제23호 2013년 겨울 [특집] 특집-응답하라 쓰레기

[ 적정기술③ 축열벽과 일광온실 ]

겨울 햇빛을 난방에너지로

글 김성원



축열벽이나 일광온실은 우리에게는 생소하지만 유럽 패시브 건축에서 종종 이용되고 있는, 꽤 유용한 자연난방기술이다.
축열벽은 전면에 유리를 두고 간격을 띄워 세운 짙은 색의 두꺼운 흙벽이나 콘크리트 벽체이다. 축열벽은 전기로 작동하는 강제 공기난방 장치들에 비해 별도의 에너지가 필요하지 않을 뿐 아니라 실내를 훨씬 쾌적하고 조용하며 편안하고 온화하게 만든다.

복사열 축열벽
축열벽은 프랑스의 발명가 펠릭스 트롬브가 발명했는데 그의 이름을 따서 트롬브월이라고 부른다. 전형적인 축열벽은 햇빛을 보다 많이 흡수하는 짙은 색(주로 검은 색)으로 칠한 20~40cm 두께의 벽체와 벽체에서 2~15cm 간격을 두고 설치한 단창 또는 이중의 통유리로 구성된다. 통유리를 통해 들어온 태양열은 낮 동안 어두운 색상의 벽체에 흡수되고 천천히 벽체 안쪽 실내로 따뜻한 열기를 방출한다.


통유리와 벽 사이 공간은 벽에 흡수된 태양열이 겨울철 차가운 외기에 접촉하여 쉽게 냉각되지 않도록 막아 주는 역할을 한다. 벽에서 방출하는 열은 실외로 바로 빠져나가지 않고 벽과 유리창 사이에 갇혀 있다. 태양열이 벽에 흡수되어 저장되었다가 실내로 복사열을 내보내는 데 걸리는 시간은 약 8~10시간. 즉 축열벽은 낮 동안 태양열로 가열되었다가 저녁부터 실내를 온화하게 만들어 준다. 주로 거실이나 침실에 적용하면 적절하다.

대류식 축열벽
낮 동안 자연대류 현상을 활용하여 실내 공기를 가열하도록 축열벽을 만들 수도 있다. 축열벽의 상부와 하부에 공기 통풍구를 만들면, 상대적으로 차가운 실내 공기는 벽체 하부 통풍구를 통해 벽체와 통유리 공간으로 들어가서 태양열로 가열되고 뜨거워진 공기는 벽체 상부의 통풍구를 통해 실내로 다시 들어간다. 밤에는 통풍구를 닫아두어야 낮과 반대로 실내의 공기가 냉각되지 않는다.

일광온실
일광온실의 동작원리는 축열벽과 같다. 차이가 있다면 일광온실은 축열벽과 온실 사이에 드나드는 문을 설치하고 일광온실 공간을 일종의 채광이 좋은 거주 공간(Sun room)으로 활용한다는 점이다.

축열벽과 일광온실 설계 유의점
만약 여름철에 축열벽이 햇빛에 과열된다면 아마 집 안은 찜통이 되고 말 것이다. 여름철 축열벽 과열을 방지하기 위해서는 적절한 처마 길이와 통유리의 배기구나 햇빛 차광막, 블라인드가 필요하다. 이밖에도 통유리와 축열벽 사이 공간을 청소하는 방법을 마련해야 한다.
여름철 축열벽 하부의 통풍구와 반대편 벽 하부의 통풍구, 통유리 상부의 통풍구를 열어두면 자연대류 현상에 따라 실외의 시원한 공기를 끌어들일 수 있다. 또한 축열벽과 통유리 사이의 뜨거워진 공기를 외부로 배출하여 과열되지 않도록 만든다.

물통 축열벽
통유리 안쪽에 임시로 축열벽을 만들려면 페트병에 물을 담아 쌓아도 효과를 볼 수 있다. 다만 태양열을 흡수했다 실내로 방출하는 지연 시간은 벽돌이나 콘크리트, 흙으로 만든 축열벽에 비해 짧다.


축열벽과 일광온실 설계 유의점
만약 여름철에 축열벽이 햇빛에 과열된다면 아마 집 안은 찜통이 되고 말 것이다. 여름철 축열벽 과열을 방지하기 위해서는 적절한 처마 길이와 통유리의 배기구나 햇빛 차광막, 블라인드가 필요하다. 이밖에도 통유리와 축열벽 사이 공간을 청소하는 방법을 마련해야 한다.
여름철 축열벽 하부의 통풍구와 반대편 벽 하부의 통풍구, 통유리 상부의 통풍구를 열어두면 자연대류 현상에 따라 실외의 시원한 공기를 끌어들일 수 있다. 또한 축열벽과 통유리 사이의 뜨거워진 공기를 외부로 배출하여 과열되지 않도록 만든다.

물통 축열벽
통유리 안쪽에 임시로 축열벽을 만들려면 페트병에 물을 담아 쌓아도 효과를 볼 수 있다. 다만 태양열을 흡수했다 실내로 방출하는 지연 시간은 벽돌이나 콘크리트, 흙으로 만든 축열벽에 비해 짧다.



↘ 김성원 님은 전환기술 사회적협동조합 이사, 흙부대생활기술네트워크(cafe.naver.com/earthbaghouse) 대표로, 나누며 가꾸는 자급자족 마을, 더불어 만드는 생활기술공동체를 꿈꾸고 있습니다.


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