패시브하우스 콘서트
패시브 하우스에 대한 원칙
1. 일단 남향 배치에 될 수 있으면 간결한 공간을 만든다.
2. 이황 적용하는 단열재의 두께를 키우고, 이것을 건물 바깥으로 열교없이 붙이되 적절한 외단열 미장마감을 적용한다.
3. 취약한 창호의 성능을 높여주고 집 전체의 기밀을 확실히 한다
4. 효율이 좋은 열회수형 환기장치를 설치한다.
5. 여기에 축열과 외부차양을 고려하면 더욱 쾌적한 패시브 하우스 주택을 만들 수 있다.
패시브 하우스란 무엇인가
패시브하우스라는 용어가 낯설지 않을 만큼 국내 주택 건축 시장을 장악해가고 있다. 이런 관심과는 대비되게 아직 국내의 패시브하우스에 대한 시공경험은 일천하다.
때로는 독일 패시브하우스 연구소(PHI, Passive House Institute)의 인증을 받은 주택에서부터, 실제 성능은 턱없이 부족한 유사 패시브하우스에 이르기까지 종류도 다양했다. 패시브하우스의 사례를 보면 다양한 사연들이 넘쳐난다.
한국 패시브하우스 협회에 따른 정의는 다음과 같다.
패시브하우스란 햇빛이나 내부발열을 난방에너지의 주된 공급원으로 하되 바닥난방을 보조적인 수단으로 사용함으로써 적절한 실내온도를 유지하고 최소한의 에너지로 신선한 공기를 공급하여 거주자가 충분한 쾌적감을 느낄 수 있도록 만든 효율적으로 경제적인 건물을 의미한다.
패시브하우스의 특징은 고단열 고기밀 열회수환기장치 쾌적성 을 특징으로 한다.
외단열미장마감
내풍압 기밀성 60프로 이하
고단열 외단열재
기밀성 수밀성 내풍압 차음성 가시광선투과율 50% 이상의 3중 로이유리 시스템창호
열회수형 환기장치열교환기
LED 조명 및 태양광발전기 등 에너지 절약형 발전 시스템 완비
일반적인 패시브하우스의 벽체구성은
내장마감 - 석고보드 - 방습층 - 콘크리트 구조체 - 내단열 글라스울 - osb합판 - 투습방수지 - 추가외단열 - 외단열 미장마감 으로 구성된다.
지붕은 목조주택의 경우 목구조 단열재 충전 보강 외단열 투습방수지 각재 지붕재로 된 웜루프 방식을 채택한다.
2010년 국내에 지어진 단독주택의 에너지효율은 대략 등유환산으로 바닥면적 제곱미터 면적당 17리터이다.
이는 주택규모를 30평 약 100제곱미터라 가정하고 보일러의 에너지 효율을 85%로 잡으면
1년 동안 이 단독주택의 난방에 필요한 실내등유의 총량은 2000리터에 이른다. 단방비로만 300만원이 들어가는 셈이다.
물론 패시브하우스는 냉난방비를 기존 주택의 1/10로 줄일 수 있다는 장점도 있지만
시공 비용이 비싸다는 단점도 있다. 통상 주택이 300-400만원인 데 패시브하우스는 그 두배인 평당 600만원에 이른다.
주택의 평균 내구연한 수명을 30년으로 잡으면 패시브하우스가 난방비로 회수할 수 있는 초기투자비용을 달성하려면 18년이 걸린다.
하지만, 긴 안목으로 보면 패시브하우스는 더 이상 선택이 아닌 필수일 수밖에 없다. 건물의 전체 생애주기로 따져보면 초기건축비 이상의 유지관리 비용이 소요될 수도 있기 때문이다. 더구나 지속적으로 증가하는 에너지 가격, 온실가스 배출규제 등의 시장 환경은 우리로 하여금 에너지소요량에 관심을 가지지 않을 수 없게 만든다.
패시브 하우스는 1988년 독일과 스웨덴의 학자들이 공동 연구를 통해 개념이 처음 알려졌다.
1991년 독일의 다름슈타트 지역에서 처음 주거용으로 건축이 되었으며 이후에 유럽에 빠르게 전파되었고 이후 관련 연구소가 생겨 표준화 모델 개발과 인증 제도 등이 만들어졌다.
1) 가능한 보일러없이 집 내부의 일정온도를 유지하고 난방열량 평방미터당 등유환산 1.5 리터 이하로 유지하는 하우스이고
2) 단열체 두께가 보통 집 두께보다 두껍고 내부 기압을 고기압으로 유지하면서 공기가 새지 않도록 기밀성을 높이고 유리창도 2중 3중 진공유리를 쓰고
3) 공기순환도 전기 열교환기 - 열회수형 환기장치 를 통해서 외부에서 들어온 공기를 일정 온도로 높인 뒤에 기계적인 공기순환을 하는 주택이다.
4) 에너지 절약 기준
벽체 열관류율 0.15W/㎡k 이하
연간 난방에너지 요구량 등유 환산 시 1㎡ 당 1.5리터 1.5L 즉 1.5L/㎡ (15kw/㎡) 및 난방 부하 10W/㎡ 이하
정량적인 정의는 난방에너지요구량(중부 유럽 기준) 15kWh/㎡·a 이하,
1차 에너지 소요량 120kWh/㎡·a 이하(냉방·난방·조명·급탕·환기·콘센트 총합계)
기밀성 : 50Pa 기준 0.6회 이하
창호
- 고성능 3중 시스템 창호 - 로이유리 및 아르곤가스 충전
- 열관류율 0.8W/㎡k 이하
- 일사에너지투과율 50% 0.5
물론 패시브하우스가 난방기구가 아예 필요없다는 건 아니다.
공기 1㎥를 1℃ 올리는 데 필요한 에너지는 0.33Wh이다. 공기가 공급할 수 있는 최대의 열은 바닥면적 1㎡당 10W이다. 30㎥의 공기를 20℃에서 50℃로 가열하려면 300W가 필요하다. 바닥 면적이 30㎡라고 본다면, 300W ÷ 30㎡ = 10W/㎡가 나온다. 이것이 바로 난방 부하이다. 패시브하우스의 최대 난방 부하는 기후와 상관없이 난방 공간 단위 면적당 10W이고, 이를 초과하면 공기만으로 난방할 수 없다. 이는 1년 중 가장 많은 양의 열을 집에 공급하는 날을 기준으로 했다. 추운 지역일수록 단열을 더 두껍게 해야 한다.
정성적 정의에서 연간난방에너지요구량과 난방 부하가 어떤 의미인지 다시 되짚어보면, “패시브하우스는 환기에 필요한 공기를 공급(1인당 1시간 동안 30㎥의 신선한 공기)할 때, 전통적인 난방설비 없이, 공급 공기만을 살짝 데워(난방 부하 10W/㎡ 이하) 일 년 동안 충분히 따뜻하게 지낼 수 있는 보온, 공기의 질, 쾌적성을 만족하게 한 집”이라고 설명할 수 있다.
정성적 정의에서 연간난방에너지요구량과 난방 부하가 어떤 의미인지 다시 되짚어보면, “패시브하우스는 환기에 필요한 공기를 공급(1인당 1시간 동안 30㎥의 신선한 공기)할 때, 전통적인 난방설비 없이, 공급 공기만을 살짝 데워(난방 부하 10W/㎡ 이하) 일 년 동안 충분히 따뜻하게 지낼 수 있는 보온, 공기의 질, 쾌적성을 만족하게 한 집”이라고 설명할 수 있다.
5) 주택의 환기 - 기밀성
속담에 바늘구멍으로 황소바람 들어온다는 말이 있다.
표준주택의 기밀성능은 1회, PHI 기준은 0.6회
패시브건축물에 있어서 우열을 가리기 어려운 중요 인자 중의 하나가 기밀이다.
기밀성 기준은 독일의 dIN 4108-7이나 DIN-EN 13829 같은 에너지절약 기준이 있고 국제기준으로 ISO 9972 기준이 있지만 모든 나라에서 통용되지는 않는다.
독일 PHI (passiv.de)에서 기준을 삼는 패시브하우스의 기밀조건은 50pa ≤ 0.6회/h 이다.
여기서 50pa 이란 주택 내외부 공기의 압력차이를 의미하는데 풍속으로 따지면 약 8~9m/s 정도이며,
정성적으로 표현하면 여름철 태풍의 초기 바람세기 정도라고 생각하시면 무난하다.
독일 패시브하우스연구소(PHI)에서 제시한 패시브하우스의 기밀성능은 내외부 압력차가 50Pa(파스칼)일 때 시간당 0.6회 이하(이를 n50=0.6h-1로 표현한다)이다.
여기서 내외부 압력차 50Pa란 약 9m/s(태풍의 초기 바람)의 바람이 집 벽체에 부딪힐 때 생기는 압력이다.
시럼 시간 당 0.6회란 무엇인가
바람이 부는 인위적인 환경에서 출입문과 창문을 모두 닫은 상태에서
바람이 벽체에 부딪힌 쪽에 압력이 가해져 침기가 생기고, 바람의 압력이 없는 반대편에는 누기가 발생할 것이다.
이 때 주택의 전체 실내면적의 0.6배 만큼의 틈새바람이 실내로 들어온다는 말이다.
즉, 주택 내부로 들어오는 틈새 바람의 양이 시간당 실내 체적의 60%인 0.6회 이하가 들어온다는 것이다.
다시 말해서 평상시보다는 상당히 강한 압력이 외부에 걸릴 때 주택 내부로 들어오는 틈새바람의 양이 시간당 실내체적의 0.6회 정도만 들어와야 된다는 설명이며 국내 현실에 비추어 볼 때 상당히 강한 기밀을 요구하고 있다.
참고로 보통 주택의 경우 50Pa 압력 때 시간 당 3-5회이다.
참고문헌
배성호 저 - 패시브하우스 콘서트 주택문화사 2014
홍도영 저 - 패시브하우스 설계 시공 디테일 주택문화사 2012
김창근 저 - Why 패시브하우스 한문화사 2019
Werner Riedel Heribert Oberhaus 공저 - 외단열미장마감공법(열외피부터 투명단열재까지) 윤용상 최정만 공역 구민사 2016
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01≀_id=2926
한국패시브건축협회 건물은 왜 기밀해야 하나?
정창헌 외 2010 패시브 하우스와 건물에너지효율등급인증 건물의 특성 비교를 통한 건물에너지효율등급인증제도 개선점 분석 대한건축학회 대한건축학회 논문집 - 계획계 Vol26 No3 pp 235-243
그 외 패시브하우스 관련 논문 몇 개
건축도서 건축교양 도서도 있고 건축실무 관련 도서도 좀 있당
패시브 하우스 관련 책 3권 외장마감 책 2권 있당
전부 알라딘에서 질렀당
곰돌이 : 건물갤로 ?
앞으로는 고시생도 고시공부만해서는 살아남지 못하지 않겠느뇽
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