[에너지 절약 주택] “1시간만 난방해도 하루 종일 따뜻해요” 파주 3.8ℓ 패시브하우스(Passive House)

경기도 파주시 신남리 SBS주거단지 초입에 위치한 이 주택은 국내 최초 민간주택용 에너지 절약형 건물이다. 연간 1㎡당 17.5ℓ의 연료를 소비하는 일반 공동주택에 비해 무려 80% 절감한 3.8ℓ에너지를 사용하기에 3.8ℓ하우스라 불린다. 벽체와 창호의 기밀 · 단열성능 강화, 덧문 시스템, 태양열 집열판 설치 등에서 얻는 탁월한 에너지 절감 효과로 4~5년이면 초기 비용을 회수할 수 있으며 리모델링도 가능하다.

패시브 하우스(Passive House)란 말 그대로 수동적이거나 단순하게 에너지를 이용하는 집으로 에너지 수요가 대단히 적은 집을 말한다. 독일을 중심으로 유럽에서 시작됐는데 정확히 말하면 연간 난방에너지 소비량이 ㎡당 1.5ℓ이하의 고효율 저탄소 주택을 의미한다. 파주에 위치한 이 주택은 패시브 시스템 외에도 태양열 집열판, 폐열 회수형 환기 장치와 같은 신재생에너지를 도입해 독일의 에너지절약 설계 기준보다 높은 수준이라는 평가를 얻고 있다.

에너지 절약 포인트 - 단열&기밀

패시브 하우스의 공통된 특징과 마찬가지로 3.8ℓ하우스 역시 단열과 기밀을 키워드로 한다. 에너지 기계 설비 관련 자문을 맡은 한국건설기술연구원 윤용상 박사는 "창과 문으로 들어온 햇빛을 가능한 효율적으로 이용하려면 단열 성능이 우선돼야 한다. 그러기 위해서는 벽체 구성과 창호의 단열 성능을 높이는 것이 중요하다"라고 설명했다.
먼저 내부 콘크리트와 외부 적벽돌 사이에 단열재를 넣어 열손실을 최소화했다. 벽체, 바닥 그리고 천장의 열관류율은 각각 0.6W/㎡k, 0.23W/㎡k, 0.13W/㎡k으로'건축물의 설비기준 등에 관한 규칙'에서 요구하는 열관류율 성능보다 1.5배에서 2.9배까지 단열 성능을 강화한 것이다. 또한 창틀은 적벽돌과 단열재 위에 앉혀 근본적으로 열교(열이 이동하는 통로; Heat Bridge)가 발생하지 않도록 했다.

창호는 기밀氣密(사방이 꽉 막혀 공기가 통하지 않는 상태)성능을 강화하기 위해 독일식 시스템창호를 선택하고 Low-E 3중 유리, 목재 창틀, 단열 간봉 및 안전 필름으로 코팅된 Tilt & Turn 방식과 일부 Tilt & Turn & Sliding의 고단열 창호를 설치했다. 그 위로는 덧문을 달아 여름철에는 햇볕이 실내로 바로 유입되는 것을 막고 겨울철에는 복사열에 의한 열손실을 방지한다. 외부 공기가 가장 많이 유입되는 현관문은 미국 에너지 효율등급 인증제도에서 1등급을 획득한 고기밀 · 고단열 성능제품을 사용했으며 문과 벽체의 틈새는 고무패킹 처리해 바람이 유입되는 통로를 최대한 차단했다.

패시브에 액티브(Active) 시스템 적극 도입

기밀 성능을 강화시키다 보니 실내에 탁한 공기가 오래 머무를 가능성이 높아졌다. 이를 상쇄시키고자 설계 시 지하층과 1, 2층을 연결하는 열린 공간을 옥상까지 관통시켜 건물 내부에 바람길을 만들었는데 이로 인해 자연스럽게 공기가 순환된다. 또한 환기로 손실되는 열을 회수하는 폐열 회수형 환기 장치를 설치해 에너지를 절감하고 필터를 통해 여과된 외기를 급기함으로써 실내 공기 질이 우수하게 유지될 수 있도록 했다.
이에 대해 윤 박사는 "예전 우리 전통 흙집은 웃풍으로 바닥과 공기의 온도가 크게 차이 나 자고 일어나도 개운하지 않을 때가 많았는데 일반적으로 바닥 온도와 공기 온도가 비슷할 때 쾌적하다고 느끼기 때문이다. 이처럼 실내 공기 질은 벽체 및 바닥온도와 큰 관계가 있다"라고 설명했다. 환기 장치 외에도 액티브 시스템인 태양열 집열판은 낮 시간에 열을 집적하여 축열탱크에 저장한 후, 급탕 · 난방 에너지를 공급한다.

건축정보
· 위 치 : 경기도 파주시 교하읍 산남리
· 대지면적 : 877.0㎡(265.8평)
· 건축면적 : 387.2㎡(117.3평)
· 건축형태 : 복층 철근콘크리트
· 외벽마감 : 벽돌, 적삼목 사이딩
· 지 붕 재 : 아스팔트 슁글

· 내벽마감 : 페인트, 벽지
· 천 장 재 : 페인트
· 바 닥 재 : 온돌마루
· 창 호 재 : 시스템창호
· 난방형태 : 태양열집열시스템
· 설계 : 명지대학교 건축대학 이명주 교수 031-330-6394 / I.G.A 건축사사무소 02-517-6612
· 시공 : 신아종합건설(주) 02-572-1808
· 에너지 기계 설비 자문 : 한국건설기술연구원 윤용상 박사 031-9100-286 www.kict.re.kr

5년이면 초기비용 회수, 리모델링도 가능

일반 단독주택으로 계획했을 때보다 초기 비용이 증가했고 공사기간도 2년으로 연장됐지만 5~6년이면 회수가 가능할 것으로 전망된다. 건축주는 "여름에 에어컨을 가동한 적인 한 번도 없었는데 그만큼 단열성이 좋아 외부 열을 차단하는 것 같다"며 "이번 겨울 역시 기온이 많이 내려가는 날에만 1~2시간 난방하면 하루 종일 온기가 유지돼 난방비가 상당히 절약되고 있다"고 했다.
신축뿐 아니라 기존 건물을 리모델링할 때도 에너지 절약형 기술을 적용할 수 있다. 단열재 보강, 기밀성이 우수한 창호로 교체, 덧문 설치 등을 도입하면 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다고 한다. 윤 박사는 "국내에서 이런 시도가 처음이기 때문에 연간 난방에너지 소비량이 ㎡당 3.8ℓ에 그쳤지만 점차 발전된 기술과 시공 노하우로 1.5ℓ도 충분히 가능하다"고 전했다.