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문제 정의
- 본 연구는 생태건축에 적용할 수 있는 기술적인 부분을 연구하고자 하며 이론적 검토와 실제 적용된 사례를 분석하여 생태건축에 적용가능한 건축재료와 태양에너지 적용기술들을 추출하는데 목적이 있다.
제안 방법
- 에코센터의 배치는 채광을 고려하여 정북방향으로 동서 장방형으로 건물을 배치하도록 계획하였다. 가능한 한창면적을 크게 하였지만 겨울철에 에너지 손실을 막기 위해 덧문을 달았다.
- 기본적으로 다져진 흙과 목재를 사용하여 골조를 형성하였으며 부분적으로 물품수납공간의 바닥 같은 경우 해충의 침입을 방지하기 위해 콘크리트를 사용하였다. 다져진 흙벽(rammed earth wall)은 약간의 수분이 있는 흙을 금속을 씌운 합판재로 만든 거푸집을 이용한 틀 속에 채워 넣고 공기압을 이용한 달구로 압축하여 만든다.
- 다져진 흙집의 경우 저렴한 건설비용과 유지관리비가 장점이며 낮은 내재에너지, 흡음효과, 축열로 인한 냉난방효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 다져진 흙벽의 경우 습기에 취약하므로 지면과 직접 접하지 않도록 지면으로부터 10cm가량 띄워 놓았으며 비가 들이치지 않도록 처마를 길게 내어 놓았다.
- 에코센터의 경우 실내교육공간을 북측과 동측으로 면해 있는 곳의 바깥쪽을 유리창으로 처리하고 그 주변에 다져진 흙으로 만들어진 축열벽을 두어 낮 동안에는 태양에 의해 데워진 공기가 위∙아래에 있는 공기의 통로로 순환이 되어 난방이 되고, 밤에는 축열벽에 축열되어 있는 열이 벽체를 통해 방안으로 전달이 됨으로써 난방이 되는 방식을 이용하는 것이다. 또한 베란다는 직접 획득형을 사용하여 개구부를 통해 들어온 태양열이 직접 공기를 덥히거나 목재바닥에 축열이 이루어지도록 하였다. 에코센터의 경우 호주의 동절기 기온이 6°-20° 정도로 12주 정도 지속되어 부착온실형을 사용하지 않아도 된다.
- 지붕재는 친환경적이지는 않지만 우수의 효율적인 집수를 위해 아연도금된 알루미늄 코팅 철제 지붕재를 사용하였다. 무독성의 마감재와 폐신문지를 활용한 단열재를 사용하여 환경부하를 감소시켰다.
- 바닥에 폐콘크리트와 석재를 깔아 축냉체 역할을 하도록 하여 여름철에는 찬 외기를 실내 교육공간에 보내어 온도와 습도를 조절할 수 있도록 되어 있다. 바닥마감을 목재로 하여 방연과 방충을 위해 붕산이 첨가된 파기된 신문지로 만들어 판매되고 있는 재활용 단열재를 120mm 두께로 설치하였다. 지붕에도 동일한 단열재를 120mm의 두께로 설치하여 항상 쾌적한 온도의 범위 안에서 실내온도를 유지할 수 있도록 계획하였다.
- 여름철에 더운 날씨에는 바람의 유입량을 늘리기 위해 북쪽과 동쪽의 큰 개구부를 열고 이 때 바람의 유입량과 강도는 덧문의 각도를 변화시켜 조절하게 된다. 반면 건물의 후면인 남쪽에는 고창을 두어 더운 공기가 빠져나가도록 하였고 서쪽의 개구부는 길고 좁은 통풍슬릿을 두어 개구면적을 최소화 하였으며 바람의 양을 조절할 수 있도록 계획하였다.
- 에코센터는 호주의 크리스탈워터스 생태마을의 입구에 공동체협동조합이 소유하고 있는 상업구역에 위치해 있으며 2000년 국제생태마을테트워크 오세아니아∙아시아 지부 프로그램 감독인 맥스 린데거가 친환경적인 교육시설을 마련하기 위해 자금을 모으고 주정부로부터 지원을 받아 환경설계부문의 전문가인 건축가에게 의뢰하여 최적의 환경적 기법을 이용하고 에너지효율이 높은 건물이 되도록 계획하였다. 에코센터는 건축재료와 수자원, 오폐수 처리, 에너지 측면에서 친환경적 기술이 적용된 우수한 사례이며 교육공간으로서의 역할 뿐만 아니라 크리스탈워터스 생태마을의 공동체의식의 증진에 도움이 되는 공연, 영화상영, 강의, 토론, 세미나, 회의 등이 가능하도록 계획하였다.
- 에코센터는 호주의 크리스탈워터스 생태마을의 입구에 공동체협동조합이 소유하고 있는 상업구역에 위치해 있으며 2000년 국제생태마을테트워크 오세아니아∙아시아 지부 프로그램 감독인 맥스 린데거가 친환경적인 교육시설을 마련하기 위해 자금을 모으고 주정부로부터 지원을 받아 환경설계부문의 전문가인 건축가에게 의뢰하여 최적의 환경적 기법을 이용하고 에너지효율이 높은 건물이 되도록 계획하였다. 에코센터는 건축재료와 수자원, 오폐수 처리, 에너지 측면에서 친환경적 기술이 적용된 우수한 사례이며 교육공간으로서의 역할 뿐만 아니라 크리스탈워터스 생태마을의 공동체의식의 증진에 도움이 되는 공연, 영화상영, 강의, 토론, 세미나, 회의 등이 가능하도록 계획하였다.
- 에코센터의 배치는 채광을 고려하여 정북방향으로 동서 장방형으로 건물을 배치하도록 계획하였다. 가능한 한창면적을 크게 하였지만 겨울철에 에너지 손실을 막기 위해 덧문을 달았다.
- 바닥마감을 목재로 하여 방연과 방충을 위해 붕산이 첨가된 파기된 신문지로 만들어 판매되고 있는 재활용 단열재를 120mm 두께로 설치하였다. 지붕에도 동일한 단열재를 120mm의 두께로 설치하여 항상 쾌적한 온도의 범위 안에서 실내온도를 유지할 수 있도록 계획하였다.
- 태양광 발전의 경우 햇빛이 있는 곳이면 어디서나 설치가 가능하지만 에코센터의 경우 태양빛의 효용을 극대화할 수 있도록 남반구의 특성상 동서 방향으로 20〫내외의 북향으로 계획하였다. 또한 태양전지의 숫자만큼 전기를 생산하며 소음과 진동이 없고 환경오염이 없으며 20년 정도의 내구성을 지니고 있다.
- 에코센터에 적용된 태양에너지 활용시스템은 엑티브 솔라 시스템 중에서는 PV패널을 이용한 태양광발전 시스템을 사용하여 건물자체에서 필요한 전기에너지는 물론 잉여전력은 전력회사에 판매하고 있다. 패시브 솔라 시스템은 다져진 흙벽을 이용한 축열벽과 개구부를 통한 자연환기 시스템으로 냉난방의 효과를 얻을 수 있도록 계획되었다.
대상 데이터
- 이러한 건축의 한 사례로서 호주의 크리스탈워터스 생태마을 내에 있는 에코센터의 경우 구조재로서 흙과 목재의 사용에 있어 다져진 흙 공법의 사용은 흙이 가지고 있는 장점을 최대한 이용하면서 단점을 극복한 좋은 재료이다. 목재의 경우 환경부하를 최소화하기 위해 가공되지 않은 목재를 사용하였고 창문이나 문 등은 재사용된 제품들을 사용하였다. 지붕재는 친환경적이지는 않지만 우수의 효율적인 집수를 위해 아연도금된 알루미늄 코팅 철제 지붕재를 사용하였다.
- 생태건축에 적용가능한 기술적인 측면이 다양하지만 본 연구에서는 생태건축의 중요한 구성요소인 건축재료와 생태건축물을 시공하고 유지하며 관리해나가는데 필요불가결한 에너지를 환경부하가 큰 화석연료를 사용하지 않고 자연에서 얻을 수 있는 청정에너지 중에서 태양에너지의 활용 방안에 연구의 범위를 한정하였다. 사례조사와 분석의 대상으로는 1995년 터키 이스탄불에서 열렸던 ‘제2차 유엔 인간주거회의’에서 유엔으로부터 세계주거상(The World Habitat Award)을 수상한 바 있는 호주의 크리스탈워터스 생태마을 안에 건축된 에코센터(EcoCenter)를 선정하여 연구를 진행하였다.
- 생태건축을 실현하기 위하여 건축재료와 기술적인 측면에서의 연구와 개발이 절실히 요구되어지는 게 우리가직면한 현실이다. 생태건축에 적용가능한 기술적인 측면이 다양하지만 본 연구에서는 생태건축의 중요한 구성요소인 건축재료와 생태건축물을 시공하고 유지하며 관리해나가는데 필요불가결한 에너지를 환경부하가 큰 화석연료를 사용하지 않고 자연에서 얻을 수 있는 청정에너지 중에서 태양에너지의 활용 방안에 연구의 범위를 한정하였다. 사례조사와 분석의 대상으로는 1995년 터키 이스탄불에서 열렸던 ‘제2차 유엔 인간주거회의’에서 유엔으로부터 세계주거상(The World Habitat Award)을 수상한 바 있는 호주의 크리스탈워터스 생태마을 안에 건축된 에코센터(EcoCenter)를 선정하여 연구를 진행하였다.
- 우수의 집수를 효율적으로 하기위해 아연도금 된 알루미늄코팅 철제 지붕재를 사용하였고 밝은 색의 지붕재는 많은 열을 반사시키는데 유리하다. 철제 지붕재는 높은 내재에너지를 가지고 있어 친환경적이지 않지만 재활용하기에 편리하며 흙지붕이나 초가지붕, 나무널지붕은 화재에 취약한 단점을 가지고 있다.
- 목재의 경우 환경부하를 최소화하기 위해 가공되지 않은 목재를 사용하였고 창문이나 문 등은 재사용된 제품들을 사용하였다. 지붕재는 친환경적이지는 않지만 우수의 효율적인 집수를 위해 아연도금된 알루미늄 코팅 철제 지붕재를 사용하였다. 무독성의 마감재와 폐신문지를 활용한 단열재를 사용하여 환경부하를 감소시켰다.
성능/효과
- PV패널을 의장적으로 활용하기 위해 지붕에 직접 접착된 제품을 사용하려 했지만 고비용과 저효율의 문제점으로 사용하지 않았다. 그러나 24개의 PV패널을 지붕의 끝선과 경사면에 적절히 배치함으로써 의장적으로도 효과적으로 배치하였다.
- 셋째, 물과 공기의 오염, 외부로 방출되는 열, 폐기물, 폐수의 양과 농도 그리고 토양의 포장을 최소화 한다. 넷째, 대지 주변에 다양한 종의 동물과 식물이 서식 가능하게 한다. 다섯째, 건축물의 주위 경관과 어우러지게 배치하여 건강한 주생활과 업무가 가능하게 한다.
- 넷째, 대지 주변에 다양한 종의 동물과 식물이 서식 가능하게 한다. 다섯째, 건축물의 주위 경관과 어우러지게 배치하여 건강한 주생활과 업무가 가능하게 한다.
- 둘째, 자연의 순환체계와 재생 가능한 자원을 효율적으로 활용한다. 셋째, 물과 공기의 오염, 외부로 방출되는 열, 폐기물, 폐수의 양과 농도 그리고 토양의 포장을 최소화 한다. 넷째, 대지 주변에 다양한 종의 동물과 식물이 서식 가능하게 한다.
- 첫째, 건축물의 시공과 유지관리에 필요한 에너지와 자원의 수요를 최소화 한다. 둘째, 자연의 순환체계와 재생 가능한 자원을 효율적으로 활용한다.
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