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일본, 패시브 솔라 주택 현황
패시브(passive)라는 말은 “수동적인”, “소극적인” 의미를 가지고 있어, 반대되는 의미를 가진 말은 액티브(active)이다. 겨울에 창문으로부터 들어오는 일사를 이용하여 난방을 보조하고, 여름에는 바람을 통하게 하여 냉방을 보조하는 것처럼 자연에너지를 이용하는 것이 패스브 솔라이다. 지붕 위에 집열기를 설치하고 난방을 위한 열을 만들거나, 태양광발전 패널를 설치하여 전기를 만드는 것이 액티브 솔라가 된다. 단, 명확한 구별이 있는 것은 아니다. 어느 쪽도 자연에너지를 이용하는 것이기 때문에 건물의 설계를 연구하는 것이 패시브 솔라, 설비기기를 이용하는 것이 액티브 솔라라고 구별하는 것이 일반적이다.
패시브 솔라로 할 수 있는 것은 냉난방의 보조이다. 온수를 만들거나 전기를 만들기 위해서는 액티브 솔라가 필요하다. 때문에 제로 에너지를 목표로 하는 가정은 액티브와 패시브를 조합하고 있다. 겨울이라도 일사가 들어오는 방은 따뜻해진다. 태평양측의 지역이라면 겨울은 매일 청명한 날씨가 유지되기 때문에 일사에 의해 집안은 20도를 넘는 온도를 유지할 수 있다. 한편, 한국 동해측의 지역은 겨울이 흐린 날이 계속되기 때문에 불리한 점이 많다. 그러나, 봄의 맑은 날 등은 충분히 난방 보조로서 이용할 수 있다.
일본은 겨울의 일사량이 많은 국가로 도쿄는 런던의 4배이며, 겨울에 구름이 많고 눈이 많이 내리는 니가타도 런던의 2배로 이러한 자연의 혜택을 이용하기에 좋은 조건을 가지고 있다. 일본의 겨울은 맑은 날이 많지만 집안에 일사가 들어오는 날은 하루 중 수시간뿐이다. 그 열을 잃지 않으려면 높은 단열성이 필요하다. 최저한 “차세대 에너지효율 기준”, 즉, 주택 성능표시의 에너지효율 등급 4이상의 단열성능이 필요하다. 도쿄의 경우 최저 성능으로서 천정에 두께 200mm, 벽과 바닥에 두께 100mm의 유리섬유를 사용하고, 창은 이중창으로 구성하는 것이다.
충분한 단열성을 가진 건물이라도 일중에 흡수한 열을 밤까지 유지하기 위해서는 큰 축열량이 필요하다. 목조주택의 축열량은 콘크리트 건물 및 벽돌 건물과 비교하여 작기 때문에 불리하지만, 흙벽이 있거나 토양바닥에서 떨어진 구조를 가진 주택은 축열량이 커지는 경우도 있다. 겨울의 일사를 많이 받아들이기 위해서는 창을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 창은 단열측면에서 약점으로 창을 크게 하면 일사가 없는 시간에는 열손실을 크게 할 수 있다. 창의 단열성을 높이기 위해서는 비용이 소요되며, 단열성이 높아짐으로써 일사취득량은 감소한다. 창은 이중창으로 설치하고 커텐 등을 이용하여 단열성을 높이는 대책이 필요하다. 이러한 대책은 일본의 전통적인 디자인인 “마루”와 관련된 것이다. 마루는 일사를 받아들이는 선룸(sunroom)이며, 일사가 없을 때에는 열적 완충지역으로서 역할을 한다.
창을 크게 하면, 여름의 일사를 차단하는 데 주의를 할 필요가 있다. 태양은 남쪽에 위치할 때 가장 높게 위치한다. 즉, 남쪽 방향의 창은 처마 등으로 일사를 막을 수 있지만, 동쪽 및 서쪽 창은 일사의 각도가 낮기 때문에 차단할 수 없는 경우도 있다. 이러한 상황에 도움이 되는 것이 주택 외부에 설치할 수 있는 블라인드이다. 유럽에서는 많이 설치되어 있지만, 일본에는 거의 볼 수 없는 시설이나, 일본은 대신에 발(bamboo blind)이 있어 이 발을 사용하면, 더운 서쪽 햇빛을 차단하면서 바람은 통하게 할 수 있다. .
자연과의 접촉을 중시했던 일본의 주택은 패시브 솔라 주택이었다. 단, 단열 및 기밀성이 낮았기 때문에 겨울에는 곤란한 점이 있었다. 단열과 기밀을 충분히 높인 후 전통적인 디자인을 고려한다면 아름다운 패시브 솔라 주택을 만들 수 잇다. 예를 들면, 지금부터 16년 전에 건축한지 70년 된 낡은 주택을 단열공사하여 마루에서 일사가 많이 들어오도록 하여 일중에는 주택 전체가 20도를 넘었다. 이 열은 저녁까지 18~20도를 유지하였으며, 그 후에는 생활하면서 열이 발생하여 온도가 낮아지지 않고 19도 정도에서 취침하여 아침에는 16도 전후에서 잠을 깰 수 있었다.
물론, 흐린 날은 난방이 없는 것과 같아 16도 정도 밖에 유지되지 못하였다. 겨울에 쾌적한 온도는 20~22도이므로 약간의 난방을 하면 될 것으로 생각된다. 이와 같이, 패시브 솔라는 기후에 좌우되는 단점이 있지만, 자연 에너지와 접촉하는 생활은 쾌적함을 주는 매력이 있다.
(그림 1) 패시브 솔라 주택의 개념도
(그림 2) 유리의 일사 침입율(η값)과 열관류율(U값)
출처: 녹색기술정포털(www.gtnet.go.kr)
http://eco.nikkeibp.co.jp/high-ecology/question2/20/index.shtml
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