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에너지 절약 건축과 빗물 이용으로 생태 살리는 이태구 교수
2011년 11월 7일 (월) 17:22:15 |   지면 발행 ( 2011년 10월호 - 전체 보기 )



최근 제천, 용인 동백 · 흥덕지구 등지에 지은 5동의 패시브하우스 설계를 담당한 이태구 교수는 손수 친환경 주택으로 리모델링한 농가에 살며 패시브하우스와 생태건축 전파자로 활동하고 있다. 패시브하우스를 계획하는 여러 곳에서 그에게 SOS를 청하는 바람에 그는 요즘 동분서주하고 있다. 그의 분주한 일정을 쪼개어 휴일, 제천 주택과 최근 작업현장을 찾았다.

박지혜기자 사진 백희정 기자

올해 초 최근 건축 분야 초미의 관심사인 패시브하우스의 국내외 동향을 살피는 발표회가 개최됐다. 그 자리에서 자신이 직접 에너지 계산 및 설계를 담당하고 시공에도 참여한 제천 1.4ℓ하우스를 소개하던 이태구(48세, 세명대학교 건축공학과) 교수의 모습이 떠오른다. 어떻게 하면 패시브하우스, 제로에너지하우스를 구현할 수 있을까에 잔뜩 기대하며 귀를 쫑긋 세우던 참석자들은 당황스러운 순간을 맞았다. 이 교수는 처음 적용해보는 공법으로 인해 겪은 시행착오와 개선점들을 사진자료와 함께 여과 없이 소개했다. 으레 그런 자리에서는 실수는 덮어두고 성과 위주의 발표를 하게 마련이나 이 교수는 실수와 문제점위주의 발표를 진행해 참석자들이 의아해하기도 했다.
결과적으로 참석자 대부분을 차지한 건축 실무자들에게 그의 발표 내용은 흙 속에 진주 같은 경험담이 됐다. 적어도 같은 실수를 다른 현장에서는 반복하지 않도록 하는 예방 차원의 가이드라인이 됐기 때문이다. 더군다나 패시브하우스 수요가 흔치 않은 점을 미루어 좋은 간접경험이 됐다는 평을 얻었다.

에너지 절약형으로 리모델링한 농가
패시브하우스를 설계하는 건축공학 교수의 집은 어떨까? 흔히 할 수 있는 질문이다. 이 교수는 이런 질문을 예상이나 한듯 8년 전 마련한 구옥 농가를 에너지 절약형으로 리모델링해 살고 있었다. 넓게 보면 친환경 측면에서 같은 범주에 속하지만 그의 전공은 생태건축이다. 한때 생태건축에 대한 대중의 관심이 일기 시작할 무렵 생태건축 강연이 많았던 그는 청중들로부터 종종 이런 질문을 받았다. "교수님은 어떤 집에 사세요?" 그는 "아파트에 살아요"라는 답을 시원스럽게 하지 못하는 자신을 발견했다. 그런 일화가 생태건축을 몸소 실천하게 된 계기가 됐다.
치장보다 성능에 집중해 손수 리모델링한 제천 신월동 그의 집을 방문했다. 그가 몸담고 있는 세명대학교에서 그리 멀지 않은 곳, 밭과 농가가 한가롭게 어우러진 마을에 위치한다. 자동차 한 대가 겨우 지나가는 좁은 마을 진입로에 대문이 맞닿은 집에 들어서면 생태건축을 추구하는 학자의 집답게 연구한 흔적이 곳곳에 보인다.
건물과 마당, 집 전체가 그의 실험장이다. 거실과 오픈된 주방/식당 그리고 방 3개로 된 단층집이다.
2003년, 지은 지 14년 된 집을 뜯어 봤을 때 시멘트벽돌과 외부 조적벽돌 그리고 그 사이 3㎝ 폭의 스티로폼 단열재가 벽 구조의 전부였다. 단열이 턱없이 부족했다. 바로 난방에너지가 줄줄 새는 우리나라 주택의 현실이었다. 그는 내부 쪽으로 폭 8㎝ 단열재를 추가 시공하고 그 위에 황토를 3㎝ 두께로 바른 후 직접 만든 천연도료로 마무리했다. 천장에도 단열재를 추가하고 기존 270㎝에서 240㎝로 층고도 낮췄다.

벽 재료로 사용한 황토는 그가 설계하는 다른 건축물에도 자주 권하는 재료다. 황토가 갖는 고유의 단열과 습도 조절, 탈취 기능을 따라올 다른 재료는 없기 때문이다. 환기, 제습 기능이 요구되는 패시브하우스에도 황토는 유용한 재료다.
"세계적인 건축 권위자들은 흙을 지구상에서 가장 건강한 소재라고 합니다. 지금은 은퇴한 흙 건축의 대가 독일 카셀대 거너트 민케 교수의 저서를 자주 인용하고 흙 건축의 적용에 도움을 얻습니다."
시중에 진짜 황토 가짜 황토라는 말이 있을 정도로 황토의 점착력이나 굳는 속도를 높이기 위해 화학적 혼화재를 섞기도 한다. 이런 경우 황토 고유의 기능을 살리기 어렵다. 이 교수는 흙 성분을 조절해 건조속도, 강도 등을 높인다. 점토와 규사 성분의 함유에 따라 미장 질이 달라진다고 그는 설명한다. 실트 성분이 많으면 크랙이 잘 가는데 규사가 50% 이상 들어가면 크랙을 잡을 수 있다. 또한 세사(황마)를 넣어 점착력을 높인다. 강회를 5~10% 넣으면 흙 미장의 강도를 높이는 기능을 하며 적당량의 석고는 건조 시간을 단축하는 데 도움을 준다. 단 석고를 넣게 되면 젖을 경우 곰팡이가 필 가능성이 있으므로 건조함이 유지되는 공간에 적은 양으로 쓰는 게 좋다. 독일 네덜란드 덴마크 등지에서도 이런 방식으로 벽 마감을 많이 한단다.
흙 미장 위에는 천연 색소와 돌가루로 된 도료에 동물성 단백질인 카제인과 붕사 등을 섞어 만든 도료로 마감했다. 여기에 느릅나무나 해초풀 삶은 물을 섞기도 한다.
"우리집 담은 남편이 재료테스트하느라 구간마다 다 다른 재료예요."
같은 분야 연구를 하는 아내 한영해(42세) 씨가 옆에서 거든다. 시멘트벽돌 조적한 담에는 흙, 석회, 백시멘트, 아크릴 수지 등 다양한 재료로 나란히 마감했다. 다양한 건축 재료들의 특징과 장단점을 실험, 비교하기 위해서다.
원목으로 된 방문과 문선은 페인트를 깎아내고 인체에 무해한 송진으로 만든 천연 도료 송진유를 발랐다. 창호는 독일 레하우 복층유리창(U값 1.2)을 설치하고 외부 차양을 설치했다. 관련 연구에 따르면 외부 차양이 내부 차양보다 복사열 차단 효과가 더 크다. 이 교수의 집은 외부셔터로 특히 여름철 차양 효과를 톡톡히 보고 있다. 이렇게 리모델링한 결과 난방비가 절반가량 줄었다고 한다.
집 외부 뒤쪽에는 800ℓ 온수탱크가 놓였다. 옥상에 설치한 태양열 집열기 3대가 만드는 청정 무한 에너지인 태양열 에너지를 이용해 급탕(70~15℃)한다. 온수로 쓰기에 충분하고 잉여 에너지는 약간의 난방에 쓰인단다.

올해 371톤의 빗물 사용
그의 집 마당은 얼핏 보면 평범하다. 야생화와 잔디와 텃밭 그리고 약간의 잡초로 뒤덮여 있고 한쪽에는 강아지가 한쪽에는 귀여운 쌍둥이(5세)를 위한 토끼장이 있다. 그런데 이 마당 밑에 놀라운 반전이 숨어 있다. 빗물 침투 · 저류 시설이다. 빗물을 이용해 마당과 화장실 용수로 쓰고 나머지는 땅 속에 스며들도록 하는 장치다. 이 장치로 물을 절약할 뿐 아니라 생태를 살린다.
일반적으로 마당에 배수관을 설치해 하천으로 흘려보낸다. 그런데 지난여름 서울 한복판 도로가 물에 잠기고 강물이 불어나 통제됐던 것을 생각해보자. 도로와 건물이 개발되자 저류와 증발을 담당하던 토양과 식물이 사라지고 그 대신 빗물이 인공 배수로와 하천에 집중됐기 때문이다. 그러나 빗물 침투 · 저류 시설을 이용하면 이런 물난리도 막을 수 있다.
이 교수는 자신의 집에 떨어지는 빗물을 가능한 집에서 이용하고 생태적 마당을 만들겠다는 의도로 빗물 시설을 만들었다. 옥상에 떨어진 빗물은 홈통을 타고 땅으로 내려오고 빗물탱크에 모인 후 탱크와 연결된 마당 수도관과 화장실 변기에서 쓰인다. 마당에서 세차 등에 쓰인 물은 다시 땅 속으로 흡수돼 흙과 식물로 자연 정화되고 여과조에서 한번 더 필터를 통해 여과된 다음 침투조에서 조금씩 땅 속으로 스며들도록 한다. 땅 속에 스며든 물은 마당의 식물 등 생태를 살리고 느린 속도로 하천으로 흘러들게 된다.
이 교수는 빗물탱크에 설치된 계량기에 371톤이라는 수치를 보며 설명한다.
"올해 지금까지 강수량을 1400㎜로 보면 600톤(1400㎜×440)의 빗물 중 371톤을 우리 집 생활용수로 사용하고 나머지 230톤은 땅 속에 스며들거나 증발했다고 볼 수 있습니다. 일반 가정집에서 화장실에 수돗물의 40% 정도 사용한다고 합니다. 이렇게 빗물을 이용하면 물 절약을 상당량 하는 셈이지요. 현재 우리 집은 지하수와 빗물을 반씩 사용하고 있습니다."
빗물탱크에서 SS, BOD, pH 등을 측정해 수질관리를 하고 있으며 빗물의 유입, 이용, 배출 양 등을 지속적으로 모니터링해 연구 데이터로 활용하고 있다.

다른 쪽 마당엔 폭 40㎝, 깊이 1.2m의 구덩이를 10m 길이로 파고 플라스틱 소주박스를 70개 정도 묻었다. 이곳에 저류되는 빗물의 양은 최대 박스 부피의 95% 정도인 3톤가량이 된단다. 마당에 흐드러지게 피어 있는 벌개미취는 이처럼 흙이 물을 머금고 있기에 잘 자란다. 텃밭도 늘 풍작을 이룬다.

옥상 녹화로 단열 강화 및 생태 순환
요즘 도시에서 옥상 녹화 바람이 불고 있다. 건축이 환경에 주는 부담에 대한 각성이 뒤늦게나마 이뤄지고 있는 것이다. 옥상 녹화는 건물단열을 높일 뿐 아니라 생태 순환에 일조한다.
이 교수는 제천시에 있는 10년 이상 된 한 학교 건물을 리모델링하면서 옥상 녹화와 빗물 침투 · 저류 시설을 설계했다. 기린초와 새덤, 돌나무 들이 무성하게 덮고 있는 옥상은 건물 냉난방 에너지를 절감하는 효과를 낳고 있다. 녹화된 지붕은 그렇지 않은 지붕에 비해 열전도율이 낮은 데 일사량이 많은 여름철 지붕 온도는 검은색 슁글이 80℃, 콘크리트가 54℃다. 반면 옥상 녹화를 하게 되면 35℃ 이하 기온을 유지한다.
녹화로 인해 대기 중으로 증발산 되는 수증기는 55% 정도로 열에너지를 대기 중으로 상승시키고 생태적 순환체제를 만든다.
이 학교 마당에는 총 60톤의 빗물 저장 탱크를 설치했다. 연못과 연계 설치해 빗물이 연못의 모래 및 자갈층과 수생식물 등으로 자연 정화된 후 땅 속에 스며들도록 했다. 더 나아가 이 지역 하천의 수질 오염을 경감하는 필터 역할을 이 학교가 담당하는 셈이다.
그가 독일 베를린으로 떠나기 전 국내에서 건축공학 석사 과정을 밟던 1980년대만 해도 생태건축은 국내에서 생소한 단어였다. 80년대 초유럽에서 생태건축 서적이 발간되면서 붐이 일기 시작했다. 그는 한 생태건축 서적에서 생태를 파괴하는 도시를 그린 도식과 생태 순환체제를 그린 도식을 보면서 생태건축이 그가 가야 할 길임을 마음에 새겼다.
2년 전 물 순환 관련 논문을 발표했을 정도로 그는 물의 중요성을 강조한다.
"물이 있어야 식물이 살고 식물이 살아야 곤충과 새들이 먹이를 찾아 날아듭니다. 그런 지극히 당연하고 자연스러운 생태적 순환이 영원히 깨어지지 않아야 하며 우리주변에서 흔히 볼 수 있는 풍경이 됐으면 합니다."

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