그린빌딩_건물소개

평면계획

대부분 주택들이 남향에서 15°안에 위치하도록 부지를 계획하였다. 단층짜리 단독가구나 혼성가구등 모든 주택은 과도하게 음지가 생기지 않도록 계획되었다. 주택의 주출입구는 부지의 남서쪽을 따라 형성된 주도로에서 4개의 막다른골목을 경유하여야 한다.

<그림 1> 남측 입면

시공

주택들은 모든면에서 단열이 잘되어 있다. 콘크리트 바닥 슬래브는 'Leca nuts(확장점토벽돌)'로 단열되었고, 75mm 광섬유질 마감과 Parquet 바닥으로 덮여있다. 내력벽은 조적이나 바깥쪽에는 목재로 조립 시공되었고, 공동부분은 180mm 광섬유로 충진, 내측부는 콘크리트이다. 내부벽체 또한 조립식이다. 지붕은 250mm 광섬유 단열로 보강된 목재 프레임 위에 검정색 골이 난 Fibrous-cement sheets로 되어 있다. 외부 지붕경사는 20°이며, 내부 천정은 이러한 형태를 반영하였으나 경사를 낮추었다. 창문은 복층유인 남측경사창문을 제외하고는 삼층유리로 시공하였다. Draughtstripping을 위해서 특기상세을 적용하였고, 그 결과 시간당 0.06 공기교체(air-change) 만큼 낮은 비율로 자연환기를 하였다.

<그림 2>

Passive Solar Design

직접 열원을 획득(이동식 단열이 포함)하는 방식인 Passive solar 설계는 sunspace와 가정용 온수난방인 thermosyphon solar로 구성된다. 남북방향으로 위치된 주택은 주택들간 적당한 공간을 확보하였고, 남측면에 유리의 62%를 설치하여 직접 열원 획득을 최대화 하였다. 거실의 큰 창문(3.4㎡)은 난방기간 동안 최대한 태양열을 흡수하기 위해서 수평면에 대하여 약 60°의 경사를 가지고 있다. 이러한 창문은 두 가지 기능을 가지고 있는 외부 roller shutter를 가지고 있다. 겨울동안에는 단열셔터로 밤시간에 사용되고, 여름에는 주택의 과열을 방지한다. 셔터는 전기모터로 작동된다. 내부벽의 thermal mass와 외부벽체의 내측면은 열을 축적하여 태양열 획득을 극대화한다.

small sunspace(6㎡)는 부엌과 인접해서 주택의 남측 Facade에 설치되었고, 콘크리트로 시공된 양 측벽중 하나는 복층 유리문이 설치되었으며, 그 외 부분은 복층유리를 설치하였다. 창문과 문은 집에서 sunspace로 통하고 sunspace의 환기는 지붕판넬이나 전면판넬의 개폐에 의해 이루어진다. 혁신적인 태양열 가정 온수시스템은 남측면 facade와 인접한 경사창문에 집중되어 있다. 이러한 thermosyphon 시스템의 열 흡수·저장탱크는 하나의 단위체이며, 이 단위체는 3.5㎡ 면적의 collector와 150리터의 저장탱크로 구성되어 있고, 벽의 일부분으로 시공된다. 이 시스템은 완벽한 passive 시스템인데, collector 안에서 일정기압이 유지된 유동적인 상태로 남아있으며, 열교환기를 통하여 뒤측에 위치한 저수탱크의 물에 열을 전달한다. 일방향 밸브는 밤에 역류를 방지한다.

<그림 3> 평면도.
주) 2개의 침실이 있는 97㎡의 집.

보조난방시스템

주택은 출입구와 욕실을 제외한 모든 방에 전기히터가 구비되어 있고, 바닥은 전기로 난방된다. 또한 거주자는 환기시스템의 입구에 전기난방설비의 설치할 수 있다. 이러한 히터는 1∼2℃의 민감한 영역을 가진 자동온도조절기에 의해 조절된다. 각 가정에서 한밤중에는 set-back device나 간헐적으로 중단되는 조절기를 이용하여 설정온도에서 5℃까지는 조정할 수 있다.

환기시스템은 고효율로 배출되는 공기로부터 열을 회복하는 열교환기의 역류를 방지한다. 또한 수동이며 사용자에 따라 세가지 비율로 조절할 수 있다. 가장 낮은 비율은 건물규준에서 요구하는 기본적인 환기수준이고, 다음비율은 다소 증가된 형태이며, 가장 높은 비율은 요리하는 동안 사용하기 위함이다.

전기 열요소(electrical heating element)는 solar collector system에 있는 가정용 온수저장탱크 상단부에 설치되어 있고, 이것은 자동온도조절장치에 의해 조절된다.

<그림 4> thermosyphon solar hot water system

<그림 5> 150리터의 물탱크가 있는 벽의 모습

작동모드

난방계절에는 태양 복사열이 경사진 큰 창문을 통해 거실로 직접 들어오고, 기계적인 환기장치는 그 열을 집 전체로 배분하게 된다. sunspace로부터 부엌까지 설치된 문과 창문은 개방 할 수 있고, 덥혀진 공기를 집으로 통과시킨다. 경사창문에 설치된 Roller shutter는 창유리의 단열을 위하여 밤 동안 닫혀진다. 여름철에는 roller shutter가 태양열을 차단하게 된다. Sunspace에는 차양 기계장치가 없으나, 문을 개방함으로써 정원으로 환기한다. 태양열 온수난방시스템은 Collector circuit안에 있는 유체가 저장탱크 안에 있는 물보다 뜨더워질 때 자동적으로 작동된다. Thermosyphoning은 최초 순환시 발생하고, collector 상단부에 있는 유체와 동일한 온도가 될 때까지 탱크안에 있는 물로 열을 전달한다. 최초순환시 One-way valve는 저장탱크가 Collector circuit에 있는 유체보다 더 높은 온도가 될 때 역류을 방지한다.

<그림 6>

<그림 7> 선스페이스