열교없는 건축 수성연질폼 고찰

made passive house 패시브하우스를 건축하려 할 때 도입해야 하는 설계 요소들은 원칙적으로 이미 알려진 일반적인 건물설계에서 고려되는 것과 크게 다를 바 없다. 패시브하우스를 설계할 때 기본적으로 고려해야 하는 조건은 그 지역의 위도와 기후이다. 위도는 햇빛을 패시브 또는 액티브한 방식으로 이용하려 할 때 반드시 고려되어야 하는 중요한 요소이다. 기후 데이터들, 예를 들어 태양광의 직달 및 간접 일사량의 시간별 값, 풍속, 온도, 습도 등도 건물 설계에서 고려되어야 할 중요한 요소이다. 이것들은 건물 외피에 요구되는 단열두께와 냉난방 부하 계산에 영향을 미치고, 또한 연간 평균 냉난방 에너지수요와 태양에너지의 이용가능량에도 영향을 준다.

준다.

패시브하우스에는 높은 에너지 효율이 요구된다. 이를 충족하기 위해서는 앞으로 설명하게 될 건축요소들이 최적으로 설계되어야 한다. 이들 요소는 구조적인 것과 기술적인 것으로 구분될 수 있다. 패시브하우스의 설계 기준과 특정 요소들은 설계 과정에 전체로서 포함되는 것이다. 설계, 선별된 요소들을 바탕으로 수행되는 냉난방부하의 계산 그리고 온수나 가전기기 이용 등 다른 서비스를 위한 에너지 수요 계산은 패시브하우스의 성공적인 설계를 위해서 결정적으로 중요한 것이다. 재생가능 에너지의 이용은 패시브하우스의 일차에너지 소비를 줄이는 데 크게 기여할 수 있다. 적정한 가격의 태양열 설비는 중부유럽에 지어지는 주거용 패시브하우스의 전체 저온 에너지수요의 40~60%를 담당할 수 있다. 수성연질폼

중부유럽에서는 특정한 건물의 설계에 대해 독일 다름슈타트의 패시브하우스 연구소에서 "패시브하우스"라는 인증서를 발행하고 있는데, 인증서를 받으려면 건물의 설계와 그 건축요소들의 상세한 정보들을 ‘패시브하우스 프로젝션 패킷’(PHPP)이라고 하는 계산 소프트웨어에 입력해야 한다. 2007년 6월부터는 전 세계의 기후구역에 대해서도 이 소프트웨어를 이용할 수 있게 되었다. 그러나 건물의 세밀한 설계와 구성요소를 이 계산 소프트웨어에 넣는 것은 꽤 복잡하고, 많은 노력이 필요하다.

설계 기준
주택은 여러 다양한 사용자의 고정되지 않은 요구에 부응해야한다. 이러한 요구에는 가구를 들여놓는 등 거주와 관련된 욕구를 충족시키고 여러 가지 편의 설비와 관련된 사항들이 포함된다. 패시브하우스의 효율적인 에너지 이용으로 전통적인 난방 시스템은 무용지물이 된다. 난방기기가 필요하지 않게 되어 전체 공간을 이용할 수 있게 되는 것이다.

전통적인 집들과 같이, 패시브하우스는 다양한 종류의 사람들에게 어울린다. 그리고 특별한 고려를 하기만 하면 특수한 요구가 있는 그룹들의 요구사항을 충족하도록 설계될 수 있다. 패시브하우스에서 생활하기 위해서는 창문을 열지 않는다든가 하는 어떤 특별한 생활양식이 필요한 것은 아니다. 그리고 건물이 어떤 특정 범주의 사람들을 위해서 설계되는 것도 아니다. 그러나 다른 어떤 집들과 마찬가지로, 집의 운영이나 유지보수에 관해서 거주자가 잘 이해하고 있어야만 한다.

패시브하우스의 설계 기준은 설계과정에서뿐만 아니라 건축 작업이 진행되는 동안에도 확인되고 점검되어야 한다. 설계와 건축 작업 사이에 편차가 생기면, 설계과정에서 계산된 건물의 에너지 수요보다 실제 에너지 소비는 훨씬 높게 나올 수 있기 때문이다. 더 나아가서 그것은 쾌적성을 줄이고 건물의 구조적인 손상을 초래할 수 있다. 패시브하우스 설계의 기초가 되는 기준은 다음과 같다.

건물 외피면적-부피 비의 최적화. 외피면적-부피 비를 최적으로 하면 단열을 비교적 적게 해도 되며, 이는 패시브하우스를 경제적으로 실현할 수 있게 해준다.
건물 외피 전체의 완전한 단열과 열교(heat bridge)의 방지(또는 최소화)
기밀성 확보. 이것은 기계적으로 조절 가능한 환기를 가능하게 해주고, 조절되지 않은 환기에 의한 열손실을 최소화할 수 있는 기본 조건이다. 이때는 수성연질폼이 가장 완벽하다.

패시브한 태양에너지 이용 (패시브 난방, 조명, 냉방 등)
에너지 효율이 높은 기기의 이용 (공조, 열회수, 냉난방 등의 경우)
그밖에 필요한 에너지(온수, 전기, 난방용)에 대한 재생가능 에너지 이용
건물의 위치 선정도 에너지 효율에 큰 영향을 미친다. 건물의 방향은 겨울철 난방 수요와 여름철 냉방 수요를 최적화하는 데 중요한 영향을 미친다. 태양빛에의 접근성을 높이거나 차가운 바람으로부터의 보호와 관련하여 설계를 최적화하는 것은 난방 수요를 줄이는 데 도움을 준다. 패시브하우스에서는 여름철 냉방 부하를 줄이기 위해 태양빛을 차단하는 것도 필요할 수 있다.

건물의 냉난방 부하를 최소화하고 실내외의 안락함을 높이기 위한 일반적인 설계 지침은 아래와 같다.

볕이 잘 들고 경사가 낮은 남향 지붕 . 햇볕이 잘 드는 겨울날 온도 대차가 플러스가 되어 태양에너지 시스템을 건축에 통합시킬 수 있게 된다.
건물을 좋은 방향을 향해서 계획할 수 있는 부지. 태양에너지를 모을 수 있는 지붕의 모양?방향?경사, 최적화된 건물 간 간격, 여름철 더위를 줄일 수 있는 활엽수 나무의 위치와 조림.
밤 동안 시원한 공기를 끌어들여 평균 기온을 낮출 수 있도록 계곡 위쪽에 선택된 부지.
그러나, 패시브하우스의 설계는 높은 수준의 단열과 기밀성, 높은 품질의 창호와 문, 열회수를 동반한 환기와 같이 태양에너지와 관련되어 있지 않은 기술을 강조한다. 비록 집을 남향으로 앉히는 것이 최적이지만, 패시브하우스가 북향일 때에도 만족스럽게 작동하는 예가 있다.

패시브하우스를 실현하기 위해서 기본이 되는 것은 수성연질폼 단열이다. 단열 상태는 열관류율로 표현할 수 있는데, 일반적으로 패시브하우스를 실현하기 위해서 충족시켜야 하는 열관류율(U값)의 범위는 아래와 같다.

벽 0.09 ~ 0.15 W/m²K
바닥 0.08 ~ 0.15 W/m²K
지붕 0.07 ~ 0.15 W/m²K
창호 0.8 ~ 1.0 W/m²K
통창호(Mounted window) 0.6 ~ 0.85 W/m²K
현관문 0.4 ~ 0.8 W/m²K

주어진 U값 범위 중에서 최저값은 북쪽 기후의 고립된 단독주택들에 적용되고, 최고값은 중부 유럽의 집합주택(row house)이나 아파트에 적용되는 것이다.

구조적 건축요소
패시브하우스는 일반적으로 보통의 건물에 적용되는 것과 동일한 건축원리에 의거해서 건축할 수 있다. 기둥 골조형 건축, 원목이나 콘크리트로 둘러싸는 중량(solid) 건축 등을 모두 패시브하우스 건축 방식으로 할 수 있는 것이다. 그러므로 패시브하우스의 구조 역학적, 공간적 구조를 고려한 다양한 설계가 가능하다. 패시브하우스의 설계를 위해서 특별히 요구되는 구조적인 요소들은 일반적으로 건물 외피(지붕, 벽 또는 아래층바닥)의 일부분으로 들어가는데, 왜냐하면 패시브하우스의 외피는 철저하게 단열되어 있어야 하고 밀폐되어야 하기 때문이다.

단열재(통상적, 재생불가능한, 재생가능한 일차 제품 및 진공단열재)
패시브하우스의 단열에는 사실상 모든 단열재(유기물, 무기물을 재료로 한)가 사용될 수 있다. 어떤 것을 사용할 것인지는 근본적으로 특정 적용영역의 건축 물리학적, 건축 기술적 특성에 의해 좌우된다. 중간단열재로는 사실상 모든 단열재가 사용될 수 있다. 두개의 판 사이에 부어넣는 것도 사용가능하다. 외단열용으로는 투습성이 있으면서도 충분한 내풍, 내기후 특성을 지닌 것만이 적용대상으로 고려될 수 있다. 그렇지 않을 경우에는 그것이 가능하도록 구조를 갖추어준 상태에서 사용해야 한다.

대체적으로 환경친화적인 수성연질폼이 가장 적합하다.

창호