친환경 건축의 패시브 시스템

 최근 친환경 건축이 계속해서 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다. 그 중에서는 ‘패시브 시스템(Passive System)’이 친환경 건축의 중요한 부분에 있습니다. 패시브 시스템이란, 자연적으로 발생하는 에너지를 최대한 활용하고, 에너지 소비를 최대한 감축시키는 방식으로 건축 설계를 최적화하는 기술입니다. 이러한 시스템이 필요한 이유는 우리가 더 이상 비용이 크고 유한한 에너지 공급에 의존하지 않고, 자연과 조화를 이루는 건축물을 만들어감에 이유가 있다고 볼 수 있습니다. 이번 글에서는 패시브 시스템의 배경과 원리, 그리고 친환경 건축에서의 중요성에 대해 개인적인 견해와 사회적인 시선 또한 알아보겠습니다.

패시브 시스템

패시브 시스템의 배경

 패시브 시스템이란, 기본적으로 에너지 소비를 최대한 줄이는 건축적 접근 방식을 의미합니다. 일반적인 건축물은 냉난방, 공조, 환기, 조명, 전기 등 다양한 에너지를 외부에서 공급받아 사용하지만, 패시브 건축물은 자연적인 자원인 햇빛, 바람, 지열 등을 최대한 활용하여 에너지를 자급자족하는 구조를 지향합니다. 즉, 건물의 위치나 방향, 설계, 단열 등을 고려하여 에너지 사용 효율을 높이고, 외부에서 발생하는 에너지 의존도를 최소화하는 것입니다.

 

패시브 시스템의 요소

 제가 생각하는 패시브 시스템의 핵심적인 부분은 다섯가지의 요소로 나눠 볼 수 있습니다. 이 요소들은 모두 서로 밀접하고 복합적으로 연동되어 건물의 에너지 효율을 최적화하는 적업에 있어서 중요한 책임에 있습니다.

• 단열 (Insulation)
  패시브 건축에서 단열은 가장 중요한 요소 중 하나라고 생각합니다. 건물의 외벽, 지붕, 바닥, 창문처럼 외부와 내부가 맞닿는 부분의 열 손실을 최대한 줄이고, 현재 실내에 따듯한 공기나 시원한 공기가 외부로 빠져나가는 것을 막기 위해 해당 지역에 날씨를 고려한 단열재를 사용합니다. 이는 난방과 냉방 에너지 소비를 줄이는 데 매우 효과적입니다. 또한 건물 내외부의 온도차로 인해서 발생하는 결로나 곰팡이들의 문제도 예방할 수 있는 중요한 요소입니다.
• 자연 채광 (Natural Daylighting)
  자연광을 최대한 활용하여 실내 조명 에너지 비율을 줄입니다. 건물의 위치와 창문의 배치나 창면적비를 잘 설계하면, 계절별 일조 시간에 따라 길어지는 겨울철에는 햇빛을 실내로 들여보내어 난방 효율을 높이고, 여름철에는 과도한 햇빛을 차단하여 냉방에 드는 에너지를 절감할 수 있습니다.
• 열 손실 차단 (Thermal Mass)
  건물 내부의 열을 저장하고 방출하는 열 질량을 이용한 설계입니다. 예를 들면, 두꺼운 벽이나 바닥에 열을 축적하여 밤에는 따뜻한 실내 쾌적도를 유지하고, 낮에는 과도한 열의 진입을 차단하는 방식입니다. 이렇게 하면 일교차가 큰 계절이나 지역에서도도 일정한 실내 온도를 유지할 수 있는 방안이 됩니다.
• 환기 (Ventilation)
  자연 환기를 활용하여 실내 공기 질을 유지하면서 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 건물의 디자인을 통해 바람이 자연스럽게 실내를 흐르도록 배치하고, 열회수환기장치(Heat Recovery Ventilation, HRV)를 사용하여 열의 손실이 없이 환기할 수 있습니다.
• 창호 시스템 (Window System)
  창에서 빠져나가는 열이 굉장히 크기 때문에 고효율 창호는 에너지 절약에 중요한 역할을 합니다. 이중 또는 삼중 유리창, 또는 창과 창 사이에 단열 성능이 있는 공기나 가스를 투입하기도 하며, 특수 코팅된 창문 등을 사용하여 외부 기온의 영향을 최대한 줄이고, 실내 온도를 일정하고 쾌적하게 유지합니다.

 

패시브 시스템의 장점

 패시브 시스템이 적용된 친환경적 건축물에는 다양한 장점이 있습니다. 첫째, 에너지 소비가 크게 줄어듭니다. 에너지 효율이 높은 건축물은 냉난방 비용이 절감되며, 전력 사용량도 최소화할 수 있습니다. 둘째, 환경에 미치는 영향이 적습니다. 패시브 건축은 자연 에너지를 활용하여 외부 에너지 의존도를 낮추므로, 탄소 배출량을 최소화하고 지속 가능한 사회를 구현하는 데 기여합니다. 셋째, 실내 환경이 질이 더욱 쾌적해집니다. 자연광이나, 자연 통풍을 적극적으로 실내에 활용함으로써 인위적으로 구성한 시스템의 쾌적도 보다 실내 공기 질이 비교적 향상되고, 온도 차이가 적기 때문에 이는 신체적 쾌적을 제공합니다.

패시브 시스템의 적용 사례

 세계 곳곳에서 패시브 시스템을 적용한 건축물들이 증가하고 있습니다. 대한민국 수도에 있는 서울시청 또한 하나의 예입니다. 이 건축물은 외부 기후와 크게 상관없이 패시브한 기법으로 실내 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 설계되었고, 에너지 소비를 거의 하지 않는 수준까지 낮추었습니다. 또한, 덴마크나 스웨덴과 같은 북유럽 국가들은 패시브 건축을 국가 정책으로 채택하여, 계속해서 탄소 소비를 억제하고 규제 함으로써 에너지 효율이 높은 건축물을 대규모로 확산시키고 있습니다.

결론

 패시브 시스템은 단순히 나무를 많이 심는다거나, 녹색의 무언가를 떠오리는 수준을 넘어, 환경을 고려한 지속 가능성에 더욱 초점을 맞춰야 하는 단계 입니다. 자연 에너지를 최대한 활용하고, 에너지 소비를 최소화하는 패시브 건축은 미래지향적인 건축의 중요한 역할이 될 것입니다. 우리의 주거지에서부터 공공건물, 상업시설까지 다양한 분야에 패시브 시스템을 도입함으로써, 더욱 효율적이고 환경 친화적인 사회를 만들어 가야만 합니다. 이는 선택이 아닌 필수적인 요소로 받아들여야 하며, 앞으로도 패시브 시스템을 접목한 친환경 건축물들이 더욱 발전되기를 기대합니다.