외형미 살리면서 지은 용인 1.5ℓ 패시브하우스

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

건축정보
위치 경기 용인시 기흥구 영덕동
건축형태  3층 철근콘크리트 구조
대지면적  252.3㎡(76.5평)
건축면적  302.2㎡(91.6평)
창호재 아르곤 충전 로이 삼중유리 시스템창호(독일 레하우)
난방형태 도시가스
패시브하우스 콘셉트 설계 세명대학교 이태구 교수
설계  ㈜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 사용
천산건축 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 과제들
흥덕 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.