여름보고서(람다하우스2015)

[IFREE]

새집 짓고 첫번째 여름이 지나갔다.

간단하게나마 자료들을 살펴보는 기회를 갖고 여름을 닫고자 한다.

1. 기후조건

1-1. 온도

올해가 작년보다 좀 더 더웠다.

기상청 자료에 따르면 여름(6월~8월) 기준으로 2014년 평균 기온은 23.7℃였고 2015년은 평균 24.3℃ 로 올해가 작년보다 0.6℃ 정도 더 높았다.

평균 기온도 높지만 무엇보다 그래프에서 확인이 되듯이 일평균 기온이 25℃를 넘는 빈도가 2015년이 더 많다.(냉방도시값으로 비교하면 좋겠지만 바빠서, 2015년 6월~8월 냉방도시는 14,145KH이다)

1-2. 상대습도

역시 조국의 여름은 기대를 저버리지 않았다.

겁나~~~~습기에 쩔은 날들이 여름내내 지속되었다.

그래프의 상단에 춤을 추는 값들이 대기중 상대 습도값이다. 이 값들을 좀더 정량적으로 파악하기 위하여 절대습기량(g/㎥)으로 변경하여 그 아래에 하늘색으로 표시하였다.(표시값는 오른쪽 Y축)

관측 기간 중 대기 중 상대 습도는 30%에서 90%를 넘나들고 있지만 절대 습기량을 보면 일정하게 매우 높은 값을 유지하고 있음을 알 수 있다.

숨을 쉬기 위해서는 결론적으로 이런 외부공기를 실내로 유입시킬 수 밖에 없다.

가정에 외부 공기를 완전히 차단한 채로 산소발생기와 이산화탄소 필터를 갖추고 사는 집은 없을 것이다.

이런 상태의 대기가 실내로 유입되면 실내 습도도 올라갈 수밖에 없는데, 과연 얼마나 올라갈까? 그리고 어떤 기준에 따라 관리가 되어야 하는가를 살펴보고자 한다.

먼저 빨간색 점선이다.

대기 중 절대 습기량이 19.5g/㎥을 넘을 경우 이 공기를 실내로 유입시키면서 제습을 하지 않고 일정 기간 이런 상태가 지속되면 실내에 곰팡이가 발생하게 된다.

19.5 g/㎥ 의 절대습기량을 가진 공기가 실내로 유입되고 그 때 실내 온도가 26℃ 라면 실내 상대습도는 80%를 넘게된다.

그런데, 또 한가지 실내에서 샤워나 음식조리, 화분, 인체 등에서 발생하는 습기가 여기에 추가되기 때문에 사실상 대기 중 수증기 함유량이 15 g/㎥ 를 넘어서게 되면 실내 조건에 따라 언제든지 곰팡이가 발생할 수 있다.

따라서 수증기량이 15 g/㎥ 를 넘어서면 제습을 고려하여야 한다.

예외가 있기는 하다.

여기서는 실내 온도를 26℃ 로 관리한다는 전제가 있는 것인데, 만약 그냥 여름 내내 창문을 열어놓고 실내 온도를 30℃ 이상으로 유지한다면 따로 제습을 고려할 필요는 없다.

1-3. 바람장미

잘 않보이면 그림을 클릭하여 확대해 보기 바란다.

이게 우리나라에서의 일반적인 경향인지는 모르겠지만 람다하우스가 속한 세종시의 경우를 보면 여름철에는 남서풍이 탁월풍이다.

북동풍도 제법 불었다.

주로 창으로 환기하는 저녁 시간대 새벽 시간 때의 바람 방향도 전체 경향과 크게 다르지는 않지만 새벽 시간대는 남남서풍이 탁월풍으로 분석되고 Wind Calms(고요) 시간 비율은 17.57% 로 일평균 6.95% 보다 많다.

아쉽게도 바람이 필요한 밤 보다는 낮에 바람이 더 잘 불었다는 말이다.

알고 한 것은 아니지만 람다하우스의 방위가 정남에서 서쪽으로 14도 정도 돌아가 있는 남남서 방위인데 여름 새벽에 바람 맞기는 좋은 방향이다.

2. 실내 온습도 모니터링

2-1. 실내 온도

실내 3곳의 측정 지점에서 관측된 실내 온도값과 일평균 대기온도값이 표시되어 있다.

여름 기간동안 람다하우스는 실내 온도를 26℃ 선을 기준으로 관리하였으며 온도 관리와 제습을 위해서 필요하면 에어컨을 가동하였다.

아래 녹색선에 에어컨 가동에 따른 에너지 소모값이 표시되어 있다(오른쪽 Y축값)

8월 초순 경에 부분적으로 26℃를 초과하는 값을 보이고 있지만 27℃를 넘긴 값은 없으며 거주자가 쾌적함 정도를 판단하고 온도 조절을 하지 않았다.

온도 조건으로 봤을 때 대체로 26℃ 선 정도면 살기에 좋다고 본다.

2-2. 실내 습도

실내 습도를 유지하기가 참 힘들었다.

대기 중 절대 습기량이 높았고 실내에서 추가로 발생하는 생활습기까지 있었기 때문에 상대습도를 끌어내리는 것이 온도보다 훨씬 많은 관리를 필요로 한다.

람다하우스에서는 첫번째 여름을 상대습도 80%를 넘기지 않는 선에서 관리하였다.

또 연속적으로 75%를 3일 이상 넘기지 않도록 하여 곰팡이 발아를 차단하고자 했다.

사는데는 큰 불편함이 없었다.

실제 75% 정도의 상대습도에서 몸에 끈적거림을 느끼거나 불쾌감을 느끼지는 못했기 때문에 감성적으로 추가적인 제습을 필요로 하지는 않고 살았다.

그러나, 실내 습환경 관리 측면에서는 습도를 65% 이하 수준으로는 관리하는 것이 좋지 않을까? 생각한다.

이번 여름은 실내 온도를 기준으로 관리했다면 내년에는 상대습도를 65%로 이하로 관리하는 것에 중점을 두고 이에 소요되는 에너지량을 정량하고자 한다.

이번 경험을 통하여 짐작하기로는 실내 상대습도를 65% 이하로 관리하기 위해서는 여름 기간동안 400~500kWH 정도의 에너지가 필요할 것으로 추정은 하고 있다.

에어컨의 냉방 기능으로 제습을 해야할 것인데 상대습도를 65%로 낮추면 그에 따라 온도도 같이 내려갈 것이다.

그런 조건에서의 실내 온도가 얼마가 될지는 내년에 실제 해봐야 알겠다.

쫌 마이 추울 것 같은데,,,,,

그래프의 중간에 핑크색(실내공기중 수증기량)과 녹색선(대기중 수증기량)을 표기하였는데 대기 중 수증기량이 실내 수증기량을 넘어서거나 또는 수증기량이 15g/㎥을 넘어서면 적극적으로 제습을 하여 습도를 떨어뜨렸다.

2-3. Night Cooling Test

여름철에는 외부온도가 실내보다 낮아지는 야간 시간대에는 공조기를 바이패스모드로 가동하여 실내 공기 중 열에너지를 회수하지 않고 그대로 외부로 배기 한다.

나이트 쿨링이라는 개념이다. 나이트 쿨링(바이패스)으로 공조기를 가동하면 비록 눈으로는 실내 온도가 내려가는 것으로 보이지 않더라도 건물의 골조가 낮 시간동안 축적했던 열에너지를 야간 시간동안에 소모시켜서 다음날 다시 축열을 할 수 있게 함으로써 실내 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

젠더 공조기의 자동 바이패스 모드에 의한 나이트 쿨링 효과를 살펴 본 바로는 일 최저 기온이 실내 온도에 비해서 3℃ 이상 낮을 때 지표상으로 실내온도가 내려가는 것이 관측된다. 

또한, 활발한 바이패스에 의한 쿨링 효과는 대기 중 일평균 기온이 실내 온도보다 낮아지는 때인 것으로 관측 되었다.

시기적으로 보면 6월 중순에서 7월 20일경까지 그리고 8월 20일 이후가 된다.

대기 일평균 온도가 실내 온도보다 낮아지면 나이트 쿨링은 매우 활발하게 일어나기 때문에 경우에 따라서는 지나치게 냉각되지 않도록 관리가 필요할 수도 있다. 또한 이런 조건에서는 비록 일 최고 온도가 30℃ 가 넘어도 냉방기 없이 외부 덧창에 의한 직달광선의 차단과 나이트쿨링으로만으로도 실내 온도를 25℃ 대로 통제하는 것에 어려움이 없다.

다른 말로 하면 이 기간을 제외한 대기일평균온도가 실내온도보다 높아지는 즉, 7월20일경 부터 8월20일까지의 약 한달간은 보조적인 냉방에너지로 실내 온도를 조절하여야 한다.

이미 절기상 입추(入秋)도 지났고 모기 입이 돌아간다는 처서(處署)도 지났지만 아직 한낮의 최고 온도는 30℃를 넘나들고 있다.

이미 가을이 시작되었다고 말할 수도 있지만 기상학상으로 가을은 일평균 기온이 20℃ 이하로 연속 9일 이상 지속된 날의 첫번째날부터로 정의된다.

거의 10월 초순까지는 낮에는 덥다는 말이다. 올해는 예년보다 빠른 9월말경인 추석 전후가 가을의 시작이 될 것으로 예측하고 있다.

그러므로 패시브하우스에서 나이트 클링은 여름의 초입과 절정기를 지난 여름말에서 가을 초입까지 수개월간에 해당하는 꽤 긴 시간동안 쾌적한 실내 환경을 유지시켜주는 중요한 기능이다.

3. 에너지 소비량

※ 데이타값은 표시 날짜 기준이다. 즉, 1월 전기소비량은 청구서 발행월이 기준이 아니라 1월1일~1월31일 기간동안 실제 소비량이다.
도시가스와 전기 소비량은 쥔장이 매일 계량기를 실제로 검측하여 기록한 값이다.
비용을 산정할 때 에너지 단가는 추 후 수정될 수 있다. 예를들어 전기사용료 고지는 전월12일~당월11일까지 사용량을 검침하여 전월 귀속 고지서를 발부한다.
말하자면 1월12일~2월11일 기간 사용량은 1월 요금고지서라는 명칭으로 발부가 되는데 전기료는 누진제 구조를 가지고 있으므로 청구기간의 누적 사용량에 따라 단가가 달라진다.
이런 이유로 1월 전기료의 계산을 예시하면
1월1일~1월11일 사용량 × 12월 단가 + 1월12일~1월31일 사용량 × 1월 단가 의 계산식으로 산출된다.
그런데, 1월 전기료 단가는 최소한 2월11일 이후에나 발부되므로 1월31일 현재는 알 수 없기 때문에 청구서가 고지되기 전에는 12월 단가를 기준으로 비용을 산정하였다가 1월분 고지서가 나오면 단가를 수정하여 재 산출하게 된다.
그러므로 월간 전기 소비량이 같은 경우에도 누진제에 따른 단가 적용의 차이로 사용료는 다를 수가 있다. 그래프의 1월과 2월 '전열&전등' 에너지 소비량은 257kWh로 동일하지만 비용은 1월달이 1,267원 많다.
가스료의 경우도 누진제는 없으나 매 청구월 도시가스의 발열량이 차이가 나는데 이를 알 수 있는 시점과 시간차가 나는 문제로 고지서가 발부된 후에 추 후 수정한다.
도시가스의 경우에는 발열량 자체가 달라지는 것이므로 작은 차이지만 에너지 소비량과 비용 모두 수정된다.
모든 비용은 부가세(VAT)를 포함한 값이다. 전기료의 경우에는 곁가지로 붙어오는 TV수신료는 제외하였다.

첫번째 그래프는 입주 후 부터 현째까지의 람다하우스 에너지 사용량을 표시한 것이고 두번째 그래프는 비용을 표시한 것이다.

이 중 여름철인 6월에서 8월까지의 데이타를 보면  총에너지 사용량은 600~700kWH/월 정도로써 봄철 사용량과 대동소이하다.

다만, 에너지 사용 구성 비율이 여름에 전기에너지 비중이 많았고 누진세가 적용되어 비용측면에서는 겨울철과 유사한 거동을 보이고 있다.

여름 기간동안 총 1,801kWH의 에너지를 사용하였고, 이중 냉방&제습에 사용된 에너지 총량은 235kWH로써 전체 사용량의 13%이다.

에너지 비용은 총 295,316원 이고 냉방&제습에는52,777원이 소비되었다.

한가지 주목할 점은 여름철에 전력 사용량이 예외적으로 높게 나타나고 있다는 것인데, 이것은 계절적인 요인과 람다하우스의 특수 상황이 복합적으로 작용한 결과이다.

우선 계절적 요인을 보면, 아무래도 여름철에는 냉장고 등 실내 냉방 기기들의 에너지 소모량이 늘어난다.

람다하우스에는 900L 냉장고와 700L 김치 냉장고가 있다.

특이 사항은 쥔장의 여가 활동과 관련이 있다.

텃밭에서 수확한 가지,호박 같은 열매 채소들을 장기간 보관하기 위해서 식품건조기로 이를 건조하였는데 이 역시 소비전력이 1KW에 달한다.여기에  여름에 와서 식구들의 건강을 챙기기 위해서 오쿠? 로 홍삼엑기스를 만든다고 주구장장 돌렸다.

한가지 더 아마 이것은 계절적 요인과 관련이 있을 것인데, 장마기간 중 대기가 습하거나 또는 실내 온도 때문에 빨래를 삼기 힘들면 세탁기의 삶기 기능과 빨래 건조 기능을 자주 사용하게 되는데, 측정해보기로는 일회에 대략 3~4kWH 전력을 소모한다.

여름에 특히 빨래가 많아지기도 하는데 우리 집은 하루에 한번은 최소치이다.

아마 이런 계절적 전력 사용요인은 차츰 줄것이다. 또 전기료 고지서를 받아보면 자기 조절을 하기도 한다.

결론적으로 보면 여름철 냉방&제습 에너지 부하는 상당히 작은 량이라고 본다.

에너지 소비량으로만 보면 동절기 난방 부하의 10일치 정도에 불과한 값이다.

여름동안 냉방&제습에너지를 측정하기 위해 사용했던 적산전력계는 이제 콘센트에서 해체되어 다음 여름때까지 기다릴 것이다.

요거 콘센트에 꽃아 놓으면 대기 전력이 0.1kWH/day 씩 소모된다.

4. 남은 숙제

위 그래프는 람다하우스에 그간 관측해온 온도 및 습도값들을 계절별로 표시한 것이다.

빨간색은 겨울, 초록색은 봄이고 파란색이 이번 여름 데이타를 표시한 것이다.

완연하게 파란색 점들이 우측 상단으로 퍼져서 노란선을 벗어나 있는 것을 알 수 있다.

실내 상대습도를 좀더 낮출 수 있는 방법을 강구해서 이 값들을 죄측하단으로 조금더 끌어내리는 것이 필요한데, 어찌하면 좋을지 숙고하고자 한다.

[namedesire]

어려운 용어, 그리 쉽지않은 약간 지루한 내용...
허나 잘 보았습니다.
지금 살고계신 집에 대한 깊은 관심과 쾌적한 환경조성을 위한 열정을 충분히 이해하고 공감할수 있었습니다.

[IFREE]

말하는 사람 듣는 사람 각자 편한데로 해석될 수 있는 이중해석의 여지가 없도록 되도록 정확한 사실 전달에 치중하다보니 본문이 딱딱하게 되었네요.
하고 싶은 계획은 많이 있었지만 민생고에 빠쁘기도 했고 여름이 짧아 뜻대로는 다 못해봤습니다.
다음을 기약해야겠죠.
감사합니다.

[나뭇꾼]

매우 의미있는 내용이네요. 대단한 분석력.......

[IFREE]

예 칭찬 감사합니다^^

[특별시민]

건축전공이 아니시면 연구자이신것 같습니다. 대단하십니다.
지난주에 우리땅 82번에 '칠자화'라는 희귀종 나무를 심었습니다. 잘 크고 있나 모르겠네요. ^^;
칠자화 = 중국이 원산지로, 일년에 다른색 다른모양의 꽃이 두번 핀다고 합니다. 늦여름에는 흰색, 가을에는 빨간색이 핀다고 해요. 어렵사리 아는 사람에게 구했습니다.

[IFREE]

이따 퇴근해서 '칠자화'가 잘 있는지 함 보겠습니다.
전 건축과는 아무런 관련이 없습니다. ^^
처음 집을 짓겠디고 결심하고 자료를 들여다 봤더니 개인주택에 관한 정량적인 자료가 전무한 것을 보고 재능기부 차원에서 제가 함 해본 것입니다.
제가 처음은 아니지만 제대로된 집을 추구하는 건축가분들 중에서는 제 노력을 보고 또 자극 받은 분도 더러는 있을 것으로 기대합니다.

[특별시민]

우리도 내년부터는 집 설계부터 시작해서 17년 입주를 목표로 시작될 것 같습니다. 집은 북쪽에 지하주차장이 들어설 것 같습니다. 남측 땅이 높아서 좀 높게 집이 지어질 것 같습니다. 많은 조언 부탁드릴게요. 기대하세요. 좀더 색다르고 멋진 집 지을참입니다. 돈이 문제지만요.

[아름동아빠]

대단하십니다 진짜 존경합니다

[IFREE]

감사합니다.
착공하셨나요?
9월에 착공하신다고 알고 있습니다
원하는 집 가지시길 바랍니다

[아름동아빠]

디자인 고민때문에 10월로 밀렸습니다 적용은 못했지만 블로그 글에서 집에 대한 많은 정보 얻었습니다~

[IFREE]

천천히 신중한게 좋습니다.
'신속하게'라는 말은 '정확성'이 이미 확립된 체계에서나 논의될 수 있는 말입니다.^^
힘내시고요.
나중에 떠밀려서 결정하시는 일이 없도록.....
전체 공정을 미리 가늠하시고 조명이던 인테리어 마감이던 전기계장이던 미리 할 수 있는 것은 가능한 미리 챙기시기 바랍니다.
선택을 뒤로 미루는 것은선택의 여지를 좁히거나 대부분 추가 비용으로 이어지게 됩니다.
잘 될 겁니다.