1-09. 제로에너지주택을 위한 물과 열관리

 이 글은 주택과 특별히 관련이 없을 수도 있는 이야기가 주를 이루지만, 현대를 살아가면서 또 단독주택에 살면서 공동체를 위해 꼭 필요한 내용이기도 한 [열과 물의 관리]에 대한 글이다. 

물

 “우리나라는 유엔이 정한 물 부족 국가다.” 라고 시작하는 내용은 너무 식상하다. 그냥 “물은 아껴야 하는 것이다.”가 더 솔직한 것 같다. 수도요금도 돈이기 때문이다.

 물은 두 가지가 있다. 한 가지는 사용하는 물이고, 또 한 가지는 그 외의 물이다. 먼저 사용하는 물부터 이야기를 한다.

사용하는 물의 절약

 사용하는 물은 절수형 수전/위생기구와 수전을 사용하는 법으로 나뉘는데, 우리나라는 다른 나라보다 수전에서 나오는 수압이 비교적 높은 것을 선호하는 편이다. 그러다 보니 사용하는 물이 많아 질 수밖에 없다. 

 절수형 수전이란 체감되는 수압은 거의 유사하면서 나오는 물의 양을 줄인 수전을 의미한다. 모든 알려진 수전회사에서 절수형수전이 생산되므로 수도꼭지와 샤워기를 선택할 때, 가급적 “절수형 수전”을 선택하는 것이 좋다. 

이 절수형 수전과 위생기구에 대한 정보는 “녹색제품정보시스템 http://www.greenproduct.go.kr” 에서 모든 제품을 찾을 수 있다. 환경부에서 만들어 제공하는 사이트로써, 광고에서 [근거없이] 절수형이라고 주장하는 제품도 많으므로 이 사이트를 한번 둘러보는 것이 좋겠다.  

 비누칠을 할 때나, 양치질을 할 때 잠시 물을 잠궈 두는 등의 절약방법은 세상의 모든 어머니가 알고 계시므로 생략한다. 

 다음은 온수의 절약이다. 모든 보일러, 순간온수기 등은 물의 움직임을 감지해서 작동을 시작한다. 그러므로 온수가 필요로 하지 않을 때는 수전의 손잡이 위치에 신경을 써야 한다. 

우리는 대부분 물을 사용할 때 수전의 손잡이를 중간에 놓고 물을 트는데, 이 중간의 의미는 냉수와 온수를 반반 사용하겠다는 의미이므로, 보일러가 가동되기 때문이다. 

그러므로 냉수만을 사용할 때는 수전의 손잡이를 완전히 오른쪽으로 돌려놓고 트는 습관을 길러야 한다. 즉 아래 그림과 같이 냉수 쪽으로 손잡이를 돌려서 시작해야 온수를 크게 절약할 수 있다.

최근 이런 행태를 분석하여 손잡이가 중간일 때 냉수만 나오도록 개선하는 수전도 개발되어 판매가 되고 있다. 

 또한 싱크대의 수전은 가급적 발로 눌러서 작동되는 풋페달 수전을 사용하면 싱크대에서 사용되는 물의 양을 크게 줄일 수 있다.

자연상태의 물 절약

 물은 순환을 한다. 비가 내린 후, 지표의 물이 증발하고, 지면으로 흡수되어, 구름이 되고 다시 비로 내리고, 바다로 흘러가고 또 다시 증발하여 구름이 된다. 

우리가 사용하는 담수의 양은 지구 전체 물의 1% 밖에 안되기 때문에, 이 담수가 잘 순환되도록 노력을 해야 한다. 이는 인간이 지켜야 할 수만가지 덕목 중 하나이다.

 순환의 첫 번째는 빗물이 자연으로 다시 돌아가도록 돕는 것인데, 이는 빗물이 바로 하수도로 빠져 나가지 않고, 지표를 거쳐 지하로 스며들게 하는 것이다.

 이를 위해서는 몇 가지 설계부터 고려해야 할 것이 있는데, 우선 지붕(평지붕이든 경사지붕이든)에서 내려오는 빗물이 우수관로로 바로 들어가지 않고 지표에 잠시 머무르는 공간이 필요하다. 이는 건물 주변으로 깊이와 너비 각각 약 30cm의 배수로를 만들고, 그 곳을 쇄석 또는 자갈로 채우는 것이 요령이다.

아래 예처럼 마당의 많은 부분을 차지해도 문제는 없다.

즉, 지붕으로부터 내려오는 선홈통을 우수관로에 직접 연결을 하는 것이 아니라 이 쇄석층에 잠시 모아 두었다가 서서히 지하로 스며들게 하는 것이다. 이 방식은 물의 순환에도 좋지만 건물에도 이롭다. 아래 사례처럼 건물 하단 부위가 튀는 빗물에 오염될 확률이 거의 없기 때문에 오랜 시간 동안 청결함을 유지할 수 있다.

<건물과 흙이 바로 붙을 경우 건물 하단부의 오염이 심해 질 수 있다> 

 이 오염은 시각적으로 불편할 뿐만 아니라, 장기적으로 외벽 구성체의 수분함유량에도 영향을 주기 때문에 기능적으로도 문제를 야기한다.

 큰 자갈은 우리나라에서 거의 구할 수 없고, 수입산은 가격이 비싸기 때문에 굵은 쇄석을 이용하는 것이 경제적이며, “잡석”과는 완전히 다른 것임에 유의해야 한다. 통상 기초하부에 까는 잡석은 말 그대로 흙과 자갈이 무작위로 섞인 것이기 때문에 위의 설명과 같은 효과를 전혀 거둘 수는 없다. 쇄석을 주문할 때 지름 60mm 이상으로 하면 기능적으로도 시각적으로 좋다.

 10년 정도에 한 번씩 이 쇄석을 드러내서 그 속에 쌓인 흙을 걷어 주면 아주 오랫동안 건전성을 보장 받을 수 있다. 

 즉 건물도 좋고, 지구도 좋아 진다는 뜻이다.

그 다음에 우리가 할 일은 포장재의 선택이다. 건물이 들어가고 남은 땅을 필요에 따라 포장을 해야 한다. 이 때 빗물이 스며들 수 있도록 하는 “투수성포장”을 하는 것이 중요하다. 빗물을 다시 대지로 돌릴 수 있는 가장 쉬운 방법 중 하나이기 때문이다.

쉽게 볼 수 있는 시멘트포장이라든가 고압블럭 등은 투수성이 거의 없기 때문이다.

 투수성 포장은 잔디와 포장석을 함께 섞어 쓰는 방식도 있고, 투수성능을 높힌 블록도 있다.

 이런 제품을 사용할 때 유의해야 할 점은 이런 포장의 하부에 (너무나 당연한 말이지만) 시멘트바닥을 만든다거나, 투수가 어려운 바탕면을 만들고 포장을 하지 않도록 해야 한다. 가장 좋은 것은 약 10cm 이상의 두께로 25mm 정도의 작은 지름을 가진 쇄석을 깐 다음 부직포와 흙을 덮고 포장을 하면 빗물의 임시 저장공간이 생기기 때문에 지하수로의 유입을 더욱 원활하게 할 수 있다.

 하지만 이 역시 비용이기에 선택의 영역으로 남긴다.

 세 번째는 지하수의 보존이다.

 조금 어려운 이야기가 될 수도 있고, 단독주택에서는 적용 그 자체가 어려울 수도 있는 방법이지만, 주택의 미래도 이야기를 하는 것이 낫기에 소개를 한다.

 도시의 지하에는 지하수가 거의 존재하지 않거나, 매우 깊은 위치에만 있다. 이는 건물의 지하에 유입되는 지하수를 모두 집수정에 모아서 하수도로 버리기 때문이다. 

 즉 애당초 건물의 지하 주변의 지하수가 남아 있지 않도록 설계를 하기 때문인데, 이 것이 잘못된 것은 아니다. 

 지하수가 건물 주변에 지속적으로 존재할 경우 건축물에 여러가지 문제를 야기시키기 때문에 이를 처리하기 위한 설계 기법이며, 꽤 역시가 오래된 방식이다. 하지만 시대가 흘러 이 방식이 더 이상 유효하지 않은 것이다.

 이 문제를 깊게 논하려면 우리나라의 지하 방수 방식부터 이야기를 해야 한다. 우리나라는 지하층의 방수를 구조체 내측에서 한다. 이 내방수는 지하수의 수압으로부터 취약하기 때문에, 언젠가는 누수가 발생하기 쉬운 구조이며, 또 이러한 지하층의 누수를 당연한 일로 받아 들이고 있는 분위기이기도 하다. 

 그래서 대부분 이 유입수를 처리하기 위해 지하층에 이중벽을 쌓고, 들어오는 물을 집수정으로 모으고 있는 것이 현실이다. 이 글에서 방수 방식에 대한 모든 이야기를 할 수는 없으므로, 해외 사례를 하나 드는 것이 더 나을 것 같다.

 아래 사진은 독일 베를린에 있는 어떤 신축 건물의 지하층에 설치된 지하수위 측정기의 사진이다.

 유럽의 대형 건축물 신축 현장에서 쉽게 볼 수 있으며, 공사 중 이 지하수위가 일정 수준 이하로 떨어질 경우 매우 심각하게 대응을 해야 한다. 심하면 공사의 강제 중단은 당연하다. 

 이렇게 까지 지하수위를 관리하는 것은, 우선 일정 깊이에 항상 지하수가 있어야 지표면의 식물이 살 수 있기 때문이며, 지하수가 빠져 나가면 건물 기초를 지탱하는 흙의 밀도가 낮아져서 해당 건물의 침하가 생길 수 있는 것도 그 이유가 된다. 

 비록 우리나라와는 먼 이야기가 될 수는 있으나, 우리나라 건축분야도 선진국과 어깨를 나란히 하기 위해서는 이런 곳까지 신경을 써야 하는 시대가 와 있는 것이다.

 이를 위해서는 지하의 방수를 외방수로 해야 하는 등 여러 건물 기술의 적용 방법이 변해야 하기에 쉽게 갈 수 있는 길은 아니다.  특히 도심 건물의 경우 지하층을 최대한 만들기 위해 가설벽에 마주 대고 지하의 외벽을 생성하기에 지하의 외방수는 아예 불가능하기도 하다.

 이 길은 어느 한 집단의 의식이 변하면 해결되는 것이 아니라, 건축법을 비롯한 전체 건축의 변화가 필요하기에 우리나라에서 과연 가능할 것인가? 라는 의문이 들기도 하지만, 그래도 언제가는 가야 할 길이다.   

 즉, 현 시점에서 한국의 건축계가 선진국의 수준에 있다고 말 할 수 있으려면, 공동주택의 외단열과 지하층의 외방수, 이 두 가지 숙제를 해결해야 한다.

열

 주택의 열은 매우 다양하다. 

 에너지를 떠나서 실내의 쾌적성을 위해서라도 이 열의 관리는 중요한데, 어느 한 가지를 잘 한다고 해서 크게 달라지는 것이 없기에 다양한 열원과 이에 따른 관리 방법을 알아야 한다. 이 글에서는 가급적 건축주가 많이 혼돈을 하거나, 협회로 잦은 문의를 하는 분야를 집중해서 설명을 한다. 

어떤 것은 얼핏 “열”과 멀어 보일 수는 있으나, 결국 본질적으로 모두 “열”과 관련된 것이다.

 가. 보일러의 운영

 안쓰는 방이 있을 때, 혹은 낮동안 사용하지 않는 방이 있을 때 그 방의 보일러를 잠그는 것이 더 에너지를 줄인다고 오해를 하시는 분이 많다. 겨울철 사용하지 않는 방의 온도를 일정 수준이하로 내리는 것은 괜찮으나, 완전히 끄거나 온도를 매우 낮게 맞추는 것은 에너지절감에 전혀 도움이 되지 않는다. 

 주택의 내벽은 단열성능이 전혀 없기에, 한 쪽의 온도가 내려가면 결국 그 방과 인접한 방의 온도가 같이 내려갈 수 밖에 없으며, 결국 0.5+1.5=2 가 되어서, 사용에너지는 같아진다. 

 그러므로 이른바 겨울철 쾌적온도의 하한선으로 알려진 18도 이하로는 내리지 않는 것이 좋다. 또한 에너지를 떠나서 특정 공간의 온도를 내리는 것은 그 방에 심각한 곰팡이 생성을 유발할 수 있다. 

 민간에서 큰 오해가 있는 것 중에 하나가 “곰팡이는 실내외 온도차로 생기기 때문에, 이 온도차이를 줄이면 곰팡이가 줄어든다”라는 것이다. 

곰팡이는 온도가 낮아서 생기는 것이 아니다.

벽 표면의 습도가 높아서(80% 이상) 생기는 것이다.

이 것을 제대로 이해하려면 습도의 정의를 알아야 한다.

<실내의 온도가 내려가면 곰팡이는 더 심해진다.> 

 나. (상대)습도

 우리가 습도라고 부르는 용어는 그 앞에 “상대”라는 글이 생략된 것이다. 

 습도는 온도에 따라 항상 변한다. 

 즉 특정 온도의 공기는 그 공기가 담을 수 있는 한계 수분이 있으며, 온도가 올라가면 그 양이 늘고, 온도가 내려가면 그 양이 줄어든다. 특정 온도를 가진 공기가 머금을 수 있는 최대 수분량을 (상대)습도 100%로 정의하고 있다는 것에 유의해야 한다.

즉, 25℃ 공기가 최대한 담을 수 있는 수분이 다 차여져 있는 상태가 (상대)습도 100% 이고, 이 최대량의 50%가 들어 있다면 (상대)습도 50%가 된다.

 습도 50%인 방의 온도를 올리면 그 방의 습도는 40%가 될 수 있고, 반대로 온도를 낮추면 습도는 60%를 넘을 수 있다. 

습도는 온도 변화에 따른 상대값이기 때문이다.  

 정확하게는 25℃, 50% 인 방 안의 온도를 20℃ 로 낮추면, 방 안의 (상대)습도는 약 70%가 된다. 

즉 만약 잘 사용하지 않는 방의 온도를 내리면 그 방의 습도가 올라간다는 의미가 되며, 이는 곧바로 곰팡이와 결로로 까지 이어진다. 이는 실내외 온도차이를 떠나서 실내의 습도가 70%를 넘어가면 곰팡이 생성의 확률이 급격히 올라가기 때문에, 이는 건축주가 의도한 바와 정 반대의 결과를 낳게 되는 꼴이다. 

(방안의 습기량은 변화가 없는 상태에서) 방안의 온도를 낮추면, 벽 표면의 (상대)습도가 올라가고, 이 것이 80%를 넘을 경우 곰팡이가 피어 난다.

 그러므로 집안의 어느 한 곳의 온도를 일부러 많이 내리는 것은 여러모로 좋지 않다. 

물론 협회의 인증을 받은 패시브하우스라면 이 모든 고민이 다 무의미하다. 실내의 온도가 떨어지지 않기 때문이다.

 다. 창문의 개폐 요령

 환기를 할 때, 열손실이 생긴다. 여름엔 더워지고 겨울에 추워진다. 

 이를 최소화 하기 위해 창문을 여는 요령이 있다. 환기량에 영향을 미치는 것은 바람의 세기보다는 실내외 온도차에 더 큰 차이를 보인다. 즉 실내외 온도차가 클 때(겨울철)는 환기량이 늘어나기 때문에 창문을 크게 열 필요가 없다. 작은 틈으로도 많은 공기가 드나들기 때문이다. 

 그러므로 겨울철에 환기를 할 때는 창을 조금만 열어도 충분할 때가 많다. 여름철의 경우에도 요령은 같다. 실내외 온도차이가 별로 없다면 활짝 열어 환기를 하고, 온도차이가 벌어진다면 역시 상대적으로 작게 열어도 무방하다. 

패시브하우스는 환기장치를 통해서 일정량의 (미세먼지없는) 신선한 공기가 지속적으로 유입되므로, 사실상 창을 열지 않아도 무방하다. 그렇다고 해서 열리는 창문의 계획을 소홀히 하면 안된다. 열리는 창은 꼭 환기를 목적으로 하지 않아도 심리적 안정과 더불어, 물건을 두고 간 아이를 부를 때도 필요하기 때문이다.

 라. 배기구

 화장실 또는 주방 후드에는 공기를 강제로 외부로 빼내는 배기휀이 달려 있다. 

 문제가 생기는 부분은 두 가지인데, 

 한가지는 이 휀이 작동되지 않을 때, 알게 모르게 외부공기가 이 관을 통해서 드나든다는 것이다. 특히 겨울철에 이 공기의 양이 매우 크다. 그러므로 모든 배기휀의 배관에는 작동하지 않을 때 외부공기의 유입을 차단할 수 있는 댐퍼가 설치되어야 한다. 

유의해야 할 점은 이 댐퍼도 수명이 있기에 교환 가능한 위치에 달려 있어야 한다는 것이다.  

또 하나는 (극히 기본적인 것임에도) 배기관의 접속이 단단히 되어져 있지 않은 집이 생각 외로 매우 많다는 점이다. 

 아래 사진과 같이 휀기구에 관을 그저 꽂아 두고 끝난 경우가 많아서 공기를 내보낼 수도 없을 뿐더러 소음 등 여러 가지 문제를 야기한다. 그러므로 화장실 천장이나 주방 후드 속을 한번 쯤 점검해서 허술하게 연결된 부분은 없는지 살펴보아야 한다. (이 현실이 슬프지만 그래야 한다.)

<배기휀에 덕트를 그냥 걸어둔 집이 의외로 많다.>

 마. 배기휀의 작동

 샤워가 끝난 후 화장실의 배기휀을 오랫동안 켜 두시는 분이 계신데, 그리 좋은 방법이 아니다. 강제로 공기를 빼내면, 집의 어딘가로 외부의 공기가 유입이 되기 때문이다. 

 특히 기밀하지 못한 슬라이딩 창문의 틈새로 많은 공기가 들어 온다. 가뜩이나 겨울철 외부공기의 질이 좋지 않은데, 화장실 습기를 빼내느라 집안에 다량의 미세먼지를 가지고 들어 올 수 있다. 그러므로 화장실의 휀은 샤원가 끝난 후 같이 끄는 것이 좋다. 이는 주방의 후드도 같다. 

화장실의 잔여 습기는 문을 열어 놓아서 실내로 빠져 나오게 하는 것도 좋은 방법이다. 겨울철은 특히 낮은 실내 습도를 올리는데도 도움이 된다.

 바. 창문의 풍지판과 모헤어

 모든 슬라이딩 방식의 창은 위아래 창문과 창문이 만나는 접속부위에 많은 누기가 생긴다. (이는 슬라이딩 형식의 창이 가진 숙명이다.) 여기에 더해서 창을 오랫동안 여닫으면서 창틀의 모헤어가 닳게 되면서 누기량은 늘어난다. 신축 후 “풍지판”이라는 것을 구입해서 접속부위의 누기를 막고, 일정 기간이 지나면 모헤어도 새것으로 교체를 해주는 것이 여러모로 좋다. 

<풍지판과 모헤어>

 문처럼 여닫는 이른바 시스템창호는 이런 불편함은 없지만, 시간이 갈수록 조금씩 변형이 생길 수는 있으므로, 시스템창호를 미세조정하는 법을 창호회사로부터 배워서 이를 스스로 조정할 수 있다면 좋은 창을 오랫동안 새 것처럼 계속 사용할 수 있다.

 사. 전기레인지

 이제는 가스레인지를 사용하지 말아야 할 때가 되었다. 가스레인지는 실내공기질에 막대한 악영향을 미치기 때문이다. 요리하는 맛이 반감되어 거부감이 있으신 분들도 계시긴 하나, 나와 가족의 건강을 위해서 이제는 전기를 사용하는 레인지로 교체를 하는 것이 옳다. 

 가스레인지는 가스연소 시 나오는 각종 유해물질과 더불어 실내의 산소를 태워서 열을 내는 방식이기 때문에, 이를 전기레인지로 바꾸는 것은 이제 선택 사항일 될 수 없다. 물론 에너지비용만을 놓고 본다면 가스레인지가 유리하긴 하다. 하지만 건강을 에너지비용과 바꿀 수는 없다. 

 아. 폐열의 재활용

 샤워를 할 때, 몸에 한번 닿고 버려지는 뜨거운 온수를 아깝다고 생각하신 분이 있는지 알 수는 없지만, 이 온수의 온도를 살려서 다시 사용하는 기술이 적극적으로 개발되고 있다. 아래 예는 유럽에서 큰 인기를 끌고 있는 제품으로써, 샤워실의 하수배관에 열을 회수할 수 있는 소형 열교환파이프를 달아서 보일러로 들어가는 수돗물의 온도를 올리는 제품이다. 이 온도가 올라간 만큼 보일러의 부하를 줄일 수 있기 때문에 샤워시에 사용되는 에너지를 줄일 수 있다.

<버려지는 온수의 열을 회수하는 열교환 파이프>  

다만 이런 류의 제품에서 유의해야 할 점은 먹는 물에 이 기술을 적용해서는 안된다는 것이다. 물의 온도가 올라간 후에 그리 많은 시간이 지나지 않아 균이 번식할 수 있기 때문이다.

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이번 글은 건축주와 무관해 보일 수 있는 것들이 포함되어져 있다. 그러나 서두에 적었듯이 이 모든 내용이 나와 깊은 관련이 있다는 것을 인지해야 한다. 또는 지금의 나는 아닐지라도 미래 세대의 삶을 위해서라도 필요한 내용임을 이해해 주셨으면 하는 바램이다.