패시브하우스 유리,창호, 덧창 그리고 신의 한수 물끊기...

[IFREE]

요거 상당히 어려운 주제입니다.

눈이 아프시더라도 끝까지 인내심을 가지고 읽어 보시면 분명 보람이 있을 것입니다.

사실 저 정도의 내공을 가진 인간이 거론하기에는 너무 중요한 주제라서 매번 글을 올릴까 하다가도 망설였던 주제이기도 합니다.

따라서, 본문은 정확한 지식의 전달이라기 보다는 그 중요성을 환기한다는 측면으로 이해해 주시면 합니다.

건축에 있어서 창호가 가지는 의미는 어떤 것일까요?

창문은 건축물의 눈이요, 빛에 다가가고자 하는 인간의 근원적인 욕망의 표출입니다.

벽이 없는 집은 가능할지 몰라도, 창문이 없이 벽으로만 이루어진 건축물은 집이 될 수가 없습니다.

감옥이죠.

굉장히 중요한 건축 요소입니다.

이전에 제가 올린 글 중에 이런 말이 있습니다.

만약, 건축가에게

"창문은 어떤 것으로 할까요?"

라고 질문하였는데, 그 건축가가

"건축법에 명시한 기준만 충족하면 인허가에는 문제가 없으니까, 자세한 사양이나 디자인 브랜드는 시공사와 협의하세요."

라고 답을 한다면, 그 건축가와는 더 이상 말을 섞지 안는 것이 현명하다.

라고 하였습니다.

왜냐하면, 건축 요소에 있어서 그 무엇보다 중요한 부분에 대해서 그 정도로 관심이 없다면 그 집이 살만한 집이 될 가능성은 거의 없기 때문입니다.

그렇다면 창문이 가져야할 조건은 어떤 것일까요?

어떤 창문이 좋은 창문일까요?

창문은 외부를 볼 수 있으면서도 외기를 막을 수 있는 복합적인 역활을 하는 구조재입니다.

즉, 잘 보여야하고, 에너지의 유실이 없도록 외기와 차단되어야 하고, 태양에너지를 적절히 투과시킬 수 있어야 합니다.

과거의 경험을 통해 우리는 유리창이 크면 겨울철에 추울것이라는 선입견을 가지고 있습니다.

보통은 그렇지만, 조건을 충족하는 제대로 만들어진 창호는 그 상식의 틀을 넘어설 수 있습니다.

유리와 창호의 성능을 어떻게 객관화 해야 과학적인 해석이 가능할 것인지에 대한 많은 노력의 결과물로써 그 몇가지 지표가 완성되었습니다.

1. 가시광선 투과율(VLT, Visible light transmision) -> 0에서 1사이(1은 완전투과) -> 주택의 경우 0.6-0.7 범위(개인취향)

2. 빛에너지 투과율 (g- 값 또는 SHGC, solar heat gain coefficient) -> 0에서 1사이 -> 패시브하우스 경우 0.5 W/㎡ 이상

3. 열관류율 (U- value ) -> 패시브하우스 0.8W/㎡.K 이하

이 세가지 값을 만족하는 유리와 창호라면, 햇빛이 잘드는 남쪽 창호의 경우 겨울철에도 오히려 창문을 통해 들어오는 에너지가 나가는 에너지 보다 더 많아지게 됩니다. 즉, 집이 창문 때문에 더 따듯해진다라는 말입니다.

그리 쉬운 성능은 아닙니다.

그렇지만, 예비 건축주라면, 창호와 유리를 선택할 때 이 세가지 지표가 있다는 것을 유념해 두시는 것이 좋을 것입니다.

꼭 사전에 살펴 보시기를 권합니다.

그리고 적어도 설계시에 이 정도 창호 데이타에 대해서는 상담해 줄 수 있는 건축가를 선택하시기를 권합니다.

시공 디테일을 도면상으로 표기하고, 구체적인 창호 사양을 명시해주는 건축가를 선택하시기를 권장합니다.

적어도 창호를 뽀다구 보고 선택하는 우는 범하지 마시기를 권합니다.

사실 창호의 문제는 이 보다는 훨씬 복잡한 잇슈들이 서로 얽혀 있습니다.

그 한가지 예를 들어 보겠습니다.

그러면, 일사량투과율이 높은 창호를 사용하면, 겨울철에는 따뜻하겠지만, 여름철에는 어떻게 되는 것이지? 하는 의문이 들 수가 있을 것입니다.

당연히, 이런 창호를 선택하시면 여름철에는 더워 디집니다.

그렇다면, 비싼 돈 들여서 이런 창호를 구입하는 것은 바보 짓일까요?

여기에 또 한가지 과학적인 접근이 등장하게 됩니다.

바로 덧창입니다.

위에 덧창을 설치한 그림 한장 올렸습니다.

아마 영화장면이나, 또는 외국의 건축 사례들을 보다 보면 요런 덧창이 달려 있는 집을 찾는 것이 어렵지는 안을 것입니다.

이쁘죠?

뽀다구 때문에 달아놓은 것이 아닙니다.

가끔 어떤 분들 중에는 이 덧창의 용도가 겨울철에 차가운 외기를 막아주는 용도일 것이라고 상상하시는 분들도 계시는 듯 합니다만, 그것은 서부영화를 너무 자주 봐서 생긴 부작용이고 실은 한여름의 뜨거운 복사에너지를 차단하기 위한 것입니다.

빛이라는 것은 아주 묘한 구석이 있는 놈입니다.

빛은 우리가 볼 수 있는 가시광선 영역외에도 그 보다 더 짧은 파장을 가진 X선 영역도 있고 더 긴 파장을 가진 적외선 영역도 있습니다.

태양의 복사에너지는 단파복사라는 가시광선 이하의 영역과 장파복사라는 적외선 영역으로 나뉘어 집니다.

태양 빛을 받아서 뜨시다고 느끼는 것은 적외선 때문입니다.

아인쉬타인이 한 일이 참 많은데, 그 중에 하나가 바로 태양의 단파복사 에너지가 지표면에 충돌하게 되면 전자가 튕겨 나가면서 에너지의 성질이 장파복사로 바뀌게 되는 것을 알아낸 것이죠.

이제 다시 유리 얘기로 돌아갑니다.

유리라는 것이 묘한 것이 단파복사 에너지는 잘 통과시킵니다. 투명하게 보이는 이유가 그것이죠. 단파복사란 가시광선 아래의 파장을 말하니까요.

그런데, 그에 비해서 장파복사는 잘 통과시키지 못합니다.

즉, 요따구로 되는 것입니다.

정확하게 가시광선이 얼마가 투과되는지는 g- 값에 의해서 표현되는 것이고 적외선인 장파복사는 대개 70% 이상이 건물 내부로 재 반사가 됩니다.

여름철에 창문을 통해 들어온 빛 때문이 집이 더워지는 이유입니다. 일종의 온실효과입니다.

좀 있씨 사는 농부들이 비닐이 아니라 유리로 된 온실을 만들 수 있는 이유가 바로 이 때문이죠.

요걸 보고 좀더 생각을 연장해 보면, 우리가 태양빛을 가리기 위해 집 안에다가 커튼을 설치하거나 블라인더를 설치하는 것이 건물 전체의 에너지 평형을 기준으로 본다면 별 실익이 없다는 것을 눈치챌 수 있을 것입니다.

직접 태양빛을 얻어맞지는 안아서 체감적으로는 그늘 효과를 느끼실 수가 있겠지만, 건물이 뜨셔지는 것 자체에는 큰 효과가 없다라는 것입니다.

그럼 어떻게 해야할까요?

바로 위에 그림과 같이 창문의 바깥에 덧창을 달아서 그 곳에서 복사에너지를 차단해야 실제적인 효과가 생기는 것입니다.

태양의 복사에너지를 막는 것은 덧창을 이용할 수도 있고, 또 상부에 처마를 설치하여 가릴 수도 있습니다.

그럼 또 처마의 길이는 어느정도가 맞는 것이냐? 라는 의문이 생길 수 있을 것입니다.

다 가려버리면 겨울에도 빛이 들어올 수가 없고 결과적으로 추울 것이니까요.

이에 대한 과학적 논의도 있었습니다.

조국의 위도와 지구 공전에 따른 태양 고도의 차이 때문에 태양의 고도가 여름에는 높고 겨울에는 낮기 때문에 이 차이를 이용해 태양 복사에너지 가득율을 최적화할 수 있는 처마 길이를 산출할 수가 있는 것입니다.

즉, 창문의 높이 기준으로 중간 지점에서 부터 처마 끝 부분까지의 각도가 중부 지방 기준으로는 38도 이하, 중부이남의 경우에는 35도 이하가 적당하다는 것입니다.

자세하게 태양 고도를 비교해가면서 시뮬레이션해 드리면 좋겠지만, 그렇커니 하십시요.

지가 좀 게을러서.^^

마 최소한 요 정도 길이의 처마를 낸다면 한여름의 최대 뜨거운 복사에너지는 차단하고 겨울철의 복사에너지는 창을 통해 획득할 수가 있는 것입니다.

창호의 열관류율에 대해서 짧게 언급하고 가겠습니다.

부족하다고 생각되면 담에 한번 더 하겠습니다.

우리나라에도 창호의 열관류율 값에 대한 표기 기준이 있습니다.

그런데, 그 표기 방식이 유리와 창틀을 한개의 구조로 보고 전체의 평균값으로 표기하도록 되어 있습니다.

정확하게 언급하지면 어려우니까, 개념만 말씀드린다면, 예를들어 창틀의 열관류율은 2 W/㎡.K 이고 유리의 열관류율은 0.5 W/㎡.K 라고 한다면 이 둘을 따로 구분해서 기준을 정하지 안고 결합된 형태로 측정된 값을 표기한다는 것입니다.

이렇게 하게되면, 예시한 바와 같이 창틀과 유리의 열관류값의 차이가 크다면 전체 창호의 측정값은 작을지라도 창틀에서 열교 현상이 집중되어서 결로가 발생되는 상황을 가정해 볼 수도 있을 것입니다.

또하나 문제가 있는 것은 바로 창호의 기밀성을 표시하는 방식인데,  KS F 2292:2008에 의하면 만약 창호의 전체 크기가 2M * 2M 인데 그 중에 50Cm * 50cm 만 개폐가 되는 구조나 2M * 2M 전체가 개폐가 되는 경우에도 유리면적은 같은 값으로 계산하도록 하고 있습니다.

이것은 개폐되는 면에서의 기밀도 차이에 따른 에너지 손실을 반영하지 못하기 때문에 심각한 데이타 왜곡을 가져올 수가 있는 것입니다.

만약, 두 가지 크기의 창호가 같은 기밀값을 가진다면 2M * 2M 전체가 개폐되는 창호가 실질적으로는 훨씬 우수한 성능의 창호입니다.

한국에서는 기밀성을 표시할 때  ㎥/㎡.h 라는 단위를 사용하는데 즉, 시간당(h) 단위면적(㎡)당 통과하는 공기의 누기량(㎥)으로 표기합니다. 0. 5 ㎥/㎡.h 이면 일등급의 우수한 창호입니다.

그런데 이창호의 실제 열리는 부분이 2M * 2M 가 아니고 0.5M * 0.5M 라면 실제 이 창호의 개폐부를 2M * 2M 로 확대하게 되면 기밀성 값은 0.5 * (2*2)/(0.5*0.5) = 8 ㎥/㎡.h 가 되는 것이고 이것이 일반 샷시 수준의 쓰레기인 것입니다.

이 같은 맹점 때문에 창호 성능 테스트를 하는 기업들에서 의도적으로 개폐부의 크기를 줄여서 성능테스트를 하고 성적서만을 가지고 어깨에 힘을 주는 현실도 있다고 보여 집니다.

현재까지의 방식으로 이러한 오류를 줄일 수 있는 방식이라면 독일에서 채택하는 방식을 들 수가 있을 것입니다.

즉, 유리와 창틀의 열관류율은 따로 표기하고 그 기준도 별도로 둔다라는 것입니다.

독일은 둘다 0.8W/㎡.K 를 만족하여야 하는 것으로 기억하고 있습니다.

또 전체 장호의 기밀성에 대한 가중평균을 낼 때도 유리의 전체 면적이 아니라 개구부의 길이를 기준으로 내는 것입니다. 개구부의 길이가 길면 더 큰 값을 가중평균에 적용하여 실제 일어나는 현상에 근접하게 맞추는 것입니다.

즉 단위가 ㎥/m.h 입니다. 단위시간당(h) 개폐구의 단위길이당(m) 누기되는 공기의 량(㎥)으로 표기 합니다.

좀더 현실성이 있다고 보여집니다. 

점점 어려워지죠?

이제 어려운 것은 고마하고 물끊기 이야기를 해보겠습니다.

요즘 제가 집 구경을 가면 창문 하부와 물끊기 시공이 어찌되었나를 제일 먼저 봅니다.

물 끊기가 제대로 시공되지 안으면 특히 외단열미장공법으로 시공된 집은 얼마지나지 안아서 참혹한 꼴이 되기 십상입니다.

그림은 물끊기를 고려하지 않고 창호를 시공하면 건물이 어찌되는지를 보여주는 자료입니다.

창문 아래로 오염물이 질질 흘러서 하부가 두드러지게 지저분해져서 건물 꼴이 난장판이 되는 것입니다.

요즘에 와서는 이렇게 시공하는 사례는 거의 없는 것으로 압니다만, 여전히 연구가 부족하고 잘못된 시공사례들이 있습니다.

말 길게 하지 안고 정석을 보여 드리겠습니다.

먼저 사람의 출입이 잦은 베란다 창호나 테라서 창호같은 경우에는 하부에 물끊기 시공용 프로파일이 필수입니다.

위 그림과 같이 시공되어지는 것입니다.

만약, 위와 같이 시공되지 안고 물끊기 종단을 창호 바깥에서 실란트(실리콘)으로 접착하여 연결하게 되면, 길면 2년 지나서 누수가 일어나기 시작합니다.

누수면을 따라 동결 크렉이 확대되기 시작하고, 단열재가 물에 젖으면 성능이 급격히 저하되는 결과를 초래하게 됩니다.

사람의 출입이 없는 일반 창호라면 아래 그림과 같이 시공되어질 수 있을 것입니다.

이 역시도 실란트와 같은 접착 방식이 아니라 하드웨어 자체가 방수를 형성하도록 디자인되어 있는 것을 알 수가 있을 것입니다.

물 샌다고 하면 실리콘 주사기 부터 집어드는 것은 손쉬운 것 같아 보이지만, 고 때만의 책임을 면하기 위한 임시 방편에 불과한 것입니다.

하니, 유심히 보시고 머리에 새겨 두시기 바랍니다.

패시브하우스는 비싸다는 속설이 있습니다만, 위에 언급한 내용 중 패시브하우스에 해당하는 것은 극히 일부입니다.

사실은 모든 건축물에서 갖추어야하는 요소들인 것입니다.

즉, 집을 제대로 지을려면 돈이 좀 든다라고 이해하는 것이 옳고, 제대로 지어진 집이 패시브하우스 조건을 갖추는대 추가되는 비용은 사실 얼마되지 안습니다.

[jang]

읽을때마다 중요한 정보 감사합니다. 건물 신축하려는 분들에게 아주 유용한 정보 항상 감사드립니다. 이제서야 창호에 대한 고민이 어느정도 해결이 되네요. 그래서 말인데요, 북쪽방향 벽면은 3중 단일창으로, 남쪽 방향 벽면은 2중겹창으로 하되, 2중겹창 사이에 블라인드를 설치하는 방안은 어떤가요

[IFREE]

너무 전문적인 분야라서리 제가 잘못 답하면 오류가 있을 수 있다고 봅니다.
홍도영건축가에게 질문해 보겠습니다.
제 견해로는 남쪽 창호에 말씀하신 방법이 현명한 선택으로 보이지는 안습니다.
블라인드를 겹창 사이에 끼우는 것이 구조적인 문제를 일으킬 가능성이 높다고 보여집니다.
실제 디테일을 그려 보시고 판단하시는 것이 좋을 것 같습니다.
그리고, 이충창을 겹창으로 설치하는 것이 성능 좋은 3중창을 설치하는 것에 비해서 그리 가격 차이가 나지 안을 것입니다.
이중창도 제대로 된 것이라면 그렇다는 말씀입니다.
그리고 유리 숫자가 많아지면 복사에너지 가득율이 떨어지기 때문에 발생하는 손해가 있을 것입니다

[Doyoung Hong]

이중겹창을 설치하고 그사이에 햇빛차양장치를 설치하는 것은 경우에 따라선 위험해 질수도 있습니다.
그 사잇공간에서 생기는 열을 외부를 빼줄 수 있다면 문제는 줄어들겠죠. 그열이 갖히게 되면 추가적인 냉방부하가 되기에 여름철에는 그리 도움이 되지는 못합니다. 물론 외기에 변한 창문의 바로 뒤애서 반사성느이 높은 재질을 사용한다면 줄어들 수는 있습니다. 가장 좋은 것은 외부인데 현재 개인적으로 생각중인 것은 방충망의 역활과 차양장치를 같이 연계를 하는 것인데 이또한 방충망이 단지 열리는 창호에만 부분적으로 설치가 되기에 한계는 있습니다.

[Doyoung Hong]

바로 이런 이유에서 이중외피라 하는 고급빌당외피가 성공하지 못한 대표적인 예 입니다. 그래서 요즘은 이중외피 구조도 통기가 가능한 구조를 많이 사용을 합니다.

[kysses]

단순히 내다보고, 들여다보는게 창인줄 알았는데...ㅋ
이쪽엔 까막눈이라 이해에 다소 어려움이 있지만,
좋은 정보 & 가르침 늘 감사드립니다.

막바지 무더위에 건강하시길...

[아니벌써]

다 이해할수 없는 전문적인 말도 있었지만 창문에 대한 새로운 개념을 얻은 듯합니다.

[마실]

일반적으로 설명에서 나오는 창호 개략도는 단창입니다 상기는 독일식 시스템 창(Tilt &Turn)이죠 실사용시 내부 공간 활용도는 떨어지고요, 3중 유리 사용시 단열값 수준이 1.2 정도(39mm 3중 복층유리 기준)입니다 결론적으로는 패시브 하우스 요구 수준 0.8 이하에는 크게 못 미칩니다 한마디로 결로 생기고 춥습니다 신중히 고려 하셔야 하며, 덧창은 차양 효과는 난방보다는 냉방에 효율적입니다

[IFREE]

열관류율이 1.2 인 시스템 단창을 패시브에 쓸 수는 없습니다
그런 수준의 저급품들이 다수 수입된 것으로 알고는 있습니다만, 제가 계획하고 있는 단창 유리의 열관류율 값은 0.5 수준입니다. 창호 전체로 보면 0.8 이하 수준입니다.
창호를 이중으로 달면 빛 에너지 가득율이 떨어지기 때문에 패시브하우스 기준을 충족하지 못합니다.
틸트턴과 미서기는 각기 장단점이 있는 창호라고 사료됩니다.
내부턴은 공간 활용을 떨어뜨리지만 미서기는 개방을 반밖에 할 수가 없습니다.
슬라이딩 방식이 상대적으로 기밀에 취약하기도 해서 패시브하우스에는 널리 채용되지 안는 것으로 압니다.

[flowing]

저희 집 설계에 참고하겠습니다.감사합니다