그린한옥(저에지한옥)일조량대비 실내온도변화-1

"패시브한옥을" 목표로 신축하고 '아날로그'적이긴 하지만 매일 모니터링중인데 아주 맑은 날 시간별로 일조량 대비 실내온도 변화를 살펴 보았다.

조사 대상은 한 객실은 귀틀집(상영정:바닥면적 약 18m2 /체적 77.4m3) 객실과 비교적 가정집과 비슷한 구조인 한옥(한송정:바닥면적 약 60 m2 / 체적 224 m3)이다.

모니터링 목적은 단순히 맑은 날의 시간대별 온도 상승 패턴과 하락패턴등을 알고 싶었다.
지난 수개월 동안의 모니터링으로 일조시간 대비 실내온도 상승폭은 겨울(12월)의 경우  일조시간 2시간당 1도의 비율(2015년 12월 강릉지역 일평균 일조시간 5.3시간, 평균 실내온도 상승폭 2.8도) 로 실내 온도가 상승하는 것을 볼 수 있었다.(추후 정리하여 포스팅예정)

패시브하우스 건축을 계획할 때 반드시 선행되는 건축예정 지역의 기후 조사를 나 역시 건축을 시작하기 전에 한옥이 지어질 강릉의 겨울철(12월,1월,2월) 평균 기온 및 일조시간을 조사하였었다.

다행스럽게도 강릉은 국토교통부의 지역구분에서 '남부지방'에 해당하고, 겨울철평균기온(12월,1월,2월) 이 영상이다)

2015년 11월의 경우처럼 일평균 일조량이 3시간(정확히는 3.1시간)대로 극히 적은 해(年)를 제외하면 강릉의 겨울철 평균 일조량은 일평균 6~7시간 정도이다.

신축시 또 한가지 염두에 둔것은 이상적인 실내온도 변화폭이였다.
실내 최고 온도와 최저 온도의 차이가 3~4도 정도를 유지 할 수 있다면 좋겠다는 바램이 있었고 겨울철 평균 일조시간으로 역산하면 결국 일조시간 2시간당 실내온도 1도를 올릴 수 있어야하는 계산이 나온다.

주먹구구식의 계산이였지만 모니터링 결과의 통계치는 사전 계획(희망사항)과 큰 차이를 보이지 않는다. 다행이다.

문제는 하락폭이다.
실내온도의 상승폭은 절대적으로 일조량과 실내의 사람 거주 유무에 영향을 받지만 하락폭은 실내온도의 높이정도, 외부온도, 특히 아침 최저온도등에 더 많은 영향을 받는것 같다.
아침 최저 기온이 영하 2도정도에서 영상2~3도일 경우 약 4도 정도 하락하고,아침 최저기온이 영하 4~5도 정도의 경우 하락폭은 5.5도 정도 된다.(실내에 사람이 없을 경우)
(같은 조건에서 실내에 사람이 있을(10명정도) 경우에는 약 2.5도 정도의 하락폭을 보였다)  

최근 한파로 아침 최저 기온이 12도 이하로 떨어진 날의 경우 하락폭이 7도를 상회했다(무난방 ,실내무인인 경우)
조사대상 객실이 말 그대로 숙박용 객실이라 정확한 실내발열(인체발열,전기기 발열(폐열))량을 알수 없어 좀 안타깝다.(4인가족 기준 실내발열량등의 통계치가 있을 법 한데 알수 없다.)

보조참고자료;
1월 6.7.8일 실외온도        일조시간       실내온도변화폭(한송정)              상영정
         최고       최저                             하락폭      상승폭               하락폭          상승폭 

7일    5.1도     -4.1도        9.1시간         4.8도         4.8도                 3.3도             2.8도

8일    5도       -3.9도        9.1시간          5.3도        4.9도                  3.4도            2.8도

조사대상 객실의 마지막 난방일 : 한송정 - 1월 2일 
                                             상영정 - 1월1일 (이후 무인 무난방 방치상태에서의 모니터링) 
이후 조사 당일까지 무난방,실내무인 기준
온도계위치 : 직사광선을 피한 1.6me 높이의 방과 거실 중간.
며칠후 맑은 날(11일) 하루 더 모니터링 했고, 그 결과치는 위의 결과와 같은 패턴을 보였다. 
전열교환기는 손님이 없는 빈 객실의 경우에도 의미 있는 데이터를 얻기 위하여 매일 24시간 가동중이다.
창호 : (세린)레하우 3중 시스템창호 

일조시간 대비 실내온도 변화를 살펴본 결과 창문을 통하여 들어오는 태양에너지의 양이 대단하다는 것이였다.
위의 결과에서 볼 수 있듯이 신축 한옥(한송정)의 경우 낮 2시경까지 약5도 정도 올린 다는 것이다.(겨울철 일조량 평균으로는 약 3도)
정확하게 계산 해보지는 않았지만(정확히는 계산법을 모르지만)  체적 224 m3의 공간을 5도 올릴경우 상당한 난방유가 필요할 것이다.

실제로 어제(1월21일)의 경우(한송정) 아침 최저 기온이 15.3도 였고, 오전내내 구름이 많아 태양열의 도움을 받을 수 없는 상태에서 구들난방과 보조난방으로 사용하고 있는 가스보일러를 3시간 이상 가동 했음에도 오후 2시경까지 18도정도까지 밖에 올리지 못하였다.
(맑은 날의 경우에는 별도난방없이 창으로 들어오는 태양열만으로도 오후 2시경까지 쉽게 실내온도가 20도를 넘었을 것이다)

동시에 잊어서는 안되는 것이 겨울철 맑은 날의 경우 창문을 통하여 들여올 수 있는 시간대(실내온도상승구간)가 08시~14시로 약 6시간(맑은 날 나머지 일조시간대(약 3시간)는 온도하락폭을 완화시키는 역활)이라는 점과 강릉 지역의 겨울철 일평균 일조시간이 6~7시간이라는 점을 참고하면 결국 24시간중 나머지 시간 18시간(24-6시간) 정도는 온도 하락폭을 약간 완화시켜주거나 실내 온도 하락의 주원인이 창호라는 사실이다.

그러므로 당연한 이야기지만 패시브하우스에서의 창호의 성능은 절대적으로 확보되어야 할것 같다.
신축 한옥의 경우 많이 고민한 부분이다.

창호를 현재와 같이 시스템창호로 할 경우 한옥의 맛(?)을 잃을 것이고, 전통살문으로 할 경우에는 단열에 절대 취약하기에 둘중에 하나를 선택했야 했는데 미관보다는 기능을 선택했고 생각해보면 잘 한 선택인 것 같다.

굳이 한옥의 전통 살문 사용을 원한다면 외부 덧문을 한옥 살문으로 시공하면 기능적인 면과 미관 모두 살릴 수 있을 것 같다.

나의 경우에는 외부 덧문의 경우 설치하여도 실제 사용에 있어서는 방치하는 경우가 많아 관리 소홀로 오히려 흉물스러워져 덧문 시공을 포기하였다.