수퍼-E 표준(standard)에는 수퍼-E 하우스를 짓기 위해서는 반드시 어떤 특정한 공법을 채택해야만 한다는 규정이 없다. 철근 콘크리트 공법을 사용해도 가능하지만 캐나다에서는 주택건설에 주로 목재를 사용하기 때문에 수퍼-E 하우스를 경골 목구조로 지을 따름이다.
수퍼-E에는 냉/난방 설비의 유형도 규정되어 있지 않다. 우리는 조상대대로 주택의 바닥을 따뜻하게 해서 그 복사열을 이용하는 ‘온돌’방식을
이용해 왔고, 온돌난방을 매우 자랑스럽게 생각한다. 그러나 온돌은 이제 우리의 전유물이 아니다. 미국과 캐나다에서도 ‘radiant
heating’, ‘in-floor heating’ 등과 같은 몇 가지 명칭을 사용하면서 그 인기가 점증하고
있다.
목조주택을 짓는 분들 가운데는 과연 온돌을
어떻게 목구조에 응용하는 것이 좋을지 고민하는 분들이 있을 것이다. 건축자재 전시회에 가보면 새로운 건식공법을 선보이기도 하지만, 대부분의
경우에는 우리가 살고 있는 아파트에서와 같이 파이프를 적절한 간격으로 바닥에 깔고 더운 물을 흘려 보내서 바닥을 덥히는 온수난방 시공방식을
사용한다. 이 시공방식을 그대로 경골 목구조에 적용하게 되면 바닥장선 위에 콘트리트 슬래브(slab)를 시공하게 된다. 이런 경우에는 콘크리트의
하중에 견디도록 바닥 장선을 크게 보강해야 하는 경제적 손실이 생기며, 구조부재들의 변화로 인해서 슬래브에 균열이나 부동침하가 생길 수도 있다.
필자가 시공한 수퍼-E 하우스는 모든 면에서 매우 캐나다적인 요소가 많지만 난방 만은 우리의 정서와 생활방식에 맞는 온돌방식을 채택하기로 했다. 그래서 이 프로젝트의 기획단계에서 앞서 언급한 것과 같은 온수난방의 시공법을 캐나다 측의 기술자들에게 알려주었다. 그들은 콘크리트 슬래브로 인한 하중의 증가가 목구조에서는 바람직하지 않다는 점을 지적하면서, 따뜻한 공기에 의한 복사열 난방방식을 대안으로 제시했다. 비록 그들의 방식이 실험적인 면도 있어 보였으나 이론적으로 매우 타당해 보였기 때문에 채택하기로 했다.
그와 같은 시스템을 설치하려면 집을 지을 때, 공기 분배통(plenum) 역할을 하는 바닥밑 공간(crawl space)과 또 다른 공기
분배통(plenum) 역할을 하는 다락 공간을 샤프트(shaft)로 연결하고, 샤프트의 밑에 팬코일(fan coil)을 부착하도록 설계해야
한다(도해-1 참조).
이 수퍼-E 프로젝트의 주안점 가운데 하나는 캐나다의
첨단기술과 자재를 이 주택에 적용하는 것이었기 때문에 머지않아 고갈될지도 모르며, 가격이 급상승하는 화석연료에 의존하기 보다는 미래지향적으로
태양열을 난방의 주에너지원(source)으로 사용하기로 했다. 따라서 지붕 위에 태양 집열판을 설치하고, 바닥밑 공간에 설치한 솔라
보일러(solar boiler)와 서로 파이프로 연결한 후에 그 회로에 열 매체인 부동액을 넣는다. 솔라 보일러는 순환펌프와 열교환기로 구성되어
있는데 순환펌프의 동력은 집열판 옆에 부착한 태양전지(solar cell)에서 발생하는 전류를 이용한다. 집열판에서 가열된 부동액은 순환펌프에
의해서 솔라 보일러 안에 있는 열교환기를 통과하면서 보온 물탱크에 있는 물을 가열하며, 이와 같은 과정이 지속되면서 축열이 이루어진다. 해가
지거나 햇빛이 약한 경우에는 집열판이 열을 획득하지 못할 뿐만 아니라 동시에 태양전지도 전류를 생산하지 못함으로 시스템의 가동이 자동적으로
멈추게 되어서 열손실이 방지된다.
보온 물탱크에 들어 있는 더운 물은 팬코일을 통과한 후에 보온 물탱크로 다시 돌아오도록 순환시킨다. 이때, 팬코일의 팬(fan)을 아래 방향으로 회전시키면 샤프트를 통해서 공급되는 공기가 팬코일을 통과하면서 따뜻해 진다. 바닥밑 공간은 이 따뜻한 공기로 인해서 온도가 상승하게 되면서 바닥 장선, 바닥 덮개, 바닥 마감재 등이 따뜻해 짐으로써 바닥에서 복사열이 발생하여 온돌과 같은 난방효과를 얻게 된다. 또한 따뜻한 공기는 가볍기 때문에 위로 상승해서 2층도 따뜻한 공기에 의해서 덥혀진다.
냉방의 경우, 전기를 사용하는 냉방기 대신에 온도가 낮은 지하수를 기존의 팬코일을 통과시킨 후에 하수도로 배출한다. 팬코일을 통과하면서 냉각된 공기를 팬(fan)이 샤프트를 통해서 다락 공간으로 밀어 올린다. 이 찬 공기는 더운 공기와는 반대로 무겁기 때문에 2층 천장에 있는 레지스터들을 통해서 마치 샤워하듯이 아래층으로 내려가면서 자연스럽게 건물의 내부 전체를 냉각시킨다(도해-2 참조).
이와 같은 냉/난방 방식은 비록 약간의 전기를 사용하는 것이 불가피하지만 많은 양의 값비싼 전기를 사용하지 않기 때문에 경제적 부담이 적고, 가격이 급등하는 화석연료를 사용하지 않기 때문에 경제적이며, 탄소, 온실가스 등을 배출하지 않는 친환경적 장점이 있다.
