기후변화: 폭염도 견딜 수 있도록 설계된 주택이 있다

영국은 재작년까지 5%에 불과하던 재택근무자가 신종 코로나바이러스(코로나19) 팬데믹 이후 30%로 늘었다.

하지만 요즘처럼 무더위가 이어지는 날씨에는 재택 근무가 쉽지 않다. 영국에선 더위와 추위를 견딜 수 있는 집이 아니라면 노동자들의 건강과 생산성에 차질이 빚어질 것이라는 보고서도 나왔다.

또 에어컨이 2100년까지 지구의 기온을 섭씨 0.5도까지 끌어올릴 수 있다는 관측도 있다.

전 세계적으로 기후 문제가 심각해지고 있는 가운데, 무더위를 이겨내는 방법으로 '패시브하우스(Passivhouse)' 건축을 권장하는 움직임이 늘고 있다.

패시브하우스는 최소한의 냉난방으로 적절한 실내온도를 유지할 수 있게 설계된 주택을 말한다.

지난 2019년 패시브하우스를 적용해 설계한 사회주택단지인 노리치 골드스미스 스트리트가 영국 최고 권위의 스털링 건축상을 받기도 했다.

영국 패시브하우스 재단의 존 파머는 "기존 주택 대부분 상승하는 기온에 대처할 준비가 미흡하다"고 말했다.

파머는 이어 매년 영국 정부가 짓는 30만 호의 주택들이 이러한 패시브원칙을 적용해, 많은 에너지를 소비하는 에어컨을 사용하지 않고도 열에 대처할 수 있도록 설계되어야 한다고 주장했다.

시원한 그늘

파머는 단열재를 잘 구비하면 적어도 겨울철 단열에 도움이 될 것이라고 말했다.

여름철 열이 벽을 통해 전달되는 경우는 비교적 적다. 집안이 덥다면 주된 열원은 대개 창문을 통해 들어오는 햇빛이다.

그는 "남향을 기준으로 1m²의 유리창은 150와트 상당의 열을 발생시킬 수 있다"고 말했다.

몇몇 첨단 유리는 G 값(도장 표면의 광택 평가에 사용하는 수치)이 낮은데, 이는 그만큼 태양열을 차단한다는 뜻이다.

다만 이러한 유리는 여름에는 유용하지만 겨울에는 집이 더 추워지므로 곤란한 상황을 만들 수 있다.

파머는 여름에는 그늘을 제공하지만, 겨울에는 햇빛을 차단하지 않는 외부 셔터나 오버행을 사용하는 것을 권장한다.

패시브하우스 재단은 집이나 사무실의 창문이 북쪽에서 남쪽을 향하는 것이 이상적이며, 북쪽 창문이 햇빛을 받는 것이 좋다고 주장한다. 이어 창문이 건물 남쪽 면의 1/4 이상을 덮지 말아야 한다고 주장한다.

햇빛을 갈구하는 우리에게 실천하기 쉽지만은 않은 조언일 수 있다.

여름 바람

창문은 빛과 환기를 제공한다.

건축 서비스 엔지니어 협회 아나스타샤 마일로나 연구실장은 주거지의 창문 설계 오류를 우려해왔다.

마일로나는 벽과 벽 사이로 공기가 흐르는 '교차 환기'가 건물을 시원하게 유지하는 데 매우 중요하지만, 도시 중심부에 지어지고 있는 많은 '단일 측면' 아파트들은 한쪽 벽에만 넓은 유리가 있어 열은 들어오기만 하고 빠져나가지는 못한다고 주장했다.

그는 또 주택 부족 현상으로 인해 최근 집들이 철도나 혼잡한 도로와 같은 소음원 근처에 지어지면서 창문을 열려면 시끄러운 소리를 견뎌야 하고, 소음을 피하려면 시원함을 포기해야 하는 상황에 부닥치게 된다고 덧붙였다. 마일로나는 더운 밤에 이러한 현상이 두드러진다고 말했다.

파머는 24시간 동안 대기 온도가 어떻게 변할지를 이해하는 것이 중요하다고 말했다.

인터뷰를 진행한 당일 파머는 그가 사는 지역이 낮에는 섭씨 25도, 밤에는 섭씨 15도를 예고했다고 말했다.

이러한 여름 날씨를 시원하게 보내는 비결은 시원한 밤공기를 실내로 들여와서 가능한 한 오랫동안 차갑게 유지하는 것이다.

일부 기계식 환기 시스템도 신선하고 차가운 야간 공기를 유입해 따뜻한 외부 공기를 냉각시킴으로써 도움이 될 수 있다.

영국 스타트업 '에어엑스'도 지하 공간의 뜨거운 공기와 차가운 공기의 흐름을 제어함으로써 이러한 기계식 환기를 제공하는 기업 중 하나다.

에어엑스는 구멍이 뚫린 벽돌 '스마트 에어 브릭'을 만들었다.

스마트 에어 브릭은 가정 와이파이와 연결된 '스마트' 센서를 사용해 온도, 습도, 공기 질을 조절한다.

에어엑스는 와이파이에 연결된 벽돌이 겨울에는 집을 따뜻하게 유지하는 데 도움을 주고, 여름에는 집을 시원하게 유지하는 데 도움을 줄 수 있기를 바란다.

뜨거운 얼음

열은 집안에서 발생하기도 한다. 냉장고는 열을 안에서 바깥으로 내보내면서 냉장 상태를 유지한다.

따라서 냉장고가 클수록 집은 더 더워진다.

파머는 작은 냉장고는 훨씬 더 적은 열을 발생할 것이라고 말했다.

온수 시스템 또한 열을 발생시킨다. 물탱크와 파이프는 가장 더운 날에도 라디에이터와 같이 작동한다.

따라서 파이프를 절연하는 것이 도움이 될 수 있다.

BBC가 이전에 방문한 한 더운 집에서는 복도 벽에 길게 늘어선 단열되지 않은 파이프가 기존의 대형 라디에이터만큼이나 많은 열을 발산하는 것처럼 보였다.

파머는 물을 섭씨 42도까지 데우기 위해 열 펌프를 사용한다.

딱 샤워를 하기에는 충분히 따뜻하지만 집을 덥게 만들지 않을 정도다.

시원해지는 방법

열펌프는 양방향 냉장고와도 같다.

내부 공기를 바깥으로 내보냄으로써 집을 시원하게 만들고, 외부로부터 열을 가져와 집을 따뜻하게 만들기 때문이다.

강력한 온실가스가 누출될 수 있다는 우려가 있음에도 이 방법은 에너지 측면에서 효율적이다.

다만 이러한 가스 사용은 감소하고 있다.

영국의 신생 스타트업 벤티브는 열 펌프, 기계식 환기, 그리고 온수를 하나의 시스템으로 해결한다.

이 시스템은 기존 주택들을 보다 에너지 효율적으로 만들기 위한 노력의 한 요소로서 노팅엄 시의회에 의해 시범 운용되고 있다.

시스템은 온수를 만들기 위해서는 열 펌프를 통해 공기 중 열을 물로 이동시킨다.

벤티브 박스는 이 과정에서 생기는 차가운 공기를 내부로 공급한다.

벤티브의 설립자이자 기술 이사인 톰 리핀스키는 "우리는 현재 물을 가열하고, 공기를 냉각하며 양쪽에서 에너지를 낭비한다. 이 두 가지를 결합하면 효율성이 50% 이상 향상된다"고 말했다.

벤티브 박스에는 기본적으로 큰 얼음 블록과 유사한 "열 배터리"가 포함돼 있다.

이 위상 변화 물질은 무언가 녹거나 따뜻해질 때 열을 저장하고, 시원해지거나 얼 때 열을 배출한다.

이 시스템은 낮에 뜨거운 공기를 배출하고, 밤에 시원한 공기를 공급하기도 한다.

또한 전기 배터리가 내장돼 있어 가장 효율적인 시간에 열과 전기를 저장하거나 방출할 수도 있다.