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온돌은 우리 민족이 구석기시대부터 사용해온 유서 깊은 난방 방식이다. 난방의 효율성이 매우 높은 온돌은 최근 들어 외국의 관심을 받고 있다. 일본, 미국, 프랑스 등에서 온돌을 이용한 난방 방식이 서구의 벽난로를 밀어내고 있다고 한다. 신기한 것이 그동안 온돌 방식이 어째서 외국의 타민족에게는 전파되지 않았느냐 하는 점이다. 이는 온돌의 기본원리는 단순할지 모르겠지만 따라 하기에는 여러 가지 난해한 요소가 있기 때문이 아니었을까? 온돌의 기본적인 구조를 살펴 보자. 온돌은 아궁이에서 장작이나 짚 등을 연소시켜, 그 연소공기를 바닥 밑으로 보내 연도와 굴뚝을 통해 외기로 배출시켜서 바닥 전체를 따뜻하게 하는 복사난방방식으로, 연소부분인 아궁이부, 채난부분인 고래부, 배연부분인 굴뚝부로 구성된다. 온돌은 아 침, 저녁에 아궁이에 불을 지펴 구들을 데워두고 그 축열에 의해 일정시간 지속적으로 사용하는 것이 일반적이다. 온돌아궁이를 이용, 취사를 하는 부뚜막은 부엌에 만들어지며, 안방과 접한 벽쪽에 만들어짐으로써 안방구들이 아궁이와 겸용 으로 축조된다. 그러나 사대부가와 농가에서 건넌방과 같은 부엌과 따로 떨어진 아궁이에 부뚜막을 만들고 솥을 거는데, 이는 더 운물을 끓이거나 소죽을 쑨다든가하는 것으로 부엌간 부뚜막의 보조용으로 축조된 것이다. 그러나 대가에서 반 빗간이 독립될때는 안방의 아궁이에는 부뚜막을 만들지 않고 그 자리의 아래층은 안방에 불을 때는 아궁이를 둔 함실로 만들고 위층은 누마루를 놓아 안방마님의 여름거처로 이용되기도 하였다. 또한 부엌간의 부뚜막이 안방구들의 아궁이와 겸용으로 축조되었으므로 여름철의 조리를 위해서나 부엌의 보조용으로 한때 부엌에 이용되기도 하였다.
1. 연소부분 온돌의 평면 및 단면 구조
온돌 내부구조의 주요부분은 아궁이와 고래입니다.온돌은 연료가 아궁이에서 타서 부넘기를 통해 열과 연기를 고래로 이끌어 들이는 구조로 방고래로 들어가면서 급경사를 이루어 높아지다가 다시 약간 낮아지는 부넘기가 있습니다.부넘기는 불길을 잘 넘어가게 하고 불을 거꾸로 내뱉지 않도록 합니다.고래는 열과 연기가 지나가는 통로로 여러 종류가 있습니다.불길이 고래에서 굴뚝으로 연결되기 전에 고래보다 깊이 파인 골이 있어 재나 연기를 머무르게 하는데 이를 개자리라고 합니다.여기에 열과 연기가 머물다가 굴뚝으로 빠져나가므로 구들의 온기를 더욱 오래 유지할 수 있습니다. 온돌의 좋은 점 첫째 난방 효과온도가 큽니다.인체가 방바닥에서 나오는 열을 받을 때, 인체가 느끼는 온도가 실제온도보다 높기 때문입니다.따뜻한 아랫목에 있을 때 느끼는 온도가 실제 온도보다 높다는 얘기입니다.둘째 아랫목이 따스하기 때문에 머리는 차갑고 발은 따뜻한 구조로 혈액순환에 도움이 됩니다.셋째 과열되거나 불이 염려가 없습니다.넷째 실내에서 재나 먼지가 나오지 않습니다.장판과 온돌을 사용하면 먼지가 쌓이는 경우가 드물고 온돌이 열을 고루 발산해 실내 공기가 건조해져서 알레르기 환자도 덜합니다. 고래라는 이름은 그 모양에서 따온 것으로, 될수록 열이 분산되어 구들이 골고루 따뜻하도록 고안하였습니다.화살표는 열과 연기가 지나가는 것을 뜻합니다. 남쪽지방은 북쪽보다 따뜻하기 때문에 아궁이에서 온 열이 굴뚝으로 쉽게 빠져 나갈 수 있게 사진과 같이 아예 굴뚝이 없는 경우도 있습니다.그러나 북쪽지방은 조금이라도 따뜻한 열을 지녀야 하기 때문에 사진과 같이 굴뚝을 높게 만들어 열도 보호하고 바람이 고래 안으로 들어 오는 것을 막았습니다.
일반적인 온돌구조의 작용은 다음과 같다. 1. 불을 땔 때의 공기의 움직임 1) 아궁이에 불을 때면 뜨거운 공기가 구들 속으로 들어와 좁은 구조의 부냉기를 지나 구들개자리에서 와류를 형성한다. 이 와류는 솔리톤의 일종으로 제자리에서 계속 맴도는 흐름이다. 구들개자리를 만들어 이 흐름을 형성시키는 이유는 좀 더 많은 부분을 가열하여 저장되는 열이 더 많게 만들기 위함이다. 그리고 구들개자리에서 빠져나온 뜨거운 공기는 고래자리(아궁이에서 들어온 뜨거운 공기를 각 고래로 분배하는 공간)를 지나 각 고래(구들) 속으로 들어간다. 2) 구들을 통과한 공기는 뒤쪽의 고래자리를 통해 하나로 합쳐져 뒤쪽의 고래개자리로 들어간다. 고래개자리는 굴뚝에서 들어온 빗물이나 이물질이 고래 속으로 들어오는 것을 막는 역할을 한다. 물론 고래개자리에서도 와류를 형성하지만 특별한 역할은 하지 못한다. 이후 굴뚝을 통과하여 외기로 방출된다. 아궁이의 불이 잘 안 들다가 시간이 지나면 잘 들게 되는 것은 고래와 굴뚝이 점차 가열되면서 뜨거운 공기가 위로 향하려 하기 때문이다. 굴뚝의 역할은 가열되면서 불이 잘 들게 하기 위한 목적과 연기를 높은 곳으로 보냄으로서 생활공간이 연기로 가득 차는 것을 막기 위한 목적과 바람이 부는 날에도 불을 때기 위해서다. (굴뚝이 없으면 맞바람에는 아궁이에 불을 땔 수 없다.) 3) 고래의 경사각은 불이 잘 들게 하기 위해 최대한 경사지게 만들어져야 한다. 그러나 너무 경사가 심하면 공기가 열을 전달할 틈이 없으므로 최대한 경사가 완만해야 한다. 그리고 구들장은 열을 저장하는 역할도 하므로 구들장의 열용량도 커야 하므로 고래의 경사각은 커야 한다. 그러므로 이 세 조건을 고려하여 적당한 경사각을 만드는 것이 중요하다. 2. 불을 땐 이후의 공기의 움직임 불을 다 땐 뒤에는 아궁이를 막아야 한다. 아궁이를 막지 않으면 불을 땔 때와 같은 공기의 흐름이 계속 유지되어 찬바람이 아궁이로 들어가 구들개자리와 고래의 뜨거운 열을 식히는 역할을 한다. (정말 중요하게 불을 땐 뒤에 아궁이를 꼭 막아야 하는 이유는 아궁이로 개나 고양이가 들어가지 못하게 하기 위해서다.) 1) 구들개자리에서 가열된 열은 고래자리를 통과하여 고래로 들어간다. 그리고 고래를 뜨겁게 달구면서 서서히 식는다. 이 공기는 식은 공기이긴 하지만 외부의 공기보다는 훨씬 온도가 높다. 그러므로 이 공기를 외부로 배출하지 않고 다시 구들개자리로 되돌려 보낸다. 고래의 높이를 아랫목과 윗목을 똑같이 만들면 되돌아가는 공기의 흐름이 원활하지 못하게 될 것이고, 그렇게 되면 아랫목은 뜨겁고 윗목은 차갑게 될 것이다. 3) 공기 중 극히 일부만이 고래를 지나 굴뚝을 통하여 밖으로 방출된다. 이 공기의 양이 적을수록 온기를 더 많이 유지하므로 좋은 온돌이라고 할 수 있다. (그러나 너무 적게 만들면 불을 땔 때 불이 잘 안 들므로 적절하게 빠지도록 만들어야 한다. 때때로 굴뚝 쪽도 아궁이와 마찬가지로 막을 수 있게 만드는 경우도 있다.) 3. 아자방 지리산 반야봉의 칠불사에는 49일간 온기를 보존한다는 전설의 아자방이 있다. 신라시대의 금관가야에서 온 담공 선사가 만들었다고 전해지는데 여러 전쟁 중에 파괴됐었다가 1982년 김 용달 옹(당시 82세)에 의해 복원되었다고 한다. 복원된 뒤에 실험에 의하면 온기가 열흘 동안 보존되었다고 전해진다. 4. 구들개자리의 용도 구들개자리는 두 가지 역할을 한다. 첫째는 열을 최대한 많이 저장하여 오랫동안 따뜻하게 유지하는 것이다. 둘째는 아궁이에서 들어온 뜨거운 공기를 적절히 고래에 분배하도록 흐름을 분산시키는 것이다. 구들개자리가 없다면 아궁이와 가까운 고래의 아랫목이 까맣게 타버리는 현상이 발생할 것이다. 구들개자리를 만들 필요가 없다는 의견도 있다. 아궁이에서 가열된 공기의 흐름을 구들개자리가 죽이는 역할을 한다고 이야기한다. 그러나 원래 구들개자리의 역할은 흐름의 속도를 줄여 더 많은 열을 머금는 것이므로 지극히 당연한 현상이다. 아궁이에서 500℃의 공기가 3m만 지나면 50℃ 미만으로 떨어진다면 불을 충분히 때지 않은 것일 뿐이다. 방이 매우 크다면 고래의 경사각을 고려할 때 아랫목의 구들장의 두께가 두꺼워야 하고, 부엌의 아궁이 깊이도 매우 깊어야 한다. 이런 방에 불을 땐다면 매우 오랫동안 은근히 때야 할 것이다. 이렇게 오랫동안 불을 때면 아주 오랫동안 따뜻한 온기를 유지할 수 있다. 옛 흙집에서 구들개자리를 만들지 않으면 어떻게 될까? 뜨거운 공기가 매우 빠르게 고래를 지나가게 됨으로 고래의 경사를 작게 만들어야 하고, 그래서 구들장의 열용량이 작아진다. 따라서 불을 땐 저녁에는 매우 뜨거운 방바닥이 된다. 그러나 이 열기는 오래 지속되지 못한다. 필자가 잤었던 몇몇의 진짜 전통 흙집에서는 새벽 세 시가 넘어가니 무척 추워졌었고, 아침이 되니 방 안의 물그릇이 얼었던 것으로 기억한다. 이런 현상을 막으려면 구들개자리는 필수요소다. 또한 구들장의 재료와 높이도 무척 중요하다. 구들장의 종류는 비열이 작은 화강암류보다는 비열이 크고 열전도도가 작은 운모 등으로 구성된 암석이 좋다. 높이는 열의 손실을 줄이기 위해서 주변 지면과 비슷하게 만드는 것이 좋다. 그래서 일반적인 온돌 주택은 주변보다 높게 돋은 뒤에 그 흙의 높이와 동일하게 온돌을 설치한다. 결국 부엌의 아궁이는 1m 정도 깊어지게 된다. 그러나 이러한 구들개자리 설치방법은 저녁에 불을 때고 그 열로 아침까지 온기를 유지해야 하는 전통가옥에서만 사용하는 방법이다. 끊임없이 계속 불을 때는 구조의 가옥이라면 구들개자리를 만들 필요가 없다. 숯을 이용하여 장시간 불을 때는 궁궐의 방들은 그래서 구들개자리가 없다. 일부 전통가옥의 온돌은 구들개자리가 없었다. 구들개자리는 고래를 청소할 때 검댕과 재가 쌓이므로 청소하기 힘든 구조물이 된다. 따라서 노동력을 최소한으로 유지해야 하는 일반 가정에서는 쓰인 경우가 적다.
열역학 법칙으로 따져보자면 사라진 열은 어디로 갔단 말인가? 모두 구들개자리와 구들 창을 가열하는데 사용된 것이다. 이 열은 언젠가는 다시 나온다. 홍수를 대비한 것이다. 고래는 시간이 지나면서 그을음이 많이 쌓여 불이 잘 안 먹게 된다. 이 때 짚을 뭉쳐서 두꺼운 철사나 막대기에 묶고 고래를 쑤셔 청소한다. 따라서 온돌방의 굴뚝 옆을 보면 청소하기 위해 벽을 뜯었던 흔적을 볼 수 있다.
구들놓기작업순서는....... 구들바닥 파기
통나무 집에서 구들을 놓을 경우 기초한 부분이 바닥에서 약 30cm이상 높이면 구들바닥을 조금만 파도 된다. 기존의 구들바닥 기초가 낮으면 물이 차게 되므로 마당보다 모두 높아야 한다. 구들 바닥을 다듬으면서 발로 밟아 다지고 아랫목에서 윗목으로 약간 경사지게 한다. 고래개자리 만들기(방 윗목 고래 끝부분)
폭은 30cm, 깊이는 47cm로 파고 돌과 진흙 또는 시멘트 블록을 쌓아 준다. 고래개자리 바닥을 약간 경사지게 하고 잘 밟아 다지고 굴뚝쪽 벽을 뚫어 놓는다. 이때 고래개자리에서 굴뚝 개자리로 나가는 사이에 약간의 턱을 만들어준다. (고래에서 나가는 연기의 속도를 조정하여 준다) 고래 뚝 만들기
재료 : 돌과 진흙 또는 적 벽돌을 쌓는다. 또는 석분 을 많이 섞은 블록이나 시멘트 벽돌을 사용한다.(석분 을 많이 섞은 것은 강도가 셈) 고래는 곧은 고래로 한다. 고래 간격은 20~32cm, 고래 뚝 높이는 약 25cm, 고래 뚝 폭은 20cm이다. 구들바닥에 진흙 갠 것을 놓고 그 위에 블록을 쌓고 아랫목에서 고래개자리까지 블록은 7개 정도로 한다. 고래 뚝과 바닥을 잘 건조 시킨다. 고래 줄 수 : 6줄 구들장 걸기
구들장은 45x55cm 아랫목에서 윗목 순으로 덮는다 (두께는 약 5~7cm) 첫째로 제일 두껍고 넓은 자연석 구들장을 아랫목에 이맛돌로 사용한다. 아랫목은 비교적 두꺼운 구들장을 사용한다. 이때 구들장을 예쁘게 덥기 위해 양 옆으로 물 수평을 보아 실을 하나 띄우고 이 실을 기준으로 구들장을 덮는다. 구들장끼리 최대한 밀착시키고 틈이 나는 곳은 거기에 맞게 작은 돌멩이를 새침으로 채워나간다. 구들 굄돌은 벽돌을 사용하여 4~5개 정도 놓고 그 위에 구들돌을 올려 놓는다. 이때 구들장에 굄돌 세 개를 고이면 구들장이 잘 놓이지 않는다. 윗목으로 갈수록 얇은 돌을 사용하며, 고래개자리도 마찬가지로 덮어간다. 새침
구들장을 덮으면서 틈을 큰 돌 작은 돌로 채운다. 불을 넣어 연기가 빠지는 것을 보면서 진흙에다 짚을 썰어 되게 반죽을 하여 돌과 돌 사이에 진흙이 쐐기같이 들어가게 힘을 가해 내리치면서 틈을 메운다. 부토
불을 넣으면서 중벌 바르기를 한다. 또는 구들장 위에 수평을 잡기 위하여 묽게 반죽하여(이때는 지푸라기를 넣지 않는다) 고무장갑을 끼고 손바닥으로 문질러 준다. 아랫목 구들장 경사가 클 때는 축축한 진흙으로 부토하여 다진다 여기에서 중벌 바르기가 건조되어 굵은 금이 가면 진흙과 모래를 1:1로 하여 얇게 흙손으로 강하게 누르면서 바르기를 한다. 아궁이 작업
아궁이 바닥에서 아궁이 높이는 53cm (부뚜막 높이) 부뚜막에서 구들 바닥높이 37cm 아궁이 후렁이에서 부뚜막 앞면까지 37cm 아궁이 불문은 48cm(가로) x 20cm(세로), 앵글과 두꺼운 철판으로 주문형 작업 아궁이 후렁이는 돌과 흙으로 (짚을 섞어서) 안쪽이 유선형이 되게 한다 솥을 걸 경우 강철로 건너지르고 그 사이는 슬레이트 함석으로 덮고 흙을 바른다 강철이 없을 경우는 단단한 나무에 새끼줄을 감고 새끼줄 사이사이에 진흙이 들어가게 되게 반죽한 진흙으로 감싸고 건조 후에 건다. 불을 지피면 부뚜막에서 굵은 금이 상당히 많이 간다. 진흙과 모래를 많이 섞고 미장솔로 문질러 준다. 약 3~4번 작업한다. 굴뚝작업
블록으로 60cm(가로) x 60cm(세로) 시멘트를 섞어서 쌓는다. 높이는 120cm로 하고 연통은 PVC PE(150mm)관으로한다. 연통은 지붕보다 높게 뽑는다. 굴뚝 개자리는 고래 개자리 깊이로 하고 연도보다 10cm정도 낮게 한다. 군불 지피기
새침과 부토가 끝나면 아궁이를 만들어 구들바닥을 건조 시킨다. 마감 미장이 끝나면 햇볕이 들지않게 응달에서 천천히 굳힌다. 어느 정도 바닥이 건조되면 통나무를 넣고 불을 지피면서 연기가 올라오는 곳을 찾는다. 이때 틈 사이로 연기가 올라오는 곳은 모래를 부드럽게 체로 쳐서 진흙과 섞어 미장솔로 바른다.(밀가루 풀을 사용하여도 좋다). |
온돌의 구조 
출처: 야생초4286 원문보기 글쓴이: pine
