톱밥으로 단열 잡은 양평 에코하우스

톱밥으로 단열 잡은 양평 에코하우스

06 기획특집_ 에너지 자립 주택을 꿈꾸다 3 월간 전원속의 내집

 

| 취재 이세정 김연정 사진 변종석 | 입력 2014.07.18 15:10 | 수정 2014.07.18 15:22

 

그동안 끊임없는 노력과 연구를 거듭하며 친환경 주택 보급에 힘써온 윤인학 씨. 2009년과 2012년, 그가 지은 단층주택과 듀플렉스형 주택을 각각 두 차례에 걸쳐 만나보았던 기억이 있다. 이들은 우리가 기존에 알던 패시브하우스와는 다른, 차별화된 신기술이 다수 적용된 주택이었다. 그리고 오늘, 그의 세 번째 주택에 초대받았다.

서울에서 한 시간 정도 달려 도착한 양평. 차를 타고 지나가던 도로변 너머, 멀리서도 한눈에 보이는 2층 주택이 우뚝 서있다. 지붕과 벽을 비롯해 주변 곳곳에 놓인 장치들이 이 집이 에너지를 생각한 집임을 알려준다.

아직 입주 전이지만 이제 곧 4인 가족이 함께 거주하게 될 이곳은, 윤인학 씨가 기존 주택에서의 아쉬웠던 점을 보완하고 새로운 기술을 장착해 완성한 에코하우스다. 이번에도 가장 많은 신경을 쓴 부분은 역시 단열.

"고가의 단열재는 건축주에게 비용 부담을 안겨줄 수 있습니다. 또한 틈 없이 시공하는 것이 불가능하죠. 단열재와 벽 사이에 공간이 생기고 그 공간을 메울 방법이 없으니 내부 결로까지 발생하는 거예요. 그래서 저렴하지만 단열성능은 높은 우드칩을 개발해 꾸준히 적용해오고 있습니다."

그가 처음 지은 주택부터 적용해왔던 '우드칩(톱밥)'은 습도 조절과 방음 효과가 탁월할 뿐 아니라 화재 시 유독가스를 발생시키지 않는 장점을 지닌다. 특히, 내진성능까지 갖춘 박스 트러스(Box-Truss) 공법의 일체형 단열벽은 최저 평균기온 및 기후조건에 따라 단열층 두께를 선택하여 시공이 가능하다. 두 번째 주택에 비해 두께가 50~100㎜ 씩 늘어난 것도 이러한 이유 때문이다(얼마 전 그는 이와 관련한 기술력을 바탕으로 발명특허-제10-1277358호 생태건축구조물과 그의 단열 구조체 및 상기 단열구조체의 시공방법-도 받았다).

물론 우드칩뿐 아니라 그 환경에 맞는 폐자원을 분쇄하여 단열재로 활용할 수 있는 것도 이 집만의 특징이라 할 수 있다.

많은 시행착오를 거치며 현재에 도달한 시스템이지만 항상 놓친 부분은 존재한다는 윤인학 씨. 그래서 그의 연구는 아직도 진행 중이다.

<PROCESS>

↑ 01 터를 다지고 기초공사 후, 토대 위 바닥 트러스를 설치한다.

↑ 02 1층 박스 트러스 작업을 마쳤다. 트러스 사이에 우드칩(톱밥)이 채워진다.

↑ 03 바닥에 들어가는 트러스는 400㎜로 제작되어 단열을 돕는다.

↑ 04 충진을 하고자 우드칩이 준비되었다. 30평 기준 100㎥ 정도 사용된다.

↑ 05 2층 바닥 슬래브에도 층간소음 및 화재확산 방지를 위해 250㎜로 우드칩을 채운다.

↑ 06 우드칩은 빈틈없이 충진해야만 벽을 통해 열이 새어나가는 것을 막을 수 있다.

↑ 07 지붕에 설치된 400㎜의 박스 트러스와 벽체가 연결되었다.

↑ 08 내부 난방은 물을 순환시켜 열을 발생시키는 온수 보일러를 선택했다.

↑ 09 난방 배관을 설치하고 아연도 철판을 깐 다음 마루 시공으로 바닥 마감을 했다.

2009년 첫 번째 집을 지었습니다 2012년 부족함을 보완하고 새 기술을 접목한 두 번째 집을 지었지요 그렇다고 만족할 수 없었어요. 연구는 계속 되었고, 2014년 드디어 세 번째 집을 완성했습니다 누구나 부담없이 지을 수 있는 에너지 자립형 주택, 살면서 좋다고 느낄 수 있는 그런 집을 만들고 싶어요

1 지붕에는 5㎾의 태양광 발전기가 설치되었다. 연간 발전량이 약 7,000㎾ 정도 되는데, 주택의 월평균 소비량이 300㎾(연평균 약 3,600㎾)이고 난방용 소비전력이 3개월 동안 약 3,000㎾(1,000㎾×3개월) 사용되니 여분 전력이 400㎾나 발생하게 된다.

2 지붕은 징크 플레이트로 마감했다. 징크 아래에도 400㎜ 두께의 박스 트러스를 설치하여 우드칩을 빈틈없이 가득 채워 넣었다. 덕분에 지붕을 통해 새어나가는 열도 잡을 수 있었다. 우드칩을 이용한 박스 트러스 공법은 고효율 단열 구조로, 에너지를 90% 이상 절감하고 부족한 10%는 태양열과 태양광 발전으로 보충한다.

3 400ℓ용량의 태양열 온수기를 놓았다. 먼저 지었던 교평리 주택(본지 2012년 11월호)에 비해 진공관 수가 많은 제품을 택했다. 태양열 온수기는 고효율 집열 효과로, 별도의 장치 없이도 샤워가 가능할 정도의 따뜻한 물을 늘 공급받을 수 있다.

4 거실과 연결된 외부 공간에는 아담한 데크를 두었다. 이제 곧 입주하게 될 건축주 가족이 자연과 함께 야외활동을 즐길 수 있도록 배려한 부분이다. 앞마당에 잔디가 식재되고 텃밭까지 조성하면 더 이상 손 댈 부분이 없을 것 같다.

5 주택이 위치한 양평의 경우, 겨울 최저 기온이 영하 10℃ 이하로 내려가는 날이 많다는 점을 감안하여 260㎜의 이중 창호를 설치했다. 창호를 둘러싼 벽체의 두께도 꼼꼼하게 체크해 시공해 결로로 인한 피해를 미리 방지하고자 했다.

6 벽체 역시 모두 천연 단열재인 우드칩이 들어 있다. 우드칩은 목재를 분쇄한 Ø1~3㎜ 크기의 작은 알갱이로, 밀도는 25% 내외이고 습도는 기건 35% 이하를 사용한다. 목재의 발화 온도가 460℃ 이상이므로 우드칩은 불이 잘 붙지 않아 화재 위험도 적다.

7 지붕 아래는 다락이 위치한다. 열 보존을 위해 곳곳에 작은 3중 유리 단열창을 설치했다. 덕분에 채광과 보온을 동시에 꾀하게 되었다. 외장재는 따뜻한 느낌을 주는 목재를 비롯, CRC 보드, 페인트 등을 적용하여 조화를 이루도록 했다.

8 박스 트러스 구조는 외부 평균 최저기온 -10℃, 실내 20℃를 기준으로 삼고 단열재를 바닥 400㎜, 벽 300㎜, 지붕 400㎜로 시공한다. 최저기온이 -20℃, 실내 20℃일 때는 바닥 500㎜, 벽 400㎜, 지붕 500㎜로 시공하길 권한다. 어느 곳이든 최저기온과 실내온도에 따라 벽 등의 단열 두께를 조정할 수 있다는 장점이 있다.

1 온수 보일러로 분산식 난방시스템을 적용하여, 기존 시스템에 비해 50% 난방에너지 절감 효과를 가져왔다. 이 집의 경우에는 거실 2개, 주방 1개, 각 방 1개씩 총 6개의 온수 보일러가 설치되어 내부 난방을 돕는다.

2 좌식생활을 하는 우리나라 정서에 맞춰 바닥 난방에도 많은 신경을 기울였다. 400㎜의 우드칩이 채워진 바닥에 온수 보일러의 난방 배관을 설치한 후, 열전도율이 높은 아연도철판을 깔아주었다. 덕분에 바닥에서는 냉기가 거의 느껴지지 않았다.

3 실내 마감은 인체에 유해한 새집증후군이 발생하지 않는 자재를 선택해 적용했다(시멘트 제품을 사용하지 않은 것이 특징이다). 이는 친환경 자재만 사용하여 건강주택을 짓겠다는 윤인학 씨의 신념을 잘 보여주는 부분이기도 하다.

4 주방 역시 환경을 생각했다. 가스레인지 대신 일산화탄소와 유해가스 걱정 없는 전기레인지를 설치하였다. 가스레인지에 비해 안전하고 발열도 빨라 주방에서 많은 시간을 보낼 안주인에게도 유용한 제품이다.

5 태양광 이용을 위해 남향으로 배치하고 4인 가족이 살기 적정한 규모로 설계했다. 높은 천장고 덕분에 집은 원래 면적에 비해 더욱 넓어 보인다. 곳곳에 작은 창을 내어 집 안 어디서든 충분한 채광이 이루어지도록 했다.

6 아늑한 다락 공간에서도 눈에 띄는 것은 우드칩을 가득 채운 일체형 단열벽. 이음새가 없어 열교현상으로 인한 피해가 발생하지 않으며, 일반 단열재와 달리 완전 충진되어 역결로가 나타나지 않는다는 것 또한 이점으로 꼽힌다.

↑ 바닥 난방을 전혀 하지 않았음에도 22℃가 넘는 온도를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.

↑ 온수 보일러와 전열교환기. 온수 보일러 사용으로 따로 보일러실을 둘 필요가 없다.

↑ 외부에서 본 전열교환기. 열 회수율 75% 이상의 효과가 있고 소비전력도 낮다.

↑ PLAN- 1F

↑ PLAN- 2F

<INTERVIEW _ 시공자 윤인학 씨>

"우리나라 실정에 맞는 패시브하우스가 필요합니다"

고유가로 인한 난방비 걱정이 가득한 요즘, 이를 해결해줄 수 있는 패시브하우스, 에너지제로하우스 등이 오히려 집을 짓고자하는 사람들에게 비싼 건축비로 부담이 된다는 점에서 개선의 필요성을 느꼈습니다. 외국 기술을 벤치마킹하다보니 시공 자체도 어렵고 보급도 원활하게 이뤄지지 않고 있는 실정이었죠.
외국의 기후와 거주환경은 우리나라와는 맞지 않습니다. 현재의 건축공법이나 건축구조로는 에너지 문제해결에 어려움이 많아 새로운 건축구조 해석이 필요했어요. 2009년 전수리의 제1세대 바이오매스 이용 난방공법, 2012년 교평리 제2세대 태양광 및 일반 보일러 난방으로 다양한 시행착오도 겪었죠.
그리고 이번 수능리 농가주택에서 그동안의 문제점을 재보완한 제3세대 태양광 이용 에너지제로 생태건축을 완성하였습니다. 앞으로도 연구•개발에 아낌없이 투자하고 노력하려 합니다. 특히 누구나 부담 없는 경제적 건축비의 한국형 패시브하우스가 널리 보급될 수 있도록 하는 것이 제 바람입니다.

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