住居論

[10장. 주거의 실내환경]

10-1 쾌적한 온열환경

(1) 온열 4요소, (2) 인체열수지

10-2 온열환경 평가지표

(1) 유효온도, (2) 신유효온도, (3) 신표준유효온도, (4) 작용온도, (5) 예상온열감,

(6) 예상불만족감

10-3 깨끗한 공기환경

(1) 깨끗한 공기가 필요한 이유와 오염된 공기의 피해, (2) 주거 속의 공기, (3) 새집증후군,

(4) 실내공기질 관련 공기기준

10-4 정온한 음환경

(1) 음파, (2) 귀의 구조, (3) 음의 강도와 크기, (4) 음의 3요소, (5) 소음의 방지 * 본 강의의 내용과 사진 등은 대한건축학회에서 2010년에 편찬한

“건축텍스트북-주거론”(기문당)에서 인용하였음.

10장. 주거의 실내환경 1

住居論

10-1 쾌적한 온열환경

- 쾌적한 온열환경이란 : 덥지도 춥지도 않은 환경

(1) 온열 4요소

- 온도 : 인간을 둘러싸고 있는 공기의 온도

실내의 경우에는 실온, 실외의 경우에는 외기온

- 습도 : 공기 중에 포함되어 있는 수분의 양

여름철과 같이 온도가 높을 경우는 온열감각에 큰 영향을 미친다

- 복사 : 인체표면온도 혹은 착의표면온도와 인간을 둘러싸고 있는 벽면

(바닥, 천장, 벽 등)의 표면온도와의 관계에 의한 복사열 이동에 의해

결정되는 것으로, 평균복사온도(MRT, Mean Radiant Temperature)

등으로 표현된다.

- 기류 : 공기가 이동하는 속도(풍속)

무감각 기류 : 약 0.1~0.15m/sec

풍속은 일정하지 않으므로 보통 3분간의 평균값으로 측정한다

10장. 주거의 실내환경 2

住居論

(2) 인체열수지

- 열적인 평형상태 : 인간이 음식을 섭취하여 그것을 체내에서 연소시켜

생산되는 열량(대사량)과 호흡 및 체표면으로부터의 대류, 복사, 증발

에 의한 방열량과의 평형상태

- 체온조절 : 방열량 또는 대사량의 조절에 의해 행해짐.

: 더운 환경에서는 발한,

: 추운환경에 있어서는 떨림,

: 중간의 중립에 가까운 환경에서의 피부혈류에 의한 조절

- 이상의 3개의 체온조절에 부하가 크면 온열적인 불쾌감을 불러일으키

게 되며, 반대로 이 체온조절 부하가 작은 상태가 열적으로도 쾌적한

상태라고 할 수 있다.

代謝 : 생물체가 몸 밖으로부터 섭취한 영양물질을 몸 안에서 분해하고, 합성하여

생체 성분이나 생명 활동에 쓰는 물질이나 에너지를 생성하고 필요하지 않은 물질을

몸 밖으로 내보내는 작용 (= 물질대사, metabolism)

10장. 주거의 실내환경 3

住居論

10-2 온열환경 평가지표

(1)유효온도 (effective temperature, ET)

- 감각온도, 체감온도

- 건구온도, 상대습도, 기류의 3요소를 조합

- 수정유효온도(corrected effective temperature, CET)

(2) 신유효온도 (new effective temperature, ET*)

- 공기온도, 복사온도, 기류, 습도, 착의량, 대사량의 6요소를 조합

(3) 신표준유효온도 (standard new effective temperature, SET*)

- 표준 착의량의 재실자가 실제의 환경에서와 같은 현열손실과 잠열손실

을 경험하게 되는 기류속도 0.1m/s, 상대습도 50%인 표준조건하에서

균일한 열환경(평균 복사온도=공기온도)의 온도

- ASHRAE에서 표준적 체감온도로 채용함.

ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,

미국공조냉동공학회 )

10장. 주거의 실내환경 4

住居論

(4) 작용온도 (operative temperature, OT)

- 인체가 현재의 환경 하에서 대류와 복사에 의해 열교환을 하고 있는

것과 동일한 열량을 교환하는 가상균일온도

- 공기온도와 평균복사온도의 선형 복사열전달률과 대류열전달률의

가중평균으로 표시된다.

- 작용온도의 쾌적범위

: ASHRAE 에서는 동계 20~23.5℃(0.9clo), 하계 22.5~26℃(0.5clo)

: ISO에서는 동계 20~24℃, 하계 23~26℃

(5) 예상온열감 (predicted mean vote, PMV)

- 인체의 대사율, 의복의 열저항값, 건구온도, 평균복사온도, 기류속도,

수증기 분압의 6요소

- 같은 환경에 처해 있는 많은 사람의 열적반응 평균치

- 열적 중립상태를 0으로 하고 -3~+3의 수치척도를 각각 춥다(cold),

서늘하다(cool), 약간 서늘하다(slightly cool), 중립(neutral), 조금

따뜻하다(slightly warm), 따뜻하다(warm), 덥다(hot)로 나타낸다.

10장. 주거의 실내환경 5

住居論

(6) 예상불만족감 (predicted percentage of dissatisfied, PPD)

- PMV가 평균치 근처에 분산된 것인데 반해, 더운 사람과 추운 사람의

수를 아는 것도 중요하다

- ISO에서는 -0.5

住居論

(2) 주거 속의 공기

- 깨끗한 공기를 얻기 위해서는 우선 외부의 공기를 대기오염으로부터

막아야 하며, 두 번째로 건물 안에서 오염된 공기를 외부의 깨끗한

공기로 전환시켜야 한다(환기).

(3) 새집증후군 (sick house syndrome, sick building syndrome)

- 건물 내에서 특별한 오염원에 노출되지 않았음에도

- 석유화학문명이 만들어낸 환경공해병

- 미국에서는 이미 1980년대, 일본에서도 1990년대부터 사회적으로

문제가 되어온 현대병이다

- 대표적인 원인 물질 : 포름알데히드(HCHO),

휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)

10장. 주거의 실내환경 7

住居論

(4) 실내공기질 관련 공기기준

- (건축법 시행령 제51조) “환기를 위하여 거실에 설치하는 창문 등의

면적은 그 거실 바닥면적의 1/20 이상이어야 한다. 다만, 건설부령이

정하는 바에 의하여 위생에 지장이 없는 환기장치를 설치한 경우에는

그러하지 아니하다”

- 환경부에서 2004년 5월부터 본격적으로 시행하고 있는“다중이용시설

등의 실내공기질 관리법”에서는 신축 또는 리모델링하는 100세대

이상의 공동주택은 시간당

0.7회 이상의 환기가 이루

어질 수 있도록 자연환기

설비 또는 기계환기설비를

설치하도록 하고 있다.

10장. 주거의 실내환경 8

住居論

10-4 정온한 음환경

(1) 음파

- 발음체 혹은 음원 : 악기 등과 같이 진동에 의해 소리를 내는 것

- 음파 : 음의 파동, 공기를 밀거나 당기는 것에 의해 생기는 공기의

밀도의 변화가 전달되어 가는 현상

- 진동수 혹은 주파수 : 밀도가 1초 동안 변동한 수, Hz(헤르츠)

(2) 귀의 구조

- 음은 매우 작은 에너지 → 사람의 귀는 매우 민감하기 때문에 그것을

듣는 것이 가능한 것이다.

(3) 음의 강도와 크기

- 음의 강도 : 10dB, 20dB, 30dB로 나타낸다

- 음의 크기 : 10dB(A), 20dB(A), 30dB(A) 로 나타낸다 (소음레벨)

- 귀에 들리는 최소의 소리의 크기를 0dB(A), 귀가 아파질 정도의 소리

는 약 130dB(A), 이야기 소리는 약 40dB(A)이다.

10장. 주거의 실내환경 9

住居論

(4) 음의 3요소

- 음의 크기(loudness), 음의 높이(pitch), 음색

(5) 소음의 방지

- 음의 반사 : 딱딱하고 평평한 면일수록

- 음의 흡수 : 부드럽고 가벼운 재료일수록

- 방음 : 소음을 줄이는 것

음원을 줄이는 방법과 소리가 전달되는 도중에 줄이는 방법

- 차음 : 소리가 벽의 반대쪽으로 나가기 어렵게 하는 벽의 기능

일반적으로는 콘크리트와같은 무거운 재료일수록 차음성능이 높아진다.

- 흡음 : 벽 등에 부딪힌 음파를 원래의 방향으로 되돌리지 않고 흡수해

버리는 기능

- 바닥 충격음

10장. 주거의 실내환경 10

住居論

[11장. 친환경 주거]

11-1 친환경 주거의 개념

(1) 친환경 주거단지의 등장 배경, (2) 친환경 주거단지 개념 및 발전과정

11-2 친환경단지의 접근방법

(1) 친환경건축의 접근방법, (2) 친환경단지의 접근방법

11-3 친환경 주거단지 사례

11-4 새로운 대안으로서의 친환경단지

11장. 친환경 주거 11

住居論

11-1 친환경 주거의 개념

(1) 친환경 주거단지의 등장 배경

- 자연환경의 불변성 및 무한성 vs 자연의 유한성

- 환경문제 : 지구 사막화, 열대림 파괴, 지구온난화, 오존층 파괴,

도시의 열섬현상 등

- 이러한 상황에서 지난 수십 년 간 주요한 흐름이었던 성장 위주의

개발에 대해 자성의 목소리가 커짐에 따라 그에 대한 해결방안을

모색하고 있으며, 생태개념을 건축 및 개발계획상에 접목시키고자

하는 노력이 진행되고 있다.

(2) 친환경 주거단지 개념 및 발전과정

1) 친환경 주거단지 개념

- 1979년에 P. Krusche 등이 독일 연방환경부에 제출한 연구 보고서의

제목을 결정하는 자리에서 자연과 인간의 상호관계 및 생태계를 고

려한 다양한 건축적 시도와 개념들을 종합하여 ‘생태건축,

Oekologisches Bauen’이라 명명함

11장. 친환경 주거 12

住居論 11장. 친환경 주거 13

▪ 생태건축

- 건축으로 인한 생태학적 문제들을 깊이 인식하고 자연생태계의 구성

원칙을 좇아 자연과 건축환경이 공존공생할 수 있는 새로운 대안을

강구하는 최근의 건축 패러다임

- 1980년대에 이르러 독일을 중심으로 생태건축 사례들이 실현되어졌다.

- 생태건축의 경향

: 전통적 자연재료인 흙이나 나무 등의 시공방법을 현대기술에 접목

시켜 미래지향적으로 개선하려는 건축경향

: 재생 가능하며 에너지 소비가 적고 무독성인 생태건축 소재를 적극

적으로 활용한 건축시스템을 개발하려는 움직임

: 건축물의 공급처리시스템을 자연의 순환체계를 닮은 인공순환시스템

으로 구축하려는 경향

: 건축환경을 생물서식이 가능한 공간(biotop)으로 조성하고 이를

유기적으로 연계시키려는 시도

住居論

▪ 친환경 주거단지

- 개개의 건축물뿐만 아니라 단지 전체 또는 도시를 대상으로 생태 및

에너지 순환체계를 유기적으로 연계하여 환경문제가 발생되지 않도록

하는 주거형태를 의미한다.

- 선형의 일방향적 신진대사 작용(linear metabolism)

vs 순환적인 신진대사작용(circular metabolism)

11장. 친환경 주거 14

住居論

2) 친환경주거단지 발전과정

- 1970년대 : 기존 주거단지보다 친환경적 건축특성을 지닌 주거단지를

실험적으로 조성

- 1980년대 : 주호 차원에 머무르던 주거단지가 점차 단지적 특성으로

범위를 확대

: 지붕녹화, 수자원 활용, 하수생태정화시스템, 친환경 자재의 사용,

생태조경 등 다양한 시도

: 경제적 효과 극대화, 주민참여 프로그램, 다양한 계층의 공존,

주민 삶의 질 향상

- 1990년대 : 지속가능한 개발계획

: 주거단지개발에서부터 도시재생을 위한 지역개발에 이르기까지

: 신 재생에너지를 이용, 분산적 집중구조의 에너지 관리 시스템,

우수 및 수자원 관리,에너지 절감, 토지재생 및 토지이용의 극대화

- 2000년대 : 화석연료의 절감 및 CO2 감축

11장. 친환경 주거 15

住居論

11-2 친환경단지의 접근방법

(1) 친환경건축의 접근방법

▪ 친환경건축의 목표

- 건축물 시공과 유지관리에 필요한 에너지와 자원의 수요를 최소화한다.

- 자연의 순환체계와 재생 가능한 자원을 효율적으로 활용한다.

- 물과 공기의 오염, 외부로 방출되는 열, 폐기물, 폐수의 양과 농도

그리고 토양의 포장을 최소화한다.

- 대지 주변에 다양한 종의 동물과 식물이 서식 가능하게 한다.

- 건축물을 주위 경관과 어우러지게 배치하여 건강한 주생활이 가능하게

한다.

1) 대기순환을 위한 접근방법

- 자연에서의 유기체들은 낮과 밤, 여름과 겨울, 해와 비 등의 기후리듬

에 그들의 생명활동을 적응시킨다. → 야간의 냉각을 주간의 냉각으로,

주간의 가열을 야간의 난방으로 이용

11장. 친환경 주거 16

住居論

- 하절기에 태양광선을 차단하고 동절기에는

실내기후를 위해서 태양광선을 최대한 활용

- 미기후를 고려하고, 풍향의 조건을

고려하여 건물동을 배치하고,

- 자연환기방식의 채용, 공조공간의 단계적 배치

2) 에너지 순환을 위한 접근방법

- 에너지 소비 감소를 위해서 건물은 가능한 한 밀집형태

로 하여 외표면의 면적비율을 감소시켜야 한다.

▪ 태양에너지 이용을 통한 에너지 절감

- 액티브 솔라 시스템 : 태양광 발전시스템,

태양집열기시스템

- 패시브 솔라 시스템 : 아트리움, 온실

11장. 친환경 주거 17

< 남향 전면에 유리창문 배치>

住居論

▪ 단열성능 강화를 통한 에너지 절감

- 고단열화, 건물 외부의 열 차단장치로서 차양,

블라인더, 넝쿨식물 등을 이용한다

- 패시브 하우스(Passive House)

: 건물의 창호부와 벽면부의 고단열·고기밀 시공과

전열교환기 및 지열을 접목하여 중요한 난방에너지를

공급한다

: 삼중단열유리, 20cm 이상의 단열재

11장. 친환경 주거 18

住居論

3) 물순환을 위한 접근방법

- 빗물, 지붕녹화, 저장조, 저류시설

4) 재료순환을 위한 접근방법

- 거주자의 쾌적성과 건강에 유해한 성분을 방출하지

않는 방법으로 제작된 재료를 이용한다.

- 재료를 생산, 운송, 사용하는 과정에서 적은 에너지

를 소비하며 유해물질을 방출하지 않는 재료를 이용

한다.

- 재생 가능하고 재활용이 가능한 재료의 이용이다.

11장. 친환경 주거 19

住居論

(2) 친환경단지의 접근방법

▪ 지형변화의 최소화 계획

- 자연지형을 이용한 주거공간의 구성 및 다양한 형태의 공간구조계획,

기존 녹지의 절토 및 성토를 방지하기 위한 구릉지형 주거공간계획,

경사지 내 테라스하우스계획, 생태계 훼손을 최소화하는 계획

▪ 물순환 확보계획

- 투수성 포장, 우수의 집수

▪ 자원 순환계획

- 자연발효 화장실 또는 부엌쓰레기의

퇴비화 장치

- 폐자재의 재료를 신축건물의 포장재

나 외부의 조성재료로 사용

- 폐타이어와 같은 비건축 폐자재를

바닥재나 친환경 포장재료로 사용

11장. 친환경 주거 20

住居論

11-3 친환경 주거단지사례

▪ 비스마르크 태양에너지 주거단지

- 1997년, 단지면적 약 4ha,

단독주택과 연립주택

총72세대로 구성

- 태양에너지를 이용한 에너지

절약형 주거단지로 조성하기

위하여 동-서 축을 중심으로

하여 건축물을 남향으로

배치하였다.

- 단지 북쪽에 박공지붕형태의 29세대와 남쪽에 5세대는 콘크리트 양식

으로 건설되었고, 달개지붕형태의 건축물은 콘크리트 양식 16세대와

목재 양식 22세대로 건설되었다

11장. 친환경 주거 21

住居論

- 각 건물마다 5m²의 태양전지와 태양열

집열판 설치

- 옥상녹화, 통풍시설, 바람통로

- 빗물침투와 이용시설을 두어 정원 및

화장실 용수로 빗물을 사용

- 단지 서쪽에는 우수 저류연못을 두어

빗물유출을 저감하고 생태적으로

빗물을 정화하도록 하였다

- 보행도로와 놀이시설을 우선하고,

주차시설은 외곽으로 배치하였다

11장. 친환경 주거 22

< 북쪽의 단독주택단지 > < 남쪽의 연립주택단지 > < 건축물에서의 태양에너지 이용 >

住居論

11-4 새로운 대안으로서의 친환경단지

- 오늘날 한 시대의 사조처럼 되어버린 친환경단지는 합리적인 철학관과

디자인 이론을 배경으로 해서 인간과 환경 사이의 바람직한 질적인

관계를 설정하는 건설방법이다.

11장. 친환경 주거 23

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