- [전원주택/땅이야기] 디테일들을 더해 에너지제로하우스를 구현한 대전 하기동 주택
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돌핀님
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2018.09.03 00:12
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에너지 제로를 향한 전원주택 건축 디테일의 집약
동•남향 배치를 고려한 평면 구성, 바닥 면적 대비 외기에 접하는 면적의 비율은 최소화할 것. 패시브하우스의 기본 설계에 건축적 최신 디테일들을 더해 에너지제로하우스를 구현한 대전 하기동 주택을 소개한다.
↑ 70평 규모의 단독주택 택지지구 내 들어선 집. 여름철 외부 차양을 내려 뜨거운 햇볕을 막는다.
↑ 치장을 배제하고 선과 면, 조명과 채광으로만으로도 극적인 효과를 내는 인테리어
[House Data]
❶ 기초콘크리트 방수방습의 완결판, 프리프루프(Preprufe) 시스템
일반적으로패시브하우스 기초공사 시 콘크리트 구조체의 방수 방습을 위해 개량형 아스팔트 시트 혹은 고무화 아스팔트 시트를 사용한다. 이러한 아스팔트계열 시트는 탈유고화 현상과 열화현상으로 인해 내구성과 물리적인 특성이 현저하게 낮아져 지속가능한 건축물을 구현하는 것이 불가능하다.
하기동패시브하우스에는 다각도의 고민 끝에 반영구적인 방수•방습성능을 지니는 제품을 찾았고, 세계적인 다국적 건설화학회사인 그레이스社(Grace Construction Products)의 프리프루프(Preprufe)라는 고밀도 폴리에틸렌계합성맴브레인을 택해 시공했다. 프리프루프는 기초콘크리트와 일체 부착하여 반영구적인 방수방습은 기본으로 콘크리트 내구성을 100년 이상 증가시키고 기초콘크리트의 휨강도를 현저하고 상승시키는 동시에 라돈(Radon)가스와 메탄가스로부터 사용자를 보호한다고 알려져 있다.
↑ 기초 바닥의 단열 시스템은 열교를 피하기 위해 연속성을 최우선으로 해야 한다. XPS 사이 우레탄폼은 5줄 이상 충진한다.
↑ XPS는 두 겹으로 설치하는데 지그재그로 덮어서 선형 열교를점형열교로 변환한다.
↑ 매트 기초의 방수방습을 위해 미국 그레이스社의Preprufe를 사용하였고, 그 위에 고밀도 폴리에틸렌계 합성 멤브레인을 적용했다.
↑ 기초 벽체 부분의 방수•방습을 미국 그레이스社의 Bituthene3000을 사용하였다. 이는 영하 40도에서 방습성능을 유지하는 제품이다.
↑ 기초 벽체 역시 XPS 240㎜ 두께를 설치한다. 우레탄폼을 최대한 꼼꼼히 쏘고 부착한다.
↑ 배관 파이프들의 방수•방습을 위해서는 액체형멤브레인 LM(Liquid Membrain)이 필수다.
↑ 한 가지 색 브릭타일과 블랙 징크로 마감한 외관. A/V비율을 최소화하면서 디자인적 완성도도 놓치지 않았다.
❷ 하우징브라인 쿨러 시스템
국내 기후는 하절기가 유독 고온 다습한 환경이므로 냉방기구를 사용해 습도와 온도를 낮추어 쾌적한 실내공기를 유지하는 것이 매우 중요한 문제다.
통상 사용하는 벽걸이형, 스탠드형, 천장 카세트형 에어컨은 침실, 거실 등 거주 공간의 각방에 설치하는데, 설치비가 고가이고 고풍량과 냉방용량을 사용하므로 운전 시 에너지 비용은 물론, 실내 온도 변화가 심하고 과소음의 공해에 노출되어 있다.
'하우징브라인 쿨러 시스템'은 이러한 문제점을 모두 해결할 수 있는 환기냉방시스템이다. 이 시스템은 패시브하우스와 같은 고효율에너지주택이 냉방부하가 적다는 점에 착안하여 환기장치에 냉방기를 연결하여 침실과 거실 등 각각의 거주 공간의 온도와 습도를 쾌적하게 제어할 수 있다. 소음이 적은 것은 물론, 경제적인 설치가 가능한 환기냉방시스템이다.
↑ 독일 Zehnder社의 3㎾ 태양광 기기가 설치되어 있다. 집에서 필요한 에너지원은 태양광으로 충당한다.
❸ ROCKCELL Passive Detail Set (Load-bearing EIFS)
대전패시브하우스외단열 시스템은 독일 파시브하우스연구소(PHI)가 인증한 외단열 시스템인 'ROCKCELL Passive Detail Set(Load-bearing EIFS)'으로 시공하였다. 이는 세계 최초로 중량물외단열 외장마감이 가능한 시스템으로 외장을 브릭 타일로 마감하여 미려한 외관을 완성할 수 있게 도와준다. 특히 이 시스템은 건축물 열교 취약부위 16개소의 열교 디테일에 대한 인증 시스템으로 열교 없는 주택의 가장 중요한 재료적 요소로 작용하고 있다.
↑ 록셀보드 전면에 본드를 최소 5㎜ 두께로 샌딩한 후 부착한다.
↑ 보드 접촉 부위는 우레탄폼을 충분히 충진하고 팽창 밴드를 설치한다.
↑ 보드 고정 시에는 스크루 사용을 최소화하고 스크루홀에는우레탄폼을충진해열교를 예방한다.
↑ 제로열교 화스너(0.002W/mk)를 사용한다. 스크류 머리 부분이 PVC캡으로 되어 있어 열교를 최소화할 수 있다.
↑ 화스너 시공 부위 우레탄폼을 충진한 상태. 외벽 단열체의 두께를 가늠할 수 있다.
↑ 건물 전체 외벽에 록셀보드를 전부 부착한 상태. 마치 견고한 요새를 보는 것 같다.
↑ 거실 층고를 과감히 오픈한 전경. 에너지 효율에 대한 자신감을 보여준다.
↑ 벽면 서재 진입부와 코너에는 작은 벤치를 두어 책 읽는 공간을 만들었다.
↑ 2층 침실에서 바라본 발코니와 주변 전경. 간접 조명을 활용했다.
❹웜루프시스템(Warm-roof System)으로 최적의 쾌적성 확보
유럽의 경우 콘크리트조 벽체에 목구조 지붕의 웜루프 시스템(Warm-roof System)을 채택하는 경우가 많다. 이 방식이 콘크리트조 지붕 구조체에 비해 건축물의 습기 배출에서 탁월한 효과가 있기 때문이다.
하기동패시브하우스 역시 주택의 쾌적성을 최우선으로 고려하여 지붕은 웜루프 방식을 택하였는데 구조체로 375㎜의 I-JOIST를 설치하고 그 위에 2×12 구조재를 올려 선형열교를점형열교로 바꾸었다. 구조재 사이에는 브로어 방식의 그라스울인에코필(32K)로 빈틈없이 충진하고, 단열재 상부층엔투습방수지타이벡 수프로(Tyvek Spuro)를 사용하여 상부로 습기가 원활히 빠질 수 있게 하였다. 지붕 하부 내측에는 상대습도에 따라 투습량이 달라지는 가변형투습방습지, 듀폰 스마트에어가드와 상고방이소바바리오를 적용하였다.
↑ RC조 벽체 위에 지붕은 습기 제어에 유리한 경량목구조로 시공한다. 박공지붕 I-JOIST 구조를 먼저 시공한다
↑ I-JOIST 구조 위 2×6 목구조를 설치해 선형열교를 점형열교로 변환한다.
↑ 지붕 구조체의 습기 배출을 위해 지붕용 투습방수지를 설치한다. 타이벡 수프로(Tyvek Supro)의 sd값은 0.015이다.
↑ 투습방수지 위에 2×4 장선을 설치해 환기층을 만든다. 그 위에 OSB합판을 시공한다.
↑ OSB합판에도 전체 지붕 면적 내비환기량을 고려해 환기구(벤틸레이션)을 타공해 준다.
↑ 환기구타공 부분에 방충망을 설치해 혹시 모를 벌레 등의 유입을 예방한다.
↑ I-JOIST 구조 위 2×6 구조재 사이에는 공기로 불어 넣는 방식인 고밀도 그라스울을 충진한다. 30K 밀도의 에코필 제품이다.
↑ 가변형 투습방습지 듀폰 SMART AIRGUARD를 시공한 천장. 지붕 웜루프 시스템은 실내 기밀시공이 무엇보다 중요하다.
↑ 가변형 투습방수지 상고방이소바 VARIO를 시공해 기밀을 완성한 실내 천장. 이음매는 3M 기밀테이프를 사용했다.
↑ 돌출된 발코니 부분은 열교를 막고자 Schock社의 아이소코프를 적용했다.
❺열교 없는 창호 디테일 연구와 적용
창호 주변의 기밀 시공은 수백 번 강조해도 지나치지 않다. 창호 주변은 시멘트 모르타르로 매끈하게 미장하고 프라이머를 도포한 후, 기밀전용 실란트, 투습방습지 창호 전용 테이프 등을 설치해 기밀과 열교를 잡았다.
↑ 창호 벽체 연결 부위는 스테인리스 브라켓과 스테인리스 스크루를 사용해 열교 저감을 유도했다.
↑ 창호 외부 프레임은 록셀 보드를 사용해 단열했다. 접촉 부위들은 팽챙밴드 시공, 우레탄폼 충진 등이 선행되었다.
↑ 창호 기밀시공을 위해 프라이머를 도포하고 투습방습지 창호 전용 테이프를 설치했다. 브라켓 부위는 3M 기밀테이프로 보강했다.
↑ 창호 시공 디테일 - 1
↑ 창호 시공 디테일 - 2
❻ 사소하지만 중요한 기밀 디테일들
블로우도어테스트는 설비 공사 후, 전기 공사 후 등 지속적으로 실시해 기밀성을 해치는 부분을 계속 파악해 나가야 한다. 의외로 배관이나 전기 배선, 콘센트 부위에서 주택의 에너지 소비가 많다. 골조 자체의 일률적이지 않은 미장 면에도 주의를 기울여야 한다.
↑ 콘센트 기밀만 제대로 해도 건축물의 에너지 소비를 10% 정도 줄일 수 있다. 중앙집중식 허브형 전기박스를 설치했다.
↑ 전기 파이프 끝단에는 콘센트 전기파이프 마개로 기밀을 유지했다. 외부 전기파이프 역시 기밀 마개를 시공했다.
↑ 콘크리트 벽체는 미장을 한 번 더해 철저하게 기밀성을 확보한다. 구조체에 20㎜ 두께로 한 번 더 미장하고, 바닥과 벽체 조인트 부분은 특히 주의한다.
