에너지 목조주택의 설계 및 시공
1,배치계획
대지는 동서방향으로 긴 대지가 에너지에 유리하다.
“동-서 방향의 긴 대지는 일사량을 얻는 데 도움이 될 뿐 아니라
이웃한 건물, 특히 여름철 동향 및 서향 해로부터 보호 받을 수 있어 바람직 하다.
건물배치에 있어서도 A/V비율을 고려하되
남북방향보다는 일조량을 높일 수 있는
동서 방향으로 긴 배치가 태양 에너지를 이용하는데 유리하다.
대지의 특징을 고려하여 건물이 남쪽을 향할 수 있도록 배치한다.
건물 방향은 저에너지 주택에 있어 매우 중요한 제 1요소로,
태양에너지를 효과 적으로 사용할 수 있도록 대지의 향 및 주 풍향을 고려해서
건물을 배치하여야 한다.
1.5리터 하우스를 유지하는 열원을 살펴보면,
태양으로부터 얻는 비율이 27.1%19) 에 해당되는 만큼
남쪽에 가깝게 배치하는 것은 매우 중요하다.
특히 우리나라는 겨울철에도 일조량이 풍부하여
다른 향보다 상대적으로 넓은 창호 를 통해 태양광을 적극 유입할 수 있도록 한다.
실별 조닝에 있어서 주생활공간은 남쪽 방향의 건물 중심부에 집중 배치하여
건물 과 외기가 직접 만나지 않은 완충적 공간을 통해 열적 성능을 높일 수 있다.
건물의 정면은 에너지 존에 맞도록 배치한다.
에너지 존(Energy Zone)이란 태양에너지의 활용을 위한 유효각도라 할 수 있는 데,
1차 지역을 정남의 기준으로 ±5°. 2차 지역을 ±30°라 할 수 있는데,
남향 배치된 아파트가 다른 향과 비교해 볼 때 “3% 까지 난방에너지 비용을 절감하는
것이 가능하다는 주장처럼 정남을 기준으로 에너지 존에 들어 올 수 있도 록
배치하는 것이 좋다.
“태양에너지를 가장 많이 받는 방향은 남서 5°방향으로,
겨울철 태양에너지는 남 남서(98.5%), 또는 남서(99.6%) 방향이 남향(100%)과
비교할 때 우수하나,
이로 인해 여름철 냉방부하는 남남서(100.3%), 남서(102.2%)로 높아지는 특징 이 있다.
남향에서 약 30°까지는 창으로 들어오는 에너지 양에 그리 큰 차이가 없다.
주창 호가 남쪽을 향하는 것은 겨울철 패시브한 태양에너지를 이용하는데도 좋지만,
여름철 높은 태양의 고도로 인해 동향과 서향의 창호에 비해 유리하다.
2. 평면계획
태양에너지를 효과적으로 사용할 수 있도록,
사용자의 요구와 실내기능에 따른 전략적 배치가 필요하다.
건축은 “사용자의 목적에 따라 건축적 구현이 되어야 하므로,
단순히 열적 성 능에만
초점을 맞추는 것은 저에너지 주택의 올바른 접근방법이라 할 수 없다.
따라서 사용자의 요구,
예를 들어 가장 빈번하게 사용하는 공간이 무엇인지,
채 광이 필요한 실이 무엇인지 등을 함께 고려하여 설계해야 한다.
건축계획의 독창성을 해치지 않는 범위에서 가능한 겹집구조로 평면 및 단면을 계획한다.
에너지 성능 면에서 홑집은 겹집에 비해 상대적으로 불리하기 때문에
설계의 독창 성을 유지할 수 있으면서도 에너지를 효과적으로 사용할 수 있도록
기능의 집약적 배치를 통해 공간의 효율성을 극대화시키도록 한다.
사용자의 필요 기능을 파악한 후
거실, 안방, 아이 놀이공간 및 공부방 등 거주공 간을 충분한 일사량이 있는
전면 남쪽방향으로 배치하고,
화장실, 다용도실, 서재, 침실 등 지속적으로 사용하지 않는 공간을
남쪽을 제외한 외주부에 배치하여
주 생활공간을 에워싸는 형태로 디자인하면 에너지를 효과적으로 사용할 수 있다.
겹집 구성을 위해 남쪽 거주공간에 아파트와 같은 베란다 구조의
‘온실’을 설 치할 수 있으나,
주택이 아파트와 달리 통풍과 자연환경을 내부공간으로 끌어 들일 수 있다는
건축적 가치를 고려한다면,
남쪽 면을 겹집으로 구성하지 않고 다른 공간의 성능을 높이는 것이 좋다.
침실은 일반적으로 거실보다 에너지 요구가 적은 곳으로,
열적 편리성을 고려하여 사용자의 선호도에 따라 조정할 수 있다.
화장실, 주방, 세탁 및 보일러실은 서로 인접하여 배치하는 것이
열적 효율성을 증 대시킨다.
주방은 일시적으로도 과잉 난방이 일어나지 않도록 서향을 피하고
동향 또는 북향에 배치하는 것이 바람직하다.
현관이나 베란다 등은
건물내부와 외부 공기가 만나는 완충적 공간이 되도록 하면
열 성능을 높일 수 있다.
“실내 온도조절장치는 북쪽에 설치하는 것을 피하여,
불필요하게 작동되는 일이 없도록 한다.”
열교 부위와 만나게 되는 다락과 붙박이 장의 설치에는 세밀한 주의가 필요하다.
다락공간을 마련하는 것은 겹집형식에 중요한 디자인적 요소지만,
더운 공기가 지 붕과 직접 만나는 부위이므로 열교에 세심한 주의를 기울여야 한다.
공간을 효율적으로 사용하기 위해 외기와 만나는 벽면에
붙박이 가구를 설치하여 겹집구성으로 활용할 때, 결로에 대한 특별한 주의가 필요하다.
“옷이 가득 한 옷장은 내단열이 되므로 열교 부위에 두는 것은 특히 위험하기 때문에
열교가 발생하지 않도록 완벽한 단열계획과 함께 통풍이 가능하도록 설계와
시공이 이루어져야 한다.
3.창호계획
건물의 향과 기능에 따라 크기를 조절해서 계획해야 하며 특히,
열 손실이 많이 발생하는 북측의 창호는 작게 만들어 에너지절약 및 실 간의 온도가
균일하게 유지되도록 계획한다.
열관류율 2.1W/㎡·K의 창호는 건축물에서 가장 취약한 부위로,
건축물의 부위 별 열관류율을 비교해 보면 외벽(0.27W/㎡·K)의 약 7~8배가 넘기 때문에
향 에 따라 크기를 세심하게 조절해야 한다.
창호는 건물외피에서 단위면적당 소요되는 비용이 높고 열교에 취약하기 때문에
창문의 수와 면적으로 제한적으로 사용하는 것이 바람직하다.
“유리면적이 전체 벽면적의 최대 2/3를 초과해서는 안된다는 의견도 있으나
일반적으로 는 "20~30%정도의 비율이 적당"31) 하며,
독일 패시브 주택의 경우 거주공간 해당실의 약 10~12%를,
'캐나다 수퍼 E하우스는 25%를 기준으로 삼고 있다.
"주거공간의 쾌적감을 해치지 않으면서
에너지효율을 극대화하는 수준은 24%일 때이고,
3중 유리의 고성능 창호를 설치하는 것만으로도 8리터 하우스까지 줄어 들 수 있다.
“남향에는 창문의 크기를 최대로 확보하고,
이웃한 건물, 침엽수와 같은 나무 또는 기타의 장애물로부터 생길 수 있는
겨울철 그림자가 생기지 않도록 주의해야 한다.
동쪽 입면에 만들어지는 창호는 크기를 조절하거나 차양을 설치하거나
나무를 배 치함으로서 보호될 수 있도록 해야 한다.
서쪽 창호는 여름기간 동안 깊고 길게 투사되는 태양 그림자를 막을 수 있도록
계획해야 한다.
북쪽 창호는 채광과 환기를 고려하여 가급적 작게 만드는 것이 바람직하며,
“프 레임을 포함한 창호의 크기는 해당 실 바닥면적의 12%에서
적절히 가감하되 최소 1㎡이상은 확보해야 한다.
나머지 자료는 PDF 파일로 첨부합니다.