강원 평창군 용평면 노동리 - 업무시설 (3.8리터) - 오대산국립공원 계방산 분소

                                                                                                         

지즉위진간(知則爲眞看)

 

‘아는 만큼 보인다’는 말이 있다. 즉, ‘알아야 참으로 보게 된다’라는 ‘지즉위진간(知則爲眞看)’... 이번 프로젝트를 진행하면서 절실히 공감하게 된 명언 중 명언이다. 바로 ‘패시브건축’이 바로 그렇다.

 

이제 ‘패시브건축’이라는 이 용어는 이제 설계자만의 ‘지즉위진간(知則爲眞看)’임이 아님은 분명하다는 것이다. 건축주, 설계자, 시공자, 감리자, 감독관 모두가 패시브건축을 알지 못한다면 패시브건축을 만들어 가기엔 너무나 힘든 여정이기에 더욱 그렇다. 그런 의미에서 본다면 이번 프로젝트는 본 협회의 도움이 없었다면 불가능했을 것이다. 그 만큼 모두가 패시브건축을 많이 알지 못했고, 진행하면서 알게되고 또 그만큼 보이게 되고 다시 참으로 보게 되었던 ‘패시브건축’인 것이다.

 

 

계방산분소는 국립공원관리공단의‘저탄소 녹색성장’이라는 국가의 에너지정책사업의 일원으로 그 의지가 반영된 사업이다. 대지위치는 ‘해피700’이라 불리는 강원도 평창의 오대산국립공원 계방산지구에 위치하며, 실제로 대지의 해발고도는 690m이다.

본 건축물의 사용승인을 받은 날짜는 2013년 12월 23일이다. 준공 준비를 위하여 현장을 방문한 12월 당시 현장의 외부온도는 –15℃를 넘나들고 있었음에도 불구하고 건축물 내부는 많이 추운 바깥 날씨와는 반대로 아주 포근하며 쾌적한 느낌이었다. 더욱이 놀라운 사실은 내부에 난방을 가동하기 전이었다는 것이다. 내부에서 기다리던 발주처 관계자들도 많이 놀란 표정으로 본 설계자를 환하게 맞이하여 주었다. 특히 냉기를 못느끼는 창호 앞에서는 더더욱 놀란 표정들로 즐거워했다. 모두가 이구동성으로 “패시브건축이 이래서 좋은 건축이군요...”라는 말로, 본 설계자는 그 동안의 노고를 보상받기에 충분하였다.

 

 

본 프로젝트는 고정된 예산으로 초기에 연면적 400㎡ 규모로 건축할 계획으로 발주되었으나, 패시브건축에 초점을 맞추며 규모는 절반인 200㎡로 진행하게 되었다...

패시브건축의 선행자 독일의 경우 일반건축비와 패시브건축비의 차이가 크지 않다고 한다. 그 만큼 일반건축도 수준(?)이 높다는 것이다. 우리가 누려야 할 건축에서의 쾌적성을 그들은 삶에 기본으로 ‘충분’이 아닌 ‘필수’로 생각한다는 것이다. 최상의 쾌적성은 바로 우리 삶의‘필수=건강’이라는 점을 모두가 인지하고 있음은 분명하다. 그러나 현실적으로 우리나라에서의 일반건축비 대비 패시브건축비는 아직 부담인 것은 사실이다. 따라서 우리나라도 패시브건축비의 경제성을 찾기 위해 모두가 절실히 노력하여야 할 것이다. 하지만 그보다 앞서, 우리의 건강과 직결된 지금의 우리내 일반건축도 반듯이 투자수준을 높여야 할 것이다. 그리고 분명한 것은 그 날이 머지않았음을 본 설계자는 감히 장담하고 싶다.

 

 

 

- 건축사사무소 아키현 / 건축사 현근식

 

 

■ 대지분석 

  

 

 

 

 

  

 

- 도로, 부지축 최대한 활용 건물배치 (남서향 배치)

- 부지 남서측 4m 현황도로 진출입 이용으로 전이공간 및 접근성, 조망권 확보

- 건물 후면공간과 측면공간 추후 공간활용 가능

- 신재생에너지(태양광발전설비) 지상에 배치 (정남향 배치, 유지관리 용이)

- 장애인주차 1대를 포함한 전체 주차대수 11대 계획 

 

  

 

- 8m 도로측 앞마당 접근성(주차공간), 개방감, 인지성 확보

- 건물 후면공간과 측면공간의 추후 공간활용 가능토록 본관 배치

- 1층 업무공간, 부대시설(식당, 휴게실) / 2층 숙소 별도 분리

(후면 독립 수직 동선 연계-게스트룸 역할 가능) 

 

   

 

- 1층 업무공간과 부대공간 분리로 내부공간의 전용율과 활용률 극대화

- 1층 방풍실을 통한 수평, 수직동선 연계

(부출입구를 통한 후면 외부데크, 2층 숙소 열결)

 

  

- 독립공간으로의 숙소(게스트룸 역할 가능)

- 공용 세탁실 적용 

 

  

 

 

- 국립공원 관리역할의 친근한 목재 재질과 친환경 이미지 연출 고려

- 외단열시스템 적용으로, 태양열에 의한 외단열재의 휨 현상 방지 고려

(지붕-청회색 적용, 외벽-흰색계열의 밝은색 적용 고려)

 

 

    

 

- 해발 700m의 기후특성상 공사비 예산대비, 성능은 5L/㎡a 이하로 목표로하였으나

설계에 따른 에너지해석 결과 [BY PHPP] 성능은 3.7L/㎡a 로 예비인증을 받았으며,

최종 완공에 따른 본인증은 3.8/㎡a 의 성능으로 협회 인증을 받았다.

- 설계에 따른 연간 난방 에너지 요구량 (월간법) 자료 [BY PHPP]

 

 

 

  

 

오대산국립공원 계방산분소는 다도해해상국립공원 보길분소와 진도분소에 이어 세 번째로 지어진 업무시설이다. 각각 분소의 설계와 시공이 시간차를 두고 진행되면서 패시브하우스의 기술과 시공수준이 조금씩 나아지고 있음을 실감한 사례라 할 수 있겠다. 특히 계방산분소는 철근콘크리트구조로서의 패시브하우스 기밀부분 등 장점이 존재하나, 디자인요소에 대한 열교를 피하기가 매우 어려운 구조라는 점이 또한 단점이다. 그럼에도 불구하고, 이를 설계단계에서부터 철저하게 고민하고 검토하여, 열교가 거의 없는 디테일을 만들었다는데 의의가 있다. 이는 설계자의 많은 노력으로서만 가능한 것으로 많은 어려움과 번거러움을 마다하지 않고 이를 설계에 반영해 주신 점은 높이 살만하겠다. 물론 시공자의 노력 또한 완벽한 패시브건축물이 되기 위해서 필수임은 물론이다. 조금의 아쉬움이라면, 감리자 없이 공단 자체 감독을 시행하느라 고생을 하였지만, 설계와 더불어 감리가 함께 진행되었더라면 여러모로 조금 더 완성도를 높였으리라 짐작해 본다. 그럼 시공사진과 디테일을 보며 설명을 이어가도록 하겠다.

   

우선 건물의 형태 사진부터 보도록 하자. 

건물 정면 모습이다.

 

여느 콘크리트 건물들처럼 외벽을 뚫고 나온 2층의 발코니도 보이고, 지붕의 처마도 돌출되어 있다. 콘크리트구조에서 골조가 외부로 돌출되면 단열재를 모두 다 감싸준다 하여도 열교는 피할 수 없다. 하지만 이 건물은 열교가 없다. 어떻게 없앴는지는 차근 차근 설명토록 하겠다.

 

 

이 건물의 형태는 가운데 현관 및 복도를 사이에 두고 사무실과 숙소로 쓰이는 2개층의 본동과 식당으로 쓰이는 1개층의 별동이 서로 이어져 있다. 이는 건물에너지의 효율로 보았을때는 AV값이 상당히 증가하기 때문에 좋은 방법은 아니다. AV값이 증가하면 외피의 면적이 늘어나기에 내외장재와 구조체의 시공비도 같이 늘어난다. 하지만 발주처의 요구와 디자인 의도 또한 무시할 수는 없기에 발주처가 요구하는 건물에너지성능을 기준에 두고 가장 효율적인 방법을 찾아가는 것 또한 증요하다 하겠다.

 

이후는 시공순서대로의 사진이다.   

 기초터파기

 

기초버림콘크리트 타설

 

줄기초의 콘크리트 타설 후 거푸집 제거 모습이다.

 

이 건물은 콘크리트구조의 2층 건물로서 협회가 제시한 상세[도면-01]대로 매트기초를 설치하고 하부에 압출법단열재특호를 깔아 시공의 편의성을 도모할 수 있었으나, 발주처에서 우리나라에서 일반적으로 적용하고 있는 동결심도 1M이상을 요구하였기에 지표면으로부터 1.2M 깊이의 줄기초[도면-02]를 설치하고 그 양측에 압출법단열재를 시공한 모습이다. 동결심도에 대한 좀더 자세한 사항은 우리 협회 자료실 4-05. 기초의 단열 - 다. 기초의 외단열과 동결심도를 참조하시면 된다.

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=112&sca=04.+%EA%B8%B0%EC%88%A0%EC%9A%94%EC%86%8C-%EB%8B%A8%EC%97%B4

 

[도면-01] 협회에서 제시한 매트기초와 기초하부단열 상세도

 

[도면-02] 계방산분소 줄기초 상세도

 

건물 외벽 지반주변에 최종적으로 콩자갈을 깔아 빗물이 지반에 떨어질 때 외벽에 튀어 오염되는 현상을 방지하도록 했다.[도면-02]

 

선열교를 고려하여 설계 및 구조계산시 2층 발코니, 후면 계단 구조를 별도로 고려하였으며, 기초 일부만 본 건물과 연결하였으며 별도의 모든 기초 상부,측면 모두 단열처리를 하였다.

     

1층 바닥스라브의 단열 및 철근 배근 공사

    

2층 바닥스라브의 단열공사모습이다. 2층 바닥스라브 아래는 사무실 용도로 쓰이며, 2층은 주거용도인 숙소로 쓰인다. 서로다른 용도의 실이 만났을때는 운용시간 및 조건이 서로 상이하기에 두 용도의 경계는 반드시 단열재를 설치하여 준다.

 

위 사진은 2층 바닥스라브와 단열재가 취부되는 외벽 밖으로 돌출된 발코니 스라브의 시공모습이다. 열교를 끊기 위해 발코니스라브는 별도의 구조로 본건물에서 구조적으로 완전히 분리하였다. 아래의 도면을 보도록 하자.

 

2층 발코니 평면상세도

[도면-03] 2층 발코니 단면상세도

 

도면을 보면 발코니의 스라브구체는 본 건물과 완전히 분리되어 있으며, 위치를 잡아주기 위해 긴결철물로만 연결이 되어있다. 스라브의 하중은 도면에 입면으로 보이는 본 건물과 구조적으로 분리된 벽체가 받아주고 있다. 아래의 [도면-04]를 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.   

[도면-04] 2층 발코니 구조평면도

 

물론 지붕의 처마 또한 별도구조로 이루어져 있다. 먼저 정면의 처마는 2층 발코니를 잡아주는 벽체(구조평면도 상에는 C2부재이며, 기둥으로 해석되어있다)가 별도로 지붕의 처마스라브를 지탱하고 있다.

 

위의 사진처럼 본 건물과 처마구조체가 분리되어 있으며, 그 사이는 단열재로 채워진다.[도면-05]

 

 

정면을 제외한 나머지 처마는 아래의 사진처럼 시공이 되었다.[도면-06]

위의 사진처럼 건물은 벽체에서 지붕까지 외단열미장시스템을 적용하였고, 지붕의 경우 일사로 인한 과열을 해소하려 통기층을 두게 되는데[도면, 스테인레스스틸 브라켓과 EPDM을 사용하여 점형열교를 최소한으로 줄이고 브라켓에 하지작업을 하여 처마를 형성하였다.[도면-06]

 

지붕 금속재 마감을 위한 점열교값을 계산하여 EPDM시트와 스텐레스브라켓(중앙 부분), 스틸브라켓(가장자리 부분)으로 시공된 사진이다.[도면-06]

[도면-06] 지붕 단면 상세도  

 

   

 

시스템 창호(Uf=0.99W/㎡K, Ug=0.7W/㎡K, g-Value=0.55) 설치 후 플레시블 폼(폴리우레탄) 충진한다. 연질 폼은 벨기에산이며, 설치 전 수분을 뿌려주어야 하며, 설치 후 탄성회복력이 있으며 수분을 거의 흡수하지 않는 특징이 있어 창호의 선팽창계수와 기밀에 중요한 역할을 한다.

 

벽체와 창틀 사이의 벌어진 틈은 위의 사진들과 같이 단열재로 충진을 하고, 기밀테이프로 기밀하게 이 둘 사이를 막아주어야 한다. 이는 외벽에 설치하는 창 뿐아니라 현관문 등도 마찬가지 이다. 그리고 충진하는 단열재는 일반적으로 폴리우레탄폼을 많이 쓰는데 이 제품은 경화되어 굳어버리기 때문에 온도에 의한 창의 신축을 받아주지도 못할뿐더러, 경화된 후에는 그 부피가 살짝 줄어들기에 틈이 생길 수 밖에 없다. 상기의 푸른색 충진단열재는 그러한 경질폼의 단점을 개선시킨 제품으로 시공 후에도 스폰지처럼 탄성이 유지되는 연질폼 제품이다. 또한 기밀테이프도 그 성능과 내구성을 고려한 전용제품을 써야만 한다.

 

외벽을 관통하는 모든 스리브는 사진과 같이 벽체와의 틈이 있을 경우 그 틈을 단열재로 매우고 기밀테이프를 시공하여야 한다.[도면-07] 또한 배관이 외벽을 통과하는 부분에는 배관 내에 외기차단밸브의 시공이 반드시 필요하다.

 

[도면-07] 설비배관 기밀테이프 상세도

 

위의 사진은 스리브의 기밀 시공모습이다. 기밀전용자재도 이제는 어렵지 않게 구하여 손쉽게 시공이 가능하다. 여기서 한 가지 문제가 된 것은 사용된 스리브가 환기구의 용도로 사용되는데 재질이 철재여서 열교가 발생한다. 이는 흔히 실수하는 것 중에 하나이다.

 

 

이렇게 외벽에 창 및 문과 기밀자재가 시공완료되면 즉시 중간기밀테스트를 진행한다. 설비관련 스리브 등을 통한 의도된 개구부는 테이프등으로 기밀하게 막아 외피 관통부를 통한 대류를 차단한 후 기밀성 테스트를 실시하여 기밀자재가 시공된 부위의 시공품질 여부를 확인하게 된다. 이때 침기가 발생하는 부위가 발견되면 즉시 보수할 수 있도록 한다.

이는 준공 후의 최종기밀성테스트 때에는 마감이 완료된 후이므로 누기가 되는 부위를 찾을 수도 없을뿐더러 보수하는 것도 거의 불가능에 가깝기 때문에 사전에 철저하게 시공하여 기밀성능을 최대한 확보하기 위함이다.