경기도 팔현리에 패시브하우스 개념으로 설계한 니어제로에너지 주택 사례다. 기초·벽체 단열 강화, 북측 개구부 최소화, 태양광 발전과 준공 후 열손실 점검까지 실제 설계·시공 경험을 정리했다.
건축물의 에너지를 줄인다고 하면 요즘은 태양광부터 떠올리는 경우가 많다.
하지만 제가 경기도 팔현리에 이 주택을 설계할 때 생각했던 순서는 조금 달랐다.
“에너지를 만들기 전에 먼저 새어나가는 에너지를 줄여보자.”
그래서 처음부터 패시브하우스의 개념을 적용하고, 필요한 에너지를 자체 생산하는 니어제로에너지 주택을 목표로 설계를 시작했다.
지금 사진을 다시 보니 화려한 주택은 아니다.
오히려 이 집의 중요한 부분은 겉에서 잘 보이지 않는 곳에 숨어 있다.
1. 제로에너지의 시작은 태양광이 아니었다
제로에너지 주택을 계획하면서 가장 먼저 생각한 것은 건축물 자체의 에너지 요구량을 줄이는 것이었다.
아무리 많은 태양광 패널을 설치해도 겨울에 벽과 창문으로 열이 계속 빠져나가고 여름에 외부 열이 쉽게 들어온다면 효율적인 건물이라고 하기 어렵다.
그래서 구조와 외피를 설계하면서 기초와 벽체의 단열성능을 당시 일반적인 단열기준보다 강화했다.
특히 기초·벽체·지붕처럼 서로 다른 부위가 만나는 부분은 단순히 단열재 두께만 늘린다고 해결되는 문제가 아니었다.
단열층이 어디에서 끊기는가, 구조체를 따라 열이 빠져나가는 열교가 생기지 않는가를 함께 살펴야 했다.
내가 이 주택을 설계하면서 얻은 생각도 이것이었다.
에너지 절약주택은 단열재를 많이 넣는 집이 아니라
열이 빠져나갈 길을 하나씩 막아가는 집에 가깝다.
2. 북측 창을 줄인 데는 이유가 있었다
사진을 보면 방향별 개구부 계획에도 차이가 있다.
북측 개구부는 필요한 채광과 환기 기능을 확보하는 범위에서 가능한 한 억제했다.
겨울철 일사 취득은 제한적인 반면 창호를 통한 열손실은 상대적으로 부담이 될 수 있다고 판단했기 때문이다.
반대로 일사 활용이 가능한 방향은 개구부와 차양을 함께 검토했다.
창을 무조건 작게 만드는 것이 패시브 설계는 아니다.
방향에 따라 채광·조망·일사취득·여름철 과열·겨울철 열손실을 함께 계산해서 창의 위치와 크기를 결정하는 것이 중요하다.
사진에 보이는 노란색 외부 차양 역시 이런 관점에서 이해할 수 있다.
여름에는 강한 일사를 조절하면서 필요한 계절에는 자연광을 활용할 수 있도록 계획했다.
3. 필요한 전기는 태양광으로 생산했다
건축물 자체에서 필요한 에너지를 최대한 줄인 다음에는 태양광 발전설비를 적용했다.
당시 계획은 주택에서 사용하는 전력의 상당 부분을 태양광으로 생산하고, 사용하고 남는 발전전력은 계통과 연계하는 방식이었다.
여기서 제가 중요하게 생각했던 것은 순서다.
단열 → 열손실 억제 → 일사조절 → 설비 효율 → 태양광 발전
처음부터 발전설비 용량만 크게 잡기보다는 건물에서 필요한 에너지 자체를 줄이고 나머지를 신재생에너지로 보완하는 방식이었다.
오늘날 에너지 절약형 건축을 설계할 때도 기본적인 접근은 크게 다르지 않다고 생각한다.
4. 설계도면으로 끝내지 않고 열손실을 직접 확인했다
이 주택에서 기억에 남는 것은 준공 후 과정이다.
도면에서 단열을 아무리 꼼꼼하게 계획해도 실제 시공 결과가 도면과 똑같다고 단정할 수는 없다.
단열재 접합부가 벌어질 수도 있고, 창호 주변이나 구조체 접합부에서 예상하지 못했던 열손실이 발생할 수도 있다.
그래서 시공 중은 물론 공사가 완료된 뒤에도 열화상 장비 등을 이용해 표면온도 차이와 열손실이 의심되는 부분을 확인했다.
문제가 발견된 곳은 원인을 찾아 보수·보강했다.
이 과정이 제게는 상당히 중요했다.
설계자는 도면에 단열재를 그려 넣지만, 실제 건물의 성능은 결국 현장에서 단열층이 얼마나 연속적으로 구현되었느냐에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
5. 이 집을 지으며 배운 것
패시브주택이나 제로에너지주택이라고 하면 고가의 설비부터 생각하기 쉽다.
그러나 실제 한 채를 설계하고 시공과정을 지켜보니 기본은 오히려 단순했다.
첫째, 건물의 형태와 배치 단계에서 에너지 손실을 줄여야 한다.
둘째, 기초·벽체·지붕의 단열층이 끊기지 않도록 해야 한다.
셋째, 방향에 따라 개구부와 차양을 계획해야 한다.
넷째, 필요한 에너지를 줄인 뒤 태양광 등 신재생에너지를 적용한다.
다섯째, 완공 후에도 설계한 성능이 실제 구현됐는지 확인해야 한다.
특히 마지막 과정은 직접 현장을 경험하면서 더욱 중요하다고 느꼈다.
좋은 에너지 설계도 시공에서 단열이 끊기면 그만큼 성능을 잃을 수 있기 때문이다.
Q&A
Q. 단열재를 두껍게 하면 패시브주택이 되나요?
그것만으로는 부족하다.
단열성능뿐 아니라 열교, 기밀, 창호 성능, 일사조절, 환기와 설비계획 등을 종합적으로 검토해야 한다.
Q. 북측에는 창문을 만들면 안 되나요?
그런 의미는 아니다. 건물의 지역·배치·용도와 채광·환기·조망을 고려해 결정해야 한다.
이 주택에서는 에너지 손실을 줄이기 위해 북측 개구부를 필요한 범위로 제한했다.
Q. 태양광을 설치하면 제로에너지주택인가요?
태양광 설치만으로 판단할 수 없다. 건축물의 에너지 요구량과 소비량을 줄이고 신재생에너지 생산을 함께 고려해야 한다.
현재 법정 ZEB 인증 여부는 관련 평가기준에 따라 별도로 판단해야 한다.
Q. 준공 후 열화상 점검은 왜 했나요?
설계한 단열성능이 현장에서 제대로 구현됐는지 확인하기 위해서였다.
표면온도 차이가 두드러지는 부분 등을 찾아 원인을 검토하고 필요한 부분은 보완했다.
결론｜가장 좋은 에너지는 새어나가지 않는 에너지였다
팔현리 주택을 설계하면서 태양광 발전도 중요했지만, 더 기억에 남는 것은 기초 아래와 벽 속의 단열재, 창문의 방향, 차양 그리고 준공 후 열손실을 찾아다녔던 과정이다.
제로에너지에 가까운 집을 만들기 위해서는 첨단설비 하나보다 건축계획부터 시공·검증까지 이어지는 작은 결정들이 더 중요할 수 있다.
저에게 이 집은 그 사실을 직접 확인했던 프로젝트였다.
※ 본 글은 당시 실제 설계·시공 경험을 바탕으로 작성한 사례이며, 현재의 법정 제로에너지건축물 인증을 의미하지 않습니다.
단열·창호·신재생에너지 기준과 ZEB 인증기준은 건축물의 지역·용도·규모 및 적용 시점에 따라 달라질 수 있으므로 실제 설계 시 최신 관련 기준을 별도로 확인해야 합니다.
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