을 발생시켜 애써 두껍게 시공한 단열재 성능과 주거 환경을 떨어뜨린다. CHECK 4_고기밀 틈새로 제어할 수 없는 공기 누출이 50㎩의 압력으로 테스트할 때, 시간당 전체 건물 규모에서 0.6회보다 적어야 한다. 50㎩은 기후 조건의 영향을 최소화하기 위한 압력차로 약 9m/s의 바람이 불어올 때 생기는 압력에 상응한다. 틈새로 외부에서 들어오는 바람[浸氣]은 거주자에게 추위와 불쾌감을 느끼게 한다. 반대로 외부로 새나가는 바람[漏氣], 특히 수분을 함유한 누기는 구조체를 손상시키는 결로의 원인이다. 참고로 실내온도 20℃, 상대습도 50%인 경우 1㎜ 틈새로 하루 360g의 습기가 빠져나간다. 따라서 건물 외측에 투습·방수층을, 내측에 기밀·방습층을 시공해야 한다. 또한, 기밀면을 잘 확보하고 창호, 케이블, 배관 주변에 기밀 테이프를 시공한다. 패시브하우스는 기밀 성능을 확인하기 위해 시공 중, 시공 후에 기밀 테스트[Blower Door Test]를 실시한다. 한국친환경건축설비학회에서 권장하는 기밀 성능 기준은 모든 건물은 5.0회 이하, 저에너지하우스는 3.0회 이하, 제로에너지하우스는 1.5회 이하다. CHECK 5_패시브하우스 창호 열관류율이 0.80W/(㎡·K)을 벗어나서는 안 되며, 빛투과율(g-values) 성능이 50%여야 한다. 채광과 조망을 위한 창호는 단열에 가장 취약한 부분이다. 따라서 패시브하우스에 열관류율이 낮고 기밀성이 우수하며 빛투과율이 높은 삼중 로이Low-E 유리 시스템창호를 주로 사용한다. 로이(Low-emissivity)는 낮은 방사율을 뜻한다. 유리 표면에 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅한 것으로 열의 이동을 최소화하는 에너지 절약형 유리로 저방사 유리라고도 한다. 특성상 복층으로 가공하며 코팅면이 내판 유리의 바깥쪽으로 오도록 만든다. 창을 통해 들어오는 가시광선은 대부분 안으로 투과시켜 실내를 밝게 유지하면서 겨울에 난방열이 밖으로 빠져나가지 못하도록 차단하고, 여름에 바깥 열기의 유입을 차단하는 역할을 하므로 냉·난방비를 줄일 수 있다. 단판유리에 비해 약 50%, 일반 복층유리에 비해 약 25%의 에너지 절감 효과가 있다고 알려졌다. 로이유리의 종류는 코팅 제조 방법에 따라 파이롤리틱Pyrolytic 공법에 의한 하드 로이Hard Low-E와 스퍼터링Sputtering 공법에 의한 소프트 로이Soft Low-E로 구분한다. CHECK 6_외부 차양 한국패시브건축협회는 한옥의 처마가 건물 외부에 있듯이 일사열을 효과적으로 차단하려면, 모든 차양시설을 외부에 설치해야 한다고 한다. 이는 유럽의 경우(여름철 해가 늦게 떠 있어 잠을 잘 수 없는 상황과 맞물린 결과이기는 하나) 이미 외부 차양을 거의 모든 건물에 필수로 사용하는 이유다. 즉, 외부 차양 또는 처마 없이 일사 에너지를 막기 어렵다. 우리나라는 커튼이나 블라인드를 대개 실내에 설치한다. 실내 쪽 블라인드는 열을 그리 많이 막아주지 않는다. 이론적으로 보면 명확하다. 일사 에너지는 단파다. 유리의 특성은 단파는 쉽게 통과시키고 장파는 잘 통과시키지 못한다(이를 이용한 것이 유리온실 또는 비닐하우스다). 즉, 단파 태양에너지가 유리를 통과해 실내로 들어오긴 쉽지만, 실내로 들어온 일사가 물체에 닿으면 장파인 열에너지로 변한다. 이 열에너지가 다시 유리를 통해 밖으로 빠져나가기는 어렵다는 뜻이다. 그러므로 태양에너지는 유리를 통과해 실내로 들어오기 전에 차단해야 효과가 크다. CHECK 7_열회수 환기장치 열회수 환기장치는 쾌적한 실내 공기질 유지와 에너지를 절약하기 위해 필요하다. 에너지 절약 측면에서 배출되는 공기 중의 폐열을 적어도 75% 이상 신선한 공기로 전도해야 한다. 패시브하우스는 주택 전체가 풍선처럼 기밀하므로 환기가 매우 중요하다. 창을 열어 환기하면 겨울철엔 내부의 따듯한 공기가 외부로 빠져나가고, 여름철엔 외부에서 더운 공기가 내부로 유입되기에 열교환 소자와 팬으로 구성된 열회수 환기장치는 필수다. 우리나라 겨울의 경우 외부로 나가는 따뜻한 공기의 에너지와 내부에 공급되는 차가운 공기의 에너지를 교환하는 열회수 환기장치로 90% 이상의 에너지를 회수할 수 있다고 한다. 바깥 온도가 0℃이고 실내온도가 20℃라면, 이 장치를 통과한 실내 공기는 2℃가 되어 나가고, 바깥 공기는 18℃가 되어 들어온다는 것이다. 에너지 흐름의 차단과 신선한 공기 공급의 충돌을 거의 완벽하게 해결해주는 열회수 환기장치는 이제 사계절 기승을 부리는 미세먼지 때문이라도 필수다. 한국형 패시브하우스 설계 의무화 패시브하우스는 인간에게 최대한 쾌적한 주거 환경을 제공해주기 위한 연구 결과물이고, 패시브하우스를 하다 보니 에너지 절감은 덤으로 따라온 것이다. 물론 에너지 자원 고갈과 기후 변화 위기를 고려하면 에너지 절감은 중요하다. 특히, 지구 표면에서 2%에 불과한 도시에서 전 세계 온실 가스의 80%를 배출하는 현실은 매우 심각하다. 그래서 전 세계는 2013년 바르샤바 총회에서 각국의 자발적 온실가스 감축 방안 제출에 합의했고, 온실가스 배출량 7위인 우리나라도 2015년에 ‘2030 BAU’대비 37% 온실가스 감축 목표를 제출했다. ※ 2030 BAU(Business As Usual): 2030년 온실가스 배출 전망치. 의도적인 감축 노력을 하지 않고 지금 추세로 진행할 때 2030년 배출될 온실가스의 총량. 국토교통부에선 2009년에 건축물 분야 온실가스 절감을 위해 2017년 패시브하우스 의무화와 2025년 제로에너지빌딩 의무화 로드맵을, 그리고 2014년에 제로에너지 빌딩 활성화 방안을 발표했다. 2017년 제로에너지빌딩 상용화, 패시브 설계 의무화(주거 2017∼, 비주거 2020∼), 2020년 소형 공공건축물 제로에너지 의무화, 2025년 신축 건물 제로에너지 의무화하겠다는 것이다. ㎡당 연간 에너지 소비를 2009년 기준 20ℓ(에너지 고소비형 주택)에서, 2012년에 14ℓ(에너지 저소비형 주택), 2017년 8ℓ(패시브하우스), 2025년 zero(제로에너지하우스)가 목표다. 패시브하우스의 기준을 독일패시브하우스연구소(1.5ℓ)와 달리 국토부는 8ℓ로 정했다(한국패시브건축협회 5ℓ). 우리나라의 기후적 특성 및 바닥 난방을 하는 거주 환경 때문에 독일 기준을 적용할 경우 오버 히팅이 발생하기 때문이다. 기후적 차이를 보면 독일은 겨울에 저온 다습하고 여름에 고온 건조한 반면, 우리나라는 겨울에 저온 건조하고 여름에 고온 다습하다. 또 독일은 여름에 일사량이 높은 반면, 우리나라는 겨울에 일사량이 높다. 무엇보다 독일의 기준은 공기 난방을 기본으로 만들어진 것이기에, 이 기준을 바닥 난방을 하는 우리나라에 적용하면 열량이 남아돈다. 간절기에 바닥이 차가워 난방하면 더워서 창문을 열어야 할 정도다. 따라서 우리나라는 독일과 비교해 낮은 수준의 패시브하우스(저에너지하우스) 기준을 적용해도 50∼60% 냉·난방 에너지 사용량을 줄이면서 쾌적한 주거 환경을 만들 수 있다는 것이다. 바로 우리나라 기후 환경과 난방 문화를 반영한 한국형 패시브하우스다. 서울 노원구 제로에너지주택단지 내 목업Mock-up 주택. 외단열과 고성능 창호, 열교 차단 장치, 외부 차양 등 주택에서 불필요하게 낭비되는 에너지를 막는 각종 장치가 설치돼 있다. 앞에서 패시브하우스의 탄생 배경과 정의, 체크 요소 등을 중심으로 살펴보았다. 주택을 왜 패시브하우스로 지어야 하는가. 답은 간단하다. 거주자에게 쾌적한 실내 환경을 제공하고, 미세먼지를 통해 알 수 있듯 온실가스를 줄여야 하기 때문이다. <패시브 용어 사전> ·열전도_열을 재료 앞쪽 표면에서 뒤쪽 표면으로 전달하는 것 ·열전도율_균일한 두께(1m)와 면적(1㎡)의 재료 앞쪽 표면에서 뒤쪽 표면으로 1℃ 온도 차로 1시간 전달된 열량(단위 W/mk 또는 ㎉/m.h.℃) ·열관류_벽체 같은 고체를 통해 공기층에서 공기층으로 열이 전해지는 것 ·열관류율_특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성. 연관류율=열전도율÷두께(단위 W/㎡k 또는 ㎉/㎡.h.℃) ·열저항_여러 가지 재료가 혼합된 경우 열관류율을 구하기 위해 사용한다. 재료의 두께를 열전도율로 나눈 값(㎡k/W)이다. 결국 열관류율의 역수이며, 여러 재료가 혼합된 구조체의 열관류율을 구할 때는 각 재료마다 두께(m)를 열전도율로 나눈 열저항값을 더한 뒤에 1로 나누면 열관류율이 나온다. ·투습 저항(sd)값_습기가 어떤 재료를 통과할 때의 저항을 공기층 두께로 환산한 것. PE 필름(200micron)은 sd값이 20m이다. 즉, 습기가 PE 필름을 통과할 때 걸리는 저항이 공기층 20m를 통과할 때 저항과 같다는 뜻이다. 또한 석고보드의 sd값은 0.1m로 습기가 석고보드를 통과할 때 걸리는 저항이 공기층 10㎝ 정도밖에 안 된다.

【단열 & 기밀】 ③ 목구조 내단열로 열교 최소화, 선형 열교를 점형 열교로

아무리 좋은 단열재를 시공하더라도 목구조주택에서 약 20%의 면적을 차지하는 구조재의 열교를 그대로 방치한다면, 국부적인 에너지의 손실은 끊임없이 발생한다. 또한, 목구조에서 잘못된 외단열의 선택은 습기의 이동 경로를 차단함으로써 구조체가 부식되거나 화재의 위험에 노출되는 잘못된 결과물을 만들어낸다. 여기에서는 ISOVER의 효과적이면서 안전하고 비용 효율적인 열교 차단 솔루션을 살펴본다. 글 최은지 기자 도움말 생고뱅 코리아 02-508-8200 www.sgpplkorea.com ㈜해강인터내셔널 02-416-1511 스터드 열교 해결 방안(독일 등 유럽 공법)우리나라는 2017년 기준 <건축물의 에너지 절약 설계기준> 제2조(건축물의 열손실 방지 등)에서 열관류율을 중부지방의 경우 외기에 직접 면하는 벽은 0.260W/㎡·K 이하, 지붕은 0.150W/㎡·K 이하, 바닥(난방인 경우)은 0.180W/㎡·K 이하, 창 및 문은 1.500㎡·K 이하로 규정하고 있다. 열관류율 외에 단열재 두께도 등급별로 분류하고 있다(열전도율의 범위: (KS L 9016에 의한 20 ± 5℃ 시험 조건에서 열전도율). ‘가’등급 0.034W/m·K 이하, ‘나’등급 0.035~0.040W/m·K, ‘다’등급 0.041~0.046W/m·K, ‘라’등급 0.047~0.051W/m·K이다. 단열에서 열저항(R-Value)이 큰 단열재를 사용하는 것 못지않게 열교를 최소화하는 시공 기술이 중요하다. 하지만 단열을 아무리 잘하더라도 건물의 모든 외피를 열교 없이 시공하기란 쉽지 않은 일이다. ㈜해강인터내셔널 이정현 대표이사는 열교를 최소화하려면 내단열이 필요하다고 한다. 1차 단열시공 2″×2″(38㎜) 가로 상을 600㎜ 간격으로 걸고 내부에 단열재를 채움 ‘가’등급 단열재로 내단열 시공 경량 목구조는 목재 스터드가 일정한 간격으로 구조체를 형성하므로 어쩔 수 없이 구조적인 열교가 발생한다. 이런 구조의 열교를 최소화하려면 내단열을 추가해야 한다. 내부에 가로로 상을 대서 단열재를 넣어주는 공법이다. 그러면 스터드에 의한 선형 열교가 점형 열교로 바뀌어 현저하게 열교를 줄일 수 있다. 유럽에서 일반적인 공법으로 설비층 형성이 쉬워지며 기밀·방습지 시공도 용이해진다. 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

주택 에너지 다이어트는 쾌적한 주거 공간이 우선, 에너지 절감은 덤 우리나라는 2017년 1월부터 ‘제로에너지 건축물 인증제’를 시행하고 있다. 건축물의 에너지 성능을 정량적으로 평가해 제로에너지 실현 정도에 따라 5개 등급으로 구분해 인증하는 제도다. 이를 바탕으로 2025년부터 모든 신축 건물을 제로에너지로 의무화하겠다는 것이 정부의 목표다. 건축물의 에너지 성능은 가로 1m×세로 1m, 즉 1㎡당 연간 소비하는 난방 등유량으로 평가한다. 한국제로에너지건축협회의 자료를 보면 국내 건축물의 에너지 성능은 2001년을 기준으로 이전에 지은 것은 30ℓ하우스이며, 이후에 지은 것은 17ℓ하우스이다. 저에너지 건물은 1㎡당 연간 에너지(등유) 소비량을 기준으로 7ℓ는 저에너지하우스, 1.5ℓ는 패시브하우스, 0ℓ는 제로에너지하우스로 구분한다. 건물에서 사용하는 에너지 소비를 최소화하고 재생에너지를 적극 활용해야 비로소 제로에너지하우스를 지을 수 있다. 즉, 제로에너지하우스는 쾌적성을 중시하는 패시브하우스를 전제로 한다. 여기에서는 패시브하우스 실현을 위한 요소 기술인 고단열, 고기밀에 대해 살펴본다. 글 윤홍로 기자도움말 (사)한국패시브건축협회 www.phiko.kr (주)해강인터내셔널 이정현 대표 02-416-1511 독일 패시브하우스연구소[Passive House Institute]의 패시브하우스에 대한 정성적 정의다.“직접적 난방 설비의 도움 없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비 수단으로 조금 온도를 올리거나 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.”, “에너지 효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세 가지 요소 중 한 가지라도 만족시키지 못할 경우 진정한 패시브하우스가 아니다.” 그리고 정량적 정의는 ▲연간 난방 에너지 요구량: 15㎾h/㎡·a 이하 ▲1차 에너지 소요량: 120㎾h/㎡·a 이하(냉방, 난방, 조명, 급탕, 환기, 콘센트) ▲최대 난방 부하: 10W/㎡ 이하 ▲기밀도(n50): 0.6/h 이하 등이다. 이를 통해 패시브하우스가 건물의 에너지 절감보다 인간의 쾌적성을 더 중시하고 있음을 알 수 있다. (사)한국패시브건축협회에서도 “패시브하우스는 에너지 절감을 목적으로 개발된 건물이 아니다.”면서 “인간에게 최대한 쾌적한 주거 환경을 제공해 주기 위한 연구의 결과로 완성된 것인데, 이를 하다 보니 저절로 에너지 절감이 보너스로 따라 왔다고 봐도 무방하다.”고 한다. “신기후 체제(2015년 파리협정) 출범에 따라 건물 부분의 에너지 절약 및 국가 온실가스 감축 목표 달성하기 위한 것이다.”라고 밝힌 정부의 제로에너지하우스 로드맵하고는 접근 방법이 다르다. 인간 중심의 쾌적한 건축물우리는 어떤 환경일 때 쾌적감, 즉 상쾌하고 즐거운 기분이 들까. 미국 지리학자 워너 터중Werner H. Terjung은 쾌적대快適帶를 상대습도 30∼70%, 유효온도 17.7∼22.2℃ 범위로 보았다. 이 쾌적대는 인간이 나체로 휴식을 취할 때 혈관 운동 반사만으로 체온조절이 가능한 범위이며, 이 이하에서는 신진대사가 증가해 열 생산이 많아지고 발한發汗 작용에 의한 체온조절이 이루어진다고 한다(참고: 《지구과학사전》, 한국지구과학회 편찬, 북스힐). 그러면 열적으로나 공기질적으로 우리가 만족을 느끼는 쾌적한 건물은 무엇일까. (사)한국패시브건축협회에서는 ‘알맞은 온도의 신선한 공기가 하루 종일 들어오는 건물’로 정의하면서, 이것을 다음과 같이 정량적으로 설명하고 있다. 알맞은 온도 _ 패시브하우스에서는 열 교환 환기장치에서 들어오는 공기의 온도를 약 17℃라고 정한다. 이는 두 가지 의미를 지닌다. 첫 번째는 쾌적한 난방 온도가 20℃인데, 이 온도보다 3℃ 이상 차이가 날 경우 쾌적대에서 벗어난다고 보기 때문이다(인간이 통상적으로 쉽게 감지할 수 있는 온도 차이이기도 하다). 두 번째는 열교환 환기장치를 통해서 급기되는 최저 온도를 17℃ 로 설정한다는 뜻이다. 신선한 공기의 양 _ 패시브하우스에서는 매시간 공급돼야 하는 신선한 공기(외기)의 양을 약 30㎥/인·h으로 보고 있다. 이는 이산화탄소 농도를 기반으로 정해진 DIN1946-2에 근거한다. 그리고 우리나라의 1인당 공급 공기량은 25㎥/인·h이다. 일본의 기준을 따른 것인데, 이 값은 유럽 표준과도 동일하다. 우리는 상대습도 30∼70%, 유효온도 17.7∼22.2℃에서 상쾌하고 즐거운 기분이 느낀다. 쾌적한 건축물을 위한 열, 공기, 습기 제어건축물에서 ‘외피’는 거실 또는 거실 외 공간을 둘러싸고 있는 벽, 지붕, 바닥, 창 및 문 등이다. 즉, 외기에 직접 면하는 부분을 말한다. 이 외피는 에너지(열, 소리, 빛 등)와 유체(공기, 습기 등)의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 고단열, 고기밀을 통한 쾌적한 주택의 관건은 북미권에서 HAM이라고 부르는 열[Heat], 공기[Air], 습기[Moisture]의 흐름을 제어하는 데 있다. 경량 목구조 외피의 경우 열의 흐름은 단열재가 제어하며, 단열재의 내측에서 공기와 습기의 흐름은 기밀·방습지가 제어하고 단열재의 외측에서 물, 공기, 습기의 흐름은 투습·방수·방풍지가 제어한다.열의 흐름 제어 _ 열의 흐름은 전도[Thermal conduction], 대류[Connective heat transfer], 복사[Heat radiation]에 의해서 발생하며, 건물에서 열손실을 줄이려면 이들을 제어해야 한다. 전도 _ 물질 내에서 열에너지가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 것이다. 일반적으로 열전도는 금속, 비금속, 액체, 기체 순으로 작다. 금속은 자유 전자의 운동에 의해서, 액체는 분자의 진동 에너지에 의해서, 기체는 자유 운동을 하는 분자의 충돌에 의해서 에너지가 발생하여 열이 이동한다. 열전도는 단열을 통해서 제어하며, 지구상의 물질 중 열전도에 대한 저항이 가장 큰 재료는 ‘정지 상태의 공기’이다. 대부분의 단열재가 공기층을 형성할 수 있는 재료로 만들어지는 이유이다. 대류 _ 유체(기체, 액체)의 흐름에 의한 열전달, 즉 유체가 뜨거우면 비중이 가벼워져 상승하고 차가우면 비중이 무거워져 하강하는 원리다. 대류는 기밀을 통해서 제어한다. 복사 _ 태양이 지구를 데우듯 고온의 물체 표면에서 저온의 물체 표면으로 공간을 통한 열전달이다. 재료 표면의 특성에 따라 복사율이 달라지며, 복사는 저방사성[Low Emissivity] 표면을 가진 물질(예: Low-E 유리, 열 반사 단열재)로 제어한다. 이상적인 단열 구조는 생활 주변에서 흔히 볼 수 있는 보온병이다. ①고무로 밀폐한 부분으로 기밀 성능이 높아 대류에 의한 열전달이 발생하지 않는다. ②진공 부분으로 전도와 대류에 의한 열전달이 발생하지 않는다. ③알루미늄 코팅 부분으로 복사에 의한 열전달을 최소화한다. ④단열 부분으로 전도에 의한 열전달이 발생하지 않는다. 이처럼 보온병은 전체적으로 열교熱橋[Thermal Bridge]가 없는 구조이다. 이런 형태의 주택에다 문과 창호를 내고 열 교환 환기장치를 달면 바로 패시브하우스이다. 고단열에서 중요한 것은 콤팩트Compact한 외피 디자인을 통해 열 관류율을 벽, 지붕, 바닥은 0.15W/㎡·K 이하로 하고, 선형 및 점형 열교를 0.01W/m·K로 최소화하는 것이다. 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

쾌적한 주택이 우선, 에너지 절감은 덤 열, 공기, 습기 흐름 제어 건축물리학 우리나라는 2017년 1월부터 ‘제로에너지 건축물 인증제’를 시행하고 있다. 건축물의 에너지 성능을 정량적으로 평가해 제로에너지 실현 정도에 따라 5개 등급으로 구분해 인증하는 제도다. 이를 바탕으로 2025년부터 모든 신축 건물을 제로에너지로 의무화하겠다는 것이 정부의 목표다. 건축물의 에너지 성능은 가로 1m×세로 1m, 즉 1㎡당 연간 소비하는 난방 등유량으로 평가한다. 한국제로에너지건축협회의 자료를 보면 국내 건축물의 에너지 성능은 2001년을 기준으로 이전에 지은 것은 30ℓ하우스이며, 이후에 지은 것은 17ℓ하우스이다. 저에너지 건물은 1㎡당 연간 에너지(등유) 소비량을 기준으로 7ℓ는 저에너지하우스, 1.5ℓ는 패시브하우스, 0ℓ는 제로에너지하우스로 구분한다. 건물에서 사용하는 에너지 소비를 최소화하고 재생에너지를 적극 활용해야 비로소 제로에너지하우스를 지을 수 있다. 즉, 제로에너지하우스는 쾌적성을 중시하는 패시브하우스를 전제로 한다. 여기에서는 패시브하우스 실현을 위한 요소 기술인 고단열, 고기밀에 대해 살펴본다. 글 윤홍로 기자 도움말 (사)한국패시브건축협회 www.phiko.kr (주)해강인터내셔널 이정현 대표 02-416-1511 독일 패시브하우스연구소[Passive House Institute]의 패시브하우스에 대한 정성적 정의다. “직접적 난방 설비의 도움 없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비 수단으로 조금 온도를 올리거나 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.”, “에너지 효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세 가지 요소 중 한 가지라도 만족시키지 못할 경우 진정한 패시브하우스가 아니다.” 그리고 정량적 정의는 ▲연간 난방 에너지 요구량: 15㎾h/㎡·a 이하 ▲1차 에너지 소요량: 120㎾h/㎡·a 이하(냉방, 난방, 조명, 급탕, 환기, 콘센트) ▲최대 난방 부하: 10W/㎡ 이하 ▲기밀도(n50): 0.6/h 이하 등이다. 이를 통해 패시브하우스가 건물의 에너지 절감보다 인간의 쾌적성을 더 중시하고 있음을 알 수 있다. (사)한국패시브건축협회에서도 “패시브하우스는 에너지 절감을 목적으로 개발된 건물이 아니다.”면서 “인간에게 최대한 쾌적한 주거 환경을 제공해 주기 위한 연구의 결과로 완성된 것인데, 이를 하다 보니 저절로 에너지 절감이 보너스로 따라 왔다고 봐도 무방하다.”고 한다. “신기후 체제(2015년 파리협정) 출범에 따라 건물 부분의 에너지 절약 및 국가 온실가스 감축 목표 달성하기 위한 것이다.”라고 밝힌 정부의 제로에너지하우스 로드맵하고는 접근 방법이 다르다. 자료 (사)한국패시브건축협회 패시브하우스 실현을 위한 요소 기술은 고단열, 고기밀, 태양열 획득, 고효율 열회수 환기장치, 재생에너지(필수 요소 아님) 등이다. 인간 중심의 쾌적한 건축물 우리는 어떤 환경일 때 쾌적감, 즉 상쾌하고 즐거운 기분이 들까. 미국 지리학자 워너 터중Werner H. Terjung은 쾌적대快適帶를 상대습도 30∼70%, 유효온도 17.7∼22.2℃ 범위로 보았다. 이 쾌적대는 인간이 나체로 휴식을 취할 때 혈관 운동 반사만으로 체온조절이 가능한 범위이며, 이 이하에서는 신진대사가 증가해 열 생산이 많아지고 발한發汗 작용에 의한 체온조절이 이루어진다고 한다(참고: 《지구과학사전》, 한국지구과학회 편찬, 북스힐). 그러면 열적으로나 공기질적으로 우리가 만족을 느끼는 쾌적한 건물은 무엇일까. (사)한국패시브건축협회에서는 ‘알맞은 온도의 신선한 공기가 하루 종일 들어오는 건물’로 정의하면서, 이것을 다음과 같이 정량적으로 설명하고 있다. 우리는 상대습도 30∼70%, 유효온도 17.7∼22.2℃에서 상쾌하고 즐거운 기분이 느낀다. 알맞은 온도 _ 패시브하우스에서는 열 교환 환기장치에서 들어오는 공기의 온도를 약 17℃라고 정한다. 이는 두 가지 의미를 지닌다. 첫 번째는 쾌적한 난방 온도가 20℃인데, 이 온도보다 3℃ 이상 차이가 날 경우 쾌적대에서 벗어난다고 보기 때문이다(인간이 통상적으로 쉽게 감지할 수 있는 온도 차이이기도 하다). 두 번째는 열교환 환기장치를 통해서 급기되는 최저 온도를 17℃ 로 설정한다는 뜻이다. 신선한 공기의 양 _ 패시브하우스에서는 매시간 공급돼야 하는 신선한 공기(외기)의 양을 약 30㎥/인·h으로 보고 있다. 이는 이산화탄소 농도를 기반으로 정해진 DIN1946-2에 근거한다. 그리고 우리나라의 1인당 공급 공기량은 25㎥/인·h이다. 일본의 기준을 따른 것인데, 이 값은 유럽 표준과도 동일하다. 쾌적한 건축물을 위한 열, 공기, 습기 제어 건축물에서 ‘외피’는 거실 또는 거실 외 공간을 둘러싸고 있는 벽, 지붕, 바닥, 창 및 문 등이다. 즉, 외기에 직접 면하는 부분을 말한다. 이 외피는 에너지(열, 소리, 빛 등)와 유체(공기, 습기 등)의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 고단열, 고기밀을 통한 쾌적한 주택의 관건은 북미권에서 HAM이라고 부르는 열[Heat], 공기[Air], 습기[Moisture]의 흐름을 제어하는 데 있다. 경량 목구조 외피의 경우 열의 흐름은 단열재가 제어하며, 단열재의 내측에서 공기와 습기의 흐름은 기밀·방습지가 제어하고 단열재의 외측에서 물, 공기, 습기의 흐름은 투습·방수·방풍지가 제어한다. 열의 흐름 제어 열의 흐름은 전도[Thermal conduction], 대류[Connective heat transfer], 복사[Heat radiation]에 의해서 발생하며, 건물에서 열손실을 줄이려면 이들을 제어해야 한다. 전도[Thermal conduction]: 물질의 이동 없이 고온의 분자로부터 저온의 분자로 열전달. 공기는 지구상의 물질 중 열저항이 가장 큰 재료. 전통적인 단열재는 다공질로 공기를 포집하는 파이버Fiber 전도 _ 물질 내에서 열에너지가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 것이다. 일반적으로 열전도는 금속, 비금속, 액체, 기체 순으로 작다. 금속은 자유 전자의 운동에 의해서, 액체는 분자의 진동 에너지에 의해서, 기체는 자유 운동을 하는 분자의 충돌에 의해서 에너지가 발생하여 열이 이동한다. 열전도는 단열을 통해서 제어하며, 지구상의 물질 중 열전도에 대한 저항이 가장 큰 재료는 ‘정지 상태의 공기’이다. 대부분의 단열재가 공기층을 형성할 수 있는 재료로 만들어지는 이유이다. 대류[Connective heat transfer]: 유기(기체, 액체)의 흐름에 의한 열전달. 재료나 시공의 정확성에 의존하므로 제어하기 어려움 대류 _ 유체(기체, 액체)의 흐름에 의한 열전달, 즉 유체가 뜨거우면 비중이 가벼워져 상승하고 차가우면 비중이 무거워져 하강하는 원리다. 대류는 기밀을 통해서 제어한다. 복사[Heat radiation]: 고온의 물체 표면에서 저온의 물체 표면으로 공간을 통해 열전달. 복사는 저방사성 물질로 제어 복사 _ 태양이 지구를 데우듯 고온의 물체 표면에서 저온의 물체 표면으로 공간을 통한 열전달이다. 재료 표면의 특성에 따라 복사율이 달라지며, 복사는 저방사성[Low Emissivity] 표면을 가진 물질(예: Low-E 유리, 열 반사 단열재)로 제어한다. 이상적인 단열 구조는 생활 주변에서 흔히 볼 수 있는 보온병이다. ①고무로 밀폐한 부분으로 기밀 성능이 높아 대류에 의한 열전달이 발생하지 않는다. ②진공 부분으로 전도와 대류에 의한 열전달이 발생하지 않는다. ③알루미늄 코팅 부분으로 복사에 의한 열전달을 최소화한다. ④단열 부분으로 전도에 의한 열전달이 발생하지 않는다. 이처럼 보온병은 전체적으로 열교熱橋[Thermal Bridge]가 없는 구조이다. 이런 형태의 주택에다 문과 창호를 내고 열 교환 환기장치를 달면 바로 패시브하우스이다. 고단열에서 중요한 것은 콤팩트Compact한 외피 디자인을 통해 열 관류율을 벽, 지붕, 바닥은 0.15W/㎡·K 이하로 하고, 선형 및 점형 열교를 0.01W/m·K로 최소화하는 것이다.

['18년 1월호 특집] 목구조 내단열로 열교 최소화 선형 열교를 점형 열교로

목구조 내단열로 열교 최소화 선형 열교를 점형 열교로 아무리 좋은 단열재를 시공하더라도 목구조주택에서 약 20%의 면적을 차지하는 구조재의 열교를 그대로 방치한다면, 국부적인 에너지의 손실은 끊임없이 발생한다. 또한, 목구조에서 잘못된 외단열의 선택은 습기의 이동 경로를 차단함으로써 구조체가 부식되거나 화재의 위험에 노출되는 잘못된 결과물을 만들어낸다. 여기에서는 ISOVER의 효과적이면서 안전하고 비용 효율적인 열교 차단 솔루션을 살펴본다. 글 최은지 기자 도움말 생고뱅 코리아 02-508-8200 www.sgpplkorea.com ㈜해강인터내셔널 02-416-1511 스터드 열교 해결 방안(독일 등 유럽 공법) 우리나라는 2017년 기준 <건축물의 에너지 절약 설계기준> 제2조(건축물의 열손실 방지 등)에서 열관류율을 중부지방의 경우 외기에 직접 면하는 벽은 0.260W/㎡·K 이하, 지붕은 0.150W/㎡·K 이하, 바닥(난방인 경우)은 0.180W/㎡·K 이하, 창 및 문은 1.500㎡·K 이하로 규정하고 있다. 열관류율 외에 단열재 두께도 등급별로 분류하고 있다(열전도율의 범위: (KS L 9016에 의한 20 ± 5℃ 시험 조건에서 열전도율). ‘가’등급 0.034W/m·K 이하, ‘나’등급 0.035~0.040W/m·K, ‘다’등급 0.041~0.046W/m·K, ‘라’등급 0.047~0.051W/m·K이다. 단열에서 열저항(R-Value)이 큰 단열재를 사용하는 것 못지않게 열교를 최소화하는 시공 기술이 중요하다. 하지만 단열을 아무리 잘하더라도 건물의 모든 외피를 열교 없이 시공하기란 쉽지 않은 일이다. ㈜해강인터내셔널 이정현 대표이사는 열교를 최소화하려면 내단열이 필요하다고 한다. 01 1차 단열시공 02 2″×2″(38㎜) 가로 상을 600㎜ 간격으로 걸고 내부에 단열재를 채움 03 ‘가’등급 단열재로 내단열 시공 경량 목구조는 목재 스터드가 일정한 간격으로 구조체를 형성하므로 어쩔 수 없이 구조적인 열교가 발생한다. 이런 구조의 열교를 최소화하려면 내단열을 추가해야 한다. 내부에 가로로 상을 대서 단열재를 넣어주는 공법이다. 그러면 스터드에 의한 선형 열교가 점형 열교로 바뀌어 현저하게 열교를 줄일 수 있다. 유럽에서 일반적인 공법으로 설비층 형성이 쉬워지며 기밀·방습지 시공도 용이해진다. 경량 목구조의 스터드를 통한 열교 목조주택은 전체 면적의 최대 20%까지 단열재가 없는 목재의 면적으로 구성되며, 목재는 단열재보다 6배 정도 열전도율이 높기 때문에 이 면적을 통해서 에너지가 끊임없이 유출된다.

경량 목구조 고단열 비법 건축물 에너지 절감은 단열에서부터 주거 공간에서 거주자는 쾌적함, 즉 상쾌하고 즐거운 기분이 들어야 한다. 우리의 몸은 적당한 온도와 습도, 속도가 있는 공기 속에 있을 때 쾌적함을 느낀다. 교문사의 《주거건축계획》을 보면 “민족과 개인에 따라서 다소 차이가 있으나, 일반적으로 온도는 20℃ 내외, 습도는 40∼60%, 풍속은 0.5m/sec 이하가 적당하다. 그러나 취침 시에 두꺼운 침구를 사용하여 숙면할 수 있는 쾌적한 온도는 대체로 낮아서 14∼16℃이다”고 한다. 주거 공간에서 이러한 조건의 쾌적함은 냉난방을 통해 어느 정도 유지할 수 있지만, 문제는 가정경제적으로 감내하기 어려운 난방비이다. 그래서 난방비를 줄이면서 쾌적한 주거 공간을 유지하고자 저에너지 하우스, 패시브 하우스, 제로 에너지 하우스 등 에너지 절감형 주택 개발에 노력하는 것이다. 그 가운데 한 가지 요소가 실내의 열손실을 차단하는 단열이다. ※ 본고는 ㈜해강인터내셔널 이정현 대표의 ‘고단열과 고기밀을 통한 건축물 에너지 다이어트’를 바탕으로 한 것임. 정리 윤홍로 기자 취재 협조 ㈜해강인터내셔널 02-416-1511 단열이란 겨울철엔 실내에서 실외로 새는 열 손실을, 여름철엔 실외에서 실내로 들어오는 열 취득을 효과적으로 제어하는 것을 말한다. 단열 성능이 좋은 주택이 겨울에 따듯하고 여름에 시원한 이유이다. 단열하는 목적은 첫째, 실내 열 환경을 개선해 쾌적감을 높이는 데 있다. 내벽의 표면 온도를 실내 온도와 비슷하게 조절해 불쾌감을 없애고, 외벽 등을 통해 외기 변화와 일사日射에 의한 영향을 줄임으로써 쾌적감을 높이는 것이다. 둘째, 에너지 절약으로, 내외부 간 열의 이동을 차단해 에너지 사용량뿐만 아니라 냉난방 설비 시스템의 용량을 줄이는 데 있다. 셋째, 내벽의 표면 온도를 이슬점[露點] 온도 이상으로 유지해 결로를 방지하는 데 있다. 단열은 일반적으로 사용 재료에 따라서 성형 단열 공법과 현장 발포 공법, 뿜칠 공법으로, 시공 위치에 따라서 내단열 공법, 중단열 공법, 외단열 공법으로 분류한다. 사용 재료에 따른 분류 성형 단열 공법_구조체를 시공한 뒤에 성형 단열재를 접착제로 접착하거나 구조체와 동시에 시공하는 공법이다. 성형 단열재는 발포 폴리스티렌 보드, 암면 펠트 등 여러 형태의 제품이 있다. 이 공법은 구조체와 동시에 타설할 수 있고 가격이 저렴한 편이다. 하지만 접합부가 많아 그 부위로 습기가 침입하기 쉬우며, 구조체로부터 단열재의 탈락을 방지하고자 장착한 핀이 열교겞챰?역할을 할 수도 있다. 따라서 결로를 방지하고 구조체를 보호하려면 습기와 열교 냉교에 대한 보완이 필요하다. 현장 발포 공법_구조체를 시공할 때 구조체 내에 중공 부위를 만들고, 그 부위에 단열재를 발포하는 공법이다. 단열재로 요소 발포 보온재(우레아 폼), 우레탄 발포 보온재 등을 사용한다. 간단한 발포 장치를 사용해 복잡한 모양의 공간에 골고루 주입할 수 있으며, 표면 마무리 상태가 양호하고 시공이 간편하다. 단, 조적조의 경우 사춤 모르타르를 부실 시공하면 완벽한 충진이 어렵다. 또한, 주입 재료의 건조 시 재료의 부피 수축에 의한 틈새 발생을 막기 위해 수축률이 적은 재료를 선택해야 한다. 뿜칠 단열 공법_복잡한 모양의 단면에도 단열재를 골고루 시공할 수 있다. 뿜칠 단열재는 경질 우레탄 폼, 암면 등이 있으며, 단열과 방화 측면에서 성능이 우수한 편이다. 기타_재료 개발에 따라 구조체 자체의 단열성을 높인 신소재의 출현으로 단열재를 별도로 시공하지 않거나, 재료의 모르타르화에 의해 바르는 단열 공법 등이 있다. 시공 부위에 따른 단열 분류 구조체를 기준으로 단열재의 시공 위치에 따라 내단열, 중단열, 외단열 공법으로 분류한다. 내단열 공법_경량 목구조나 경량 철골조(스틸하우스 포함) 등 구조체와 같은 면에 단열 시공하는 공법, 그리고 노출 콘크리트와 같이 구조가 외부로 노출돼 실내 측에 단열 시공하는 공법이다. 외단열 공법에 비해 냉난방 부하가 적지만, 단열 면적이 상대적으로 더 넓다. 중단열 공법_구조체 내부 중간에 단열재를 시공하는 공법으로, 중공층을 가진 조적조와 프리캐스트 콘크리트 패널Precast Concrete Panel 등과 같이 공장 생산 과정에서 많이 사용한다. 가격이 비싼 편이지만, 내부 결로 위험성이 적고 특히 공장 제품은 시공성도 우수하다. 외단열 공법_구조체 외부 면에 폴리스티렌 폼과 같은 단열재를 부착하고 코트류로 마감하는 드라이비트, 스타코 등의 공법, 그리고 구조체 외부에 열 반사 단열재와 같은 단열재를 부착하고 석재 등을 시공하는 공법이다. 보와 기둥 등의 영향을 적게 받기에 단열 성능이 균질하지만, 구조체까지 포함한 냉난방 부하로 초기 운전 시 에너지 소비가 내단열에 비해 높은 편이다. 경량 목구조 외피의 고단열 방법 우리나라에 패시브 하우스가 지어진 것은 5, 6년 전으로 역사가 그리 깊지 않음에도 많은 사람이 패시브 하우스에 관심을 갖고 있다. 패시브 하우스 요소 기술은 고단열(열교 없는), 고기밀, 태양열 획득(고성능 창호), 고효율 열 회수 환기장치이다. 이중 고성능 창호란, 창으로 열이 새는 것보다 태양광을 받아서 더 많은 열을 획득하는 것이다. 고단열에서 중요한 것은 콤팩트한 외피 디자인이다. 정부는 2013년 9월 1일부로 「건축물의 에너지 절약 설계 기준」을 통해 건축물의 단열 기준을 30∼40% 강화했다. 중부 지역의 경우 외기에 직접 면하는 외벽의 열관류율이 거실은 0.36W/㎡K 이하에서 0.270W/㎡K 이하로, 지붕은 0.24W/㎡K 이하에서 0.180W/㎡K 이하로 강화했다. 열관류율과 아울러 단열재 두께도 규정하고 있는데, 단열재 등급을 보면 열전도율 기준으로 0.034W/mK 이하는 가등급, 0.035∼0.040W/mK는 나등급, 0.041∼0.046W/mk는 다등급, 0.047∼0.051W/mK는 라등급이다. 경량 목구조엔 보편적으로 다등급 글라스 울 단열재를 사용했다. 이젠 다등급 160㎜ 이상 글라스 울 단열재를 사용해야 단열 기준을 충족할 수 있다. 하지만 일반적으로 경량 목구조는 2"×6" 벽체(140㎜ 두께)이므로 160㎜ 다등급 단열재로 충진하면 20㎜만큼 눌려서 시공되므로 단열 성능은 140㎜밖에 나올 수 없다. 따라서 내·외단열을 추가하지 않는 이상 기존 다등급 단열재를 사용하는 2"×6" 구조로는 중부지방 단열 기준을 만족할 수 없다. 정부는 이 단열 기준을 2년 단위로 계속 강화해 나갈 것으로 예측된다. 그래야만 2017년 패시브 하우스 의무화, 2025년 제로 에너지 하우스 의무화에 도달할 수 있다. 우측의 ‘글라스 울의 밀도와 열전도율’ 그래프는 건식 공법에서 많이 사용하는 글라스 울의 밀도와 열전도율 관계이다. X축이 밀도이고 Y축이 열전도율이다. 현재 많이 사용하는 다등급 글라스 울 단열재 1㎥를 잘라 무게를 재면 9㎏이다. 최근 메이커에서 출시하기 시작한 나등급 글라스 울 단열재는 16㎏/㎥ 정도이고, 국내 가등급 글라스 울 단열재는 25㎏/㎥ 정도이다. 그래프를 보면 단열재의 밀도에 따라 열전도율이 급격히 떨어지다가 완만해진 후 일정해진다. 계속 밀도를 올리면 오히려 열전도율이 올라간다. 즉, 글라스 울 단열재의 밀도가 높다고 열전도율이 계속 좋아지는 것은 아니다. 글라스 울은 결국 유리 조각인데 유리의 열전도율은 상당히 높으므로 유리만큼 밀도가 높아지면 열전도율이 올라가기 때문이다. 그래서 구간별로 열전도율이 다르기에 어떤 밀도가 가장 경제적인 것이냐를 파악하는 것이 중요하다. 그래프를 보면 24∼32㎏/㎥ 구간이 밀도 대비 열전도율이 가장 좋다. 그런 이유로 유럽 쪽에서 주로 사용하는 그라스 울 단열재의 밀도는 대부분 24∼25㎏/㎥이다. 북미나 우리나라는 저밀도 글라스 울을 쓰는데, 과연 어떤 문제가 있을까. 지붕에 들어가는 글라스 울 단열재(R30, 다등급)는 밀도가 9㎏/㎥이므로 솜처럼 엉성하기에 서까래 사이를 꽉 채우지 못해 처짐 현상이 발생한다. 그런데 고밀도 글라스 울 단열재는 탄성이 있기에 서까래 사이를 꽉 채워준다. 열관류율은 열전도율을 시공 두께로 나눈 것(열관류율 = 열전도율 / 시공 두께)이기에 큰 차이가 있다. 저밀도 글라스 울 단열재는 그만큼 열이 샌다고 볼 수 있다. 글라스 울 단열재를 시공할 때 설비층 때문에 단열재를 눌러서 시공할 때가 많다. 그러면 설비층이 단열재를 누르기에 그만큼 단열 성능은 떨어진다. 단열재는 공칭 두께만큼 시공될 때만 그 단열 성능을 발휘한다. 외단열 미장 마감 공법의 습기 관리 요즘 경량 목구조에 단열을 더 보강하기 위해, 또는 외부 마감하기 위해 외단열 공법을 추가하는 현장을 많이 볼 수 있다. 우측의 ‘경량 목구조+외단열 미장 공법’ 그림은 일반적인 건식 구조에 스티로폼을 덧대고 스타코 공법으로 마감한 것이다. 이러한 시공법은 습기의 흐름에 문제가 발생할 수 있다. 스티로폼은 투습이 잘 안 되는 물질이다. 그래서 그림처럼 습기 관리를 위해 공기층을 두고, 이를 통해 습기를 밖으로 배출하는 구조로 가고 있다. 기존 공법에 배수 매트(Drainage mat), 메탈라스Metal lath 혹은 각상을 통해 배습층을 형성한다. 이중 가장 일반적인 것은 각상을 통해 배습층을 형성하는 것인데 몇 가지 문제가 있다. 각상을 통한 배습층을 형성하기 위한 시공비용은 40~50평을 기준으로 하여 약 200만 원 이상의 고비용이 발생한다. 또한, 단열을 보강하기 위해 외단열재를 붙일 때 생긴 공기층으로 찬 공기가 다니기에 대류에 의해 열 손실이 발생할 수 있다. 겨울철에 춥다고 오리털 파커를 입었는데, 오리털 파커가 피부에 밀착되지 않고 떠 있으면, 그 틈으로 찬 공기가 다니므로 몸이 차가워지는 것과 같은 이치이다. 그래서 기대한 것만큼 외단열 효과가 나오지 않는다. 이러한 경우 사용할 수 있는 자재가 수직 주름을 가진 타이벡Tyvek 드레인랩DrainWrap짋이다. 기존 공법에서 각상을 쳐서 공기층을 벌려주는 역할을 타이벡 드레인랩의 주름이 한다. 주름이 굉장히 미세하기에 대류에 의한 열 손실이 발생하지 않는 구조이다. 그러면 작은 틈새로 습기가 배출될 수 있을까. 습기는 물 사이즈의 50만분의 1밖에 안 되기에 배습에 문제가 없다. 이 주름으로 물도 흐르므로 습기에게 주름은 마치 고속도로와 같다. 타이벡 드레인랩은 자재비, 인건비, 공사 기간을 줄여주고, 외단열 효과를 극대화할 수 있는 자재이다. 시공 방법은 첫째, 타이벡 드레인랩을 펼쳐서 주름이 수직 방향이 되도록 한다. 이때 지나치게 팽팽하지 않도록 한다. 둘째, 수평 오버랩은 최소 100㎜, 수직 오버랩은 최소 150㎜를 유지하며, 타이벡 양면 테이프로 오버랩 부위를 밀봉한다. 셋째, 타이벡 드레인랩 위에 외단열재 전용 화스너를 사용해 고정한다. 이 과정에서 주의할 것은 수직 주름으로 습기가 배출되기에 오버랩 부위 안쪽에 양면 테이프로 고정하든지, 또는 다우 코닝Dow Corning짋에서 개발한 멤브레인 기밀 시공용 실리콘 실런트로 고정하는 것이 좋다. 일반적인 기밀 테이프는 시간이 지날수록 강도가 떨어지는 아크릴 유기화합물인 반면, 다우 코닝 실런트는 무기질로 접착 강도의 경시 변화가 거의 없으며 시공이 간편해 경비를 절감할 수 있다. 열교(Thermal Bridge) 최소화 시공_내단열 열교는 ‘열이 지나는 다리’라는 의미이다. 단열을 아무리 잘하더라도 모든 건물 외피를 열교 없이 시공하는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. 경량 목구조는 목재 스터드가 일정한 간격으로 구조체를 형성하므로 어쩔 수 없이 구조적인 열교가 발생한다. 이것은 벽체 전체의 약 9~10%로써 무시할 수 없는 열교이다. 이런 구조적인 열교를 최소화하는 방법은 내단열을 추가하는 것이다. 내부에 가로로 상을 대서 단열재를 넣어주면 스터드에 의한 선형 열교를 점형 열교로 바꿔 현저히 열교를 줄일 수 있다. 이런 공법은 유럽에서 일반적으로 사용하는 것으로 설비층 형성이 쉬워지며 기밀·방습지 시공도 용이해진다. 에너지 절감형 지붕_웜 루프Warm Roof 우리나라 경량 목구조 건축에서 빨리 바꿔야할 것이 지붕 구조이다. 대부분의 지붕은 콜드 루프Cold Roof인데 웜 루프Warm Roof로 가야 한다. 이 둘의 차이는 벤트가 어디에 위치하느냐 하는 것이다. 콜드 루프는 벤트가 단열재와 O.S.B. 사이에 위치하고, 웜 루프는 투습 방수지 위에 위치한다. 웜 루프는 서까래가 있고 단열재를 꽉 채우고 지붕용 투습 방수지를 설치하고 세로 상을 하나 걸고 O.S.B.를 설치하면, 투습 방수지와 O.S.B. 사이에 벤트가 위치한다. 이것이 엄청나게 다른 차이를 만든다. 아래 ‘경량 목구조 지붕 구조’ 그림은 유럽의 일반적인 웜 루프 방식(우측)과 국내의 일반적인 콜드 루프 방식(좌측) 구조이다. 콜드 루프는 내부에서 고온다습한 습기가 단열재를 쉽게 통과할 때 소핏 벤트Soffit Vent에서 들어온 차가운 공기하고 만난다. 이처럼 고온다습한 공기가 찬 표면이나 찬 공기와 만나기에 즉각적으로 결로가 발생한다. 이 결로는 공기에 의해 올라가는 것이 아니라 중력에 의해 아래로 떨어지기에 단열재를 적실 수밖에 없는 구조이다. 웜 루프는 서까래 사이에 단열재를 꽉 채우고, 그 위에 지붕용 투습 방풍지인 Tyvek Supro를 덮고 세로 상을 치고 O.S.B.를 시공한다. 벤트의 위치가 타이벡 스프로 위쪽이고 O.S.B. 사이이므로 단열재의 습기가 위로 올라와 쉽게 타이벡 스프로를 통과한 다음에 찬 공기와 만나면, 그 부위에서 바로 결로가 발생한다. 그 결로수는 타이벡 스프로 위로 떨어지는데 방수 기능이 있기에 단열재를 적시지 않고 밖으로 흐른다. 그래서 단열재는 계속 보송보송하게 단열 성능을 발휘한다. 구조상 콜드 루프는 웜 루프에 비해 단열재 두께가 얇다. 또한 단열재가 방풍층 없이 찬 공기에 노출돼 기본적으로 단열재의 성능이 저하되는 구조이며, 무기질계 단열재에 치명적인 결로가 발생할 수밖에 없는 구조이다. 벽체보다 지붕 단열이 훨씬 중요하다. 그런 이유로 우리나라 목조건축에서 가장 시급하게 개선돼야 하는 부위가 지붕 구조인 것이다. 기와 마감 시 웜 루프는 서까래 사이에 단열재를 충진, 투습·방수지 Tyvek Supro, 세로 상, 가로 상, 기와 순으로 시공하는 구조이므로 O.S.B. 합판과 아스팔트계 방수 시트가 필요 없다. 물론, 지붕재가 기와가 아닌 아스팔트 슁글 구조라고 하면, 아스팔트 슁글을 붙이기 위해 O.S.B.가 필요하다. 영국의 BBA(British Board of Agreement)에서 “웜 루프는 콜드 루프에 비해 총 에너지 소비는 7.1%, 지붕을 통한 열 손실은 25%, CO2 배출은 179㎏/년 감소한다”고 발표한 바 있다. 지붕용 투습 방수지 선택 방법 지붕에서 1차 방수는 기와 등 최종 마감자재가 하고, 2차 방수는 지붕용 투습 방수지가 한다. 그래서 지붕용 투습 방수지는 일반 물성인 방수 성능이 1등급 이상 결로 방지를 위한 투습 성능이 뛰어난 제품(sd값이 낮을수록 좋다)을 사용해야 한다. 또한, 중요한 것이 내후성(방수 성능을 유지)이다. 건축물은 30, 50, 100년을 가야 하는데 건축 자재가 지속적으로 제 성능을 유지하지 못한다면 많은 문제가 발생한다. 특히 투습 방수지를 설치한 후 지붕 마감을 완료하는 과정에서 자외선(UV)에 노출되기에 UV 저항성, 그리고 건축물은 생애 주기 동안 계속 열에 노출되기에 열 저항성이 뛰어난 자재를 사용해야 한다. 지붕용 투습 방수지는 왜, 열 저항성이 중요할까. 여름철에 지붕 속의 온도는 80℃ 정도로 태양 복사열로 외부 온도보다 훨씬 높다. 그래서 열 저항성이 높은 투습 방수지를 사용해야 한다. 유럽 등에서 수입되고 있는 투습·방수지 중에 3중 구조 패시브 하우스용 투습·방수지라고 홍보하는 제품들이 있다. 3중 구조라고 하면 얼핏 매우 강한 내구성을 지닌 것처럼 오해할 수 있으나 실제는 정반대이다. 또한 투습·방수지는 기능과 용도로 제품들이 구분돼 있지 주택의 에너지 성능에 의한 구분(패시브 하우스용, 일반용 등등)은 세계 어디에도 없다. 타이벡은 전 층(175~220㎛)이 투습·방수의 기능층인데 반해, 이런 3중 구조 제품들은 가운데에 있는 아주 얇은 필름(11~45㎛)이 투습·방수의 기능층이다. 이 필름이 너무 약하기 때문에 앞뒤로 방수 기능이 없는 부직포를 덧댄 것이 3중 구조 제품이다. 이런 제품들은 UV나 열에 지속적으로 노출되면 약한 필름층에 손상이 발생해 방수 기능에 심각한 문제가 발생한다. 이런 제품들은 내후성에 대한 데이터를 제시하지 않는다. 타이벡 수프로는 탁월한 방수 성능(Class W1)과 투습 성능(sd값 0.015m)을 지녔을 뿐만 아니라 가혹한 내후성 시험 후에도 방수성을 그대로 유지(Class W1)하는 전 세계 지붕용 투습·방수지 중 최고의 스펙을 자랑한다.田 에너지 절약 설계에 관한 기준_의무 사항 건축물을 건축하거나 대수선, 용도 변경, 건축물대장의 기재 내용을 변경하는 경우 열 손실 방지 등 ‘에너지 이용 합리화’를 위한 조치를 해야 한다. 거실의 외벽, 최상층에 있는 거실 반자 또는 지붕, 최하층에 있는 거실 바닥, 바닥 난방을 하는 층간 바닥, 창과 문 등은 ‘열 관류율 기준’ 또는 ‘단열재 두께 기준’을 준수해야 하고, 단열 조치 일반 사항 등은 ‘건축 부문 의무 사항’을 따른다. 다만, 열 손실 변동이 없는 증축, 대수선, 용도 변경, 건축물대장의 기재 내용을 변경하는 경우 관련 조치를 하지 않을 수 있다. 단열 조치 일반 사항 건축물을 건축하는 건축주와 설계자 등은 다음에서 정한 건축 부문 설계 기준을 따라야 한다. 외기에 직접 또는 간접 면하는 거실의 각 부위에 건축물의 열 손실 방지 조치를 해야 한다. 단열 조치해야 하는 부위의 열관류율이 위치 또는 구조상 특성에 의해 일정하지 않은 경우 해당 부위의 평균 열관류율값을 면적 가중 계산으로 구한다. 단열 조치하는 부위에 대해 다음에서 정하는 방법에 따라 단열 기준에 적합한지를 판단할 수 있다. 쪾‘단열재의 두께’의 지역별, 부위별, 단열재 등급별 허용 두께 이상으로 설치하는 경우 적합한 것으로 본다. 쪾해당 벽, 바닥, 지붕 등의 부위별 전체 구성 재료와 동일한 시료에 대해 건축용 구성재의 단열성 측정 방법(KS F2277)에 의한 열 저항 또는 열관류율 측정값이 ‘지역별 건축물 부위의 열관류율 표’의 부위별 열관류율에 만족하는 경우(시료와 공기층 두께가 동일하면서 기타 구성 재료의 두께가 시료보다 증가한 경우 포함) 적합한 것으로 본다. 쪾구성 재료의 열전도율 값으로 열관류율을 계산한 결과가 ‘지역별 건축물 부위의 열관류율 표’의 부위별 열관류율에 만족하는 경우 적합한 것으로 본다(단, 각 재료의 열전도율 값은 한국산업규격 또는 공인시험기관 시험성적서의 값을 사용하고, 표면 열전달 저항 및 중공층의 열 저항은 ‘열관류율 계산 시 적용되는 실내 및 실외 측 표면 열전달 저항’과 ‘열관류율 계산 시 적용되는 중공층의 열저항’에서 제시하는 값을 사용). 쪾창과 문의 경우 창호의 단열성 시험 방법(KS F 2278)에 의한 국가공인시험기관 시험성적서 또는 ‘창과 문의 단열 성능’에 의한 열관류율값 또는 산업통상자원부 고시 「효율 관리 기자재 운용 규정」에 따른 창 세트의 열관류율 표시값이 ‘지역별 건축물 부위의 열관류율 표’의 열관류율에 만족하는 경우 적합한 것으로 본다.

경기 용인시 흥덕지구에 지어진 에너지 절약 주택이다. 설계 시 패시브하우스Passive House 콘셉트에 맞춰 단위면적당 연간 난방에너지 수요 15㎾h, 일차에너지 수요 71㎾h로 기존 주택에 비해 80%가량 에너지 절감하는 주택으로 계획했다. 그러나 대지 조건 상 남측 채광 확보의 불리함, 불가피하게 자연환기에 의존하게 되는 주방 등으로 일부 패시브 규칙이 깨어진 부분도 있다. 우리의 주거문화와 정서를 배제할 수 없었기 때문이다. 이처럼 어떤 경우에도 패시브 규칙은 엄수돼야 하는지, 우리 주거문화에 융화되는 보완방법은 없는 지, 과제다.글 박지혜 기자 사진 백희정 기자 건축정보· 위치 : 경기도 용인시 기흥구 영덕동· 대지면적 : 252.3㎡(76.5평)· 건축면적 : 302.2㎡(91.6평)· 건축형태 : 3층 철근콘크리트 구조· 창 호 재 : 아르곤 충전 로이 삼중유리 시스템창호(독일 레하우)· 난방형태 : 도시가스· 패시브하우스 콘셉트 설계 : 세명대학교 이태구 교수· 설계 : ㈜천산건축사사무소 02-467-3173 www.cheonsan.asia 수원 화서동 상가주택에 거주하던 이건창(61세) 씨는 여름에 덥고 겨울에 추운 집을 견디다 못해 새로 단독주택을 짓기로 결정했다. 1층은 상가, 2층은 이 씨 부부, 3층은 출가한 아들 가족이 거주하던 건물이었다."입주할 당시만 해도 잘 지은 건물이라고 했는데 계속 살다 보니 단열에 문제가 많은 것 같았어요. 여름이면 한낮 데워진 열이 빠져나가지 않아 오후 늦게까지 덥고 또 겨울에는 어찌나 추운지. 결국 단열 잘된 집을 짓자고 우리 가족은 의견을 모았어요."이 씨 가족은 단열성 좋은 집을 어떻게 지을지 막막하던 차에 건축 박람회에서 패시브 건축을 홍보하던 ㈜천산건축사사무소를 알게 됐다."천산건축에서 소개한 독일 이조라스트Isorast 단열블록이 특이해 보이기도 하고 일반 스티로폼에 비해 벌써 보기에도 단열이 잘될 것 같았어요. 천산건축 직원의 설명을 듣고 보니 믿음이 갔고요."이 씨는 일반 전원주택 건축비용에 비해 더 비쌌지만 저단열 주택의 불편함에 비추어 보면 지불할 대가는 그리 크지 않았다. 더구나 동백지구나 서판교 등 최근 들어선 고급 단독주택들을 둘러보고 나니 고단열주택임에도 과하지 않은 가격이라 느껴졌다."문제는 보편화된 방법이 아니고 천산건축에서도 처음 시도해 보는 방법이라 선례가 없다는 점이 좀 답답하긴 했어요. 그렇지만 천산건축이나 나나 에너지 절약 주택을 원하는 같은 입장에서 선두주자가 돼 보자는 마음으로 집을 짓게 됐어요."음악에 조예가 깊은 이 씨 가족은 지하에 A/V룸을 배치했다. 고단열에 차음재까지 추가해 차음이 완벽하며 최근 깜짝 추위에도 난방 가동없이 바닥 온도가 24℃를 유지했다고 한다. 거푸집 겸용 단열블록 사용천산건축 이정우 이사는 동문 선배이기도 한 세명대 생태도시건축연구실 이태구 교수가 참여한 여러 패시브 건축 현장을 어깨 너머로 지켜 보면서 패시브 건축에 대한 당위성을 실감하고 노하우를 익혔다. 지난해에는 천산건축 사옥을 단열블록으로 직원들과 함께 리모델링하기도 했다."처음 이조라스트 단열블록을 봤을 때 매력을 느꼈어요. 우선 보기에도 성능이 우수해 보였고 단열재와 거푸집 기능을 겸한다는 장점이 크게 와 닿았어요. 보통 골조 공사에 목수 품이 많이 들어가는데 그런 인건비를 절감하고 공기도 단축할 수 있기 때문이지요. 독일에서는 일반인도 단열블록으로 집 지을 정도로 방법만 알면 초보자도 시공할 수 있다는 것도 장점이에요. 다만 단점이 있다면, 고가라는 점이 대중화를 가로막고 있다는 거지요." 흥덕 주택에 적용한 단열블록과 고단열 창호 흥덕 주택은 박스형이 주를 이루는 패시브 건축물에 비하면 외형이 화려하다. 천산건축 측은 심플한 박스형 건물이 패시브 건축 구현에 유리할지 몰라도 국내 소비자들의 정서에 맞지 않다고 판단, 요철이 많고 입면이 풍부한 디자인을 계획했다. 단열블록 위 외부 마감으로 도장재가 주로 쓰이나 다채로운 입면과 고급스러운 외관을 위해 도장(테라코트 플렉시텍스) 외에 금속판 외장재와 적삼목 사이딩을 적용했다.벽체는 패시브하우스 구현에 적합한, 가장 두꺼운 단열블록 모듈을 적용했다. 두께 180㎜ × 높이 250㎜ × 길이 1200㎜, 레미콘 타설층 200㎜, 내부 단열 50㎜이다. 단열 두께만 230㎜로 건축법 기준(85㎜)에 비해 거의 3배 두께다. 단열블록 조적 시에는 30년 이상 노하우를 쌓은 독일 기술자를 초청해 한 달간 자문 받으며 진행했다. 패시브 건축 정착을 위한 해결 과제들흥덕 주택은 패시브 콘셉트로 지어지긴 했으나 국내 정서와 주거문화특성 상 그 규칙을 어긴 부분도 있다. 향向과 환기에 관한 부분이다.패시브하우스는 난방에너지를 절약하도록 남측 채광을 다량 확보하는 규칙을 따른다. 그렇기에 남측 창을 크게, 다량 내고 에너지 손실이 우려되는 북측 창을 작게, 소량 낸다. 그러나 흥덕 주택의 경우 정남향에 마을 도로와 다가구주택들이 자리 잡고 있는 터라 조망이 불리하고 프라이버시 보호 차원에서 남측 창을 축소해 채광 확보를 최대화하지 못했다. 전망과 개방감 확보를 위해 전망이 좋은 동측 창을 키웠다. 그리고 에너지 손실을 최소화하기 위해 북측에는 창을 과감하게 줄여 유일하게 1층 유리문만 설치했다.여름철 차양을 위해 창호 외부 위쪽에 캐노피를 설치하고 남측과 서측 창에 차양 및 에너지 효율이 좋은 외부 셔터를 채용했다.패시브하우스 환기 규칙은 창문을 열어 하는 자연환기가 아닌 에너지손실을 최소화하는 폐열회수 환기장치를 이용한다. 이때 열교환 효율은 75% 이상이어야 한다. 그러나 밥 찌개 구이 등 공기 오염물과 습기가 다량, 장시간 발생하는 주방의 경우 자연환기에 의존하게 된다. 그것이 우리 정서라는 게 이정우 이사의 설명이다. 그렇다면 배기를 다수 설치하면 되지 않느냐는 기자의 질문에 현재로선 그런 덕트 설계가 불가능하다는 답변이다.이정우 이사는 "패시브 건축에 있어 선진국인 독일의 패시브 인증 제품이 성능이 우수하고 신뢰가 가는 것이 사실이나 현재로선 가격과 사후관리가 걸림돌"이라며 "게다가 주문 제작으로 이뤄지는 창호재의 경우 주문부터 현장 반입까지 꽤 오래 걸리는데 흥덕 주택의 경우 서너 달 걸렸다"고 전했다.흥덕 주택의 에너지 설계를 담당한 세명대 생태도시건축연구실 이태구 교수는 "초기 설계에서 에너지 계산한 결과 패시브 인증 기준에 못미치는 난방에너지 요구량 20㎾h으로 분석됐으며 이를 보완하기 위해 창호 설계의 변경, 벽체 및 지붕 구조체의 점형 열교를 배제하도록 설계변경을 권했다. 그 결과 난방 요구량이 15㎾h로 개선됐다"고 설명했다.덧붙여 "그러나 시뮬레이션을 통한 에너지 계산이 이렇게 나왔더라도 지정 성능에 도달하지 못하는 창호를 적용하거나 잘못 시공하게 되면 에너지 요구량은 달라질 수 있으며 사용자가 어떻게 사용하느냐에 따라 패시브하우스가 될 수도, 에너지 과소비 주택이 될 수도 있다. 에너지절약 주택은 거주자가 에너지를 절약해야 최종적으로 현실화됨을 잊지 말아야 한다"고 강조했다.