스크랩 건강주택 만들기를 위한 각종 요소

[미래]

건 강 주 택

남 영 호
(사)한국목조건축기술협회 부회장
(주) 좋은집 대표
협회 부설 건강주택연구소 소장

I. 건강주택의 환경부하와 실현방법
건강한 주택의 의미는 최우선적으로 건강을 준다기 보다는 건강을 해치지 않는데 초점이 맞추어져야 한다. 건강 저해요인을 가능한 한 배제하는 것이 우선적 과제이다. 그러나 이러한 상황이 모든 지역적 조건이나 개인의 라이프스타일에 따라 일률적으로 적용되지 않는 것이 현실이다. 이와 같은 상황에 따라서 주택설비를 포함한 건강주택의 하드웨어 및 소프트웨어의 적용 방식이 달라진다.
건강주택에 영향을 주는 부분을 세가지 카타고리로 크게 나누어 보면 (표1) 물리적 환경의 부하, 생물학적 환경의 부하, 화학적 환경의 부하가 있다. 이러한 부하의 종류 및 지역적 특성에 따라 건강주택을 구성하는 방법에는 차이가 생기는 것이다.
표1)
부하의 종류                   원인                               비고
물리적 환경의 부하        자외선, 습도,온도,소음      인공적으로 개선가능
생물학적 환경의 부하     미생물,해충,꽃가루           고단열, 고기밀의 결과
화학적 환경의 부하        VOC, 담배연기,유해금속    실내공기 오염
                                  미세부유물질

건강주택을 구성하는 방법에는 일본건강주택협회에서 제안하는 6가지 방법(표2)이 있는데 이 방법의 주요 내용은 건강주택의 실현 방법에서 취해야 할 순서가 존재한다는 것이다.
이 방법의 가장 첫 번째 스텝으로는 기후, 풍토를 충분히 고려한 다음, 설비나 시스템에 의존하고 그 후로 광촉매 등의 약재에 대해 대처해 가는 방법이다. 여기서는 기후, 풍토의 선택과 건축설계에 의한 대처부분, 건강재료가 배려된 공사의 사례에 대해 직접 경험하였던 시공상의 내용과 함께 자세히 알아보도록 하자.
            
1.환기
우선 앞서서 언급한 바와 같이 기후, 풍토에 대해 충분한 검토가 되어야 한다. 지역의 온도분포, 우수량, 일조율, 바람, 강설량, 염해 등 기후 및 지역적 환경에 영향을 받는 요소들을 검토해야 한다. 온·습도가 높거나 낮은 지역에서는 환기와 일조에 대해 더욱 많은 신경을 써야 한다. 우선 환기에 대해서 알아보자. 건강주택의 조성시 가장 우선시 되어야 할 항목이 바로 환기이다. 위에서 언급한 환경 부하를 모두 한번에 해결할 수 있는 방법이기도 하다. 실내공기는 외부의 공기보다 여러 가지 부하에 의해 같은 지역 외부공기의 25배가 나쁘다는 조사가 신문지상에 개제된 바 있고 거기에다 겨울에는 여름의 4배가 나쁘다고 하니 여름철 외부공기와 겨울철 실내공기는 100배의 차이가 난다고 볼 수 있다. 이를 살펴보면 환기만 잘되는 집이라고 한다면 개선하고 싶은 많은 부분이 해소되리라 생각한다. 이러한 환기의 방법에는 자연환기, 강제환기가 있으며, 자연환기는 말 그대로 창문을 열어 순환시키는 방법이다.  적어도 2시간 간격으로 10분 이상 환기를 해주기를 전문가들은 말한다. 강제환기에는 일반적으로 2가지로 나뉘는데 먼지센서를 장착하여 벽부에 직접 설치하는 장치이다.
그 다음으로 먼지센서를 부착한 환기시스템의 단점을 보완한 열교환 시스템 방식의 환기시스템이 있다. 이는 실내에 더워진 공기가 배출되는 동시에 외부의 신선한 공기가 유입되면서 서로 같은 열을 교환하여 실내에 공기가 투입되기 직전에 내부온도에 준하는 온도상태에서 유입이 된다. (그림1-2)
내부 덕트를 이용하기 때문에 반드시 잦은 청소를 해줘야 한다는 것과 초기 설치 비용이 상승한다는 것이 단점이다.

2.소음관리 및 차음
그 다음으로 물리적 환경부하의 하나인 소음에 관하여 알아보자. 시끄러운 콘서트장에서 많은 시간을 보내고 온 날 저녁엔 일찍 잠자리에 드는 경험을 해 보았을 것이다. 그만큼 소음은 잘 인식하지 못하는 사이에 사람에게 많은 에너지를 소모하게 한다. 건강 주택에서 도 이러한 문제는 항상 인식되어 온다. 주거상에서 발행하는 여러 소음 중에 마루 충격음, 개구부 차음, 설비 발생음, 주택내 열팽창 수축음 등을 다뤄보자
목조주택의 단점 중 하나인 마루충격음의 하층부 전달을 방지 하기 위해 구조목의 교체를 시도하였다. 구조목에서 엔지니어 우드로 교체 시공한 후 층간 차음재를 상용하여 실제적으로 많은 차단 성능의 향상을 보았다.(사진2-1,사진2-2) 그 밖에 마루재의 질량을 증가시키는 방법도 성능의 향상에 영향을 미친다는 연구결과도 있다. 동백의 한 현장에서 또 다른 시도를 해보았다. 천정의 구조를 이중으로 치는 방법이다.(사진2-3) 이러한 방법은 전기설비나 기타 천정배관에도 많은 장점을 가져다 준다. 물론 층고의 상승으로 인한 구조 및 외장재의 단가가 상승하는 측면도 간과할 수는 없을 것이다.
개구부 차음 대책으로는 역시 창호의 문제를 언급하지 않을 수 없다. 외벽에 창문이 설치 되었을 경우 종합적인 투과 손실은 외벽창 각각의 투과 손실과 그 면적에 의해 결정된다. 그 때문에 종합 투과 손실은 보통 외벽의 투과 손실이 커도 창문의 투과 손실이 작으면 거의 창문의 투과 손실에 가까운 값이 된다. 결국 샷시의 기밀성에 따라 개구부의 차음성능이 결정되는 것인데 차음 성능은 20 dB~ 30dB까지 150%의 성능차이를 보인다.

설비 기기 소음은 관로를 통과하는 기체의 흐름 및 유체의 흐름에 의해서 발생된다. 이러한 흐름의 진동이 고체전달음으로 되어 인지하게 되는데 배관에 차음재를 감거나 스핀관을 사용하면 효과가 크다.  마지막으로 주택의 벽이나 천장 등 여러가지 재료로 구성되어 있어 각 재료의 팽창률의 차이로 크거나 작은 높은 주파수의 소음이 발생한다.  주로 발생되는 부위는 샷시와 그 주변, 외벽의 조인트 부분, 지붕에 접하는 천장 등 외벽에 면해있는 부위에서 발생하는데, 이질재가 만나는 부위를 없애고 고무패킹등의 재료를 사용한 고정등을 고려해 보는 것도 하나의 방법이다.

II. 친환경자재
건강주택을 구성하는 두번재 단계는 건축설계에 의한 대처이다. 기본건축시스템이라고도 볼 수 있는데 디자인의 측면과 건축재료의 부분이다. 이번에는 주로 설계상 다뤄지는 건축자재에 대해서 알아보기로 하겠다. 이 글의 앞에서도 언급했듯이 자재 분야에는 두 가지 분류를 들 수 있다. 첫째로 유해한 자재의 배척이다. 좋은 성분이 방출되는 자재를 쓰기 이전에 나쁜 성분이 방출되는 것을 철저히 배제하는 것부터 시작이라고 할 수 있다. 우선 건축자재의 선정에서부터 신중해야 하는데 현재 환경부에서 제안하고 있는 건축 자재의 인증등급이 있다. 환경부는 각종 건축자재로부터 방출되는 오염물질의 정도에 따라 인증등급을 부여하는
친환경 건축자재 품질인증제(표3)를 04년 2월 시행하면서 친환경 건축자재 품질인증제의 시행은 민간자율 기능을 제고하는 차원에서 환경부 등록법인인 “한국공기청정협회”에서 주관하도록 하였다. 적용대상은 건축물의 내장재로 사용되는 일반자재(합판, 바닥재, 벽지, 목재, 판넬 등), 페인트, 접착제 등이다.

표3)
구분               일반자재                페인트                  접착제
최우수 TVOC  0.10 미만               0.10 미만               0.25 미만
          HCHO  0.03 미만               0.03 미만               0.06 미만
우  수  TVOC  0.10이상～0.2 미만  0.10이상～0.2미만   0.25이상～0.50 미만
          HCHO  0.03이상～0.05미만 0.03이상～0.05미만  0.06이상～0.12 미만
양  호  TVOC  0.20이상～0.40미만 0.20이상～0.40미만  0.50이상～1.50 미만
          HCHO  0.05이상～0.12미만 0.05이상～0.12미만  0.12이상～0.40 미만
일  반  TVOC  0.40이상～2.00미만 0.40이상～2.00미만  1.50이상～5.00 미만
          HCHO  0.12이상～0.60미만 0.12이상～0.60미만  0.40이상～2.00 미만
일  반  TVOC  2.00이상～4.00미만 2.00이상～4.00미만  5.00이상～10.00미만
          HCHO  0.60이상～1.25미만 0.60이상～1.25미만  2.00이상～4.00 미만

기본적으로 약품이 처리되지 않은 천연재료를 사용하는 것이 기본인데 여기에 목재의 사용에 대하여 언급하고 지나가겠다. 콘크리트와 목재의 친환경성을 비교한다면 당연히 목재쪽에 큰 비중을 둘 것이다. “콘크리트 주택에서는 9년 일찍 죽는다”는 책자를 굳이 예를 들지 않더라고 쉽게 파악할 수 있으리라 생각된다. 2005년 제4회 생태마을 주택설계 학생공모전의 주제가 ‘숨쉬는집 살아있는 '마을’이었다. 여기서 숨쉬는 집이란 목조주택 또는 자연소재로 이루어지는 주택을 말함이다. ‘숨쉬는 것‘이 중요한 이유는 앞서 3가지 환경부하에서 실내외 공기의 환기가 인간 생활패턴에 가장 중요하다고 한다면 생물학적 환경의 부하에서는 집을 이루고 있는 요소들이 스스로 환기를 할 수 있는 것이 매우 중요한 요소가 될 것이다.
여기서는 집을 구성하는 천연 소재로 목재, 황토, 그리고 숯에 대해 자세히 알아보고 시멘트 주택과의 비교를 통해서 다시 한번 중요성을 되짚어 보자.

1) 목  재
목재의 시각적, 색채학적 특성은 눈에 해로운 자외선을 대부분 흡수함으로서 눈에 자극을 적게 하고 보는 사람으로 하여금 목재 색상과 자연스런 목재의 무늬결 그리고 경험을 통하여 갖고 있는 따스한 인상 등에 의해 부드러운 느낌을 갖게 한다.
또한, 목조주택과 콘크리트주택 사이에는 실내 음의 반사, 흡음 및 감쇠 특성이 틀리게 나타난다. 목조주택은 콘크리트주택의 구성재료들보다 흡음율이 높고 잔향시간이 짧아 보다 조용함을 느낄 수 있다. 물리적 환경의 부하 중 ‘소음’에 영향을 주는 목재의 청각적 특성이라 할 수 있다. 금속내지는 플라스틱 등은 화학적 환경의 부하를 발생시키는 반면, 목재의 물성상 인체에 대한 부담을 최소화한다.
질병예방 및 치료효과까지 언급한다면 조금은 목재 예찬이라고 생각되어질 수도 있겠으나 목재는 많은 추출성분들이 존재하며 이들 중의 일부가 향으로 발산되는데, 여러 가지 생리활성 물질들이 포함되어 있으며 사람들은 삼림욕을 통하여 그 효과를 인체에 받아들이고 있는 것이다.
목조주택은 주거 공간내에서 항상 삼림욕의 효과를 누릴 수 있는 공간을 제공하며, 목재의 추출성분은 신체의 활성을 증가시키고 숙면을 취하게 하며, 인체의 신진대사를 촉진시킴으로서 피로회복을 빠르게 하고 혈액순환을 좋게 하며, 맥박이나 혈압을 안정시키는 효능을 지니고 있는 것 또한 사실이다.

2) 황  토
건축자재 전시회를 돌아보면 요즘 가장 화두가 되는 자재이다. 건강요소를 많이 포함하고 있어 많은 사람들이 선호하고 있는 실정이다. 콘크리트의 시공을 완전히 배제하기 위해서 온돌 배관위 시멘트 몰탈 대신에 황토 몰탈을 요구하는 건축주도 있다.
이러한 황토의 장점 또는 효과를 알아보자. 고율의 원적외선 방사로 노화방지, 혈액순환 촉진, 스트레스 해소, 피부미용, 신경통, 요통, 만성피로회복 등에 효과가 있으며, PH 8.5~9.5로서 중성에 가까워 인체에 전혀 무해하고, 항균, 탈취, 습기조절력으로 건물내부를 쾌적하게 하여 숙면을 유도한다고 알려져 있다. 원적외선은 자재에 열이 가해졌을 때 방출하는 성분이므로 벽면 시공보다는 바닥시공이 효과적이라 할 수 있다.
이렇게 시멘트 몰탈 대신 사용하였을때 높은 열효율성과 난방효과 축열작용과 원적외선의 온열효과에 의해 약 30%의 난방비를 절감할 수 있고, 여름에는 바깥의 더운 열기를 막아주며, 날씨가 추울 때는 반대로 온기를 발산시키는 온도조절력도 갖고 있다.  앞에서 언급된 물리적 환경부하의 문제도 스스로의 습도조절력으로 해결 할 수 있다. 황토는 습도가 높을 때 습기를 흡수하고 건조시에는 습기를 발산하는 등 자동 습도조절력이 뛰어나다. 흡수율은 20~25%로 높고, 황토 미립자 속의 작은 구멍으로 인하여 공기를 순환시키는 환풍기 역할은 물론 공기정화기 역할을 한다.   앞서 언급은 안되었지만, 물리적 환경부하중 교류전원에 의한 전자파의 차단 또한 현재 주택의 문제로 대두되는데, 황토는 전자파차단과 유해 냄새 흡수, 다량의 원적외선 방사로 유해전자파를 차단하고, 음식냄새, 담배냄새 등 기타 유해한 냄새를 신속히 흡수 정화시킨다.  거기에다 심미적 환경의 요소에도 한 몫하는데 황토고유의 부드럽고 따뜻한 색상으로 특별한 인테리어 없이도 포근하고, 편안한 분위기를 연출할 수 있다.

3) 숯
전통적으로 숯에는 많은 살균능력이 있는 것으로 알려져 있다. 장독에도 넣어 불순물을 제거하는데도 사용되고, 현대에는 공기청정기의 필터나 정수필터에도 사용되는 재료이다. 이 재료의 정화 능력에는 따로 설명이 필요없을 듯하고 활용도 부분에서 최근 경험한 특이한 사례를 이야기 해보겠다.
시험적으로 시공을 해본 사례이고 지금 건축주를 상대로 모니터링 하면서 임상실험(?)을 하고 있는 중이다. 석고보드 취부를 한 후 벽지 마감하기 전에 숯을 1회 도포한 후 벽지마감을 하였다. 숯의 효능을 실크벽지로 덮어버리는 오류를 범하지 않으려 황토를 먹인 부직포로 만든 천연벽지를 사용하여 마감하였다. 그 방에 들어가면 지금도 상쾌한 냄새가 난다. 얼마나 유지되는지 수면 후 개운한 느낌 등… 과학적이지는 않지만 플라시보 효과에 준하는 데이터를 수집 중이다. 모두 잘 알고 있는 숯의 효능은 다음과 같다.

1. 방부 효과
2. 여과효과 / 습도조절능력 - 오염된 공기와 물도 숯을 통과하면 놀랄 정도로 정화가 된다.
3. 음이온 발생 효과 -숯은 탄소덩어리이므로, 탄소가 발생하는 음이온을 제공받을 수 있다.
4. 유해 전자파 / 방사선<라돈> 차단
5. 냄새 제거 효과 - 부패균의 발생을 억제해서 냄새의 근원을 없애고 그 악취를 흡착한다.  
6. 미네랄의 보물 창고 - 수목은 오랜 세월에 걸쳐서 대지로부터 흡수해 미네랄을 잔뜩 품고 있다.
7. 원적외선방사효과
8. 항균 및 해독효과 - 인체에 유익한 성분은 그대로 두고, 유해한 균을 배출시킨다.
9. 집먼지, 진드기 제거 효과  
10. 피부병 치료 효과 /미용 효과

이상으로 건강주택의 구성방법에 대해서 알아보았다. 자재 측면에서는 현재 수많은 재료들이 개발되고 소개 되어지고 있다. 앞서서도 강조했듯이 친환경이지 못한 자재를 배제하는 것이 1순위라고 강조하고 싶다. 이어지는 건강주택 사례에서 보여지겠지만 시공시 사용되어지는 본드, 친환경 인증을 받은 석고보드, 건강합판의 사용 등이 중요하며 재료의 공기순환을 위하여 벤틸레이션 또한 건강주택 구성의 척도라 할 수 있다. 많은 내용을 기술하다 보면 끝이 없을 것이다. 계속적인 연구로 조금 더 낳은 주거환경을 기대해본다.

Ⅲ.재료에 따른 주택의 성능비교
항목        천연재료를 사용한 주택             시멘트제품을 사용한 주택
재료        목재, 황토, 숯, 석재                * 콘크리트, 시멘트블럭, 시멘트
                                                           벽돌, 시멘트 보드
집의형태  온화하며, 포근한 느낌이 든다.  *삭막하지만 편리하다.
생명력     황토와 목재에서 발생되는 원적외선 등의 기운은 생명의 기(氣)로
              써 인체에 매우 유익함.            *시멘트에서 발생하는 독성 등으
                                                           로 인한 성인병 유발로 인체에
                                                           매우 유해함
해독력     인체내 나쁜 독(毒)인 과산화지질을 중화(中和)시켜주는 역할을
              한다.                                    *유해물질 방출, 해독 능력이 전
                                                           혀 없다.
PH          8.5~9.5로서 중성에 가까워 인체에 전혀 무해함.
                                                          *12.5의 강알칼리로 CaO에 의해
                                                            접촉시 피부에 손상을 줌
습도조절력   
              자동습도조절 능력이 뛰어나다.  *흡수율은 20~25%로 높다.시멘트
                                                            의 특징인 수화반응으로 바닥은
                                                            항상 눅눅하고 방안은 건조하며
                                                            습도조절 능력이 없다. 흡수율
                                                            은 14%정도로 낮다.
온도조절력        
              바깥의 더운 열기를 막아주며, 날씨가 추울때는 반대로 온기를 발
              산시킨다.                                *열 전도율이 높아 쉽게 차가워지
                                                             며 쉽게 더워진다.
통풍력     나무와 황토는 공기를 순환시키는 환풍기 역할은 물론 공기정화
              역할을 한다.                            *통풍이 잘되지 않아 장마철에는
                                                             방바닥과 벽면이 축축하여 곰팡
                                                             이 등이 서식한다.
열효율성  축열작용이 높아 난방비가 절약된다.
                                                           *외기의 온도에 민감하여 열손실
                                                             이 높아 난방비가 많이 든다.
건강성     고율의 원적외선 방사로 노화방지, 혈액순환 축진, 스트레스 해소,
              피부미용, 신경통, 요통, 만성피로 회복 등에 아주 좋다.        
                                                           *강알칼리로 인한 다량의 라돈가
                                                            스 방출로 각종 성인병을 유발시
                                                            키며, 항상 건조한 상태로 각종
                                                            기관지 질환을 유발한다.
난방효과  원적외선의 온열효과에 의해 약 30%의 난방비를 절감할 수 있다.
                                                           *온열효과가 거의 없어 천연재료
                                                             로 지은 주택에 비해 약 30%의
                                                             난방비가 더 들어간다.

<2007.5. (사)한국건강주택협회 회지에 수록>