많은 건축주가 고효율 저에너지

주택의 효용성을 알고 있지만,

모든 집짓기는 한정된 예산과

시간 안에서 이뤄질 수밖에 없다.

가성비와 성능 모두 잡는 저에너지 건축 노하우.

위드하임과 함께 짚어본다.

고효율 에너지 주택,
선택에서 필수로

근래 1~2년은 에너지 분야에서 상당한 변화의 시기였다. 2022년 발발한 우크라이나 전쟁은 1년여가 지난 지금까지 에너지발 고물가를 끌어왔고, 기후 변화는 사계절 안심할 수 없는 더위와 추위로 우리를 위협하고 있다. 이는 쾌적한 주거 생활을 유지하기 위한 비용의 상승으로 이어지고 있다. ‘고효율 저에너지 주택’은 이제 ‘해볼까?’가 아닌 ‘해야 하는 것’이 되어가고 있다.

한정된 예산과
건축비용이라는 문턱

‘건축에 심취한 일부 건축주’에서 회자된 개념이었던 ‘패시브하우스’는 이제 건축주가 아닌 사람들 사이에서도 익숙한 단어가 되었다. 하지만, 그와 함께 패시브하우스는 ‘값비싼 집’이라는 인식도 널리 자리 잡았다. 고단열 고기밀 성능의 주택이 좋다는 것을 모르는 건축주는 없지만, 대부분 평생 한 번 할까 한 건축에 한정된 예산으로 최고의 만족도를 끌어내야 하기에 비용이라는 문턱은 무시할 수 없다. 하지만, 고효율 저에너지 주택도 가성비 있게 지을 수 있다. 효과적이고 효율적인 시공이 바탕이 된다면 말이다.

“에너지 비용의 급상승과 기후 변화로
고효율 저에너지 주택은 선택이 아닌 필수가 된지 오래”

㈜위드하임 윤경일 대표

‘위드하임’은 한국패시브건축협회의 정회원 시공사면서 패시브하우스 도입 초기부터 공인주택은 물론 고효율 저에너지 주택 프로젝트를 다수 진행해 관련 노하우를 축적해왔다. 합리적인 저에너지 주택의 건축에 있어 단열과 기밀, 두 가지에 초점을 맞춰 네 가지 기술적 주안점을 제시한다. 위드하임의 저에너지 주택 건축 노하우와 제안을 2회에 걸쳐 알아본다.

주택의 에너지 성능은 지역, 자재 스펙, 일조량 등 다양한 요소를 종합해 도출된다. 화면은 에너지 성능 분석 프로그램 ‘energy#’의 모습.

주택의 에너지 성능은 지역, 자재 스펙, 일조량 등 다양한 요소를 종합해 도출된다. 화면은 에너지 성능 분석 프로그램 ‘energy#’의 모습.

WITHHEIM’S TECH NOTES

POINT 1 :
동결심도와 얕은 기초

실제 양구주택에 적용된 모습.

저에너지 주택의 단열 하면 벽체의 두터운 단열재를 먼저 떠올릴 것이다. 하지만, 저에너지 주택의 단열은 기초부터다. 이른바 ‘얕은 기초’다. 얕은 기초는 ‘동결심도까지 내려가는 깊은 기초’와 대비되는 개념이다. 흔히 땅이 얼고 녹음에 따라 건물 기초가 영향을 받기에 동결심도까지 기초를 파야 한다고 생각하기 쉽다. 하지만, 지내력이 충분하다는 전제 하에 한국패시브건축협회에서 권장하는 기초시공 매뉴얼(IRC 코드)은 주택 자체에서 발생하는 열로 인해 동결심도까지 내려가는 것은 큰 의미가 없다고 명시한다. 다만, 저에너지 주택은 단열로 인해 방출되는 열이 적은데, 이때 수평 단열재가 이를 보완하는 역할을 한다. 얕은 기초가 비용과 연결되는 이유는 깊은 기초는 그만큼 작업량과 골재량의 증가로 이어지기 때문이다. 얕은 기초는 단열 성능 향상과 함께 기초 시공에서 비용 절감으로 이어진다.

POINT 2 :
외단열 마감재와 물끊기

위드하임에서는 고효율 저에너지 주택에 있어 외단열에 포인트를 둔다. 독일의 패시브하우스부터 캐나다로 대표되는 북미 저에너지 주택에 이르기까지, 고효율 저에너지 주택 단열의 기본은 외단열이다. 외단열은 단열층의 끊김을 최소화하면서 주택 전체를 감쌀 수 있어 단열 효율이 상대적으로 높다. 외단열은 단열재가 바깥에 놓이는 특성으로 외장마감재 선택에 있어 다소 제약이 생긴다. 통상적으로 스터코와 같은 미장 마감재가 사용되는데, 벽돌이나 세라믹사이딩 등에 비해 비교적 가격이 합리적으로 형성되어 있다. 다만, 미장 마감재에도 나름의 디테일은 필요하다. 위드하임 윤경일 대표는 “스터코 종류는 제대로 시공하지 않는 경우 빗물로 인한 오염 이슈(눈물 자국)에 취약할 수 있다”며 “지붕과 창호의 물끊기(후레싱)디테일에 주의해야 한다”고 조언한다.

스터코 등 외단열 미장마감재는 외부 오염에 취약하다는 인식이 많다. 하지만, 이는 후레싱 등 물끊기 처리 디테일에 따라 크게 줄일 수 있는 요소들이다. 양양주택 창호에 물끊기를 위한 후레싱이 보인다.

POINT 3 :
단열재 부착과 시공성

국내 패시브하우스에서는 단열재와 단열재가 접하는 부분의 열교를 최소화하기 위해 단열재(EPS 기준) 시공 시 두께 50㎜ 제품 두 장을 겹쳐 시공한다. 위드하임은 여기에 100㎜ 단열재 한 판을 그대로 사용하는 것을 제안한다. 이유는 세 가지다.

첫 번째는 자재 사용량 감소다. 50㎜ 두 장과 100㎜ 한 장은 두께는 같지만, 취급 금액은 50㎜ 두 장이 더 크다.

두 번째는 작 업량 감 소다 50㎜ 한 장과 100㎜ 한 장은 접착제를 도포하고, 붙이고, 기밀 테이프로 마무리하는 필요 작업이 크게 다르지 않다. 작업량이 반 가까이 줄어드는 것이다.

세 번째는 열교 우려가 크지 않다는 점이다. 위드하임 김태진 이사는 “목조주택의 경우 스터드(골조를 이루는 세로 방향 구조재) 사이마다 고밀도 그라스울 인슐레이션이 들어가고 목재라는 소재 자체가 열관류율이 금속이나 콘크리트보다 낮다”며 “‘저에너지 주택’이라는 목표에서는 충분히 만족스러운 결과를 끌어낼 수 있다”고 설명했다.

여기에 OSB합판과 마지막 ‘일방향 가변형 방습지’까지 더해져 저에너지 주택의 단열 시공이 완성된다.

외단열 시공 디테일 *SD value : 정식 명칭은 '등가공기층두께'로 단위는 m이다. '투습저항값'이라고도 부르며 값이 1m보다 작으면 투습, 1m 초과 100m 미만이면 반투습, 100m를 초과하면 불투습이라고 한다. 다만, 실무적으로는 10m를 초과하면 투습이 되지 않는다고 판단한다.

POINT 4 :
기밀층 확보와 투습 기능

주택의 성능을 가늠하는 양대축은 단열과 기밀이다. 아무리 단열이 두터워도 기밀하지 않으면 에너지 성능은 크게 떨어진다. 여기에 위드하임은 하나를 더 꼽는다. 바로 투습 관리다. 벽체의 함수율이 높을수록 단열 성능이 떨어지기 때문이다. 특히나 주택은 일상 생활에서 많은 양의 수분 배출이 상시 일어나기 때문에, 투습 관리는 주택 성능에 적지 않은 비중을 차지한다.

양양과 양구주택을 포함한 위드하임의 저에너지 주택에는 이에 대처하기 위해 스위스 SIGA사의 ‘Majrex 일방향 가변형 방습지(내부용)’를 내벽에 적용한다. 일방향 가변형 방습지는 기밀성을 확보하면서 이름처럼 습기를 한쪽 방향으로만 배출하는데, 덕분에 실내 쾌적함을 유지하면서 벽체 내함수율을 적정 수준으로 효과적으로 낮출 수 있었다.

스위스 SIGA사의 일방향 가변형 방습지 Majrex 200과 실제 시공된 모습(양구주택). 이음면까지 기밀테이프로 꼼꼼하게 이었다.

여기에 일방향 가변형 방습지는 실내용을 벽체 안쪽으로 한 겹만 적용했다. 사전에 철저한 계산을 통해 외부의 수분은 외장재와 OSB 합판에서 충분히 통제가 이뤄진다는 결론을 얻었기 때문. 별도의 투습 방수지를 외부에 더 시공하는 것은 불필요한 중복투자라는 것이다. 단열재 취부와 마찬가지로, 이 부분에서도 비용 절감을 이끌어낼 수 있었다.

양구주택의 벽체 구성으로 SIGA사에서 수행한 시뮬레이션. 6년간(오른쪽으로 갈수록 시간이 흐름) 건축물 건조 가능성을 계산한 결과 만족스러운 값을 얻었다. 왼쪽은 벽체 총 함수량, 오른쪽은 OSB 패널의 함수량.

고효율 저에너지 주택에 대한
오해와 타협

공인 패시브하우스는 까다로운 규정을 거쳐 완성된다. 그만큼 달성이 쉽지 않고, 쉽지 않은 만큼 비용과 노력이 더 많이 필요하다. 주택을 꿈꾸는 많은 건축주의 사정이 공인 주택을 짓기 위한 환경에 최적화되어 있는 경우는 생각보다 많지 않다.

건축 예산이 빠듯하거나, 확보한 대지가 정남향 건축에 부적합할 수도 있다. 뷰를 확보하기 위한 창문 크기나 꼭 원했던 외장재 및 주택 디자인이 패시브하우스 규정과 충돌할 수도 있다. 그렇다고 패시브하우스의 ‘주택 성능에 대한 지향’을 포기하는 것도 옳지 않다. 다만, ‘쾌적하고 효율적인 집’에 건축주 운신의 폭을 넓히는 것. 그것이 위드하임이 제안하는 ‘고효율 저에너지 하우스’의 목표다. 차회에서는 위드하임 프로젝트의 장기 추적을 통해 얻은 데이터와 자재 디테일, 그를 통해 끌어낸 결론을 보다 상세히 소개할 예정이다.

출처 '월간 전원속의 내집 - 2023년 7월호' 

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