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기사입력 : 2011.04.20 17:16
건축정보
· 위 치 : 충북 제천시 송학면 도화리
· 대지면적 : 1192.0㎡(361.2평)
· 건축면적 : 144.8㎡(43.9평)
· 건축형태 : 단층 철근콘크리트조(단열블록 공법)
· 난방에너지 수요 : 14.2㎾h/(㎡ · yr)
· 일차에너지 수요 : 128㎾h/(㎡ · yr)
· 기 밀 성 : n50 = 1.28h
· 준 공 : 2010년
· 건축공사비 : 2억 500만 원(토목공사비 1,500만 원)
· 설 계 : 이태구(세명대 건축공학과 교수)
· 시 공 : 제이엠디글로벌
2010년 3월 말 착공 7월 초 완공한 제천 주택은 패시브하우스 인증을 받지 않았으나, 계획 단계부터 패시브하우스를 목표로 기준을 잡았다. 설계 및 현장 감독을 담당한 이태구 교수는 7~8년 전 패시브하우스를 시도하고자 적합한 국산 자재를 물색했으나 찾기 어려웠다 한다. 독일 Isorast사 단열블록과 유사한 자재가 국내 시판되고 있으나 규격이 다양하지 않아 제천 주택은 Isorast 단열블록을 사용해 콘크리트조 건물로 계획했다. 단열블록은 단열재와 거푸집 역할을 동시에 하기에 시공이 수월하고 공기 및 인력을 단축하는 이점이 있다.
매트기초 후 125㎜ 스티로폼을 두 겹으로 엇갈리게 깔아 기초에 총 250㎜ 단열재를 설치했다. 이렇게 해서 대지의 열이 콘크리트 구조체로 이동하지 못하도록 한다. 단열재 위 철근 배근하고 콘크리트 타설해 기초공사를 마무리했다. 벽체 단열블록은 180㎜와 55㎜ 폭의 단열재를 아이언으로 결합해 만들고 구조체를 단열재로 감싼 형태로 만들어 열교현상을 억제했다. 수직 수평 철근 배근 및 콘크리트 타설을 위한 단열재 간 공간 조절을 통해 건물 높이에 타당한 벽체 두께를 만들 수 있다. 지붕 또한 250㎜ 단열재를 적용했다.
창호는 독일 Rehau사 고기밀 창호를 사용하고 동 · 서 · 북측 창호는 셔터가 부착된 3중유리를, 남측은 태양에너지의 획득을 위해 복층유리를 적용했다. 외부 출입문도 Rehau 고기밀 문을 달았다. 창과 문은 문틀이 단열재와 이어지는 위치에서 수직수평을 맞춰 설치하고 접합부틈을 폼으로 충진, 기밀하게 처리했다.
밀폐된 패시브하우스의 쾌적한 공간을 위해 각 실 천장 마감 전 덕트를 설치하고 환기 설비로 전열교환기를 설치했다. 난방 설비로 150m수직형 2기를 적용한 지열에너지 시스템을 설치했다.
패시브하우스 성능 분석
패시브하우스 기준보다 과도한 설계를 했으나 시공 상 몇 가지 오류로 단열 및 기밀 성능이 다소 저하될 것으로 예측돼 패시브하우스 기준에 만족하는지 정밀한 분석을 진행했다. 완공 직후 기밀성 테스트(Blow Door Test) 결과 n50=1.28h-1로 나타나 기준(0.6)에 다소 못 미쳤다. 배기 후드 및 열교환기 배기구, 환풍기 등을 기밀하게 밀폐하지 않은 탓으로 분석됐다. 패시브하우스 기준에는 충분치 않으나 일반 주택에 비하면 기밀성이 상당히 높은 정도다.
제천 주택은 지난해 7월 6일 입주, 11월부터 지열에너지 난방을 가동해 11월 16일부터 12월 15일까지 지열 전기 사용량이 450㎾, 12월 16일부터 1월 15일까지 600㎾였다. 2개월 총 1050㎾ 사용했으며 연간 약 2100㎾ 사용한다고 가정할 때(4개월) 연간 난방에너지 수요는 14.2㎾으로 계산된다. 여기에 보조난방으로 쓰는 가스비는 겨울철 월 4만 원 정도 소요돼 건축주는 에너지 절약 효과를 톡톡히 보고 있다.
제천 주택은 영하 8℃까지 내려간 추운 날에도 3일간 난방을 하지 않아도 실내 온도가 18℃ 미만으로 내려가지 않으며 건축주는 18℃ 미만으로 내려갈 경우에 지열 난방을 가동하고 있다. 올해 태양광 발전기를 설치하면 에너지 자급이 거의 가능한 주택이 될 것으로 기대된다.
이태구 교수는 제천 패시브 건축의 시행착오를 통해 주택 에너지 성능을 높이는 설계 및 시공 상 개선방안을 내놓았다. ▲설계 시 건축에 적용하는 단열블록 시스템을 정확히 파악해 블록의 크기와 설계 오차가 발생하지 않도록 하고 창호 크기는 블록 크기를 고려해 결정해야 추후 2중 시공으로 인한 추가 비용 발생을 막을 수 있다. ▲효율적인 설비배관 설계로 배관으로 빠져나가는 에너지를 줄여야 한다. ▲기초와 벽체의 상세설계가 정확히 이뤄져 기밀성과 열교 발생 부분에 대한 추가적인 상세도면이 반드시 제시돼야 하고 현장 감리가 이뤄져야 한다. ▲에너지 절약 시설물은 건축물 외관을 고려하고 스펙을 고려해 설계에 반영한다. ▲기초 레벨 불량은 상부 단열블록 간 틈새 발생과 벽면 불일치로 열교와 기밀성 문제의 원인이 된다. ▲폐열 회수장치 시공 시 내부 배관의 연결부를 선시공해 효율적인 배관 연결이 가능토록 한다. 환기 시 손실되는 냉난방 에너지 측면에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
