Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(26)냉방 : 지중복토

냉방설계의 다음순서는 지중복토 방식입니다. 이 방법은 흔히, 지형을 이용한 친환경적인 설계기법이기도 하지만, 에너지원으로 냉방을 활용할수 있는 방법이기도 합니다.

지하 환경은 본래 기후제어 성능을 가지고 있으므로, 깊은 토양이 지상대기환경에 비해 겨울철 보다 따뜻한 환경과 여름철보다 시원한 환경을 제공하기 때문입니다.

지중복토에 의해 제공되는 냉방의 효과는 토양깊이와 함수관계에 있습니다. 지하 1.8m 깊이에서 온도변화는 연간 몇도 이내일 것입니다. 표면 근처의 토양온도는 얼마되진 않겠지만 공기온도에 영향을 줄 수 있는 것입니다.

다음 그림은 전형적인 지붕복토주택 건물의 단면도입니다.

 

안정적인 지하 토양온도를 활용하기 위한 일부 또는 전부를 복토한 개념도입니다.

지중복토는 대류와 전도에 의한 열손실과 열획득을 감소시키면서, 이와 동시에 누출을 감소시키으로서 건물 외피의 긴밀성을 향상시킵니다. 다시 말해 외피의 기능을 더욱 강화시키는 것으로, 매우 안정적이고 변화가 작은 실외 환경을 제공하믕로써 건물 기후제어에 있어 에너지 효율성과 비용효과를 창출할 수 있으므로 수동전략의 전망을 밝게 합니다.

효과적인 지붕복토설계는 냉난방 부하 및 비용을 50%이상 감소시킬수 있으며, Active보조 기후제어 시스템의 필요성이 현저히 줄어들 것입니다.

건물이 땅 속으로 들어감으로써 소음이 줄어들며, 가파른 경사지를 이용한다면 좋은 전망을 가져다 줄것이며, 대지면적을 최소화하며, 화재, 강풍에도 잘 견딜수 있습니다.

지중복토설계시 가중 중요한 것은 방향입니다. 지중복토를 남향 유리창으로 채광창을 내어 축열효과를 창출한다면 에너지 세이빙에 매우 도움이 될것입니다. 천창이나 광파이프로 실내 공간에 주광을 유입하고, 중정이나 썬큰을 이용한다면 추가적인 환기 및 채광을 제공해 줄 것입니다.

설계절차는 다음과 같습니다. 

1. 자연배수 패턴, 기존 식생, 태양의 접근, 바람흐름 패턴, 국지기후 및 표면조건 등과 관련한 부지를 분석한다.

2. 구조시스템을 선택한다. 통상 지중복토건물로 계획하며, 이때 방수성능을 개선시킬 수 있는 모놀로식 공법을 사용하면 도움이 된다. 적절한 버팀대(구조)가 필요하나, 무분별한 구획벽은 건물전방은 괜찮지만, 뒷편 후미진 구역을 어둡게 하므로 이에 유의한다.

3. 복토의 범위는 부지조건에 따라 조정된 설계의도와 함수관계에 있으므로 지중복토 지붕은 현실성있게 최소 60cm수준으로 하며, 최소 깊이는 열효과를 위해서라기 보다는 식물을 가꾸기 위한 최소 깊이로 이해하면 된다.

4. 방수는 설계과정에서 심도있게 다루어져야 하며, 지중복토로부터 물의 흐름과 이를 촉진하는 장치를 마련할 필요가 있다. 특히, 물 흐름을 가로막는 작용을 하도록 해서는 절대 안된다.

5. 건물에 타 전략을 포함시킬 것인지 결정한다. 특히 냉난방과 자연채과, 축열기능 등 지중복토 건물에 적합한 방식을 선정하여 설계에 반영, 검토한다.

 

** 사례

지속가능한 경영 실천을 모두로 포도나무밭에 같이 위치한 포도주 처리 및 저장시설로 지중복토로 건물을 설계한 사례입니다. 오레곤주 Dundee, Sokol Blosser 양조장

다음은 Domaine Carneros 양조장의 지중복토 피노누아(Ponot Noir) 생산설비로 포도밭 토양속에 복토된 건물입니다. 지붕전경은 양조장의 연간 에너지소비와 이산화탄소 방출을 감소시키게 됩니다.

다음은 Seattle의 Miller/Hull Partnership에서 설계한 지중복토된 전시관의 설계 단면도입니다.

공사중인 전시관의 출입문으로 연결되는 타워플라자는 건물꼭대기가 지면수준으로 되어 있으며 계단으로 연결되어 있습니다.

 

 

 

< 관련 글 > 

- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (0) 프롤로그
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (1) 외피 : 부지분석
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (2) 외피 : 단열재
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (3) 외피 : 스트로베일공법
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (4) 외피 : 단열패널
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (5) 외피 : 글레이징
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (6) 외피 : 이중외피
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (7) 외피 : 옥상녹화
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (8) 조명 : 주광율
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (9) 조명 : 자연채광 조닝
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (10) 조명 : 천창채광
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (11) 조명 : 측창채광
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (12) 조명 : 광선반
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (13) 조명 : 실내반사율
- Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (14) 조명 : 차양장치

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(15) 조명 : 전기조명 

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(16) 난방 : 직접획득

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(17) 난방 : 간접획득

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(18)난방 : 독립획득

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(19)난방 : Active태양열에너지시스템

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(20)냉방 : 지열원

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Buiding)설계(21)냉방 : 맞통풍

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Buiding)설계(22)냉방 : 굴뚝환기

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Grenn Building)설계(23)냉방 : 증기냉각탑

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(24)냉방 : 축열재 야간환기 

- Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Builidng)설계(25)냉방 : 지중쿨튜브