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그렉스, 리모델링 최적 환기시스템 개발

열회수형·바닥형 장점 결합 통해 하자예방·경제성·시공성 향상
‘탄소중립’ 정부기조 대응…그린리모델링 활성화 능동적 대처

그렉스(오재근 사장)는 최근 늘어나고 있는 리모델링에 최적화된 환기시스템 개발·보급에 나섰다. 층고가 낮은 공동주택의 리모델링 현장특성을 감안해 천장·바닥환기를 결합, 시공성을 향상하면서도 두 시스템의 장점을 모두 취했다.

공동주택 리모델링은 ‘주택법’을 근거로 시행령과 ‘공동주택 바닥충격음 차단구조인정 및 관리기준’ 및 ‘주택건설기준 등에 관한 규정’에 따라 지난 2014년에 제정돼 용적률 완화와 전용면적의 증축 등이 가능하다.




재건축의 경우 30년 이상의 단지가 추진하는 것에 비해 15년 이상의 단지에서도 주민동의를 얻어 추진할 수 있어 사업문턱이 낮아 관심이 집중되고 있다.

80년대부터 공급된 1기 신도시의 경우 현재까지 20여만 가구가 준공한 지 30년을 넘었으나 강화된 재건축 규제로 사업이 더딘 상황이어서 이를 피해 리모델링을 선택하는 단지가 급증, 사업이 활발하게 진행되고 있다.

리모델링 공동주택의 경우에도 신축과 동일하게 환기설비를 의무적으로 적용해야 한다. 2006년부터 100세대 이상에 환기설비 의무적용 법령이 제정됐으며 현재는 30세대 이상으로 확대됐다.

그러나 리모델링 대상 공동주택의 경우 소방법에 따라 스프링클러가 설치되지 않은 15층 이하는 층고가 2.6m에 불과해 환기덕트를 설치할 수 있는 천장공간(ceiling space)이 협소하다.

이에 따라 낮은 공간, 다양한 리모델링 증축 유형, 쾌적한 실내환경 유지에 적합한 환기설비의 필요성이 급속도로 증가하고 있다.

공동주택 환기설비, 천장형·바닥형 구분
2006년부터 신축 또는 리모델링 공동주택의 경우 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’에 따라 일정성능 이상의 환기설비 설치를 의무화하고 있는데 대부분 기계환기설비인 열회수형 환기장치를 적용하고 있으며 바닥열 환기방식도 병행해 사용하고 있다.


열회수형 환기는 실내에서 외부로 배기되는 폐열을 외기와 열교환하는 방식으로 냉난방설비를 가동하는 여름철과 겨울철에 실내온도를 각각 26℃와 20℃ 정도로 유지한다. 법적기준을 충족하는 경우 열교환 소자에 의해 보상받는 공급온도는 28℃와 11℃로 에너지를 절약할 수 있으며 주덕트와 분기덕트 모두 천장 내부에 시공된다.

바닥열 환기는 국토교통부 건설신기술인증과 환경부 녹색기술인증을 받은 기술로 바닥 모르타르 하부(기포콘크리트)에 매립된 급기덕트를 통해 외부온도와 관계없이 실내온도와 유사한 공기를 공급할 수 있다. 별도의 프리히터나 열교환소자가 불필요한 시스템으로 주덕트와 분기덕트가 바닥과 천장으로 분리돼 낮은 천장공간의 리모델링 시공에 유리한 장점이 있다.



주·분기 덕트 분산…시공성 향상
2000년대 이전 공동주택에 적용된 소방법은 16층 이상의 경우에만 스프링클러설비를 설치토록 했기 때문에 16층 이상 세대의 층고는 2.8m인 것에 비해 15층 이하의 경우는 2.6m로 200mm가 낮다.

통상적인 실고(실제 천장고)를 2.3m로 유지할 경우 환기덕트와 같은 설비시설을 위한 공간이 45~50mm 수준이다. 이에 따라 리모델링 시 대부분의 경우 설비시설 설치를 위한 공간확보를 위해 천장면을 다운시켜 우물천장을 만들게 된다.

이 경우 낮은 부분의 실고가 2.2m로 신축 2.3m보다 낮아 스프링클러를 고려하지 않더라도 환기덕트를 설치할 수 있는 공간이 100~145mm에 불과하다. 신축은 170mm 이상 공간이 확보되는 것에 비하면 차이가 크다.



이에 따라 좁은 천장 내 공간에 주덕트와 분기덕트 모두를 설치하는 것은 현실적으로 불가능하게 된다. 스프링클러배관 및 전기배관 등과의 간섭도 충분히 고려해야 하므로 이를 해결하려면 덕트를 분산 배치해야 한다.

통상 대부분의 열회수형 환기장치는 장비→주덕트(200×50mm 이상)→분배기→분기덕트→디퓨져로 구성되는데 리모델링의 경우 천장공간에 설치되는 주덕트와 분기덕트 모두 스프링클러배관이나 전기배관과 필수적으로 교차 구간이 발생하게 된다. 이때 실고를 낮추거나 덕트의 종횡비(aspect ratio)를 비정상적으로 변형해야만 시공이 가능하다.

반면 바닥열 환기의 주덕트(90×35mm)는 바닥기포층에 설치되고 분기덕트(90×35mm 또는 50mm¢)만 천장으로 시공되기 때문에 스프링클러배관이나 전기배관과 교차 되더라도 시공이 가능하므로 주덕트와 분기덕트의 적절한 분산을 통해 다양한 형태의 리모델링 공사에 적용할 수 있다.



그렉스는 84㎡ 표준형 주택을 모사한 화성공장 개발실에서 실험한 결과를 바탕으로 주택 전용면적형별로 환기효과 달성과 거실소음 40dB 이하를 만족하는 △풍량기준 △주·분기덕트 수 △디퓨저 수 등을 도출했다.

49㎡ 이하 주택은 58CMH 풍량이 필요하며 주관은 천장·바닥에 각 1개씩 배치하고 디퓨저를 3개 설치하는 것이 적합하다. 50~84㎡ 주택은 △풍량 59~115CMH △주관 수 천장·바닥 각 1개 △디퓨저 4개, 85~100㎡ 주택은 △풍량 116~125CMH △주관 수 천장1·바닥2 △디퓨저 5개, 101~120㎡ 주택은 △풍량 126~154CMH △주관 수 천장2·바닥2 △디퓨저 6개, 121㎡ 이상 주택은 △풍량 155~170CMH △주관 수 천장2·바닥2 △디퓨저 7개 이상 등으로 도출됐다.



하자요인 제거·경제성 향상 ‘차별화’
국내 공동주택에 적용되는 기계환기설비는 세대 수나 제도에서 요구하는 기준, 등급에 따라 일정수준 이상의 환기성능을 충족해야 한다.

특히 ‘건강친화형주택 건설기준’을 충족하기 위해서는 프리히터와 같이 결로를 방지할 수 있는 장치를 설치해야 하는데 열을 가하는 장치이므로 화재방지와 같은 안전성이 확보돼야 한다.

또한 누기 등으로 인해 발생할 수 있는 결로는 환기환경에 치명적인 악영향을 초래할 수 있으므로 발생하지 않아야 하며 시공제약이 없고 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 구조를 갖춰야 한다.

특히 코로나19 펜데믹으로 환기의 중요성이 급속도로 증가하고 있는 시점에서 주거환경에 적합한 저소음 환기시스템 선정이 중요하다.



그렉스는 그동안 바닥열 환기방식을 보급하고 있었으나 정부의 저탄소·녹색성장 정책에 부응하고 시공성 개선과 하자요인 제거 및 유지관리 측면에서 획기적인 개선을 위한 변화를 시도했다.

먼저 환기본체는 에너지절약을 위해 전열교환소자를 적용했으며 결로방지를 위해 설치하는 프리히터는 장시간 사용하지 않는 경우 먼지로 인해 화재 발생의 가능성이 있으므로 필터 후단부에 설치해 안전성을 확보했다. 또한 팬과 열교환소자를 완전히 분리해 결로발생과 같은 하자 요인을 제거했다.

경제성과 시공성 확보를 위한 개선도 이뤄졌다. 환기장치가 최상의 효율을 유지하기 위해서는 소비자가 직접 필터교체 등 정기적이고 체계적인 유지관리를 해야 한다. 그러나 구조적으로 불가능한 경우가 많아 통상 제조사를 통해 사후관리를 받아왔다. 이를 감안해 다른 공구가 없이도 손쉽게 필터를 교체할 수 있도록 수납식 구조를 적용, 유지비용을 최소화함으로써 저비용으로 환기효율을 유지할 수 있게 했다.

특히 공동주택에서 인접 단위세대 형태가 좌·우 대칭형이어서 제품 역시 각 타입별로 생산해야 했으나 상·하·좌·우가 동일한 제품구조로 단일제품 양중(揚重: 무거운 것을 들어올림)시공이 가능하도록 구조개선을 이뤘다.

모든 설비의 숙제인 소음문제도 상당한 개선을 이뤘다. 과다한 소음은 환기장치의 사용을 제한하는 대표적인 요소 중 하나다. 법적으로 소음을 제한하고 있지만 사람마다 허용범위가 다르다는 특징을 고려해야 한다.

통상 환기장치는 팬과 열교환소자가 함께 설치돼 팬 가동 시 소음이 직접 전달된 것에 반해 그렉스 환기장치는 팬과 열교환 소자를 완전히 분리, 팬 토출측에 열교환 소자를 배치해 소음을 획기적으로 감소시킴으로써 쾌적한 주거환경의 기초를 마련했다.

오재근 그렉스 사장은 “리모델링 시장에 적용되는 환기장치와 덕트 시스템은 착공 전 설계도서 검토와 현장여건, 제약사항, 타 공정과의 간섭 등을 충분히 검토하고 확인해야 시행착오를 최소화할 수 있다”라며 “신축과 기존건물이 공존하는 리모델링의 특성상 협소한 공간에 최적화할 수 있는 환기시스템에 대한 지속적인 연구·개발이 필요하다”고 강조했다.