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[NIE] 두께 24㎝ 단열재로 둘러싼 ‘보온병 같은 집’…보일러 없어도 22~23도

중앙일보 2011.10.12 04:28 Week& 11면 지면보기



교과서 속 이야기 신문에도 있네요
초4-2 과학(교육과학기술부) Ⅲ. 내가 만든 보온병





날씨가 많이 추워졌어요. 지난겨울엔 서울이 모스크바보다 더 추웠다고 하죠. 전문가들은 올겨울도 그에 못지않을 거라고 해요. 만약 난방을 전혀 하지 않아도 집이 따뜻하다면 어떨까요? 실제로 그런 집이 있답니다. 보온병 원리를 활용해 지었다고 해요. 이번 기사에서 난방비 걱정 없는 ‘제로에너지하우스’에 대해 알아보고, 교과서에서는 보온병 원리를 통해 단열과 보온의 의미를 살펴보도록 합시다.









강원도 홍천 ‘제로에너지하우스’ 이대철씨









1 이대철씨는 “겨울을 세 번 지내는 동안 화석연료는 한번도 사용하지 않았다”며 “에너지 안 쓰는 주택을 알리고 보급하겠다”고 말했다. 2 제로에너지하우스 건축에 사용된 두께 24㎝짜리 스티로폼 단열재. 3 보조 난방 수단인 러시아식 페치카. [김경록 기자] 제로에너지하우스(zeroenergyhouse.co.kr) 제공



“이 집을 짓기 전에 에너지 관련 책만 1000권 읽었어요. 제가 직접 설계한 이 집에서는 간혹 장작을 때는 것 말고는 화석에너지 사용이 제로(0)예요.”



이대철(67)씨가 지은 ‘제로에너지하우스’가 있는 곳은 우리나라에서도 가장 추운 강원도 홍천군이다. 집 주변을 산들이 병풍처럼 둘러싸고 있고 창문만 열면 내린천의 물줄기가 한눈에 보인다. 이제 막 가을의 문턱에 접어든 지난 4일, 그곳은 산골 바람소리가 거칠었다. 단 14가구가 사는 산속 오지에서 난방 없이 어떻게 겨울을 나는 게 가능할까.



글=박형수 기자

사진=김경록 기자





화석연료 사용 제로(0)의 비결은 단열



어깨가 저절로 움츠려 들 정도로 찬바람이 불었지만 집안 공기는 훈훈했다. 실내온도는 23도. 이씨는 “러시아의 모스크바보다 우리나라 기온이 더 낮았다는 지난겨울의 혹독한 추위에도 이 집은 보일러 없이 22~23도를 유지했다”고 말했다. 온기의 비결은 철저한 단열이었다. 제로에너지하우스의 주재료는 두께가 20㎝ 넘는 스티로폼 단열재다. 이씨는 “위아래에 합판을 댄 특수 스티로폼인 SIP(Structure Insulated Pannel)로 벽은 물론 바닥까지 집 외관 전체를 둘러싸 보온병과 같은 구조로 만들었다”고 설명했다.



단열재의 기능은 따뜻한 내부 온기가 밖으로 새나가지 않게 차단하는 것이다. 보일러가 없는 상태에서 내부 온도를 데우는 건 어떤 열일까? 이씨는 “유리창으로 들어온 햇볕, 집 안에서 사용한 가전제품이 내뿜는 열기, 사람의 체온이 이 집의 열 공급원”이라고 말했다. 오랜 기간 구름이 끼고 눈이 쏟아지는 등 기상 악화로 햇볕이 들지 않는 날은 실내 온도가 20도 아래로 떨어지기도 한다. 이때를 대비한 난방 보조 수단이 러시아식 페치카다. 불이 꺼지면 온기도 금세 사라지는 일반 벽난로와 달리 이 페치카는 뜨거운 공기가 순환하면서 내화벽돌을 달구도록 설계돼 불이 꺼진 뒤에도 36시간 이상 온기가 유지된다고 한다. 페치카가 데우는 공기도 외부에서 끌어오는 구조라 실내에 산소 부족 현상도 발생하지 않는다.



이씨는 “열을 뺏기지 않으려면 밀폐된 구조로 짓는 게 관건”이라고 말했다. 틈이 많을수록 열 손실이 커지기 때문이다. 이때 문제가 되는 건 환기다. 이씨는 “집안을 쾌적한 상태로 유지하려면 1시간마다 집 안팎 공기가 50%씩 순환돼야 한다”며 “집이 밀폐됐기 때문에 환풍기를 달아 강제로 실내 공기를 빼내고 바깥 공기를 들여온다”고 얘기했다. 열 교환기를 설치해 환기 때 발생하는 열 손실도 최소화했다. 실내에서 빠져나가는 공기의 온도를 열 교환기로 잡아뒀다가 그 온기로 외부 공기를 덥혀서 집 안으로 들여오는 원리다.



환경 생각하며 집 짓는 문화 만들어가야



이씨가 직접 아이디어를 짜내 지은 집이지만, 아쉬움도 있다. 그는 “열 효율만 생각해 북쪽 방향으로는 창문 크기를 최소화해 딱 한 개만 만들었는데, 막상 짓고 보니 북쪽 전망이 가장 좋더라”며 웃었다. 또 단열 효과를 높이기 위해 창문마다 나무 덧문을 만들어 달았지만 단열 효과가 거의 없어 무용지물이 됐다. 이씨는 “덧문은 미세한 틈이 있어 벽처럼 실내를 밀폐시켜주지 못하다 보니 열을 잡아주지 못하더라”며 “머릿속 이론과 실제 모습이 이렇게 다르다”고 털어놨다.



그는 요즘 짓는 건축물들에 대해 안타까움을 표하기도 했다. “대기업의 본사 건물, 도시마다 들어서는 호화 청사, 고가의 주상복합형 아파트들을 보면 유리가 건물 외관을 둘러싸고 있잖아요. 우리나라의 얼굴과 같은 역할을 할 중요한 건물들을 에너지 문제를 전혀 고려하지 않고 짓는다는 사실이 슬픕니다.” 유리로 덮은 건물은 단열이 전혀 안 돼 여름철에는 냉방이 끊기면 100도까지도 쉽게 올라가고, 겨울에는 바깥보다 조금 따뜻할 뿐이어서 냉난방에 에너지 소모가 클 수밖에 없다는 말이다.



제로에너지하우스는 2008년 말에 짓기 시작해 두 달 반 만에 완성했다. 건축비는 3.3㎡(1평)당 320만원 정도. 일반 목조주택을 짓는 것보다 기간도 짧고 건축 단가도 저렴하다. 이씨는 “단열재가 집의 구조체 역할까지 하다 보니 건축 방법도 간단해 일반인도 제로에너지하우스를 쉽게 지을 수 있다”고 말했다. 그는 “집은 가족이 편안함을 느끼며 미래를 설계하는 장소여야 한다”고 정의했다. “디자인도 중요하지만, 장기적인 관점에서 우리의 삶과 맞닿아 있는 에너지나 환경 문제에 대해 고민하며 자신의 공간을 만들어갈 필요가 있다”고 강조했다.



중앙일보 기사로 더 생각해 보세요



에너지 부족 사태와 스마트그리드



지난달 15일 발생한 정전 대란은 부적절한 수요 예측, 보고 체계의 혼선, 사전 예고 미흡 등 총체적인 문제가 원인이라는 지적이다. 문제는 바로 코앞에 닥친 겨울철 전력 수급이다. 향후 2~3년간 전력 수급 측면에서 발전 설비가 넉넉하지 않고 단기간에 발전 설비 투입도 불가능하다. 올겨울이 예상보다 일찍 다가오고 더 춥고 더 오래 간다면 난방용 전력 수요가 가파르게 올라갈 것이 뻔하다. 공급은 제한적인데 수요가 급격히 늘어날 수 있다. 만약 겨울철에 정전 대란이 반복되면 그 피해는 훨씬 치명적일 것이다.



대안으로 스마트그리드가 주목받고 있다. 스마트그리드란 각 가정의 전력 사용 변동량을 실시간으로 파악하고 정전 위험을 곧바로 각 가정에 전달해 정확한 수요 예측과 조정이 가능한 시스템을 말한다. 스마트그리드의 등장 배경은 미국 캘리포니아와 뉴욕에서 일어난 대규모 정전 사고다. 미국은 2003년 대규모 정전 사고를 경험하면서 전력망의 근대화를 위한 스마트그리드 정책 마련에 본격적으로 나섰다.











관계기사

2011년 10월 5일자 E8면

‘스마트그리드’ 한국이 가장 빠르다

2011년 9월 27일자 33면 겨울철 정전대란 우려된다

2011년 9월 20일자 E8면

전력대란, 스마트그리드가 해답

2011년 5월 12일자 E8면

‘지능형 전력망’에 사업 기회 있다



우리나라의 전력계통망은 크게 발전, 송·변전, 배전, 고객의 네 분야로 나눠지며, 분야별로 전산화가 돼 있다. 그러나 정작 각 분야에서 제공하는 데이터는 통합돼 있지 않다. 정확한 전력 수요 예측을 위해서는 각 분야별 정보가 하나의 플랫폼 위에서 통합돼야 한다. 또 가능한 한 많고 정확한 정보를 통해 최적화된 에너지 관리시스템이 이뤄져야 한다.



10년 뒤 사회 … 에너지 대책 세워야



10년 뒤 사회는 어떤 모습일까. 전문가들은 환경 오염과 기후 변화로 인해 산업 구조는 물론 선호하는 직업까지 달라질 것으로 전망하고 있다. 선진국을 중심으로 친환경 산업 구조 재편이 가속화되고 국제적 환경 규제가 새로운 무역 장벽으로 작용하게 된다. 친환경 재료와 소재 같은 새로운 환경 시장이 대두하는 한편 환경 규제가 생산·유통망의 전 영역으로 확산될 전망이다. 에너지·식량·물 같은 자원 고갈에 대한 불안도 확산될 것이다.



거리 모습도 바뀐다. 빌딩마다 태양전지 패널로 지붕을 덮고 교외엔 태양광 발전소가 속속 들어서게 된다. 실제로 독일의 한 민간기관은 2009년 세계에서 가장 큰 사막인 아프리카 사하라에 태양광 발전소 설립 계획을 발표하기도 했다. 완공 이후엔 인류가 필요한 전기에너지의 절반을 사하라 사막에서 감당할 수 있게 된다.



관계기사

2011년 9월 11일자 10면 에너지·환경·재생·

녹색문명 이끄는 ‘그린칼라’가 대세

2011년 7월 18일자 E9면

“중국 신재생 에너지, 10년 뒤 한국 추월”

2011년 7월 15일자 E8면

‘에너지 민족주의 시대’ 우리가 사는 법

2011년 6월 5일자 10면 빌딩마다 태양전지 패널,

교외엔 태양광 발전소 … 선파워 시대 활짝 열린다



이번 주 주제와 관련된 NIE 활동 이렇게



1. 지난달 15일 전국적으로 정전 사태가 발생했다. 겨울철 전력 사용량이 많아지면 정전 사태가 반복될 것이라는 우려도 적지 않다. 아래 기사를 참고해 에너지 공급이 끊긴 날을 상상해보고 가상 일기를 써본다.



대규모 정전으로 인한 피해 가운데 가장 규모가 큰 것으로는 1977년 7월 13일 밤 미국 뉴욕시에서 발생한 사고가 꼽힌다. 당시 25시간 동안 퀸스 지역 일부를 제외한 뉴욕시 전역에 전기가 들어오지 않았다. 뉴욕시에 전기를 공급하는 웨스트체스터 카운티의 콘 에디슨 발전소에 낙뢰가 떨어졌기 때문이다.



정전으로 인한 암흑을 틈타 밤새 뉴욕 시내 상점 1700곳이 약탈을 당했다. 경찰에 체포된 인원이 3000명을 넘었다. 재산 피해는 1억5000만 달러로 기록됐다. 대형 수퍼마켓 울워스는 화재 피해가 심해 정전 사태 뒤 건물을 헐었을 정도다. 에이브러햄 빔 당시 뉴욕시장은 이날을 ‘공포의 밤’이라고 불렀다. 주민 800만 명이 공포에 떨었다.



<중앙일보 2011년 9월 16일자 4면 1977년 뉴욕 25시간 정전 ‘공포의 밤’>



2. 아파트나 연립주택처럼 여러 사람이 모여 사는 집도 보온병 원리를 활용해 제로에너지하우스를 지을 수 있을까? 아파트를 제로에너지하우스로 지을 수 있는 방법을 고민한 뒤 독자 기고문으로 써본다.



예>우리나라에서는 화석연료가 전혀 나지 않는다. 가정과 산업에 쓰이는 에너지원을 100% 수입에 의존하고 있다. 언젠가는 고갈될 것이 분명한 에너지원을 물쓰듯 낭비하는 모습을 보면 답답함을 감출 수 없다. 대체에너지 개발에 대한 이야기도 많지만, 현재 우리가 좀 더 노력해야 할 일은 지금 사용하는 에너지 자원을 아끼는 것이다. 우리의 주거 환경부터 개선해야 한다. 특히 많은 사람이 모여 사는 아파트는 단열 시스템을 철저히 하면 에너지 사용량을 현저히 낮출 수 있을 것이다. 중국은 아파트 외관을 단열재로 덮는 것을 법으로 규정하고 있다. 이것만으로도 큰 에너지 절약 효과를 보고 있다. 우리나라도 이런 사례를 본받는다면 아파트에 거주하는 사람도 쾌적한 환경에서 살 수 있고 에너지도 절약하는 일석이조의 효과를 거둘 수 있을 것이다.



3.10년 뒤 에너지나 환경과 관련된 직업이 ‘그린칼라’로 각광 받을 것이란 전망이 있다. 신문에서 에너지 관련 직업을 찾아 스크랩하고 자신의 진로 계획과 비교해본다.
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