난방이 필요 없는 집? 꿈이 아닙니다

[파란꿈]

	"난방이 필요 없는 집? 꿈이 아닙니다"
	'석유 제로시대'를 그린다 <5> 생태 건축의 현장

 독일 하노버는 '박람회의 도시'다. 매년 3월에 열려 세계 정보통신의 흐름을 한눈에 파악할 수 있게 하는 '세빗(Cebit)'은 유명하다. 2000년에는 새 밀레니엄을 맞아 세계 최대의 박람회 '하노버 엑스포 2000'이 열려 주목을 받기도 했다. '인간, 자연, 기술'을 주제어로 열린 이 박람회는 두고두고 자랑할 만한 선물을 하노버에 안겨주었다. 바로 크론스베르크(Kronsberg) 지역의 변모다.
  
  하노버 남동쪽 높은 지대에 위치한 크론스베르크는 1990년대 중반까지는 그저 독일 중부지방에서 흔히 볼 수 있는 밀, 사탕수수 밭이었을 뿐이다. 그러나 지금 이곳은 독일에서 손꼽히는 생태 마을로 탈바꿈했다. 2000년 박람회의 주제어대로 '인간, 자연, 기술'이 어우러지는 곳으로 바뀐 것이다. 1만5000명의 주민이 살도록 설계된 크론스베르크는 그 세 가지 개념을 매개하는 고리로 태양 에너지를 선택했다.
  
  난방이 필요 없는 집, 패시브하우스
  
  생태 마을 크론스베르크의 상징은 바로 다양한 생태 건축이다. 크론스베르크에서 가장 눈에 띄는 주택은 자연 상태의 태양 에너지 외에는 따로 난방이 필요 없도록 지은 '패시브하우스(passive house)'다. 이 패시브하우스는 독일, 스위스 등을 중심으로 널리 확산되고 있다.
  

▲ 크론스베르크의 패시브하우스. 패시브하우스는 '단열'이 가능한 3중창을 사용한다. ⓒ프레시안

  패시브하우스는 에너지를 아주 적게 사용하는 새로운 개념의 주택이다. 이 집은 난방을 할 때 쓰이는 에너지가 연간 15㎾h/㎡를 넘지 않게 설계된다. 이 수치는 보통 집에서 쓰이는 난방 에너지의 10~20% 수준에 불과하다. 2000년대 이전 독일에서 지어진 집의 연간 난방 에너지 소비량이 200㎾h 정도라는 것을 염두에 두면 사실상 난방을 하지 않는 것이나 다름없다.
  
  한국보다 훨씬 햇볕이 덜 드는 크론스베르크에서 이렇게 난방 에너지를 절약하는 게 어떻게 가능할까? 기본 원리는 간단하다. 해가 비칠 때 가능한 한 많은 햇볕을 받아들여 집을 데운 후, 그 열을 가능한 한 적게 밖으로 내보내도록 한 것이다. 집으로 들어온 햇볕 하나도 허투루 버리지 않는 에너지 절약 정신이 곳곳에 묻어 있는 것이다.
  
  우선 크론스베르크의 모든 집은 남향으로 짓는다. 햇볕을 집 내부로 받아들이기 위해 남쪽으로 난 커다란 창은 기본이다. 문제는 이렇게 받아들인 햇볕으로 확보한 열을 외부로 빼앗기지 않는 것이다. 바로 여기에서 '단열' 기술이 힘을 발휘한다. 바닥, 지붕, 벽, 창틀은 물론 유리까지 단열을 고려한 것이 쓰인다.
  
  단열을 위해 쓰이는 '3중 유리'는 그 한 예다. 유리 사이에는 공기 대신 아르곤(Ar), 크세논(Xe)이 주입된다. 아르곤, 크세논은 공기보다 열전도율이 낮고 결로 현상도 방지할 수 있다. 크론스베르크의 홍보를 담당하고 있는 카린 엥앨케 박사는 "3중 유리를 사용할 경우 대기가 영하 10℃일 때 집 안은 영상 17.3℃를 유지할 수 있다"고 설명했다.
  
  냉방도 필요 없어…가격은 10% 비싼 수준
  
  이렇게 열을 가둬두려다 보면 환기는 어떻게 할까? 따로 난방을 하지 않는 패시브하우스이다 보니 추운 겨울에 환기를 위해 창을 잠시만 열어도 집안의 온도는 급격히 내려갈 수밖에 없다. 그렇다고 겨울철 내내 신선한 공기를 포기하며 살 수도 없는 일이다. 패시브하우스는 별도의 환기 장치를 통해 이 문제를 해결했다.
  

▲ 크론스베르크 난방의 50%를 책임지는 태양열 집열판. ⓒ프레시안

  패시브하우스의 지붕에는 두 개의 관이 있다. 하나는 바깥으로 실내 공기를 내보내는 관이고, 다른 것은 바깥의 신선한 공기를 안으로 들여오는 관이다. 바깥 공기도 그냥 들어오지 않는다. 열 교환기를 통해 밖으로 내보내지는 실내 공기로부터 빼앗은 열로 데워진 뒤 실내로 들어온다. 0℃의 실외 공기는 열 교환기를 거치면 18℃가 된다. (20℃의 실내 공기는 밖으로 나갈 때 2℃가 된다.)
  
  엥앨케 박사는 "이런 패시브하우스는 여름에도 따로 냉방을 할 필요가 없다"고 설명했다. 크론스베르크의 패시브하우스는 태양의 고도가 높은 여름에는 안으로 들어오는 햇볕이 적어지도록 설계했다. 집을 둘러싼 단열재는 바깥의 뜨거운 열기가 안으로 들어오는 것도 막는다. 더운 여름에 찬물을 단열재로 감싸두면 그 상태를 유지하는 것과 같은 원리다.
  
  이런 패시브하우스의 가격은 얼마나 될까? 엥엘케 박사는 "새로 지어진 같은 평수의 주택보다 10% 정도 비싸다"며 "이 정도라면 난방비로 수년 내 회수가 가능하다"고 설명했다. 가격 차이가 크지 않은 데는 단열재, 환기 장치를 설치하는 데 비용이 더 드는 대신, 난방 장치를 설치하는 비용이 들지 않기 때문이다.
  
  현재 독일에는 6000가구의 패시브하우스가 있다. 독일에서는 패시브하우스를 짓는 건축회사에 중앙정부와 지방정부의 보조금이 지급된다. 엥앨케 박사는 "크론스베르크에 있는 패시브하우스는 32가구이며 앞으로 개발이 진행될수록 더 늘어날 것"이라며 "패시브하우스에 대한 관심도 증가하고, 값 싸고 효율이 높은 단열 기술도 등장하고 있다"고 덧붙였다.
  
  꼭 필요한 난방은 태양 에너지로
  
  물론 난방이 필요한 집들도 있다. 이렇게 난방이 필요한 집에서는 태양열을 이용해 필요한 에너지의 절반을 얻는다. 그러나 정작 햇빛이 가장 뜨거운 여름에는 난방이 필요 없다. 엥앨케 박사는 "여름에 햇볕을 이용해 데운 물을 단열재로 감싸 추운 겨울까지 저장했다가 이용한다"고 설명했다. 크론스베르크 외곽에 위치한 지름 20m, 높이 10m의 언덕이 바로 그 온수를 저장하는 수조다.
  

▲ 여름에 태양열을 이용해 데워진 물은 이 단열 수조에 겨울까지 저장된다. 크론스베르크는 수조를 어린이들이 놀 수 있는 놀이터로 꾸며 놓았다. ⓒ프레시안

  70㎝의 단열재로 감싼 이 수조에는 크론스베르크 106가구에 설치된 태양열 집열판에서 모은 열로 데워진 물 2750㎥가 저장돼 있다. 엥앨케 박사는 "이렇게 저장된 물은 겨울까지 온도가 90℃를 유지되도록 관리된다"며 "가을, 겨울에도 여름보다는 적지만 햇볕이 계속 들기 때문에 온수의 온도가 유지될 수 있다"고 설명했다. 그는 "이 물이 겨울에 크론스베르크의 각 집을 이동하면서 난방도 하고 또 물을 데우는 데에도 사용된다"고 설명했다.
  
  크론스베르크에도 열병합 발전소가 있다. 태양열을 이용해 난방을 하고 모자라는 부분(50%)은 바로 이 열병합 발전소에서 얻은 열을 이용한다. 엥앨케 박사는 "열병합 발전소에서도 나무를 때 전기를 얻기 때문에 난방 에너지를 사용하는 데 있어서 온실가스를 전혀 배출하지 않은 결과를 낳았다"고 설명했다.
  
  (기후변화협약 교토의정서는 나무와 같은 '바이오매스(biomass)'를 이산화탄소(CO₂)와 같은 온실가스를 추가로 배출하지 않는 에너지 자원으로 규정하고 있다. 건초, 나무를 태울 때 이산화탄소가 발생하지만 이미 성장 과정에서 이산화탄소를 그만큼 흡수하기 때문에 이론상으로는 이산화탄소의 추가적인 배출이 없다는 것이다. )
  
  엥앨케 박사는 "크론스베르크가 이렇게 생태 마을이 될 수 있었던 데에는 하노버 시가 일방적으로 계획하지 않고 거주할 주민, 건축가, 환경단체 등이 머리를 맞대고 4년간에 걸쳐 여러 가지 가능성을 검토한 덕이 컸다"며 "크론스베르크는 21세기에 도시가 어떻게 개발되어야 하는지를 보여주는 생생한 예"라고 덧붙였다.
  

빗물 한 방울도 허투루 버리지 않는다!
  
  크론스베르크는 가장 최근에 조성된 생태 마을답게 곳곳에서 참신한 시도가 눈에 띈다.
  
  이곳을 찾았을 때 가장 먼저 눈에 들어오는 것은 마을을 지나는 고속도로를 따라 길게 뻗어 있는 언덕이다. 마을과 도로를 분리해 자연스럽게 방음벽 역할을 하는 이 언덕은 원래 있던 게 아니라 크론스베르크를 개발하는 과정에서 나온 흙으로 쌓은 것이다. 크론스베르크의 토양 유실을 최소화하기 위해 개발할 때 나온 흙의 88%는 인근 4㎞ 이내에서 다시 사용되었다.
  

▲ 크론스베르크는 빗물도 모아 연못을 조성한다. 이 연못의 물은 학교, 가정의 허드렛물로 사용된다. ⓒ프레시안

  탄성을 자아내는 이런 세심함은 곳곳에서 발견할 수 있다. 크론스베르크에 지어진 건물의 상당수는 옥상, 벽면, 테라스에 각종 정원을 조성해 놓고 있다. 엥앨케 박사는 "가능한 모든 곳에 녹지를 조성하려고 했다"며 "원래 밭이었던 곳을 개발하는 만큼 녹지 훼손을 최소화하는 방안을 강구한 것"이라고 설명했다.
  
  크론스베르크는 물 한 방울 허투루 버리지 않는 것으로도 유명하다. 크론스베르크 곳곳에 설치된 도랑은 빗물이 바로 흘러내리지 않고 서서히 밑으로 스며들도록 특별히 고안한 것이다. 이렇게 밑으로 스며든 빗물은 도랑 밑에 설치된 배수관을 통해 빗물 저장 수조로 이동한다.
  
  이렇게 저장된 빗물은 초등학교 주변에 조성된 연못으로 흘러간다. 엥앨케 박사는 "연못에 별다른 장치를 설치하지 않고 기존 크론스베르크 생태계와 유사하게 조성해 자연스럽게 동식물이 섞이도록 했다"며 "학교에서는 연못 생태계를 학생의 환경 교육에 적극적으로 활용하고 있다"고 설명했다.
  
  이 연못은 초등학교에 허드렛물을 공급하는 기능도 한다. 엥앨케 박사는 "이렇게 연못을 사용함으로써 이 초등학교는 연간 약 550㎥의 물을 절약하고 있다"고 설명했다. 이렇게 빗물을 모아 연못을 조성한 예는 크론스베르크 곳곳에서 볼 수 있다. 빗물을 이용해 정원에 연못도 조성하고, 그 물도 이용하는 일석이조의 효과를 얻고 있는 것이다.

	하노버=강양구，이지윤/기자

[독일] 생태 건축, 난방이 필요 없는 ‘패시브 하우스(Passive House)’

12 January, 2007

l         1990년대 중반까지 독일 중부지방에서 흔히 볼 수 있는 밀, 사탕수수 밭이었던 하노버

       남동쪽 고지대에 위치한 크론스베르크(Kronsberg) 지역은 ‘하노버 엑스포 2000’ 이후부터 생태 마을로 주목을 받기 시작했음.

이 중심에는 난방이 필요 없는 집, 패시브하우스* 가 있는데 이로 인하여 크론스베르크는 ‘인간, 자연, 기술’이 어우러진 곳으로 탈바꿈하였음.

* 패시브하우스(Passive House): 자연 상태의 태양에너지 외에는 따로 난방이 필요 없는

  주택으로서 독일, 스위스 등을 중심으로 널리 확산되었음

□ 패시브하우스 (Passive House)

l         건축 공법

기본원리: 해가 비칠 때 가능한 한 많은 햇볕을 받아들여 집을 데운 후, 그 열을 가능한

한 적게 밖으로 방출하는 원리

1)       남향으로 위치하도록 건축 - 햇볕을 가능한 한 최대로 받아들이기 위해 남쪽으로

      커다란 창을 설치

2)       단열 기술의 극대화 - 바닥, 지붕, 벽, 창틀은 물론 유리까지 단열을 고려

[예. ‘3중 유리’ ? 유리 사이에는 공기 대신 공기보다 열전도율이 낮고 결로 현상을

 방지하는 아르곤(Ar), 크레논(Xe)을 주입;

3중 유리를 사용할 경우 대기가 영하 10℃일 때 집안은 영상 17.3℃를 유지 가능]

3)       별도의 환기 장치를 설치 - 단열기능 최적화로 인해 놓질 수 있는 실내 공기질 문제를 보완

패시브하우스의 지붕에는 두 개의 관이 있는데, 하나는 바깥으로 실내 공기를

내보내는 관이고 다른 것은 바깥의 신선한 공기를 안으로 들여오는 관. 

바깥 공기는 열 교환기를 통해 밖으로 내보내지는 실내 공기로부터 열을 빼앗아

데워진 뒤 실내로 유입됨.  (0℃의 실외 공기는 열 교환기를 거치면 18℃가 되고,

20℃의 실내 공기는 밖으로 나갈 때 2℃가 됨)

l         패시브하우스느 태양의 고도가 높은 여름에는 안으로 들어오는 햇볕이 적어지도록 설계됨.  집을 둘러싼 단열재는 바깥의 뜨거운 열기가 안으로 들어오는 것을 방지

l         패시브하우스의 가격은 같은 평수의 신축 주택보다 10% 가량 높으나, 초과 비용은

       난방비로 수년 내에 회수가 가능

※      현재 독일에는 6,000 가구의 패시브하우스가 있고, 이 가운데 32 가구는 크론스베르크에 위치.  독일에서는 패시브하우스를 짓는 건축회사에 중앙정부와 지방정부의 보조금이 지급되는데, 이로 인해 패시브하우스의 개발이 가속화될 것으로 전망

<크론스베르크의 패시브하우스와 패시브하우스에 설치되는 3중 유리창>

     [자료 출처 ? 프레시안]

개요
Gaint-Gobain Isover에서는 Passive House(일반주택의 약10% 에너지만으로 쾌적한 냉난방이 가능한 차세대 에너지 자립형 주택) Summer School을 개최하고자 하오니 관심 있는 고객 여러분의 많은 참여 바랍니다.

Passive House는 미래의 에너지 고갈에 대비하고 공해배출 감소를 통하여 환경을 보호하기 위한 대안으로 제시되고 있는 신개념의 주택입니다.

기간 : 2007. 7. 16 ~ 7. 28

등록 및 문의
담당자 : 박종근
Email : jkpark04@hanglas.co.kr
Phone : 02-3706-9117

 

패시브 하우스(passive house)의 진화

글쓴이   김호영

조회수 :  2441

등록일    2007-05-15

용어의 공감은 인식의 출발점이다. 잠깐 생각해보자. 해외여행을 다녀 온 사람이 체험담을 열심히 늘어놓는데 그 나라나 도시를 다녀온 사람과 그렇지 않는 사람의 반응은 크게 차이난다. 같은 경험이 있다면 맞장구도 치고, 또는 잘못된 얘기라며 다시 한 번 알아보라고 권유도 한다. 반대의 경우라면 “으~음, 그래?”라고 장단은 맞추지만 여전히 머릿속에는 다른 상(像,이미지)을 그리고 있을 수 있다. 아예 상을 그리지 못할 수도 있다. 눈에 보이지도 않는 수소와 산소를 동그라미 2개,1개로 표현해 합쳐지면 물이 된다고 보여주는 과학책은 이미지를 통해 용어 공감을 하자는 취지일 것이다.

패시브 하우스(passive house, passiv haus)란 용어를 처음 접했을 때도 확! 다가오지 않았다. ‘수동적인 집’이라?!. 뭐가 수동적이라는 얘길까? 아니면 아마추어 레슬링도 떠올려봤다. 반칙을 범했을 때 주는 벌칙인 '빠떼루‘를 패시브라고 하지 않았던가. 그러면 꼼짝 않고 가만히 있는 집이란 의미인가? 패시브의 반대말은 액티브(active)인데, 왜 활동을 안 하는 집이란 말인가. 그렇게 찾으려고 했던 뜻이 최근에야 우연한 기회로 알게 됐다. 알고 나면 미소를 짓게 된다.

‘3리터 하우스’는 패시브 하우스의 동의어 쯤 된다. 연간 평방 미터당 3리터의 난방유를 쓰고도 생활에 불편함이 없는 에너지 고효율 주택이 ‘3리터 하우스’다. 말이 쉬워 3리터 하우스지, 이미지가 쉽게 그려지지 않을 수 있다. 독일에서 1930년대 지어진 주택을 3리터 하우스로 리모델링한 사례를 정리해보면 3리터 하우스를 이해하는데 도움이 된다.

                     <3리터 하우스로 리모델링한 주택. 예쁘게 고쳐진 집은 아니다>

프랑크푸르트 인근도시인 만하임에서 1930년대 지어진 주택 24가구를 리모델링했다. 독일의 전형적인 2층 주택으로 리모델링 전에는 20~25리터 하우스였다. 시공사인 GBG는 리모델링하면서 건물을 물샐틈, 바람샐틈없이 꽁꽁 둘러쌌다. 독일 건축법에는 건물 외벽에 사용하는 단열재 두께는 최소 12cm라고 규정하고 있지만 GBG는 20cm의 단열재를 사용했다. 천장에는 법적 기준보다 4배나 두꺼운 단열재를 썼다. 창문 단열도 법적 기준보다 높게 적용했다. 슈투트가르트 대학의 연구진들은 3리터 하우스 리모델링에서 설계 및 공정관리에 자문을 해줬다.   

 건축 공사를 마친 후 건물 에너지 효율을 실험하는 소위 ‘블로어 도어 테스트’(blower door test)를 했다. 이 실험은 실내 기압을 강제적으로 실외 기압보다 낮게 만든 후 얼마나 빨리 공기가 실내로 들어가는지를 관찰하는 것이다. 건물 외벽으로 통과되는 공기량이 얼마나 되는지 알아보는 시험이다. 3리터 하우스로 리모델링된 주택은 이 실험에 통과했다. 이렇게 건물을 꽁꽁 둘러싸면 에너지 효율은 좋아지겠지만 거주자들은 숨이 막힐 지경 아니겠느냐는 의문이 든다. 당연한 궁금증이다.

그래서 3리터 하우스는 건물을 꽁꽁 둘러싸되 강제적인 환기가 필수적이다. 그것도 실내에 따뜻한 공기를 밖으로 내보내지 않으면서 실외의 신선한 공기를 실내로 유입하는 환기기술을 필요로 한다. 이런 기술은 독일에 많이 나와 있다. 그 결과 3리터 하우스뿐 만 아니라 2리터 하우스도 시공중이다. 비브록이란 건설회사가 독일 니더작센주에 2리터 하우스를 짓고 있다. 이론적으로 제로리터 하우스도 가능하다. 실내 전열기구에서 발생하는 열이나 하루에 1인당 2킬로와트 쯤 나오는 거주자의 체온만으로 난방이 가능해 난방연료가 필요 없는 주택이다. 3리터 하우스든, 제로리터 하우스든 에너지 고효율도 중요하지만 사는 데 불편함이 없어야 한다는 것이다. 불편함은 주택의 기능을 못하기 때문이다.

                                      <에너지를 줄이는 리모델링의 개념도>

그럼 패시브 하우스는 뭔가. 사례를 들다보니 얘기가 샛길로 벗어났다. 패시브 하우스에서 패시브는 2가지 의미가 있다. 하나는 주택에서 더 이상 난방연료로 열공급을 액티브하게 하지 않아도(다시 말해 passive)된다는 뜻이다. 다른 하나는 사전적 의미로 ‘외부 영향을 받지 않는...’다는 의미다. 외부 영향은 난방연료로 볼 수 있다. 종합하면 난방연료가 거의 필요 없는 주택이 패시브 하우스라고 할 수 있다. 그럼 패시브 하우스의 원조는 누구일까.

독일 건설물리학자인 볼프강 파이스트(Wolfgang Feist)가 패시브 하우스라는 말을 처음 사용했다. 그 스스로 독일 프랑크프랑트 인근 도시인 다름쉬타트에서 패시브 하우스 연구소장도 맡았다. 파이스트는 1991년 다름쉬타트에 처음으로 패시브 하우스를 지었다. 1999년에는 패시브 연립주택을 건축한데 이어 주택단지도 개발했다.2002년에는 독일 남부도시인 울름에 세계 최대 패시브 빌딩인 ‘에너르곤’을 건설하기도 했다. 파이스트의 노력에 힘입어 독일 오스트리아 스위스에는 모두 6,000동의 패시브 빌딩이 있다.

패시브 하우스는 리모델링에서 미적인 측면도 중요하지만 기능의 진화도 따져보라는 메시지다.

[에코월]

한국에도 있나요...?