프리패브 패널라이징 공법 적용한 캐나다 1.5리터 레인보우 듀플렉스

패시브하우스 인증을 목표로 캐나다의 프리패브 패널라이징 공법을 적용한 듀플렉스 목조주택이다. 캐나다에서는 처음 있는 일이다. 무엇보다 시공 품질이 중요한 패시브하우스 구현을 위해 구조 안전성과 시공 품질 향상 등의 장점이 있는 프리패브 공법을 택했으며 듀플렉스 프로젝트 팀은 패시브하우스 선진국인 오스트리아에서 1년 반 동안 체류하며 기술을 체화하는 데 성공했다.

글 박지혜 기자
취재협조 BC 패시브하우스 www.bcpassivehouse.com

남쪽 채광 이용을 위해 북측 건물을 전진 배치한 듀플렉스. 만년설과 호수 전망이 일품인 휘슬러 외곽의 레인보우 주택 단지는 친환경 에너지 절약을 콘셉트로 조성하고 있다.

건축개요
위치 캐나다 BC주 휘슬러
건축형태 복층 경량 목조주택
건축면적 260.13㎡(78.83평)
에너지 계산 면적 108.70㎡(32.93평)
난방에너지 수요 15㎾/㎡· yr
일차에너지 수요 105㎾/㎡· yr
기밀성 n50 = 0.6/h
건축년도 2011년
설계 Marken Projects Inc.
시공 Durfeld Constructors
기술 Equilibrium Consulting Inc.

캐나다 연방정부의 에너지 절약 건축 프로그램인 R2000에 비해 독일 패시브하우스는 꽤 엄격한 편이다. R2000 기준보다 까다로운 수준의 건물 성능을 요구하는 이퀼리브리엄Quilibrium 건강주택 프로젝트가 패시브하우스에 견줘 볼 수 있다.

2006년부터 캐나다 주택청의 주도로 진행되고 있는 이퀄리브리엄은 U값(열관류율)이 벽체 0.11, 지붕 0.09를 요구하고 기밀성 0.5 등으로 패시브하우스 기준에 상당히 밀접해 있으면서 그보다 조금 더 높은 수준이다. 그러나 이퀼리브리엄 건강주택 프로젝트라는 명분 아래 현재까지 지어진 건축물은 6동 정도로 급물살을 타지 못하는 실정인데 지나치게 까다로운 기준과 그에 따르는 비용 부담 등이 현실화를 가로막고 있다는 평가다.

기존 시공 방식에 익숙한 시공업자들은 그처럼 까다로운 시공 방법에 불편을 느끼며 건축주에게 비용 부담을 지우는 일을 어려워한다. 일각에서는 이퀼리브리엄 프로그램이 보편화에 좌절될 수 있다는 예상도 나온다.

물론 현재의 상황을 비춰볼 때 그렇다는 말이고 에너지 절약 주택을 실현하는 자재의 용이한 수급과 기술 발전 등 미래주택 건축 시장의 변화 양상에 따라 얼마든지 이퀼리브리엄, Net-zero 하우스는 실현 가능하다. 바로 BC 패시브하우스와 같은 새로운 조직의 발현에서처럼 에너지 고효율 주택에 대한 민간의 욕구는 앞으로 지속될 것이기 때문이다.

남쪽과 동쪽 창에는 외부 블라인드를 설치해 차양 효과를 더욱 높인다.

듀플렉스 배면. 단열 확 보를 위한 소극적인 창호 배치.

욕실에는 환기 설비와 변기에 단계별 조절 장치를 설치, 에너지를 절약한다. / 주방 벽 상부에 폐열회수 환기 장치 배기구를, 거실에 급기구를 설치한 게 보인다. 문을 닫고 있어도 항상 쾌적한 공기를 유지한다. 주택에서도 글루램을 어렵지 않게 볼 수 있다.

패시브하우스 구현 위한 프리패브 시스템 개발
캐나다에서 유럽의 패시브하우스는 우리나라에서보다 더 낯설다.
R2000이 이미 주도하고 있기 때문이다. 그런데 휘슬러 레인보우 주택단지 내 패시브하우스 인증을 목표로 복층 경량 목구조 두 가구 주택을 지난해 말 완공해 눈길을 끈다. 만약 인증을 받는다면 캐나다 기술과 인력으로 지은 첫 번째 패시브하우스가 될 것이다.

사실 캐나다 1호 패시브하우스는 2009년 완공된 바 있다. 2010년 동계올림픽을 앞두고 지은'오스트리아 하우스'로 패시브하우스에 있어 발상지 독일보다 더 앞서있다고 해도 틀린 말이 아닌 오스트리아에서 프리패브 패널라이징 공법으로 사전 제작해 현장 조립하는 방식으로 지어졌다. 엄밀히 따지면 오스트리아에서 지었고 현장 공사 일부를캐나다 시공업체가 협력했다.

오스트리아는 전 세계인이 방문하는 대형 행사를 계기로 자국의 차세대 건축 기술을 전 세계에 알리고 패시브하우스가 아직 알려지지 않은 북미지역에 패시브하우스를 보급하려는 의도로 오스트리아 하우스 프로젝트를 추진했다. 오스트리아 하우스 현장 시공을 담당한 Durfeld Constructors는 패시브하우스 첫 시공 경험을 계기로 지난해 레인보우 듀플렉스 시공에 참여했으며 패시브하우스를 구현하는 프리패브 패널라이징 시스템을 제조, 공급하는 BC 패시브하우스를 설립했다.

BC 패시브하우스 마케팅 담당 Lydia Durfeld 씨는"오스트리아 하우스는 선진 기술 접목이 성공할 수 있다는 가능성을 보여준 사례"라며"레인보우 듀플렉스 프로젝트 팀은 오스트리아 하우스에 영감 받아 직접 유럽으로 건너가 패시브하우스 노하우를 익혔으며 프리패브 패널라이징 공법 기술을 개발했다"고 전했다." 단위 면적당 연간 난방 에너지 수요 15㎾, 기밀성 0.6으로 패시브하우스 기준을 충족하는 레인보우 듀플렉스는 현재 독일 패시브하우스 연구소에 인증 절차를 밟고 있는 중으로 인증 확정되면 캐나다의 프리패브 기술로 지은 첫 번째 패시브하우스가 된다는데 의미가 크다"고 덧붙였다.

BC 패시브하우스의 프리패브 패널 개념도.

리디아 씨가 주택에 적용한 프리패브 벽체를 설명한다. 단열재는 신문지를 재활용한 셀룰로오스를 적용했다

15% 건축비 상승 그러나 연간 90% 절약
짙은 회색의 CLT 패널과 목재로 외벽 마감한 레인보우 듀플렉스는 단지 내 주택들의 배치 흐름에 따라 좌향을 동쪽으로 잡고 한벽을 접한 두 건물이 좌우로 나란히 서 있다. 부지의 경사를 그대로 활용해대지 전면은 바로 지하 창고로 이동하고 후면은 지상 1층과 닿아 있다. 좌측 집은 남쪽, 우측 집은 북쪽에 계단과 현관을 설치해 실내로 이동한다.

좌측 건물은 남쪽의 채광 효과를 볼 수 있으나 우측은 좌측 건물에 가려 채광 효과에 취약한 점을 감안, 앞으로 전진 배치했다. 비교적 소극적으로 창호를 적용한 이 주택은 남쪽과 동쪽으로 창호를 확장 배치하고 겨울철 자연 채광을 이용한 실내 난방을 계획했으며 외부 블라인드 설치로 여름철 차양 및 겨울철 야간단열 보조 기능을 계획했다.

레인보우 듀플렉스는 캐나다 표준 주택 대비 냉난방 및 온수 공급에 90%가량 에너지를 절약한다. 고효율 성능을 발휘하기 위해 PHPP 소프트웨어를 사용한 결괏값에 따라 표준 주택 대비 3~7배 단열을 높였으며 열교 차단에 주의를 기울이며 고단열 고기밀 시공했다. 고기밀한 공간에 늘 쾌적한 공기를 공급하기 위한 요소로 열효율 80%의 폐열회수 환기장치를 설치했다.

캐나다 주택 표준 창호 단열은 R 값 3.2인데 패시브 표준은 그보다 훨씬 높은 R 값 7.1을 요구한다. 패시브하우스 구현에 적합한 캐나다 창호가 없어 창호재는 패시브하우스 연구소 인증 창호를 수입할 수밖에 없었다.
목질 섬유 단열재를 충전한 목재 프레임에 로이 코팅, 아르곤 가스 충전한 3중 유리 창호를 썼다.

우드 파이버 단열재를 충전한 프레임 으로 단열성능이 높은 창호.

액티브 요소로는 지열에너지를 이용한 히트 펌프로 난방을 하고 태양열로 온수 공급한다. 각 방 난방 온도 제어가 가능하며 욕실의 환기 장치는 필요에 따라 세기를 조절할 수 있다.

레인보우 듀플렉스는 같은 규모의 표준 주택 대비 건축비가 15% 상승했다. 그러나 15% 추가 비용으로 기존 주택에 비해 연간 10~20%의 에너지만 소비하는 주택이라는 점에서 건축주는 15%의 비용 상승을 기꺼이 받아들였다. 휘슬러 자치 정부의 주택 가격 정책 규제에 따르고자 시공비 상승을 최대한 막기 위해 바닥마감재나 주방 아일랜드 카운터 상판처럼 건물 성능과 상관없는 장식 요소에서 비용을 절약하는 방법을 썼다. Lydia Durfeld 씨는"실내 바닥재나 카운터 탑은 언제든 업그레이드 시킬 수 있지만 창문이나 단열재는 쉽게 교체할 수 있는 부분이 아니다"라고 언급했다

▶ 프리패브 패널라이징◀
프리패브는 Pre-Fabricate, 즉 미리(Pre)와 제조하다(Fabricate)를 합한 것으로 줄여서 흔히 프리패브라고 부른다. 건물 각 부분에 시공하는 패널 형태로 공장에서 생산해 현장에서 조립하는 공법. 구조 안전성 확보, 시공 품질 향상, 차질 없는 예산 계획 수립, 예측 가능한 공사 기간 확보 등의 장점이 있다