[논문]미국 친환경 학교 건축 사례 기고문 시리즈

고배원

미국 친환경 학교 건축 사례 기고문 시리즈
A Series of Articles on Exemplary Green School Design Cases in the US 원문보기

고배원 (이노베이티브디자인 디자인담당)

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문제 정의

그 변화가 무엇인지는 여러 가능성이 있다. 교육 현장에서의 고객(customer)인 학생과 공급자(supplier)인 교사들의 참여를 통해 그들의 input에 최대한 부합한 디자인을 이끌어내는 참여형 설계 방식이 오류를 줄일 수 있는 최선의 방법이라는 메세지를 전달하고자 함이다.
하지만, 가끔씩은 자동으로 세팅되어 있는 범위 밖으로 조명을 컨트롤 해야 하는 경우도 있어서, 손으로 조절할 수 있는 스위치들이 제공되었다. 그림 6에서 보듯, 일반인인 교사가 사용하기에는 다소 복잡한 조명 스위치가 제공되었기에, 입주 후에 사용설명서를 교사들에게 제공하였고, 조명을 비롯한 각종 건물의 특징들을 교육하는 설명회를 개최하여, 사용 상의 혼란을 최소화하고자 했다.

제안 방법

따라서, 다양한 공간 구성이 필요하며, 조명과 음향 등도 각기 다른 변화된 공간이 필요하다. 그림 8에서 보듯, roof monitor window에서 들어오는 자연채광을 실내에 수직으로 3～4열로 설치된 fabric baffle을 통해 빛을 분산시켜, 부드러운 빛이 그룹 활동 및 독서 공간을 비추도록 하였고, 서고 부분은 자연 채광이 필요가 없이 낮은 조도의 조명만을 계획하였다. 그림 9에서 보는 천정이 낮은 공간은 교실처럼 Smart TV를 통해 영상 교육을 할 수 있는 공간이다.
교실의 마감재는 공통적으로 바닥에 앉아 소그룹으로 진행하는 활동이 많은 탓에 카펫으로 75%의 바닥을 커버하고, 미술 활동이나 위생관리에 필요한 sink 앞과 미술 활동 테이블을 놓을 수 있는 곳은 청소가 편한 bio-based tile을 깔았다. 모든 캐비넷과 smart tv screen의 높이는 각 학년 아동의 나이에 맞게 다양한 높이로 설계했다.
조명기구는 교실 전체가 LED 등이며, 입주자 감지 센서(occupancy sensor)를 통해 사람의 움직임과 소리를 통해 on/off가 자동으로 이뤄지며, 자연 채광 센서(photometric sensor)를 통해 조도가 자동으로 조절되는 dimming system으로 최적의 조도를 제공한다. 하지만, 가끔씩은 자동으로 세팅되어 있는 범위 밖으로 조명을 컨트롤 해야 하는 경우도 있어서, 손으로 조절할 수 있는 스위치들이 제공되었다.
자연채광용 창호의 경우, 빛 투과율 30%(Tvis=30%)을 가지는 섬유유리 충전 반투명 복층유리(fiberglass filled translucent double galzing)을 사용하여, 직사광선을 배제하고 균일하게 흩어진 편안한 자연 채광을 실현하였다. 창호의 크기는 DaySIM이라는 자연 채광 분석툴을 사용하여, 연중 교실 사용 시간의 2/3에 해당하는 시간 동안 인공 조명 없이 자연 채광만으로 500lux 정도의 조도를 유지할 수 있는 최적의 창호 크기를 채택하였다.
처음 설계를 시작할 때만 해도 “interactive screen”이라는 것이 white board를 대신하여 사용되기로 했으나, 공사가 진행되어 입주를 6개월 여 앞두고 각종 기기들을 주문할 시기가 되었을 무렵엔 터치 스크린을 겸한 대형 smart TV를 교습 도구로 사용하기로 결정하였다.
체육관과 강당은 접을 수 있는 가변형 벽체(folding partition)을 사용하여, 평소에는 각각의 기능을 하는 구분된 공간으로 사용하고, 1년에 2～3차례 있는 큰 행사 때에는 벽체를 열고 체육관에 접이식 의자를 놓아, 큰 행사용 공간으로 사용할 수 있게 계획되었다. 체육관은 다른 공간들과 마찬가지로 분산된 빛을 들이는 자연채광을 적극 도입하였다. 강당에 설치된 의자는 원래 있던 학교 강당에 1950년대에 설치되었던 나무와 철제로 된 의자를 일일이 수거하여 다시 마감한 후 재설치한 60년이 더 된 의자들이다.
3회에 소개된 프로젝트와 마찬가지로, 에너지 모델링을 수행한 후 나오는 각 분야(end use)별 에너지사용 예측량과의 비교를 위해 모델링의 각 분야별로 계량을 할 수 있게 시스템들이 디자인되었다. 특히, 전기의 경우 조명, 펌프, 환기팬, 기타 플러그전력을 각각 측정할 수 있게 배전반을 구성하였다. 이 시스템들은 Green Monitoring System이라 불리는 소프트웨어에 의해 이 계량기들이 실시간으로 읽혀지고 업데이트 되며, 로비에 설치된 LED 스크린에 실시간으로 보여진다.

대상 데이터

건물 외벽체는경량조적 콘크리트를 바탕으로 R=26의 고밀도의 뿜칠형 우레탄 단열재(high density sprayed foam polyurethane insulation)를 약 90mm 두께로 설치하였다. 경량조적 콘크리트는 축열체(thermal mass)로서 냉난방의 피크부하(peak load)를 연기해주는 효과를 통해 냉난방 부하 절감에 간접적(passive)으로 기여한다.
이 건물의 냉난방은 지열을 이용한 복합식 냉난방 시스템이다. 냉동기로서만 사용되는 Chiller들과 달리 2010년쯤 새로 출시된 Trane의 Hybrid chiller 시스템을 채택하였다. 이 시스템은 chiller 2기를 이용하여, 냉방, 난방은 물론, 봄가을에는 냉방과 난방이 동시에 건물내에 가동될 수 있는 최신 시스템이다.
Isaac Dickson Elementary School은 노스캐롤라이나 주서부를 관통하는 아팔라치안(Appalachian) 산맥 해발 640미터 높이에 있는 소도시인 애쉬빌(Asheville)이란 도시에 위치한 초등학교이다. 원래의 학교는 현재의 위치에 1953년과 1974년에 순차적으로 건설된 총 53,774평방피트(=4,935평방미터)의 연면적을 가진 학교였으며, 2012년에 해당 학군인 Asheville City Schools 에 의해 신축이 결정되었다.
지붕에는 복사열을 반사할 수 있는 코팅이 되어 있는 메탈 지붕재를 사용하였다. 이 지붕재는 내구성이 뛰어나고 변색이 되지 않는 20년의 보증기간을 가지는 제품이다. 지붕 단열재 또한 100mm 두께의 고밀도 폴리우레탄 보드재를 사용하였다.
경량조적 콘크리트는 축열체(thermal mass)로서 냉난방의 피크부하(peak load)를 연기해주는 효과를 통해 냉난방 부하 절감에 간접적(passive)으로 기여한다. 자연채광용 섬유 유리 충전 창호를 제외한 모든 창호는 Low-E 이중 창호로 Crypton 기체로 충전된 제품을 사용하였다. 지붕에는 복사열을 반사할 수 있는 코팅이 되어 있는 메탈 지붕재를 사용하였다.
이 지붕재는 내구성이 뛰어나고 변색이 되지 않는 20년의 보증기간을 가지는 제품이다. 지붕 단열재 또한 100mm 두께의 고밀도 폴리우레탄 보드재를 사용하였다.

성능/효과

심지어는 4학년과 5학년 학생들까지도 포함시켰다. 그 결과, 기본계획 단계와 계획설계의 절반 단계까지 약 7개월간 총 65회의 미팅과 참여인원 연인원 1,160명이라는 엄청난 노력을 쏟아붓게 되었다.

후속연구

전문가로서 교사들 및 지역주민과 소통할 때, 그들의 의견에 귀를 기울이기 위해서는 그들의 건축에 대한 이해도를 고려하여 그들의 언어로 맞추어 설명해야 하는 현장에서의 건축가의 노력을 글의 형태에서도 그대로 드러내보고 싶었기 때문이다. 아무쪼록 이번 4회의 시리즈를 통해, 미국에서 실무를 하고 있는 건축가로서 바라본 학교 건축의 흐름을 보여드릴 수 있었기를 희망하며, 하드웨어적인 공간 구성과 환경에 관한 연구뿐만 아니라, 소프트웨어 적인 프로세스를 향한 관심을 한층 끌어올릴 수 있기를 바란다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

Isaac Dickson Elementary School은 무엇인가?

Isaac Dickson Elementary School은 노스캐롤라이나 주서부를 관통하는 아팔라치안(Appalachian) 산맥 해발 640미터 높이에 있는 소도시인 애쉬빌(Asheville)이란 도시에 위치한 초등학교이다. 원래의 학교는 현재의 위치에 1953년과 1974년에 순차적으로 건설된 총 53,774평방피트(=4,935평방미터)의 연면적을 가진 학교였으며, 2012년에 해당 학군인 Asheville City Schools 에 의해 신축이 결정되었다.

통합설계방식이란?

친환경 건축 설계의 적합한 방식으로 알려진 통합설계방식(Integrated Design Process)으로 진행된 프로젝트로서 Innovative Design과 Legerton Architecture 두 설계회사의 공동 주도로 설계가 진행되었으며, 발주방식 또한 전통적인 설계-입찰-시공(Design-Bid-Build) 방식이 아닌, 책임형 시공관리(CM at Risk) 방식으로 진행된 프로젝트이다. 2016년 7월에 완공되어 8월 26일 개교한 이 학교는 제로에너지빌딩으로 설계되었고, 현재 LEED BD+C for Schools Platinum 레벨 인증을 위한 서류 제출이 마무리단계에 있다.

Our learning experiences reach far beyond the classroomOur learning experiences reach far beyond the classroom을 잘 실천하는 학교임을 알 수 있는 것은?

이 학교는 vision statement에서 소개한 것처럼 “Our learning experiences reach far beyond the classroom”을 잘 실천하는 학교이다. 수업시간 중 약 30-40% 정도를 교실 밖에서 진행한다고 한다. 각 교실에서 바로 외부로 나갈 수 있는 출입구를 두고, 야외 교실과 연계한 수업을 진행할 수 있기를 원했다.

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