패시브 하우스-빌딩의 새로운 기술표준에 의한 에너지 절약
패시브 하우스-빌딩의 새로운 기술표준에 의한 에너지 절약
  • 한국에너지
  • 승인 2010.06.21 13:47
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몇 년 전 독일에 있을 때 나는 패시브하우스에 살고 있었다. 이 집은 밖에는 종래의 건축 자재로 한국에서도 사용 가능한 콘크리트, 벽돌, 단열 소재로 스티로폼 등으로 지어졌다. 내 개인적인 경험에 의하면 패시브하우스는 기능에 있어서 나에게 놀라운 인상을 심어 주었다. 물론 단열 소재의 두께, 공기의 밀폐도, 인공 환기시스템에 놀랐으며 창문을 통한 환기는 가능하지만 필요하지는 않았다. 반면에 난방비용의 대부분을 절약할 수 있는 부분은 매우 매력적이었다.

내부에서는 모든 것이 매우 일반적으로 보여 아무도 특별하게 지어진 집인 것을 알 수 없다. 어떻게 시원한 여름과 따뜻한 겨울의 쾌적한 환경을 난방 없이 1년에 330일을 유지할 수 있을까. 이러한 유형의 건물을 짓는 의도는 돈을 절약하고 온실가스 배출을 줄이는데 있다. 그러나 몇 주일 후 아래와 같이 지각할 수 있는 여러 요인으로 인해 패시브하우스가 건강에 좋은 집이라는 것을 깨달았다.  

내가 느낀 패시브하우스는 ‘거의 먼지 없는 깨끗한 공기, 호흡 문제가 있거나 알레르기가 있는 사람에 이상적이다’, ‘테이블 등에 시각적으로 인지할 수 있는 먼지가 거의 없다’, ‘그 내부의 환경이 매우 쾌적하고 편안한 느낌이다’, ‘내부 벽 같은 표면, 특히 창문이 18도에서 20도로 일 년 내내 안정적인 온도를 유지한다’, ‘매우 추운 겨울에도 창문에 등을 기대고 앉아 있어도 오한이 나거나 얼어붙지 않는다’ 등이다.  

무엇이 ‘기적의 집’에 대한 기본 원칙이며 어떻게 이러한 원칙이 한국에 있는 집에 적용될 수 있는가. 유럽 표준에 따라 패시브하우스는 에너지 소비에 의해 결정된다. 전통적인의 집은 난방 시 1㎡당 70~120kWh의 에너지를 사용하는 반면, 패시브하우스는 겨울의 난방  및 여름의 냉각 시 1㎡당 15kWh이하의 에너지를 사용한다. 그 집은 공기가 타이트하게 밀폐되어야 하며 누출공기(공기 교환)는 집 전체부피의 60%가 넘지 말아야 한다.

이러한 목표를 달성하기 위해서는 특정한 원칙이 지켜져야 한다. 첫째, 컴팩트한 디자인. 열 손실을 최소화하기 위해 건물의 모양을 가능한 컴팩트하게 해야 한다. 외부의 선체와 내부 볼륨의 비율을 가능한 크게 한다. 복잡한 구조는 열 손실이 높다. 따라서 한 가족을 위한 집을 짓는 계획이 많은 수를 위한 고층 건물을 짓는 계획보다 어렵다.

둘째, 태양 방향. 겨울에는 태양에너지로부터 얻는 에너지가 패시브하우스에 매우 필수적이다. 창문 면적을 최적화해야 한다. 그러나 여름에 태양열을 얻는 것은 패시브하우스의 기능에 해로운 면이 있고 특히 한국과 같이 유럽 대부분의 지역보다 더운 곳에서 특히 그렇다. 이 문제는 음영 구조적 요소에 의해 쉽게 극복할 수 있다.
셋째, 특별한 단열. 패시브하우스는 특히 벽과 지붕과 천정에서의 열전달을 줄이기 위해 특별한 단열을 적용한다. 넷째, 발전된 창문 기술. 이 요구 사항은 비행기 창문의 최고 3배 또는 4배를 충족하며 일반적으로 이러한 창문은 좋은 태양열 취득 계수, 낮은 방사율과 같은 추가 특성을 보여준다.

다섯째, 공기 밀폐. 공기 장벽은 모든 건물의 연결부위를 밀폐하며 타이트한 공기밀폐는 구조물을 통과하는 따뜻한 공기나 찬 공기의 양을 최소화한다. 여섯째, 환기. 공기의 질을 유지하기 위해80% 이상의 고효율 열회수 능력을 가진 기계적 환기시스템과 전기적으로 고효율인 모터가 적용된다. 건물은 필수적으로 공기를 타이트하게 조절하기 때문에 공기의 교환율은 최적화되고 조심스럽게 조절된다.

일곱째, 공간 가열. 추가로 패시브하우스는 태양열 사용 뿐 아니라 건물 내부 소스의 열을 광범위하게 사용할 수 있다. 조명 및 기타 전기 장치로부터의 폐열 뿐 만 아니라 사람의 체온까지 사용한다. 대부분의 패시브하우스는 작은 난방 펌프, 직접적인 태양열 설비, 혹은 간단한 가스버너로부터 에너지를 얻는 작은 가열설비를 가지고 있다. 또한 나무를 이용하는 스토브는 에너지는 물론 아늑한 분위기를 패시브하우스에 제공한다.
여덟째, 조명과 가전 기기는 전체 에너지소비를 최소화하며 콤팩트 형광 램프 및 조명과 고효율 전기 제품이 일반적으로 사용된다. 이러한 원칙을 한국에 적용하는 것은 가능하며 독일이나 다른 중앙 유럽 국가에 비해 특히 한국의 지리적 위치가 훌륭하기 때문이다. 한국에서 겨울의 태양방사열은 몇 군데 예외적인 곳을 제외하면 독일에서 보다 높기 때문에 태양열만으로 가정집을 난방 하는 것이 가능하다. 여름 냉각에 필요한 공기의 냉각은 지상 수준의 열교환기로 할 수 있으며 아니면 에너지는 태양 전지에 의해 생성될 것이다.

한국에서 패시브하우스 표준 원리의 응용은 비교적 간단하다. 독일에 비해 훨씬 많은 태양 에너지를 얻을 가능성을 고려해야 한다. 패시브하우스는 매우 효율적인 비용으로 건설할 수 있으며 다른 한편으로는 한국의 기존 주택보다 높은 생활수준을 제공할 것이다.


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