오래전에 시공했던 '살둔 패시브하우스'내용입니다. 제 블러그에서도 몇 번 언급했듯히 국내 1호 패시브하우스인데요. 그 당시 주택저널잡지에서도 이 내용에 대한 부분이 언급이 되었었읍니다.
주택저널
살둔 제로에너지하우스
국내 최초 민간이 지은 '화석연료를 쓰지 않는 집'
강원도 홍천군 내면 두메산골 살둔마을에 화석에너지를 전혀 쓰지 않고 따뜻한 겨울과 시원한 여름을 보낼 수 있는 제로에너지하우스가 등장해 화제다. 집주인 이대철씨가 초에너지절약형 주택을 짓겠다는 일념으로 10여년 독학을 통해 이뤄낸 제로에너지하우스를 만나보자.
석유와 같은 화석에너지를 전혀 쓰지 않는 제로에너지하우스가 등장했다. '살둔 제로에너지하우스'는 국내에서는 아직 실험단계에 머물러 있는 꿈의 주택을 평범한 시민 이대철(64)씨가 실용주택으로 현실화 시켰다는 점에서 각계의 관심이 주목되고 있다. 그의 집은 연일 찾아드는 방문객으로 북적이고 있으며 국내 방송가와 언론은 물론, 내셔널지오그래픽 등 세계적 방송사의 발길이 이어지고 있다.
돌쩌귀대표이사 정병은대표가 선보인 제로에너지하우스는 '들어온 에너지를 밖으로 내보내지 말자"는 원칙에 충실하게 지은 집니다. 이를 위해 몇 가지 세부 원칙을 설계에 적용하고 있는데, 남향일 것, 유리창을 통해 들어오는 열과 나가는 열의 수준을 유지할 것, 열저장장치가 있을 것, 단열 등이 그것이다. 여기에 보탠 것이 있다면 유리창에 덧문을 달아주고 베치카를 보조열원으로 사용한 것이다.
돌쩌귀 시공전략은 그동안 국내에서 정부나 전문가의 주도로 선보인 에너지절약형 주택들과는 차이가 있다. "정부는 물론 많은 사람들이 제로에너지 주택이 되려면 기계적 시설이 있어야만 된다고 생각하고 있어요. 그런데 그런 설비들은 투자유지비가 너무 많이 들고 투자비 회수기간이 길고 대중적으로 접근하기가 어렵습니다. 한 건설업체에서 개발한 3리터하우스는 평당 1500만원이 들었다고 하는데, 아무리 좋은 시스템도 가격이 맞지 않으면 살림집에 접목시키기 힘들죠 그래허 생각해 낸 것이 기본을 잘 갖춘 집을 짓는 것이었습니다. 그런 비싼 설비 없이도 석탄연료를 쓰지 않는 제로에너지주택이 가능하리라는 확신이 있었죠."
건축의 기본을 잘 갖추는 방법으로 초에너지 절약을 실현한 살둔 제로에너지하우스의 설계원리를 꼼꼼히 들여다보자.
동짓날 정오 햇빛 실내 끝까지 들어오는 남향집
집은 남향으로 길게 일자 배치되어 있으며 긴 처마를 달고 있다. 처마는 여름 햇빛은 차단하고 겨울햇살은 받아들여 에너지절감에 기여한다. 거실과 주방은 물론, 서재와 침실 모두 남향으로 큰 창을 내고 북쪽과 동서쪽의 창의 최소화했다. 최대한 많은 양의 태양빛을 실내로 끌어들이고 빠져나가는 열은 최소한 작게해서 태양빛을 더 효율적으로 집안에 가두겠다는 전략이다. 남향으로 열려있는 집은 낮의 길이가 긴 여름철엔 태양의 남중고도가 높아져 실내로 들어오는 빛이 짧아지고 겨울에는 깊어진다. 남향집이 여름에 덜 덥고 겨울에 더 따뜻한 이유다. 또, 햇빛이 가장 깊다는 동짓날 정오를 기준으로 햇빛이 실내 끝까지 들어올 수 있도록 설계했다. 겨울철 실내로 깊숙이 들어온 빛은 거실 바닥을 모두 덥힌 후 벽에 반사되어 벽체까지 덥힌다. 복사열까지 활용할 수 있는 것이다.
실내유입된 태양빛 진흙벽돌과 현무암바닥에 저장
이렇게 실내로 들어온 태양빛을 저장하는데 벽체와 바닥을 활용했다. 이때 지나치게 많은 열저장고는 여름철 더위를 부를 수 있으므로 조화로운 설계가 필요하다는게 이씨의 설명이다. 이씨는 300 * 200 * 100mm크기의 진흙벽돌을 쌓아 내부칸막이를 만들었다. 두툼한 실내 흙벽은 단열기능뿐만 아니라, 여름엔 열을 뺴앗고 겨울엔 열을 저장했다가 밤에 내보내주는 복사활동을 한다. 150mm두께의 흙벽돌이 지닌 축열성능은 통상 2~3일 정도 간다고 알려져 있다. 실내 바닥도 열 저장고 역할을 할 수 있도록 설계했다. 바닥 콘트리트 기초 위에 알루미늄필름을 깔고 두께 150mm의 단열재와 15mm의 수입타일을 덮어 전체 80mm의 두툼한 층을 만들어 바닥으로 새어나가는 열을 잡았다.
창문면적 바닥대비 9% 수준, 훅열 위해 덧문 도입
열을 가장 많이 빼앗는 유리창을 적정 크기로 설계하는 것도 중요한 과제였다. 창문면적은 남쪽의 경우 바닥대비 14%, 동쪽은 2%이하, 서쪽은 5%, 북쪽은 2% 수준으로, 전체 바닥면적 대비 9%를 넘지 않게 계획했다. 벽면 창호는 겨울철 단열효과보다는 태양열의 실내 유입에 중점을 두어 로이 코팅된 시스템창호를 사용했다. 대신 실내 축열 기능과 일사가 없는 저녁시간을 위한 덧문을 만들어 부족한 단열성을 보완하고 있다. 덧문은 두께 45mm의 위에 갈바방화문에 우레탄을 주입하고 외부어는 스기목을 덧붙여 제작했다.
구조단열패널 벽체와 기밀시공으로 단열 꽁꽁 잡아
단열성능을 높이기 위해 자체적으로 구조단열패널(SIP,Strectural Insulated Panel)을 개발애 벽체로 사용했다. 구조단열패널은 독일바스프사에서 개발한 네오폴(두께 235mm)의 양면에 11.1mmOSB를 덧붙인 것으로, 그 자체로 건축물의 내력벽 역할을 한다. 접착제로는 폴리우레탄을 사용해 기밀성을 높혔다. 네오폴은 흑연가루를 첨가해 동일 밀도의 스티로품에 비해 25% 높은 단열성을 지닌 단열재로 그 성능을 인정받고 있다. 구조단열패널의 시공에도 심혈을 기울였다. 아무리 좋은 성능의 단열재도 기밀하게 시공하지 않으면 열이 새어나가기 때문이다.
밀폐된 실내, 열교환 환기시스템으로 정화하고 열회수
단열과 기밀시공으로 밀폐된 실내에서 공기정화가 걱정스럽기 마련인데, 이대철씨 집에서는 좀처럼 창문을 여는 일이드믈다. 이씨는 열화수형 강제환기시스템으로 실내공기질을 유지하고, 나아가서 환기로 인해 빼앗기는 열을 회수하고 있다. 이 시스템은 오염된 실내공기가 시스템 센서에 포착되면 밖으로 공기를 빼내고, 외부에서 들어오는 공기는 지열로 덥히거나 식혀서 실내로 공급하는 원리로 작동된다. 겨울철의 차가운 바깥공기는 지하 120mm에서 집의 기초 위에 설치한 파이프를 따라 집을 한 바퀴 돌면서 지열로 데워진 뒤 실내로 들어온다. 반면 여름철엔 실외온도보다 낮은 공기를 순환시켜 냉각기의 역할을 하게된다. 이대철씨의 아들 이훔(서울대학교 환경생태계획 연구실 연구원)씨는 "환기시스템의 열회수열이 90%이상으로 표기되어 있으며, 실제 사용하면서 실측 결과 매우 뛰어난 열회수 효과를 나타냈다."고 밝혔다. 또, "전체 시스템 설비에 200만원이 들었고 하루 2시간 가동으로 실내공기질을 쾌적하게 유지한다."고 말했다.
보조열원 베치카, '벽 온돌' 역할 톡톡히 해내
거실과 주방의 경계에 벽처럼 세워진 베치카는 보조열원이다. 소련에서 사용하는 베치카를 응용해 직접 설계했다. 1200장에 가까운 내화벽돌을 쌓아 만든 베치카는 한번에 한 아름(대략 일반 목재난로에 들어가는 양)정도의 장적을 태워 1200도까지 가열할 수 있다. 가열된 열은 내화벽돌로 만든 통로에 저장되는데 1시간을 때면 38시간 이상 복사열을 방출해 실내온도를 유지시킨다. 연소에 필요한 산소는 실내공기가 아닌 지하공간에서 예열된 외부공기를 기계 팬으로 공급해 실내 산소량이 고갈되는 것을 막고 있다. 일종의 굴뚝이자 벽 온돌 역할을 하는 베치카는 태양빛이 부족한 흐린 날에만 활용한다.
주난방은 태양빛, 태양열 집열기로 온수 해결 시도
지난해 12월말 제로에너지하우스에 입주한 이씨는 그동안 화석연료로 작동하는 보일러를 전혀 사용하지 않고 있다.(제로에너지하우스가 실패할 것에 대비해 보일러 설비는 해 놓았다.) 그는 "입주 이후 영하 20도까지 내려가는 혹독한 추위에서도 낮 동안 형성된 실내온도가 밤중에도 변함없이 20~22도를 유지했다."고 밝혔다. 계절에 따를 일조와 열저장고, 보조열원, 단열 등을 활용해 자연의 태양빛을 주난방원으로 사용하는데 성공한 셈이다. 단, 온수와 보조열원을 기대해 설치한 태양추적형 집열기는 현재 30도 초반의 온수만 공급하는 실패작이다. 이 집열기는 대형 평면 오목거울로, 초점 부분에 모인 열로 물을 데워 지하에 저장하는 시스템이다.
47평 규모 짓는데 1억 2000만원, 올 봄 농촌주택 모델 지을터
47평 규모의 제로에너지하우스를 짓는데 총 1억2000만원이 들었다. 설계와 자재 구입 등을 모두 이씨 스스로 했기때문에 인건비는 포함하지 않은 금액이다. 유사 모델을 보급하는데 평단 400만원 정도의 건축비가 들것으로 예상하고 있다. 이씨는 몇몇 시행착오를 보완해 올 봄 30평형 규모의 농촌형 제로에너지주택의 다양한 모델을 지금의 집터 옆에 선보일 예정이다.
그는 그동안 오랜 연구와 시행착오를 통해 현실화한 제로에너지하우스를 대중화하는데 기여하겠다는 일념으로 주택을 개방하고 있다. 또, 주택건축에 관한 상세한 내용은 홈페이지에 공개하고 있다. 이를 통해 보다 많은 사람들이 눈 앞에 닥친 에너지 위기에 하루빨리 대비하기를 바라는 마음에서다.
"하루 빨리 화석연료에 의존하는 에너지 패러다임을 바꿔야 합니다. 사실 우리는 에너지에 둘러싸여 산다고 해도 과언이 아니에요. 태양빛 뿐만 아니라 사람도 에너지를 내쭘는답니다. 실내에서 생활하는 사람1명이 내는 에너지는 전구3개를 켠것과 맞먹는다고 해요. 그 밖에 텔레비전이나 오븐, 냉장고와 같은 전자제품들이 내놓는 에너지도 적은 양이 아니지요. 그동안 방치하고 흘려 보냈던 에너지를 어떻게 효과적으로 가두고 효율적으로 활용하느냐가 제로에너지하우스의 관건입니다."