스크랩 겨울 햇빛을 난방에너지로바꾸는 축열벽과 일광온실

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겨울 햇빛을 난방에너지로바꾸는 축열벽과 일광온실

                                                 (애리조나 태양광센터의축열벽)

축열벽이나 일광온실은 우리에게는 생소하지만 유럽 패시브 건축에서 자주 이용되고 있는 꽤 유용한 자연난방 기술이다.

축열벽은 전면에 유리를 두고 간격을 띄워 세운 짙은 색의 두꺼운 흙벽이나 콘크리트 벽체이다. 축열벽은 전기로 작동하는 강제 공기난방 장치들에 비해 별도의 에너지가 필요치 않을 뿐 아니라 실내를 훨씬 쾌적하고조용하며 편안하고 온화하도록 만든다.

축열벽(왼쪽)과 일광 온실(오른쪽)

복사열축열벽

(다양한 방식의 축열벽적용 구조)

축열벽은 프랑스의 발명가 펠릭스 트롬브(Felix Trombe)가 발명했는데그의 이름을 따서 트롬브 월(Trombe Wall)이라고 부른다. 전형적인축열벽은 20~40cm 두께의 햇빛을 보다 많이 흡수할 수 있는 짙은 색(주로 검은 색)으로 칠해진 벽체와 벽체로부터 2~15cm 간격을 두고 설치된 단창 또는 이중의 통 유리로 구성된다. 통유리창을 통해 들어온 태양열은 어두운 색상의 벽체에 낮 동안 흡수되고 천천히 벽체 안쪽 실내로 따뜻한 열기를 방출한다.

통 유리창과 벽 사이의 공간은 벽에 흡수된 태양열이 겨울철 차가운 외기에 접촉하여 쉽게 냉각되지 않도록 방지하는 역할을한다. 벽에서 방출되는 열은 실외로 곧 바로 빠져나가지 않고 벽과 유리창 사이에 갇혀 있게 된다. 태양열이 벽에 흡수되어 저장되었다 실내로 복사열을 내보내는 데 걸리는 시간은 약 8-10시간. 즉 축열벽은 낮 동안 태양열에 의해 가열되었다가 저녁부터실내를 온화하게 만들어준다. 주로 거실이나 침실에 적용하면 적절하다.

대류식 축열벽

낮 동안 실내 공기를 자연대류 현상을 활용하여 가열할 수 있도록 축열벽을 만들 수도 있다. 축열벽의 상부와 하부에 공기 통풍구를 만들어두면 상대적으로 차가운 실내 공기는 벽체 하부 통풍구를 통해 벽체와통 유리 공간으로 들어가서 태양열로 가열되고 뜨거워진 공기는 벽체 상부의 통풍구를 통해 실내로 다시 들어가게 된다. 밤에는 통풍구를 닫아야 낮과 반대로 실내의 공기가 냉각되지 않는다.

(대류식 축열벽 :  낮과 밤의 통풍구 개폐)

일광 온실

일광 온실의 동작원리는 축열벽과 동일하다. 차이가 있다면 축열벽에 비해일광온실은 축열벽과 온실 사이를 드나들 수 있는 문이 설치 된다는 점과 일광 온실 공간을 일종의 채광이 좋은 거주 공간 (Sun room)으로 활용한다는 점이다.

(일광 온실 : 채광, 통풍, 대류난방, 복사 난방)

(야간 일광온실 통풍구는닫아둔다. )

축열벽과 일광 온실설계 유의점

만약 여름철 축열벽이 햇빛에 과열된다면 아마도 집 안은 찜통이 되고 말 것이다.  여름철 축열벽이 과열되는 방지하기 위해서는 적절한 처마 길이와 통 유리창의배기구나 햇빛 차광 막이나 블라인드가 필요하다. 이외에도 통 유리창과 축열벽 사이 공간을 청소할 수있는 방법을 마련해야 한다.

(축열벽과 처마의 길이)

여름철 축열벽 하부의 통풍구와 반대편 벽 하부의 통풍구, 통 유리창 상부의통풍구를 열어두면 자연대류 현상에 의해 실외의 시원한 공기를 끌어들일 수 있다. 또한  축열벽과 통 유리 사이의 뜨거워진 공기를외부로 배출하여 과열되지 않도록 만든다.

(여름철 축열벽의 과열방지를 위한 통풍 장치들)

(여름철 과열 방지 차광막이설치된 축열벽 구조)

물통 축열벽

통유리창 안쪽에 임시로 축열벽을 만들고자 한다면 PET병에 물을 담아 쌓아도 같은 효과를 볼 수 있다. 다만 태양열을 흡수했다 실내로 방출하는 지연 시간은 벽돌이나 콘크리트, 흙으로만든 축열벽에 비해 짧다.

(나무틀에 물을 담은용기를 쌓은 임시 축열벽)

(검은 칠을 한 물통을 이용한 축열)

(튜브 관을 이용한 축열)

[출처] 겨울 햇빛을 난방에너지로 바꾸는 축열벽과 일광온실 (흙부대 생활기술 네트워크) |작성자 팻독피쉬