환경과 지속가능한 건축

건축은 기후와 분리될 수 없다

건축은 땅 위에 오래 서 있는 물건이다. 그래서 한 번 지어지면 오랫동안 에너지를 쓰고, 물을 쓰고, 재료를 소비한다. 공사할 때만 환경에 영향을 주는 것이 아니다. 재료를 생산하고 운반하는 과정, 건물을 냉난방하고 조명과 환기를 돌리는 과정, 수리하고 철거하는 과정까지 모두 환경 부담을 만든다.

기후 위기 시대의 좋은 건축은 단순히 멋진 형태를 가진 건물이 아니다. 적은 에너지로 쾌적해야 하고, 오래 사용할 수 있어야 하며, 고쳐 쓰기 쉬워야 한다. 또한 사람의 건강을 해치지 않는 실내 환경을 만들어야 한다. 지속가능한 건축은 '초록색 식물이나 태양광 패널이 보이는 건축'이라는 이미지보다 훨씬 넓은 개념이다.

초보자가 가장 먼저 이해해야 할 점은 이것이다. 친환경 건축은 설비를 많이 붙이는 일이 아니라, 애초에 에너지를 덜 필요로 하는 건물을 만드는 일에서 시작된다.

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패시브 디자인: 자연 조건을 먼저 쓰는 설계

패시브 디자인은 자연이 이미 제공하는 햇빛, 바람, 지형, 재료의 열적 성질을 설계에 활용하는 방법이다. 여기서 '패시브'는 아무것도 하지 않는다는 뜻이 아니다. 기계 장치에 의존하기 전에 건물의 방향, 창의 위치, 처마의 깊이, 벽의 단열, 바람길을 먼저 계획한다는 뜻이다.

예를 들어 겨울이 추운 지역에서는 낮은 각도로 들어오는 햇빛을 실내 깊숙이 받아들이는 것이 유리하다. 반대로 여름에는 높은 태양이 창으로 직접 들어오지 않도록 처마, 루버, 발코니 같은 차양을 계획해야 한다. 패시브 디자인은 계절에 따라 달라지는 태양 고도와 대지의 주풍향을 읽는 것에서 시작된다. 햇빛을 받을 때와 막을 때를 구분하고, 바람을 들일 때와 차단할 때를 구분하는 것이다.¹

여기서 중요한 것은 '창을 크게 내면 밝고 친환경적이다'라는 단순한 생각을 버리는 것이다. 큰 창은 빛을 많이 들이지만 여름에는 열도 많이 들일 수 있다. 겨울에는 열이 빠져나가는 통로가 될 수도 있다. 따라서 창은 크기만이 아니라 방향, 유리 성능, 차양, 환기 방식과 함께 판단해야 한다.

채광, 환기, 차양, 단열은 함께 작동한다

환경 설계의 요소들은 따로 움직이지 않는다. 채광은 자연광을 들여 조명 에너지를 줄이지만, 잘못 계획하면 눈부심과 과열을 만든다. 자연환기는 신선한 공기를 공급하고 냉방 부담을 줄일 수 있지만, 외부 소음이나 미세먼지가 심한 곳에서는 기계 환기와 조합해야 한다. 차양은 햇빛을 막지만, 너무 과하면 실내가 어두워진다. 단열은 겨울의 열손실과 여름의 열유입을 줄이지만, 환기 계획이 부족하면 실내 공기 질이 나빠질 수 있다.

이처럼 지속가능한 설계는 하나의 장치를 고르는 문제가 아니다. 열획득, 열손실, 눈부심, 공기 질, 습도, 소음, 사용자의 행동을 함께 조절하는 일이다.

건물의 외피는 특히 중요하다. 외피란 지붕, 벽, 창, 바닥처럼 실내와 실외를 나누는 껍질을 말한다. 외피 성능이 낮으면 겨울에는 따뜻한 공기가 빠져나가고, 여름에는 뜨거운 열이 들어온다. 그러면 냉난방 설비를 아무리 좋은 것으로 바꾸어도 에너지를 많이 쓸 수밖에 없다.

더운 기후에서는 외부 열이 실내로 들어오는 것을 줄이는 전략이 핵심이 된다. 사우디아라비아의 더운 건조 기후를 대상으로 한 연구에서는 단열 보강, 유리 성능 개선, 외부 차양, 옥상녹화 등을 비교했는데, 그중 단열이 연간 에너지 사용량을 줄이는 데 가장 큰 영향을 보였다. 해당 연구에서 단열 전략은 최대 23.6%의 연간 에너지 절감 효과를 보였고, 여러 전략을 조합했을 때는 기준안보다 총 에너지 사용량이 35.4% 줄었다.²

이 결과를 모든 지역에 그대로 적용할 수는 없다. 추운 지역, 습한 지역, 바람이 강한 지역에서는 우선순위가 달라질 수 있다. 그러나 중요한 교훈은 분명하다. 친환경 건축은 유행하는 장치를 붙이는 방식이 아니라, 그 지역의 기후에서 무엇이 가장 큰 에너지 문제인지 찾고 대응하는 방식이어야 한다.

실내 쾌적성은 온도만의 문제가 아니다

사람이 쾌적하다고 느끼는 공간은 단지 온도가 적당한 공간이 아니다. 같은 24도라도 벽과 창 주변이 차갑거나, 공기가 답답하거나, 햇빛이 눈을 찌르면 불편하다. 반대로 온도가 조금 높아도 바람이 잘 통하고 그늘이 적절하면 훨씬 견딜 만하다.

실내 쾌적성을 판단할 때는 온도, 습도, 공기 질, 빛, 소음, 표면 온도를 함께 보아야 한다. 표면 온도는 벽, 바닥, 천장, 창문의 온도를 뜻한다. 겨울에 창가가 유난히 춥게 느껴지는 것은 공기 온도만 낮아서가 아니라 차가운 유리 표면이 몸의 열을 빼앗기 때문이다.

따라서 좋은 환경 설계는 냉난방기만으로 해결되지 않는다. 단열이 잘된 벽, 성능 좋은 창호, 적절한 차양, 충분한 환기, 눈부심을 줄이는 빛 조절이 함께 필요하다. 에너지를 아끼는 것과 사람이 편안한 것은 서로 반대되는 목표가 아니다. 제대로 설계하면 두 목표는 같은 방향으로 간다.

녹색 건축은 이미지가 아니라 기준이다

'녹색 건축'이라는 말은 자주 오해된다. 옥상에 식물을 심거나 외벽에 나무를 붙이면 곧바로 친환경 건축처럼 보일 수 있다. 하지만 실제 판단은 더 엄격해야 한다. 녹색 건축은 설계, 시공, 운영, 개보수, 철거 과정에서 에너지, 물, 원재료, 폐기물, 배출, 실내환경 품질을 어떻게 줄이고 개선하는지 살펴보는 기준이다.³

예를 들어 물 사용량을 줄이는 위생기구를 쓰는지, 빗물을 모아 조경수로 활용할 수 있는지, 공사 중 폐기물을 줄였는지, 실내 마감재가 유해물질을 많이 내뿜지 않는지, 건물이 오래 사용될 수 있는 구조인지 등을 함께 보아야 한다. 어느 한 부분만 좋다고 해서 전체가 지속가능한 것은 아니다.

건축에서 환경 성능을 높이려면 운영 에너지와 내재 탄소를 함께 생각해야 한다. 운영 에너지는 건물을 사용하는 동안 냉난방, 조명, 환기, 급탕 등에 쓰는 에너지다. 내재 탄소는 재료를 만들고 운반하고 시공하고 폐기하는 과정에서 발생하는 탄소 배출을 뜻한다. 에너지를 적게 쓰는 건물이라도 너무 많은 새 재료를 낭비적으로 사용했다면 지속가능성을 다시 따져 보아야 한다.

생애주기 관점으로 재료와 시스템을 보기

건축 재료는 완공 순간에만 존재하지 않는다. 나무, 콘크리트, 철, 유리, 단열재, 마감재는 모두 생산되고 운반되고 시공된다. 이후에는 사용 중에 관리되고, 언젠가는 해체되거나 폐기된다. 생애주기 관점은 이 전체 과정을 보는 태도다.

예를 들어 어떤 재료가 시공 당시에는 저렴해 보여도 자주 교체해야 한다면 장기적으로 더 많은 자원과 비용을 쓸 수 있다. 반대로 초기 비용이 조금 높더라도 오래 견디고 수리가 쉬우며 재사용이 가능하다면 더 지속가능할 수 있다.

이 관점에서 기존 건물을 고쳐 쓰는 재사용 건축은 중요한 전략이 된다. 새 건물을 짓는 일은 많은 재료와 에너지를 필요로 한다. 반면 기존 구조체를 보존하고 필요한 부분만 보강하거나 바꾸면 이미 투입된 자원을 계속 사용할 수 있다. 물론 모든 건물을 보존해야 한다는 뜻은 아니다. 안전, 기능, 법규, 비용을 검토해야 한다. 다만 철거와 신축을 가장 쉬운 답으로 생각하기 전에, 고쳐 쓸 수 있는 가능성을 먼저 살펴보는 태도가 필요하다.

녹색 건축 인증과 제로에너지 건축의 차이

녹색 건축 인증은 건물이 여러 지속가능성 기준을 얼마나 충족하는지 평가하는 제도다. 많은 인증은 제3자의 검토를 통해 건물의 친환경 성능을 확인한다. 어떤 인증은 정해진 기준을 만족하는지 확인하고, 어떤 인증은 항목별 점수를 합산해 등급을 매긴다.⁴

인증은 설계자와 건축주에게 유용한 점검표가 될 수 있다. 에너지뿐 아니라 물, 재료, 폐기물, 실내환경, 대지 계획 같은 항목을 빠뜨리지 않게 해 주기 때문이다. 그러나 인증을 받았다는 사실만으로 건물이 완벽하다고 말할 수는 없다. 실제 사용자가 어떻게 쓰는지, 유지관리가 잘되는지, 시간이 지나도 성능이 유지되는지가 중요하다.

제로에너지 건축은 조금 다른 개념이다. 핵심은 건물이 필요로 하는 에너지를 최대한 줄이고, 남은 에너지를 태양광 같은 재생에너지로 보충해 연간 에너지 균형을 맞추려는 것이다. 즉 먼저 패시브 디자인과 고효율 설비로 에너지 요구량을 낮추고, 그다음 재생에너지를 적용해야 한다.

순서가 중요하다. 단열이 약하고 창호 성능이 낮은 건물에 태양광 패널만 많이 붙인다고 좋은 제로에너지 건축이 되는 것은 아니다. 에너지를 많이 새게 만든 뒤 다시 생산해서 메우는 방식은 효율적이지 않다. 좋은 제로에너지 건축은 적게 필요로 하도록 설계한 뒤, 필요한 만큼을 깨끗하게 조달하는 건축이다.

지속가능성은 오래 쓰는 능력이다

건축에서 지속가능성은 거창한 기술만의 문제가 아니다. 적절한 방향으로 앉힌 건물, 여름 햇빛을 막는 처마, 겨울 열을 지키는 단열, 고치기 쉬운 구조, 오래 질리지 않는 공간, 다양한 사용을 받아들이는 평면도 모두 지속가능한 설계의 일부다.

초보자는 친환경 건축을 볼 때 다음 질문을 던져 볼 수 있다.

• 이 건물은 햇빛과 바람을 어떻게 이용하거나 조절하는가?

• 창은 빛, 열, 시선, 환기를 함께 고려해 배치되었는가?

• 여름과 겨울에 다른 방식으로 작동하는 장치가 있는가?

• 재료는 오래 쓰고 수리하기 쉬운가?

• 기존 자원을 보존하거나 재사용한 부분이 있는가?

• 인증이나 설비보다 실제 사용자의 쾌적성이 잘 확보되어 있는가?

좋은 건축은 자연을 이기려 하지 않는다. 자연 조건을 읽고, 필요한 만큼 조절하며, 사람이 오래 머물 수 있는 환경을 만든다. 아름다운 형태는 중요하다. 그러나 기후 위기 시대의 아름다움은 에너지를 덜 쓰고, 자원을 덜 낭비하며, 시간이 지나도 버려지지 않는 공간 안에서 더 깊어진다.

참고

¹Passive Design Strategies | Sustainable TO

²Passive Design Strategies for Energy Efficient Buildings in the Arabian Desert

³Green Building Standards and Certification Systems

⁴Evaluating Buildings: 12 Green Building Certifications to Know