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에너지 절약의 시대와 친환경 건축
건축에서 에너지 절감을 강조하는 독일에는 패시브하우스 Passivhaus가 있고 오스트리아에는 Haus der Zukunft (미래의 집, house of future)가 있으며 그리고 스위스에는 Minergie(최소 에너지를 뜻하는 합성어)를 강화한 Minergie-P 가 있다. 각 나라 별로 서로의 구별된 발전성향을 추구하려 하지만 필자의 개인적인 견해로는 그 뿌리가 Passivhaus (Dr. Wolfgang Feist, Passivhaus-Institut Germany)에서 출발한다 해도 과언이 아니다. 왜냐하면 그 기준이 되는 수치가 서로 비슷하게 때문이다. 그럼 여기서는 Passivhaus 혹은 passive house. 이 단어를 한글로 번역 한다면 패시브하우스로 표현하고자 한다. 필자는 패시브하우스를 개인적으로는 일반적으로 많이 사용하는 passivehouse로 사용하고자 한다. 물론 passive house도 틀린 표현은 아니다.
더불어 우리나라에도 우리만의 프로젝트명이 있다면 개인적으로는 MaxMin-House라 또한 명하고 싶다. MaxMin-House 의 기본 원리는 별 다를것이 없지만 최대화 할 것(maximum)과 최소화 할 것을(minimum) 명확히 구분을 짓고 또 이것을 우리만의 시스템에 적용하고 싶은 마음에서 이다. 친환경 자재, 친환경 건축 그리고 웰빙, 리모델링 이라는 시대의 흐름을 타고 현재 건축계에 많은 변화와 시도가 있음을 개인적으로 환영하는 면이 많지만 그와 더불어 무엇보다도 기본원리와 그에 대한 문제점을 다시한번 심도있게 숙고하고 넘어가는 것이 더 좋은 발전의 길이라 본다. 적은 자본의 투자로 더 많은 에너지 절감의 효과를 볼수가 있다고 보기 때문이다. 재생 에너지를(solar house, 태양전지, 열병합 발전, heat pump, 하수 종말 처리장에서 폐열 이용 등등) 위한 투자와 설비도 한정된 에너지를 이성적으로 대하는 올바른 방법중에 하나 이지만 건축물의 설계적 시공적 문제점을 먼저 합리화 하고 해결하는 것이 그러한 에너지를 더욱 효과적으로 사용하는 길이라 믿기 때문이다.
니체가 말한 것 처럼
“하자는 우리에게 가장 최고의 선생님이지만 우리는 그 최고의 선생님에게 감사하지 않는다.”
필자의 직역이지만 의미는 전달이 되었으리라 본다. 감사하는 마음이 없다는 얘기는 그것을 귀담아 듣지 않고 그 문제의 해결책을 찾는데 소홀 하다는 그런 얘기도 된다. 또한 그렇게 해도 지금까지 별 문제가 없었고 이러 이러한 종류의 하자는 당연하다는 식의 생각과 경험이 우리 건설계의 발전을 막는 장애물이 되기도 한다. 현재의 기술로는 사실상 어렵다는 변명 보다는 해결을 할수있는 시공이나 기술을 적용하면 건설사의 이윤이 줄어들기 때문이라고 표현을 바꿔야 할 것이다.
우리가 어릴때 많이 들었던 “실패는 성공의 어머니”라는 말도 어떨때는 단지 위로의 말로 들리지 건축분야에서는 눈앞의 문제를 해결하려는 법규의 실행과 시공사나 건설사의 이윤추구의 최대화라는 목표아래 사실상의 개선은 어려운것이 현실이다. 건설사와 정부의 끈임없는 대화의 장이 필요하고 그외에 건축가들의 적극적인 환경개선을 위해 의견을 내 놓을 때이다. 특히 예를 들어서 발코니 확장의 경우 건축비 상한선을 정해둔 그 의미는 이해가 가지만 그 이면에는 새로운 개선책을 위한 여러 방법들이 시도조차 되지 못한다는 것을 또한 주목해야 한다. 즉 모든것이 경제적인 것만 고려하는 것이다. 무엇이 과연 경제적인 것이가? 초기의 건설비 보다 요즘은 더 무시 못하는 것이 유지 관리비 이다. 불과 5년이 지나면 그 여파를 피부로 느낄수가 있음에도 우리는 이 초기 투자비에만 사실 너무 몰두 하고 있는 것이 아닌가 싶다. 이 현상은 앞으로 에너지 값이 올라 갈수록 더욱 심각해 질것으로 보인다.
새로운 시작 이전에 기존의 것을 재검토하고 개선시키는것도 무엇보다도 중요하다. 새로운것을 받아 들이기에는 사실 현실적인 어려움이 있다. 무엇보다도 우리는 아는 것만 볼수있기 때문이고 새로운 것을 서둘러서 시행하려는 곳에는 사실 전시적이거나 경제적 이득을 그 이면에 두고 있기 때문인것도 또한 사실이다.
우리가 언론상에서 접하는 건축과 관련된 모든 것들 특히 외국의 프로젝트의 경우에는 잘 완성 된 것이라 생각한다. 그러나 그들의 노력, 그들의 실패 그리고 시행착오는 결론적으로 우리가 피부로 실감 할 수가 없다. 이러한 시행착오를 통해 얻은것이 지금의 산물이며 노하우인 것이다. 물론 지금 현재도 많은 실패와 하자가 있다. 건축가로서 지금도 현장을 방문하면 이름만 말해도 유명한 독일의 건설업체인데도 현장에서 벌어지는 일을 보면 참으로 한심스럽고 답답한 경우가 여기에도 물론 있다. 우리가 알아야 할 사실은 이 실패가 우리의 것이 되지 않으려면 정확히 검토를 하고 실제 설계와 현장의 상황을 고려한 방안들을 즉 사용되어질 수 있는 구체적인 안을 강구해야 한다는 얘기이다. 이론적이고 실제 건축주와 건축가들에게 전혀 도움이 되지 않는다면 이것은 필요없는 연구이며 국가경제의 손실이라 말하고 싶다. 건축주와 일반 시민을 대상으로한 지방 자치단체의 홍보 전략이나 캠페인도 중요한 일익을 담당한다는 것도 잊으면 안된다. 목조 건축에서 충분히 단열을 했는데도 소위 침기로 인해 실내에서 찬바람이 많이 느껴진다고 한다. 그 원인에 대해서 실질적인 해결과 도움이 되는 정보를 아직까지 인터넷 상에서 접해 본적이 없다. 제대로 된 기밀층의 시공은 에너지 절감뿐 아니라 옳바른 순서의 시공과 연계해서 목재를 부식에서 보호하는 방부처리를 하지 않아도 된다. 이 문제만 제대로 언급이 되더라도 해결책만 제시가 되더라도 에너지 25%절감은 사실 문제가 아니라고 본다. 너무 크게 생각하지 않았으면 싶다. 너무 큰 목표를 두지 않았으면 싶다. 가장 간단한 것에 열쇠가 있다.
이산화 탄소 절감의 방법으로 제로가 불가능하면 나무를 식재해서 줄이려는 생각은 좋지만 실질적으로 우리나라의 너무성장 속도가 열대우림의 나무성장 속도하고는 사실 너무 차이가 있다. 다른 한편으로 많은 식재를 하는 것도 중요하지만 열대우림의 파괴를 막는 것에 동참하고 그리고 그곳에 나무를 심는 계획을 같이 추진하는 것이 개인적으로는 더 효과가 있는 것이 아닌가 싶다. 나무를 심는것 자체가 수치상으로만 머물면 그 의미가 없으며 어떤 나무가 어느정도의 이산화 탄소를 실질적으로 내 옆에서 해결을 할수가 있는지가 그 관심사가 되어야 할 것이다. 그러기에는 실질적으로 주거 단지에 나무 식재에 그 기대를 하는 것은 조금은 무리한 감이 있다. 100킬로미터당 10리터의 휘발유를 소비하는 내 차의 경우 약 15000킬로미터를 일년간 주행 한다고 보면 약 건장한 6개의 나무가 필요하다. 이 나무가 정말 그 역활을 다하기 까지 얼마나 오랜 시간 자라야 되는지 개인적으로는 잘 모르겠다. 미래를위한 계획과 투자에 앞서 우리가 가지고 있는 고질적인 문제를 먼저 개선하는 것이 현명한 길이 아닌가 싶다.
누군가 말한것 처럼 너무나 많은 액수의 돈을 주고 물건을 사거나 아니면 건물을 짓는것은 그렇게 현명한 것은 아니다. 이 보다 더 현명하지 못한것은 너무나 적은 돈을 들여 건물을 짓거나 거기에 해당되는 결과물을 얻는 것이다. 많은 돈을 준 경우는 단지 돈만 손해 본 것이지만 너무나 적게 돈을 들인 경우에는 때로는 모든 것을 잃을수가 있다. 건축주도 그렇지만 공사를 진행하는 쪽에서 합당치 못한 재료의 선택으로 인한 책임은 그 여파가 너무나 크다. 때로는 아무런 보상없이 무상으로 다시 건물을 지어줘야 하는 경우도 생긴다. 그래서 계약서상의 내용을 이행하려는 노력을 여기 공사장에서는 피부로 느낄수가 있다. 그 모든것을 처음부터 끝까지 체크하고 검사할수 있는 막대한 양의 자료가 부럽고 기준화된 기술이 부럽다. 건설중에 필요한 거의 모든것의 문제가 법적으로 정리가 되어 있다. 여기도 부실은 있다. 이것은 부실의 유무를 떠나 전체적인 건설환경이 어떠냐의 질문이다. 생각의 전환이 필요한 시기이다.
단열재를 왜 해야 하는지는 누구나 알지만 어디에 단열재를 시공해야 하는지는 건축가건 시공자이건 잘 모르는것 같다. 평당 3000만원이 넘는 고급 고층 주거건물의 단면에 보면 용도를 알수없는 층간 슬래브 아래에 약 1에서 2cm 정도의 단열재가 보인다. 의도는 좋다. 그러나 열은 우리의 의도와는 상관없이 움직인다. 우리의 생각에 따라 시공하는것이 아니라 기존의 자연의 질서를 따라 단열재도 시공해야 하는 것이다. 이것이 아쉽지만 학문과 격리된 우리의 건설 문화이다. 필자는 비판을 할 문제점을 찾는 것이 목적이 아니라 헨리 포드의 말처럼 해결책을 찾으려 하는 것이 목적이다.
법적으로 정해진 단열재의 두께는 최소한의 두께라는 것을 잊으면 안된다. 알맞은 두께가 아니라 최소한 이라는 것을 알고 건축주에게 권고를 해야할 것이다. 더불어 모든것이 제대로 시공되었을 경우를 전제로 한다. 그러나 우리가 알듯이 현장상황은 모든것이 이론적으로 계획처럼 이루어 지는 것이 아니다. Glaser계산에 의해 이 최소한의 단열재를 해당 지역의 기후를 고려하여 계산해서 나온것이라 보면 틀리지가 않다. 그러나 여기에는 열교로 인한 열의 손실이 고려되지 않았고 태양열의 외벽이나 지붕에 미치는 영향도 고려되지 않은 지극히 이론적인 수치이지만 일반적인 습압, 습도 그리고 표면온도계산에 사용하기에는 사실상 그리 큰 문제는 없다. 그러나 이론적인 수치와 현장의 시공현황과는 사실상 어려움이 있기에 예를들어 열교라던가 기밀층의 하자로 인한 대류의 증대로 인한 결로현상 등등. 그래서 법적으로 정해진 단열재의 두께에 따라 시공했다 해서 결로수나 표면의 곰팡이가 생기지 않느다고 생각하는 것은 잘못된 추정이다. 부수적인 요소인 난방의 정도 평면의 계획 그리고 재실인원 더불어 습기발생에 또한 작은 영향을 주는 식물의 정도 무엇보다도 환기의 습관 이 모든 부수적인 요소들도 중요한 역활을 하기 때문이다. 특히 부엌과 거실이 연결되어 있고 요리를 상대적으로 많이하는 우리에게는 이 습기의 문제가 이들보다 더 심각하다. 거기다가 요즘은 공기절약을 위해 경량의 건식자재를 많이 사용한다. 문제를 가중시키는 요인이다.
더불어 지금까지 이렇게 해 왔다는 경험적 계획과 시공, 우리가 피해야 할 유도리 이다. 눈에 보이지 않는 곳에는 대충 하고 그리고 돈에 보이는 인테리어에는 디자이너의 이름까지 등장할 정도의 심각성이 지금의 현실이다. 세대당 최대 500만원만 더 건설비에 투자하면 기존 에너지의 50%를 줄일수 있다고 개인적으로 본다. 이 투자비는 또한 늦어도 5년안에 회수 된다고 본다. 설계 디테일만 개선을 해도 15에서 20%의 에너지 절감을 할수 있는 가능성이 있다. 층간 소음을 줄이기 위해 시공되는 합판같은 자재나 그리고 기포 콘크리트도 필요가 없다. 여기서도 시공비를 줄일수가 있고 또 구조를 개선하고 층간 슬래브의 바닥 난방과 소음완화를 위한 전체 높이를 보통 15cm (소음재, 기포콘크리트, 누름 콘크리트, 바닥 마감재) 정도가 되는것 같다. 개인적으로는 10cm 로도 충분히 더 나은 층간소음 효과를 이룰수 있다고 본다. 즉 30층이면 150cm를 줄이게 되는 것이다. 그리고 천정도 30cm정도로 시공하지 말고 기계식 환기가 들어가도 15cm 에서 20cm 이면 충분하다.전기장치와 환기설비와의 연결부위를 문제로 삼는다면 저자는 매일의 일이 이 두분야의 사람들과의 싸움이다. 결국은 가능하다는 것이 개인적인 소견이다. 가급적이면 이 천정을 이제는 없애든가 아니면 부분적인 사용을 해서 두꺼운 콘크리트판의 축열능력을 사용을 해야 한다고 본다. 문제는 해결을 위해 있는 것이지 그것을 당연한 것으로 여기게 되면서 부터 발전은 없는 것이다. 여기서 층당 10cm가 줄어들고 전체 30층이면 3m가 넘는다. 즉 한층을 더 지을수 있다는 얘기가 되고 건물의 질적 향상을 위한 초기 투자비도 회수가 되고도 남는 것이다. 건설사를 위해서도 그리고 입주자를 위해서도 검토 되어져야할 내용이다.이것이 나의 계산이다.
기포콘크리트의 시공은 바닥 난방 때문이라고 얘기하고 그리고 부분적으로 단열성능을 개선시키기 위함이라 말을 하지만 개인적으로는 그 성능을 발휘하지 못한다고 본다. 층간소음재위에 분리층을 두고 그위에 직접 고정이 가능하고 그대신 단열재와 층간소음재를 두겹으로 서로 엇갈리게 하는 시공이 훨 효과적이기 때문이다. 그리고 기포 콘크리트의 균열은 층간소음을 증가시키고 그리고 그 재료적 성질상 가장 민감한 주파수 부위를 잡아주지 못하기 때문이다. 그래서 우리가 소음재로 미네랄 울을 주로 쓰는 이유가 바로 그 때문이다. 그리고 세대간의 벽을 중량의 구조로 하는것도 이 이유이다. 즉 resonance 때문에 dynamic rigidity가 중간인 다른말로 우리가 느끼는데 예민한 주파수에 있으면 실질적으로 효과적인 층간소음 제거에는 아무런 영향을 주지 못한다. 오히려 악화 된다고 보면 된다. 더불어 우리응 현관입구가 실발장이나 신발을 놓기위해 보통 실내보다 적어도 5cm가 더 낮다. 즉 그 부위는 소음재가 더 적게 들어가기에 소음억제에 문제가 있고 편복도의 경우는 열교에 해당되기에 겨울철에 현관문에 물이 흘러 내리는 것이다.
이를 위해서 무엇보다도 우리가 지금껏 소홀히 해 온 환경적 요소들을 건축 물리적 입장에서 접근하려 한다. 특히 필자가 심도있게 다루려고 하는 분야는 습기(moisture)와 단열(insulation)이다.
첫째, 습기는 건강과 관련이 가장 깊고 둘째, 단열성능은 에너지의 절감과 직접적인 연관이 있기 때문이다.
이 홈페이지는 습기문제 그리고 단열성능이 우리의 주거생활에 미치는 그 여러가지 영향과 결과를 건축이나 환경에 사전지식이 없는 사람도 쉬운 예를 통해서 상세도와 여러 사진자료를 통해 이해를 도우는데 그 첫째 목적이 있다. 그래서 따분하고 여려운 공식을 통한 계산을 가급적이면 피하려고 노력했다. 지금까지 건축에 있어서 우리는 습기에 대해서는 그렇게 큰 관심을 갖고 그 문제점과 더불어 다른 여러요소들과의 연관성을 보다 심층적으로 연구하고 그에 합당하는 대책마련에는 소홀히 한 면이 없지 않다. 그래서 기존의 건물에 대해서는 아주 간단한 공사로 해결 할 수가 있는지도 언급이 될것이며 무엇이 그 원인 인지도 함께 생각할 수 있는 그런한 계기가 되기를 희망하는 것이 그 두번째 목적이다.
무엇보다도 이곳 유럽에서의 새로운 건축정보를 신속히 전달하고 새로운 자재와 공법등도 개인적으로는 이 홈페이지에서 소개 하려고 한다.
건물 신축과 기존건물 사이에서 한정된 우리의 자원을 어떻게 사용하는 것이 우리의 후세를 위한것이며 나아가 현재의 이용자나 건축주에게는 무슨 이득이 있으며 또한 향후의 발전방향을 예상하는것 또한 이 홈페이지의 과제로 다루려고 한다.
필자는 현재 독일 건축회사에서 일하는 건축가로서 사실상 주어진 시간내에서 이 모든 계획을 내 스스로가 만족 할 만큼 이루기에는 시간적으로 사실 역부족이다. 벌써 5년전 부터 생각해 온 이 홈페이지를 이제서야 부족한 상황에서 그 첫발을 내 디뎠다. 이제 나머지는 사실 어려운 일이 아니라 본다. 우리는 시작을 더 중요시 여기는 민족 이기에 나름대로의 희망도 있다. 이곳 독일인은 끝이 좋으면 모든것이 좋다고 말한다. 반면에 우리는 시작을 더 중요시 여긴다. 여기서 그들의 가치관과 문화의 차이가 시작되지만 이 틈을 적어도 이 건축에서 만큼은 조금은 메우고 싶다. 패시브 하우스(passivhaus, passive house) 만이 우리가 나아 갈 미래를 위한 유일한 방법이라고는 필자는 믿지 않는다. 그것은 단지 시대의 흐름이며 현 기술력의 반영일 뿐이다.
특히 우리의 기후를 고려한 여러가지 가능한 구조를 충분히 검토해야할 시간과 연구가 필요하다.
사람들은 지구온난화 때문에 그리고 기상이변의 잦은 빈도수 때문에 다 국가들이 교토의정서에 서명을(1) 했기 때문에 에너지를 절감해야 한다고 생각하지만 필자 의견에는 개인적으로 다른 입장이다. 단지 정해진 자원을 소중히 여기며 줄이는 방법과 거주환경 개선을 위한 방법에 찬성 할 뿐이다. 70년대 중반의 기상학자와 여러기관에서는 지구가 추워질거라 주장하고 온실효과를 적극사용 할 것을 권유하기도 했다. 그 결과는 유감이지만 더워졌다. 북극의 빙산은 30년전에도 녹았고 앞으로도 녹을것이다. 2012년경에는 우리나라도 환경조약에 서명을 해야할 것으로 보인다. 건설계의 미래가 어떤 방향으로 전개될지 자못 궁금하다.
(source:Passivhaus Institut, Dr.Wolfgang Feist, 최초의 패시브 하우스 Darmstadt Kranichstein)
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