['20년 05월호 특집 2] 건강과 환경 위한 필수 선택 제로에너지주택

CASE 1 디자인 한계 넘은 은평구 패시브하우스건축주는 한옥을 좋아했다. 하지만, 불편하고 추울 거 같아 따뜻한 집을 찾던 중 패시브하우스를 알게 됐다. 패시브에 대한 지식이 없었지만, 집을 짓기로 하고부터 차근차근 관련 정보를 모아 기능과 성능을 갖추고 디자인까지 깔끔한 주택을 지었다.

자료협조 목금토건축사사무소

HOUSING DATA

위치 서울시 은평구

규모 지하 1층, 지상 2층

건축구조 철근콘크리트조

대지면적 330.00㎡(99.82평)

건축면적 153.11㎡(46.31평)

연면적 339.18㎡(102.60평)
지하 99.04㎡(29.96평)

1층 113.67㎡(34.38평)

2층 126.47㎡(38.26평)

난방설비 온돌, 태양광 패널

주요외장재 부식강판, 벽돌타일

외벽구성 T200 콘크리트 + T200 비드법 보온판 + T30 벽돌타일, 부식강판

외벽 열관류율 0.151W/㎡·K

지붕구성 T200 콘크리트 + 도막방수 + T250 압출법 보온판 + T0.03 PE필름(2겹) + T120 콘크리트 + 복합방수(노출형)

지붕 열관류율 0.116W/㎡·K

바닥구성 T200 압출법 보온판 + T300 콘크리트 + 액체방수 + 배수판 + T150 콘크리트 + 마감재

바닥 열관류율 0.105W/㎡·K

창틀 열관류율 1.00W/㎡·K

유리 열관류율 0.76W/㎡·K

유리 g값 0.45

현관문 열관류율 0.519W/㎡·K

기밀성능(n50) 0.55회/h(1등급)

열 회수 환기장치 zehnder comfoair Q600

난방면적 197.90㎡(59.86평)

난방부하 20.90W/㎡

난방에너지요구량 39.36kWh/㎡·a

1차 에너지소요량 98kWh/㎡·a

설계 목금토 건축사사무소 070-8277-4464 www.mokgeumto.co.kr

시공 선이건설

건축주는 패시브 기술을 적용한 따뜻하고 예쁜 집을 짓고 싶었다. 입면은 누구라도 눈길을 끌며 한옥마을 풍경과 어울리는 디자인을 요구했다. 설계를 맡은 건축사는 ‘주택이 배타적으로 홀로 서 있는 게 아니라 마을 풍경으로 존재하는 건물이면 좋겠다’는 건축주 의견을 존중해 한옥을 현대적 디자인으로 재해석했다.

패시브하우스는 보통 열에너지 획득을 위해 남향을 선택하지만, 필지 여건상 북향에 앉혀야 했고 남측 대지가 더 높아 충분한 빛을 끌어들이기에도 불리한 조건이었다. 이 때문에 최적의 배치 대안을 찾기 위해 여러 차례 컴퓨터 시뮬레이션을 거쳐 ‘ㄷ’자형 주택으로 결정했다.

열린 콘셉트로 디자인한 입면은 다소 복잡하다. 일반적으로 패시브하우스는 에너지 효율성을 고려해 단순한 외형을 선호하지만, 건축주가 디자인 중요성을 강조해 은평한옥마을이라는 공간적 특징을 우선 고려했다. 대지 물성과 닮은 흙색 벽돌을 사용하고 한옥 지붕의 무게감을 매스화하면서 시각적, 정서적으로 한옥마을과 연계한 형태로 설계했다. 물론 패시브 기능과 성능을 무시하고 디자인만 강조한 건 아니다. 패시브하우스의 5가지 기본 요소인 고단열, 고기밀, 고성능 창호, 열 회수 환기장치, 열교 없는 디테일이라는 기술을 충실하게 적용했다. 가장 어려웠던 부분은 디자인에 욕심 내다보니 곳곳에 기밀과 열교를 차단해야 하는 큰 숙제가 남아있었다. 이를 위해 구조벽 열교 차단재, 외벽 마감재를 위한 열교 차단 파스너, 철제 차양 설치를 위해 단열 프레임 등을 적극 사용했다. 그리고 기술적으로는 열교가 심한 철골 기둥으로 필로티 구조를 만드는 것과 패시브 주택에서는 상상도 못 할 철판을 외장재에 사용하는 게 큰 고민이었다. 하지만, 국내에도 성능 좋은 단열 차단재를 많이 보급하고 있어 적절한 자재 사용과 단열·기밀 시공으로 디자인 한계를 넘어섰다.

외벽에 단열재를 고정하는 철물. 플라스틱 캡이 단열재를 밀착시키면서 열교도 방지한다.

TB블럭은 구조체 열교를 차단한다.

단열시공만큼 기밀시공도 중요하다. 기밀시공이 완벽해야 블라인드 테스트를 통과할 수 있다.

CASE 2 기능과 성능에 충실한 양촌리 패시브하우스노모를 모시고 두 자녀와 함께 아파트에서 생활하던 건축주는 마당이 딸린 단독주택에 살기를 원했다. 의사인 건축주는 가족들의 건강한 삶을 위해 패시브하우스를 선택하고 관련 정보를 모아 건축사와 협의해 쾌적하고 건강한 주택을 완공했다.

자료협조 ㈜무심종합건축사사무소

HOUSING DATA

위치 충북 청주시

규모 지상 2층

건축구조 철근콘크리트조

대지면적 600.00㎡(181.50평)

건축면적 133.96㎡(40.52평)

연면적 193.67㎡(58.58평)
1층 107.57㎡(32.54평)

2층 86.10㎡(26.04평)

환기용 체적 392.10㎡(118.61평)

주요외장재 아키타일

외벽구성 T150 철근콘크리트 + T200 비드법 보온판 + 외벽마감

외벽 열관류율 0.157W/㎡·K

지붕구성 T180 철근콘크리트 + T250 글라스울 48K + 지붕마감

지붕 열관류율 0.134W/㎡·K

바닥구성 T300 철근콘크리트 + T200 압출법 특호 + T40 모르타르 + T50 비드법 보온판

바닥 열관류율 0.103W/㎡·K

창틀 열관류율 0.754W/㎡·K

유리 열관류율 0.68W/㎡·K

현관문 열관류율 0.519W/㎡·K

기밀성능(n50) 0.55회/h

열 회수 환기장치 양지시스템(Zehnder ComfoAir Q450)

환기장치효율 난방효율 88% / 냉방효율 73%

난방면적(유효 실내면적) 162.60㎡(49.19평)

난방부하 21.00W/㎡

난방에너지요구량 31.78kWh/㎡·a

1차 에너지소요량 113.00kWh/㎡·a

기밀성능(n50) 0.33(1/h)

태양광 3kWdc

전력생산 의존율 54%

설계 ㈜무심종합건축사사무소 043-256-9055 www.moosim.co.kr

시공 박종석

열교가 발생하는 구조체 부분에 열교 차단재를 사용했다.

창틀과 벽 사이에 수성 연질폼을 충진하고 가변형 방습테이프로 기밀시공 했다.

돌출차양의 구조적 안전성과 열교를 위해 차양 전용 열교 차단재를 사용했다.

건축주는 1층 공간을 모두 남향 배치를 원했다. 폭이 좁고 깊은 비정형 대지라 요구 조건을 충족하기는 어려워 생활공간(거실, 방)만 최대한 일사량을 획득하기 위해 남향 배치하고, 주방·다용도실·현관은 각도를 틀어 동남향으로 배치했다. 인테리어는 최소 재료로 담백한 느낌을 살리기 위해 천장 골조 형태를 최대한 살려 내외부 구조적인 느낌을 동일하게 만들고 TV 없는 거실 한쪽 벽면에 액자를 걸 여백을 마련했다. 도어 프레임이나 경첩도 보이지 않게 처리하고 2층 복도 벽면은 막히는 부분과 보이는 부분을 반복적으로 만들어 리듬감을 살렸다. 그리고 조명으로 공간에 강약을 조절해 단순하지만, 심심하지 않은 공간으로 완성했다.

패시브하우스는 천장이 높아도 어디나 일정하게 쾌적한 온도를 유지하는 장점이 있다.

건축주는 “집에서 여유 있게 차 한 잔 마시려고 집을 짓는다”라고 할 정도로 티타임을 위한 공간 확보를 중요하게 생각해 2층에 아늑한 테라스를 마련했다. 외부에 노출된 테라스에 발생하는 열교는 테라스와 본체 구조체를 내부에서 분리하고 TB블록을 사용해 해결했다. 건축주가 요구한 세로로 긴 거실 창은 시뮬레이션 결과 열 획득에서 약간 불리했지만, 설비 공정에서 보완할 수 있어 그대로 진행했다. 그 외 생활공간 창은 최대한 크게 내 충분한 일사량을 확보하고 북향에는 환기와 조망을 위해 가로 창과 넓은 창을 적절하게 배치했다. 또한, 창호 계획에서 디자인 요소와 비용 절감을 위해 1층은 고정 차양을 사용하고, 유지관리비를 효율적으로 관리하기 위해 2층 창호(아이 방, 거실 상단)는 블라인드를 내장한 패시브 창호를 설치했다. 지붕과 돌출 차양에는 적설량과 풍하중을 고려해 구조적 안정성과 단열성능이 뛰어난

티푸스TIFUS 외단열 시스템을 적용하고, 실내 온도와 공기질 유지를 위해 효율이 높은 젠더 Q450 열 회수 환기장치를 설치했다. 시공에서 특히 신경 쓴 부분은 작은 바늘구멍만 생겨도 냉기가 스며들기 때문에 미세한 열교 부분까지 차단하기 위한 정밀 시공이다. 이와 관련해 투습 기능의 단열재를 시공할 때 연결 부위에 틈이 생기지 않게 하거나 폼타이로 인한 열교를 차단하기 위해 관통형 폼플렛 타이를 삽입 타설 후 폼타이를 제거한 뒤 우레탄폼으로 틈을 메꿔 빈틈없는 주택으로 완공했다.