생태건축, 생태화장실

[연해]

1. 개요
  중세 런던이 점차 도시화되면서 몰려드는 사람의 수용 공간이 모자람에 따라 건물을 복층으로 건축하게 되었다.  
초기에는 요강(크로스 스토루 : 의자형 변기)이 차면  하수구나 거리에 버렸는데 시간이 지남에 따라 계단을 오르내리며 분뇨처리를 하는 것이 귀찮아 점차 창문을 통하여 버려 거리가 온통 오물로 가득하였다. 위생상태가 엉망이어서 전염병이 창궐하여 14세기 무렵 영국 황실은 법적으로 분뇨의 창 밖 투척을 금지 시켰지만 소용이 없었다.
그래서, 여자들은 오물을 피하기 위하여 하이힐을 신게 되었고, 공중변소가 없어 아무 곳에서나 볼일을 볼 수 있게 만든 옷이 긴 드레스이다. 남자들은 창이 넓은 모자와 망토를 입어 개인적으로 오물의 투척을 피하였으며, 이러한 분뇨처리의 심각성을 느낀 사람 가운데  존 해링턴이라는 사람이 1596년  수세식화장실을 최초로 만들었다.
현대 문명의 발명품 중에서 중요도를 따지자면 수세식 변소는 분명 엄청난 기여를 한 것이 틀림 없다. 그러나 과연 오늘날 문명사회의 이기로 대접받기에 충분한 것 인가?
수세식 화장실의 원리는 분뇨 처리를 생태순환적인 원리에 의거하지 않고, 도시로부터 최대한 멀리 떨어진 바다로 흘려 보내는 방식으로, 그 결과 분뇨가 퇴비로서의 우수한 능력을 잃어 버렸고, 오히려 수자원의 심각한 오염과 필요 수자원의 고갈로 이어져 현대사회의 생태 환경과 존립 기반을 뿌리째 뒤흔들고 있다는 점에서 수세식 화장실에 대한 새로운 관점과 시각을 요구하고 있다.

2. 생태화장실의 복원
  복합오염의 주범인 수세식 화장실(물낭비+물오염)을 생태화하기 위해서는 먼저 우리의 머리 속에 분뇨에 대한 개념을 바꿀 필요가 있다.
똥분(糞)의 의미는 쌀의 또다른 형태를 나타내듯이 정말 우리가 멀리 해야만 하는 것인지, 항상 가까이에서 관리하고 음식이 똥이 되고 똥이 거름이 되며 거름이 음식물을 제공하는 생태학적인 순환의  존재가치를 인정할 때 진정한 생태학적인 처리가 가능하다 하겠다.

1) 자연 발효식 화장실
  재래식 뒷간의 여러 가지 문제점인 불결함을 보완하기 위하여 변기를 수세식과 같은 모양으로 하고 변기와 변기통을 플라스틱 재료를 사용하여 깔끔하고 견고한 현대식으로 하는 것이 중요하다. 동시에 그 안에서 완벽한 발효가 이루어질 수 있는 구조가 필요하다.
수세식은 볼일을 본 후 물을 내리지만 자연 발효식 화장실은 이틀에 한번정도 매질 - 왕겨, 톱밥, 부엽토, 재 등 - 을 넣어주는 것이 다르다.
흔히, 분뇨 속에는 수 많은 병원균들이 있어 불결하다 생각하는데 반드시 그렇지만은 않다. 박테리아는 영양분(똥)이 공급되지 않으면 병원균 등 온갖 세균을 잡아 먹으며 자연스런 살균이 발효를 통해 이루어진다. 그러나, 값이 너무 비싸 공급에 어려움이 있어 향후 국가적인 지원과 누구나 설치할 수 있는 구조의 단순화 등이 개선해야 할 사항이다.

<자연발효 화장실의 특징> 자연발효 화장실은 물을 사용하지 않으므로, 오수발생이 없고, 정화조가 따로 필요없으며, 오수관로, 하수처리장이 필요없다. 자연발효 화장실은 냄새가 없고 대변이 100분의 5로 축소되며, 비료로 사용할 수 있다.
자연발효 화장실은 다시 자연으로 되돌리는 자연재생 순환방식이어야 하며 반영구적이다. 또한, 완전무공해, 어느 곳이나 설치할 수 있으며 용도가 다양하다.(공원, 고속도로, 휴게소 골프장, 캠프장, 공사현장, 해변가, 농어촌, 목장, 교회, 사찰 등)
<자연발효 화장실의 시스템> 자연발효 화장실은 미생물을 이용하여 대,소변을 먹이로 취하는 것. 발효작용시 발효열이 나며, 이산화탄소(CO₂)와 수증기 등이 발생된다. 미생물 분해시 산소의 공급이 필요하므로 발효화장실 내부에는 공기의 강제순환과 흡입을 위한 air channel이 설치되어 있다.
발효부식열은 박테리아의 증식을 한층 가속시킨다. 대,소변 등의 영양물질이 투여되지 않으면 서로를 잡아먹으므로 결국 박테리아와 세균은 멸균된다. 발효를 돕는 통기성 매질(피트모스)로는 통기성이 좋은 낙엽, 볏짚 썬 것, 왕겨, 굵은 톱밥 등 흡습성이 높고 잘 부풀어지며 썩을 수 있는 소재가 좋다. 섬유장이 길거나 잘 짜부라지는 물질, 긴 볏짚, 신문지, 긴 풀, 소나무의 굉이부분, 삼나무, 나무토막 같은 것은 벌킹 재료가 아니다.

2) 생화학 변기
  생화학 변기의 특징은 변기 내에서 분뇨가 자연 분해되기 때문에 부패탱크나 화학적인 물질이 필요 없다. 변기통에 들어온 용변이 자연 발효되기 위해서는 열과 산소, 유기물만 있으면 되는데 열은 분뇨와 유기물의 혼합에 따른 부식과정에서 발생하고 산소는 통풍관을 통하여 공급되며, 유기물은 하루 한 컵 정도의 토탄이끼를 넣어주면 된다. 또 가끔 채소 쓰레기나 묵은 빵같은 유기물을 같이 넣어 주면 좋다.
냄새를 막고 공기의 유입과 배출을 위해 bio-drum방식을 채택하여 변기통 밖에 부착된 손잡이를 돌리면 통 안에 있는 드럼이 회전하여 내용물을 섞어주고 산소를 공급하는 역할을 한다. 비료가 된 분뇨는 일년에 몇 번씩 비우면 되고 전기의 사용과 수세식 활용 여부에 따라 여러 가지 모델이 나와 있다.

※ 전기를 사용하지 않는 방식으로는 외부공기가 자연 유입되는 방식이 있는데 수분증발이 적고 발효 온도가 낮기 때문에 발효 정도가 더딘 점이 단점이다. 그리하여 섬이나 휴양지 같이 사용정도가 낮은 곳에 설치가 적합함..

3) 수세식 양변기의 생태적 전환
  아파트나 다세대 주택, 주거 밀집지역 등 실내형 화장실을 채택하고 있는 주거 공간에서는 장기적으로는 도시 지역에서도 사용할 수 있는 생태 순환적 화장실이 개발되는 것이 당연하나, 당분간은 기존의 수세식 화장실이 불가피하다. 하지만 현재 사용하고 있는 양변기의 구조나 부속류를 교체함으로서 상당한 량의 물을 절수할 수 있다.

(1) 자동 개패식 변기
   2003년 싱가폴에서 개최된 공조 전시회에 참가 한적이 있었는데, 이때 호텔의 변기에서 공기의 압축에 의한 소량의 물로 변기를 세척하는 것을 보고 신기하여 몇 번인가 다시 작동해 보곤 한적이 있었다.
그런데 지금은 이 방식이 우리나라 고속철도의 화장실에도 적용되어 사용되고 있다. 현재 철도에서 사용되고 있는 자동 개폐식 변기는 1회에 약 0.5리터 정도의 물만 있으면 변기에 모인 배설물을 깨끗이 처리할 수 있다. 공기 압축을 이용한 배출이기에 적은 물만으로도 가능하다.

※ 철도차량용 자동개폐식 오물처리장치
-  우리 현실에 적합하게 설계된 한국형 오물처리장치이다.
- 악취배출장치, 차단밸브의 설치로 악취가 나지 않도록 설계되었다.
- 기존의 제품에 비하여 설치 및 보수가 간단하다.
- 설치비 및 운전, 보수비용이 저렴하다.
- 고속주행시에도 기압차에 의한 역류현상이 발생하지 않는다.
- 배출수위 경보장치의 채택으로 배출시기를 자동으로 알려준다.
- 세척력을 향상시키고 볼밸브의 사용으로 배관의 막힘현상이 없다.
- 외부배출관을 탱크하부에 설치하여 탱크 내 슬러지가 고착되지 않도록 설계되었다.
- 저장탱크를 동파되지 않도록 이중구조화하여 보온하였으므로 혹한에서도 사용이 가능하다.

(2) 사용하고 있는 양변기를 절수형으로 바꿔주는 변기 부속
  지금 우리나라에서도 절수형 양변기의 사용이 의무화 되어있어 4리터 정도의 물을 절약할 수 있지만, 기존에 설치되어 있는 양변기는 일부의 부속을 교체하는 것만으로도 물을 절약할 수 있다.

- 양변기 절수 밸브 : 물탱크의 물이 배수되어 나갈 때 약 7리터 정도의 물이 빠져나간 뒤 밸브 본체의 상부에 달린 부력구가 상실되어 닫히도록 되어 있다.(6리터 절수)
- 절수형 봉고무 덮개 : 기존의 고무 덮개는 물이 거의 빠져 나간 후에 닫히지만, 이 봉고무 덮개는 기존 덮개 안에 봉축을 장착하여 무게를 증가 시켜 일찍 닫히게 한다. 기존의 물탱크량은 13리터로 이중 8리터는 분뇨의 세척에 필요한 양이며 나머지 5리터는 수압을 높이는데 필요하다. 이때 8리터가 빠져 나간 후 봉 덮개가 닫히면 수압을 유지시키는 물이 빠져 나가지 않으므로 절수할 수 있다.
- 양변기 셀프 절수기 : 셀프 차단벽 절수기는 탱크 안에 양쪽으로 벽을 만들어 물이 모두 빠져나가는 것을 막아주어 절수효과가 나타나며, 동시에 양변기 내 차단벽 위의 물이 차단벽 안으로 좁혀 지면서 수압이 발생하여 세척효과가 뛰어나다. 그 외 다단계 절수기 등이 있다.

3. 결언
  지구 환경의 오염으로 인한 파괴현상이 심각한 요즈음 자연발효의 원리를 이용한 생태적 화장실의 대중화는 매우 절실하다. 하지만 도시의 비율이 훨씬 많은 작금에서는 수세식 화장실을 모두 생태적 화장실로 바꾼다는 것은 불가능하다.
비록, 현재의 조건에서 어쩔 수 없이 수세식 화장실을 채용하더라도 주거 밀집 지역 내의 고층건물이나 아파트는 절수형 양변기의 채용과 중수도 시스템의 구축, 정화조의 철저한 관리, 일차적인 미생물분해 체재를 도입하는 방법이 필요하다. 호주에서 시드니 올림픽을 개최하면서 환경 올림픽이라는 기치아래 밀집지역에서 나오는 오수로 지렁이를 키워 친환경적인 분뇨처리를 하였듯 향후 우리가 나아갈 방향 또한 이러하다고 본다.
최근 국립공원 사찰 등에서 자연 발효 화장실을 설치하고 있는데 그 곳을 사용하는 사람들이 변기통에 온갖 쓰레기를 버려 자연 발효가 잘 안된다고 한다.
생태적인 화장실은 단지 설계구조만을 바꿔서 되는 것이 아니라 생태적 의식과 배설물을 자연에 되돌려 준다는 그 본질적 의미가 중요하다.▣ <다음호 계속>

                                    철처: (주)하우엔지니어링