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복사난방의 장점 |
복사난방의 단점 |
천정면, 벽면, 바닥면의 표면온도가 높여진 상태에서 난방이 되므로 인체로부터의 열발산을 억제한다. |
방열체의 열용량이 크기 때문에 실외온도가 급변했을 경우 실내 방열량의 조절이 용이하지 않다. |
실내온도분포가 균등하고 실 높이에 의한 공기온도편차가 적어 위풍이 발생하지 않으므로 실내 온열환경에 대한 쾌감도가 높다. |
가열코일이 구조체에 매립되므로 시공, 수리 또는 방의 구획변경시 경비가 증가하게 되며, 대류난방설비에 비해 설비비가 높아진다. |
방열기가 바닥 구조체에 매설되므로 실 바닥면의 이용도가 높다. |
방열면인 바닥표면에 열응력으로 인한 균열이 발생할 수 있으며, 하자의 발견이 곤란하다. |
실이 개방되어도 난방효과가 지속되고, 평균온도가 낮기 때문에 다른 난방시스템의 동일 방열량에 비해 손실열량이 비교적 적다. |
방열패널의 배면에서 발생하는 열손실을 줄이기 위해 단열층의 설치가 필요하다. |
실내의 대류가 적으므로 바닥면의 먼지가 상승하지 않는다. |
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열적 평형은 열의 이동에 좌우되며 일반적으로 열 이동의 형태는 전도, 대류, 복사4)의 세 가지가 있다. 이러한 열 이동을 이용하여 난방을 하게 되는데 주로 직접 뜨거운 바람을 실내에 불어(기류)넣는 방법이나 방열기(Radiator)를 이용한 대류난방방식이 일반적이다. 그러나 좌식생활을 주로 했던 한국에서는 바닥 구초체를 가열하여 그 복사열을 이용하는 구들난방이 주거난방의 기본방식이다.
방열체의 위치 및 종류 |
방사율(%) |
대류율(%) |
일반적인방열기 |
10-30 |
70-90 |
바 닥 패 널 |
55 |
45 |
벽 패 널 |
40 |
60 |
천 정 패 널 |
67 |
33 |
복사난방에서는 바닥, 벽, 천정 등이 적당한 온도로 가열되므로 인체에서의 복사열 발산이 억제되고, 타난방에 비해 실내공기온도가 낮아지므로 전도, 대류에 의한 열의 발산이 비교적 많아진다. 다음 표 1은 방열체의 위치에 따른 복사와 대류의 비율을 나타낸 것이다. 그 장?단점은 표 2 와 같다.
그리고 주거의 실내공간은 그 안에서 거주하는 인간의 쾌적한 생활을 위하여 실내의 적당한 온도와 습도의 유지가 필요하다. 우리나라는 더욱 여름과 추운 겨울이 있어, 외기의 심한 더위와 추위를 건물에서 어느 정도 조절함으로써 여름철에 시원한 집과 겨울철의 따뜻한 집이 되도록 계획하여야 한다. 주거에는 이러한 열 환경 조절수단으로 단열과 보온계획이 매우 중요시된다. 건물 내의 열손실을 최소화하도록 건물을 설계하는 것이 건물의 보온설계이며, 그렇게 함으로써 실내를 쾌적한 온도로 유지할 수 있고 난방의 경제성을 높일 수 있다. 또한 건물을 보온 설계하여 단열적으로 처리하면 여름철 일사 및 외기로부터의 더운 열의 유입을 막을 수 있는데 구들(온돌)은 바닥 복사난방방식으로 부드럽고 쾌적한 온열감을 제공하고, 기타 난방방식에 비해 비교적 낮은 실온에서도 충분한 난방감을 얻을 수 있어 난방성능과 에너지 절약적인 측면에서 가장 우수한 방식이라는 것은 이미 입증되어 있으며, 이러한 이유로 북유럽의 독일과 미국, 일본 등 외국에서는 체계적인 연구 성과를 바탕으로 고성능 온돌이 고급난방방식으로서 급속히 확대 보급되고 있으며, 바닥마감 재료로서 온돌마루판의 개발은 독일과 일본의 재품이 바닥 난방의 종주국인 한국의 제품을 제치고 더 세계적으로 인정받고 있는 실정이다.
현재 우리의 온돌은 기술적 뒷받침 없이 시공의 편리성과 경제성 위주로 변화되고 있어 바닥 복사난방 방식 본연의 우수성을 살리지 못하고 있는 실정이고 단순한 마감제인 비닐장판종류와 비닐배관재의 개발로 다행히 구들 종주국의 명맥을 이어가고 있다. 사실 환경친화적인 생태건축을 적용하는 일은 그리 특별한 개념이 아니다. 우리의 일상에서 흔히 접하는 재료로 우리의 기후나 풍토에 의해 맞게 지어진 집이 바로 환경생태주택이기 때문이다. 특별히 그 개념이나 기술을 먼 곳에서 찾아볼 필요가 없다는 얘기이다. 우리의 전통적인 한옥에서 찾은 지혜 는 이러한 자연의 과학적 이치를 거스르지 않고 우리 풍토에 맞게 설계된 것이라 할 수 있다. 물론 현실적인 면을 따져 본다면 보편적으로 적용되기 어려운 면이 없지 않아 있지만 우리의 옛 집들에서 나타나는 생태학적 접근, 즉 자연과 인간이 공생(相生)하는 개념에서 적용되었던 기술은 깊이 연구해 볼 필요가 있다. 우리의 구들의 예를 보더라도 난방과 취사를 이상적으로 겸비한 세계 유일의 지혜라 할 수 있다. 물론 중국의 한족(漢族)들도 캉(?)이라 불리는 온돌 문화가 있지만 우리의 구들과는 달리 입식생활(立式生活) 형태이다. 우리의 구들은 기본적으로 취사와 난방을 겸했다. 물론 아궁이만 있어서 난방만을 한 경우도 없지 않지만 대개는 부뚜막을 두고 취사를 함과 동시에 잉여열기를 활용하여 난방까지 되게 하는 형태이다. 특히 중국의 한인동포(朝鮮族)들의 구들은 한국인의 고유한 문화로 아주 가까이 남아 있는 생태건축의 지혜가 우리의 역사와 문화 속에 있다. 이들이 정지(흔히 ‘정주간’이라고도 함)에서 아침나절 밥을 짓기 위해 아궁이에 불을 때면 그 열이 연기로 전달되어 구들장에 저장되며, 저녁 해가 저물 때가지 따뜻하게 방 기온을 유지시켜 준다. 그리고 들에서 일을 마치고 돌아오면 다시 밥을 짓기 위해 불을 때고 숙면으로 낮에 쌓인 육체의 피로를 풀기위해 군불을 지펴 둔다. 그 열은 새벽에 눈을 떠서 아침밥을 짓기까지 끄떡없이 유지하고 있다. 이러한 연기를 이용한 바닥 난방은 불을 쓰는 자연의 지혜에서 비롯된 것으로 이 연기는 구들을 통해 걸러져 온 집안을 소독시켜 주기도 한다. 서양은 대부분 벽난로를 이용한 공기를 데우는 일시적 난방방식이라면 우리의 구들은 에너지를 저장해서 사용하는 축열 원리를 이용한 지속난방 방식이었다. 지금도 아파트나 주택에서 온수 바닥 난방방식으로 이러한 구조가 남아 있다. 그것은 자연대류 방식에 의해 고른 실내온도 분포를 이루는 유리한 인간 환경을 조성해 주고 있기 때문이다.
이러한 우리의 전통난방방식인 온돌의 우수성을 되살리고 발전적 변화를 유도하기 위해서는 건축양식 및 구조의 변화, 생활수준의 향상 및 주거문화의 변화, 시공기술의 발전 등 주변여건 변화에 적극적으로 대응하며, 신재료를 비롯한 제반기술의 도입을 통하여 구성요소간의 유기적 결합으로 고도의 성능을 갖는 시스템화 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 이와 같이 한국의 난방 방식은 온돌에 의한 바닥 복사난방방식으로 세계적으로 특이한 난방방식으로 적용하고 있다. 파이프 매설 방식의 온수 온돌(Floor Heating System)은 복사난방형식으로 다른 난방방식에 비하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다.5)
4. 황토구들의 적용
‘새집병’은 집을 지을 때 사용하는 시멘트, 단열재, 페인트, 접착제 등에서 뿜어 나오는 각종 화학물질이 실내를 오염시켰을 때 나타나는 현상으로서 라돈, 포름알데히드, 석면, 유기화합물 등이 대표적인 오염물질이다. 특히 독성이 있는 이런 물질들은 단열재 사용의 증가, 밀폐된 좁은 공간 활용 등 최근 건축기술의 급속한 발전과 비례해 발생량이 더욱더 늘어나는 것으로 추정되고 있다.6) 한 예로 포름알데히드는 각종 건축자재에서 발생한다. 이 물질에 노출됐을 경우 정서적 불안정, 기억력상실, 정신집중곤란, 어지럼증, 구토, 각종 염증 등을 일으키는 것으로 분석되고 있다. 또 이와 같은 물질에 장기간 노출됐을 경우에는 월경불순, 불임 등은 물론 암까지 유발하는 것으로 알려졌다.7) 이는 요즘 한국의 신도시 아파트에 사는 사람들에게 자주 발생하는 알레르기성 질환과도 상당히 깊은 관계가 있을 것으로 추측된다.
이러한 새집병을 미연에 방지하고 자연친화적인 재료를 사용함으로서 생태환경주택을 실현하기 위하여 우리 조상들은 대대로 구들을 만들고 집을 지을 때 사용하였던 이러한 황토의 특성을 파악하여 현대적인 건축재료로 사용하는 것을 검토할 당위성이 있다.
4.1구들의 역사적 기원과 변천
우리나라 온돌의 최초기원은 여러 문헌을 참고할 때 대체로 기원전 4-5천년 무렵의 중기 신석기시대로 보이며 이 때의 유적 중 함북 웅기의 주거지에서는 지금의 온돌과 같은 유적이 발견되었다고는 하나 근거가 불분명하다는 이견이 있고8) 일반적으로 온돌은 기원전 2세기경 고구려를 통하여 우리나라로 유입된 것으로 알려져 있으며 온돌의 구조상 종류에는 아궁이의 기능에 의한 분류, 구들개자리에 의한 분류, 고래의 형태에 의한 분류, 구들형태에 의한 분류 등 여러 가지가 있다.
재래식 구들을 사용하는 온돌난방은 아궁이, 고래 및 굴뚝(구새)은 구들난방의 3요소9)로 열손실을 외벽(25.5%)>창호(16.5%).고래바닥(15.0%).아궁이 주변(14.0%)의 순서10)로 크게 나타나며, 방안으로 들어오는 열량의 90% 이상이 방바닥 표면적의 30% 이하(아랫목)에서 공급되어 소요난방열량 만을 고려할 때 구들이 열을 전달하는 표면적은 방바닥 넓이의 50% 이하로 충분하다는 연구결과가11) 있다. 온돌은 시대와 지방에 따라 형태가 다소 다름에도 불고하고 종래의 구들은 방바닥에 온수배관된 형태로 바뀌었을 뿐 복사열을 이용하는 난방원리는 크게 바뀌지 않았다. 저온복사난방방식으로 분류되는 온돌은 사용되는 연료의 특성에 따라 그 구조형식이 조금씩 다르며, 이는 경제적, 사회적 발전과 밀접한 관계를 맺고 있다. 온돌은 시스템 구성 및 효율성, 편리성 등과 같은 측면에서 볼 때 꾸준한 변화를 하고 있는데재래식 온돌은 흙바닥위에 고임돌을 놓고 그 위에 구들장을 올려놓아 방고래를 형성한 것으로, 50년대 까지는 주로 장작을 비롯한 나뭇잎 왕겨, 볏짚 등 임산연료를 연소시켜 그 열을 구들장에 축열시킨 후 여기서 방사되는 복사열을 이용하여 난방을 하는 구조였다. 그러나 8 ? 15해방을 전후로 목재연료의 부족과 60년대 이후 삼림정책의 실시로 무연탄을 사용하는 온돌이 개발되었다. 연탄보급이 늘어남에 따라 초기에는 구들장을 그대로 둔 채 아궁이 부분을 연탄아궁이로 개조하여 사용하였고, 그 이후에는 호차(바퀴)가 부착된 화덕과 간이 온수보일러를 이용하여 난방하는 구조로 발전되었다. 임산연료를 사용하는 재래식 아궁이와 연탄아궁이에서의 난방은 화염의 복사열, 연소가스 및 가열된 공기의 대류로 구들을 덮히는 과정을 통하여 이루어졌다. 가열된 온구를 배관을 이용하여 온수를 바닥판으로 순환시키는 구조로 바뀌었다. 아파트 건축은 70년대 초부터 양산되어 급격한 보급이 이루어졌으며, 연탄을 사용하던 초창기 아파트에서는 고래가 설치된 온돌이 사용되기도 하였다. 지금 이 방식은 거의 이용되지 않고 있으며, 80년대에 들어서는 기름보일러 및 가스보일러를 이용하여 난방하는 것이 일반화되어 보급되었고, 최근에는 도시는 물론 농어촌 주택에서도 기름보일러의 사용과 함께 취사용으로 프로판가스(L.P.G)를 이용하고 있다.
그러나, 최근에는 저렴한 심야전력을 이용하는 온돌구조가 상업적으로 많이 보급되는 실정에 있으며, 미래의 무공해 대체에너지로서 환경보호를 위해서도 그 이용비중은 높아갈 것으로 예견된다. 또 한, 시대의 변화에 따라 합리적인 에너지 이용 및 관리의 기술은 점차 진보, 강화되어 가고 있다는 점을 고려할 때, 온돌난방에 있어서도 시대에 적합한 합리적인 대응방안을 찾아야 할 것으로 생각된다.
4.2 구들의 건축적 측면
우리나라의 난방방식으로 오래전부터 사용되어오던 구들난방은 아궁이, 고래, 굴새(굴뚝)을 3요소로 하고 있으며, 과거 전통주택 및 재래식 주택은 이와 같은 제한에 따른 공간구조를 나타내고 있다. 그러나 근래에 들어 구들이 온수를 열매로 이용하는 바닥형태로 바뀐 결과, 설계에 있어 보다 큰 융통성 및 공간이용의 편리를 도모할 수 있게 되었다. 이러한 온돌의 변화과정을 통해 나타나는 바닥온도와 실온분포도 과거와는 달리 더 고르게 나타나는 등 전반적인 온열 환경 면에 있어서도 큰 변화를 하였다. 온돌의 구조적인 변화는 건축전반에 영향을 미쳤는데 전에는 전통적으로 온돌의 아궁이가 필수적이서 부엌은 이로 인하여 안방보다 낮은 위치에 있었고 또한 사용하는 연료가 장작, 볏짚등과 같은 임산제이기 때문에 비교적 큰 연료저장시설이 필요했다. 구들난방은 방안으로 들어오는 열량의 대부분이 전체 바닥표면 1/3 이하의 작은 면적을 통하여 전달되므로 단위공간 내에서도 아랫목과 윗목으로 구분되는 특성을 갖고 있었다. 난방은 주로 취사시간을 기준으로 한 간헐난방이 실시되므로 열원이 공급되는 동안에는 바닥표면온도가 상승하고, 일정시간이 지난 후에는 서서히 하강함에 따라 실내기온의 변동 폭(Temperature Swing)이 크게 나타나게 된다. 이러한 온도진폭을 줄이기 위해서는 바닥 재료의 축열성능을 높여 줄 필요가 있었다. 따라서 비교적 비중이 크고 강도가 높은 재료인 구들장은 훌륭한 축열재 및 구조재로 전통주택, 재래식 주택 등에서 사용할 경우에는 매우 적합한 건축재료 였다. 구들은 비난방 시간동안 지속적으로 높은 온도를 유지하기 어려우므로 아랫목에 담요 등을 갈아 놓는 방법을 통하여 바닥부위의 열을 장시간 보존할 수 있는데 이러한 현명한 열관리 방법은 한국인으로 하여금 좌식생활에 더욱 친밀해질 수 있는 기회를 제공한 것으로 보인다.
그러나 사회적, 경제적 발전에 따라 구들로 난방하던 과거의 개념은 점차 사라져 현재 우리나라 주택의 난방방식은 저온복사난방방식인 온수온돌이 대부분이다. 생활방식도 주택의 변화내지는 주거환경의 변화에 의해 많이 달라져 최근에 지어지고 있는 대부분의 주거에서 주방과 거실은 보편적으로 입식생활 위주로 변화되어 있다. 따라서 구들에서 나타나던 아랫목, 윗목 개념은 온수온돌에서 거의 나타나지 않으며, 아랫목에 침구를 깔아 좌식생활에 알맞은 공간구조를 갖던 전통주택 및 재래식 주택에 반하여 최근에 시공되는 주택에서는 점차 침대의 사용비중이 높아지고 있는 것으로 보인다. 과거 구들난방의 경우 방안으로 들어오는 열량의 90% 이상이 30%이하의 방바닥 표면적을 통하여 전달되며, 전달열량만을 고려할 때 구들이 열을 전달하는 표면적은 방바닥 넓이의 50%이하로도 충분하다고 한국과학원 1차년도 연구에서 밝히고 있으며, 동력자원부의 아파트를 대상으로 한 방열량산정 연구12)에서도 거의 동일한 결과를 얻고 있다.
바닥재 (非표면바닥) |
접촉계수 (㎉/㎡hr■?■℃) |
바닥온도의 쾌적범위 |
고통 한계 | |
저온측 |
고온측 | |||
철판 |
180 |
29-32 |
14 |
45 |
콘크리트 |
25 |
27-34 |
4 |
54 |
리놀륨 |
9 |
24-35 |
-12 |
67 |
참나무 |
7 |
22-35 |
-20 |
74 |
소나무 |
4 |
17-39 |
-53 |
84 |
코르크 |
2 |
5-42 |
-140 |
150 |
따라서, 실내온도를 쾌적범위로 유지키 위하여 바닥온도가 높아야 한다는 개념은 현실의 조건에서 더 이상 설득력이 없으며, 단지 과거의 온돌에서 생활하던 습관이 몸에 배어 있기 때문이거나 좌식생활을 하는 관계로 높은 바닥온도를 느껴야 갖는 습관에 의한 것이 높은 바닥온도를 고수하는 이유라고 생각된다. 그러나, 우리의 생활방식이 침대, 소파 등 의자를 이용하는 입식생활로 점차 변화하고 있는 시점에서 최적난방효율을 초과함으로써 에너지의 과다 소모를 감수하면서까지 높은 바닥온도를 고수해야 할 필요가 있는지는 의문이다. 만약, 높은 바닥표면온도를 고수해야 한다면 아랫목, 윗목개념을 도입할 수 있다고 보며, 이를 위하여 각 실의 난방부하에 따른 쾌적실온 유지에 필요한 열평형에 적정한 필요 방열면적 산정방법 및 바닥온도의 조절방법 등에 관한 많은 연구가 선행되어야 할 것이다.
4.3 황토구들적용방법13)
4.3.1 바닥구조체의 일체화방식
황토 구들은 축열 마감재로 이미 여러 가지로 개발되어있고 실험을 통하여 강도성능 측면에서, 황토 모르터는 압축강도, 바탕접착강도 및 표면접착강도가 우수하게 나타났고, 내균열성 측면에서, 길이변화가 시멘트 모르터의 1/50 정도이며, 수축균열과 열균열에 강하여 균열제어에 매우 좋은 성능을 나타내고 있다. 그리고 시공성능 측면에서, 황토 모르터는 유동성이 우수하고 재료분리 저항성이 크며 펌프압송성이 용이하므로 실제 시공시에 우수한 워커빌리티를 확보할 수 있을 것으로 보인다. 이와 같이 시멘트 모르터 대신 이미 개발된 Self-Leveling용 황토 모르터14)를 사용하면 간단한 마무리로써 바닥면의 품질 및 평탄도를 확보할 수 있어 수차에 걸친 미장작업을 생략할 수 있고 공기단축 및 원가절감을 기할 수 있으므로 이를 황토온돌바닥
그림 1 바닥구조체와 일체화방식
즉 바닥 구조체의 일체화 방식으로 황토모르터의 활용을 배가할 수 있는 방법으로, 그림 1 과 같이 기존이 시멘트모르터 바닥 난방시스템의 시멘트 모르터-경량기포 콘크리트층의 구성방식을 황토 모르터-황토경량 모르터층의 구성방식으로 대체하여 황토모르터-경량기포 콘크리트의 구조를 극복하고 황토기포층-황토모르터로 일체화된 재료를 사용함으로써 재료간 접착강도의 증진을 꾀할 수 있는 잇점도 가지고 있다.
4.3.2 Duplex type (난방공간의 이원화 방식)
기존의 공동주택에서 개실의 난방배관 간격은 보편적으로 200, 230, 250mm로 획일적인 배관간격을 적용하고 있으나, 이는 열적 쾌적측면에서 모든 인간은 주관적이라는 것을 고려한다면 충분한 만족을 제공하기 어려울 수 있다. 따라서, 본 안은 이러한 개인적 열쾌적 측면을 고려해서, 전통적인 윗목, 아랫목의 개념에서 출발한 것으로 실의 난방배관을 그림 2 와 같이 이중배관(이하 Duplex type)으로 하여 개인적인 온열감 차이를 만족시킬 수 있는 방안이다.
본 Duplex type은 시공방법 측면에서는 기존의 난방배관 방식과 동일하지만, 각 실의 바닥을 2부분으로 분할하고 각 구간별로 난방파이프의 피치를 다르게 하여 배관하는 방법으로, 중앙난방보다는 개별난방시에 더욱 유리한 방식이다. Duplex type은 난방대상 실 별로 급수구와 환수구를 각각 별도로 설치하고 온수분배기에 연결하여 기존의 on-off 밸브로 개폐하는 방식으로, 급변하는 외기온도의 변화에 대해 재실자가 개인적으로 적절하게 대처할 수 있는 잇점이 있어 개인적인 온열 감측면에서의 만족도를 극대화할 수 있을 것으로 보이며, 에너지 절약적인 측면에서도 개인이 원하는 시기에 부분적으로 난방을 함으로 해서 불필요한 공간의 난방에 소요되는 에너지를 일부 절약할 수 있는 효율적인 난방방식으로 기대된다.
4.3.3 황토바닥구조체의 특성
황토 모르터의 흡수량은 시멘트모르터나 합판보다 적게 나타나고 있으나, 일정한 습도 내에서 시멘트모르터나 합판은 계속적으로 흡습하는데 반해 황토모르터는 계속적인 흡습이 이루어지지 않고, 미소한 상태에도 다시 방습하는 특성을 나타내고 있다.
방습량의 경우에도 그림 3 과 같이 황토모르터가 시멘트모르터판이나 석고판에 비해 월등히 크게 나타나고 있는데, 종합적으로 정리하면 황토 모르터마감재는 다른 재료보다 흡습력이 다소 적으나(흡습률 35%), 건조시의 방습력은 시멘트모르터나 합판보다 크게 나타남으로서 실내의 습도조절에 큰 효과를(방습률 65%) 나타내고 있고 석고판과는 유사한 특성을 가지고 있다.
그리고 탈취율은 그림 4 와 같이 황토모르터가 타 재료보다 최초 탈취율(30분경과 후 측정), 최종 탈취율(120분경과 후 측정)모두 가장 높은 탈취율을 보이고 있고, 물비에 상관없이 황토모르터는 모두 같은 탈취율을 보이고 있다.
이에 비해 우리가 미장 마감재로 가장 흔히 사용하는 시멘트 모르터는 최초 탈취율 54%, 최종 탈취율61%로 모두 가장 낮은 탈취율을 보이고 있어, 황토모르터는 물론이고 석고보드나, 합판보다도 매우 낮은 탈취율을 보이고 있다.이러한 특성으로 황토모르터는 실내 음식 냄새나 기타의 악취를 흡입하는 성능을 가지고 있음을 알 수 있고, 이는 실내 마감재료로 사용함으로서, 쾌적한 공기환경조성에 큰 기여를 할 수 있을 것이라 기대된다.
황토모르터의 원적외선 방사량에 있어서는 적외선의 파장이 대략 0.78㎛에서 1000㎛의 전자파를 말하며, 가시광선과 가까운 영역의 적외선을 근적외선, 파장이 더 긴 쪽을 원적외선이라 하며, 학자에 따라 여러분류 방법이 있으나, 3㎛ ~ 6㎛을 중적외선으로, 6㎛ ~ 15㎛을 원적외선으로, 15㎛ ~1000㎛을 극적외선으로 분류하고 있다. 원적외선 방사효과에 대해서는 크게 다음과 같이 정리될수 있는데, 첫째, 물의 분자운동을 활성화하여 인체의 세포운동을 촉진시킴으로써 활력을 증진시킨다. 둘째, 공명흡수 작용에 의해 물질의 분자운동을 유발하여 신진대사를 촉진한다. 셋째, 온열효과에 의해 모세 혈관운동을 강화하여 혈액순환을 촉진한다는 보고가 있다. 우리나라에서는 황토의 약리 작용에 대해서 여러 가지 뛰어난 효과가 기록되어 있는데, 이것은 황토가 원적외선을 많이 방사하기 때문이라고 말하고 있다. 그러나 원적외선의 방사가 인체에 미치는 영향 및 그 효과는 의학적인 문제이며, 측정결과 황토가 다른 재료에 비해서 원적외선 방사량이 많은 것을 실험을 통하여 확인했으며, 그 결과는 표 4 와 같다. 황토모르터의 원적외선 방사율은 기존 시멘트 모르터에 비해서 큰 93%를 나타내고 있으며, 이러한 결과에 의하여 원적외선의 여러 효과가 나타날 수 있을 것으로 보인다.
5. 마치는 글
환경생태건축은 과거 우리 조상들이 장구한 세월에 걸쳐 사용하여왔던 재료들을 다시 돌아봄으로서 시작될 것이다. 기존 건축은 자연에서 취득할 수 있는 에너지를 이용하지 못하고 외기를 막는 데만 급급하여, 건물을 사용하기 위해 사용되는 전기나 물도 쓰기만 할 뿐이지 그 이후에 생기는 폐기물에 대해서의 별로 생각하지 않았다. 이에 반해 환경친화형 생태건축 시스템은 생명체의 라이프 사이클처럼 독립적인 자생능력을 가지고 살아간다. 환경부하가 최소화되도록 최대한 자연재료와 조건을 활용하면서 자연에 은혜를 입기도 하고 자연에 이로움을 주기도 하는 이 건축은 지구 생태계의 구성요소인 토양인 황토를 적극 활용하고, 물, 공기의 자연 순환체계와 통합된 시스템을 가지고 있다. 되도록 자연이 제공하는 에너지를 적극 활용하며 향후 우리의 전통난방방식인 온돌의 우수성을 되살리고 관련 제반기술의 적극적인 도입을 통하여 고도의 성능을 갖는 황토온돌 시스템화의 실용적이고 심도 있는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
항목 |
황토사용 주거 |
시멘트사용 주거 |
집의형태 |
온화하며, 포근한 느낌이 든다. |
삭막하지만 편리하며 부유한 느낌이 든다. |
생명력 |
황토와 목제에서 발생되는 원적외선 등의 기운은 생명의 기(氣)로서 인체에 매우 유익하다. |
시멘트에서 발생하는 독성 등으로 인한 성인병 유발로 인체에 매우 유해하다. |
해독력 |
인체 내 나쁜 독인 과산화지질을 중화시켜주는 역할을 한다. |
유해물질 방출, 해독 능력이 전혀 없다. |
PH |
8.5~9.5로서 중성에 가까워 인체에 전혀 무해하다. |
12.5의 강알칼리로 CaO에 의해 접촉 시 피부에 손상을 준다. |
습도 조절력 |
황토는 습도가 높을 때 습기를 흡수하고 건조 시에는 습기를 발산하는 등 자동 습도조절력이 뛰어나다. 방습율은 65%로 높다. |
시멘트의 특징인 수화반응으로 바닥은 항상 눅눅하고 방 안은 건조하며, 습도조절 능력이 없다. 흡수율이 13-14% 정도로 낮다. |
온도 조절력 |
바깥의 더운 열기를 막아주며, 날씨가 추울 때는 반대로 온기를 발산시킨다. |
열전도율이 높아 쉽게 차가워지며 쉽게 더워진다. |
통풍력 |
황토 미립자 속의 작은 구멍으로 인하여 공기를 순환시키는 환풍기 역할은 물론 공기 정화기 역할을 한다. |
통풍이 잘 되지 않아 장마철에는 방바닥과 벽면이 축축하여 곰팡이 등이 서식한다. |
열효율성 |
축열 작용이 높아 난방비가 절약된다. |
외기의 온도에 민감하여 열 손실이 높아 난방비가 많이 든다. |
탈취력 |
음식냄새, 담배냄새 등 기타 유해한 냄새를 신속히 흡수, 정화시키다.(탈취율98%) |
탈취력이 61%로 작다. |
항균력 |
곰팡이 및 인체에 유해한 각종 균류의 서식을 방지한다. |
인체에 유, 무해한 어떠한 균류의 곰팡이도 서식할 수 없다. |
건강성 |
고율의 원적외선 방사로 노화방지, 혈액순환촉진, 스트레스 해소, 피부미용, 신경통, 요통, 만성피로회복 등에 아주 좋다. |
강알칼리로 인한 다량의 라돈가스 방출로 각종 성인병을 유발시키며, 항상 건조한 상태로 각종 기관지 질환을 유발한다. |
쾌적성 |
항균, 탈취, 습기조절력으로 건물 내부를 쾌적하게 하여 숙면을 유도한다. |
바닥이 항상 눅눅하여 곰팡이 서식, 쾌적성이 황토집에 비해 매우 떨어진다. |
전자파 차단력 |
다량의 원적외선 방사로 유해전자파를 차단한다. |
철골조 등에서 유해전자파를 흡수하므로 오히려 유해전자파를 화산시킨다. |
난방효과 |
원적외선의 온열효과에 의해 약30%의 난방비를 절감할 수 있다.(원적외선 방사율93%) |
온열효과가 거의 없어 황토집보다 약 30%의 난방비가 더 들어간다. (원적외선 방사율86%) |
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2. 김준봉, 월간 주택저널. 주택건설협회. 2001.4. pp32-45, pp94-97
3. (주)대동기술연구소, 국립서울산업대학교, “황토모르터를 이용한 온수온돌바닥의 균열방지 및 Self-Leveling 공법개발에 관한 연구 (1),(2)”,건설교통부,1998,
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12. 윤원태, 2000년대에는 황토집에서 건강하게 삽시다, 도서출판 자작나무, 1999. p133
13. 강준모, 흙과 통나무로 짓는 생태주택, 도서출판 발언, 2000
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15. 임상훈, 이시웅, 박철민 공저, 자연친화 건축, 도서출판 고원, 2002.3
16. 최영택, 한민족 문화 원류의 원천, 고려서적주식회사, 1989
1) 김준봉, 월간 주택저널. 주택건설협회. 2001.4. pp32-45, pp94-97
2) 이성복, 생태건축학회 토론회 논문집, 생태건축학회, 2001. p16
3) 독일의 북쪽 작은 항구도시인 킬에 위치여 그 주민들이 이룩한 킬-하세 (O"kosiedlung, Kiel-Hassee) 연립주택단지 유형의 주거단지는 공동체 생활을 영위할 수 있는 환경친화적 주거단지의 실현을 목표로 하는 일단의 사람들에 의해 조성되었는데, 재생 및 재활용이 가능한 생태건축 소재만으로 건축된 것이 가장 큰 특징이며, 에너지절약, 수자원 순환활용, 생활쓰레기의 생태적 처리 등 생태학적 개념과 인간의 주생활 요구를 종합적으로 고려한 사회생태학적으로 모범적인 생태주거단지 사례이다.
4) 전도: 유체나 물체의 이동 없이 열이 고온부에서 저온부로 이동하는 것이며, 재료의 열전도율에 따라 흐르는 열량에 차이가 있다.
대류: 고체의 표면에서 유체, 즉 액체나 기체상태의 매체로 혹은 그 반대로 유체에서 고체의 표면으로 열이 전달되는 현상.
복사: 고온의 물체 표면으로부터 방사된 열선 (적외선)이 공간을 통하여 전달되어 저온의 물체 표면에 도달하게 되면 다시 열 로 변하는 현상.
5) 럭키개발(주) 기술연구소, 신축아파트에서 난방 선가동이 바닥 장식재에 미치는 영향에 관한 연구, 1994, pp4~8
6) 윤원태. 2000년 대에는 황토집에서 건강하게 삽시다. 도서출판 자작나무. 1999. p133
7) 최근 텍사스 주립대 보건대학원에서 조사한 바에 따르면 포름알데히드의 농도는 새집일수록 높아지는 것으로 나타났다. 특히 2년 미만된 주택은 15년 이상된 주택에서 나타난 농도보다 무려 3배 이상 높게 측정된 것으로 밝혀져 새집의 위험성을 예고하고 있다. 또한 조사한 내용 중 포름알데히드의 실내 평균 농도(0.069ppm)가 실외 농도(0.022ppm)보다 월등히 높았다는 것과 목재를 사용한 구식 주택이 새로운 단열재 등을 많이 사용한 아파트형 주택보다 농도가 훨씬 낮게 측정된 것도 주목할 만하다.
8) 어영민, 송영식, 전통적 주거문화로서의 온돌, 주택 48호, 대한주택공사, 1987. 김선우, 한국주거난방의 사적고찰, 건축 제23권 90호, 1979
9) 최영택, 한민족 문화 원류의 원천, 고려서적주식회사, 1989
10) 김정수, 농어촌 주택온돌의 과학화와 개발방안에 관한 연구, 과학기술처, 1973.5
11) 월간설비기술, P15. 1991.3
12) 박상동, 유헌형, 민창현, 아파트의 부분난방 적용에 관한 연구, 1985.9
13) (주)대동기술연구소, 국립서울산업대학교,“황토모르터를 이용한 온수온돌바닥의 균열방지 및 Self-Leveling 공법개발에 관한 연구 (2)”,건설교통부,1998, pp62-67를 요약하여 재정리 하였다.
14) (주)대동기술연구소, 국립서울산업대학교,“황토모르터를 이용한 온수온돌바닥의 균열방지 및 Self-Leveling 공법개발에 관한 연구 (1)”,건설교통부,1997
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