[녹색 집 짓기, 생태건축] 자연으로 순환되는 집을 짓자

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[녹색 집 짓기, 생태건축] 자연으로 순환되는 집을 짓자 _ 과거로부터 온 미래, 흙 건축

2010년 5월 3일 (월) 16:06:22 | 지면 발행 ( 2010년 3월호 - 전체 보기 )

흙은 오래전부터 사용해 온 전통적인 소재인데다 주변에서 구하기 쉬운 재료이며 값도 싸서 새롭게 주목받고 있다. 또한 사용하고 난 다음 폐기물이 남지 않고 자연으로 순환되고 동식물의 생육에 좋은 영향을 미치며 자재 생산에 에너지가 극히 낮은 재료다.

글 황혜주<목포대학교 건축학과 교수>

사람은 자연환경의 일부이고 자연환경이 파괴되지 않고 잘 보존돼야 사람 또한 살 수 있다는 관점에서 좋은 집이란, 자연환경을 파괴함으로써 얻어지는 것이 아니라 자연환경과 집이 다르지 않다는 불이겘二, 상생相生, 조화調和의 결과를 의미한다고 정리된다. 집을 인공적인 생태계로 인식해 자연생태계에 유기적으로 통합시키는 것이다.
좋은 집이란 바람과 물과 에너지와 물질이 순환되는(Recycling) 집이다. 자원과 에너지를 생태학적 관점에서 활용하고, 폐기물을 감소시켜 환경 충격을 최소화하고(Low impact), 녹지 조성, 건물 내외의 연계성, 거주자의 공생활 동등, 사람과 자연환경과의 접촉을 최대화하고(High contact), 건강하고 쾌적한(Amenity) 조건을 갖춰야 한다.
이러한 집이 되도록 여러 재료가 논의되고 있으나, 흙은 오래전부터 사용해 온 전통적인 소재인데다 주변에서 구하기 쉬운 재료이며 값도 싸서 새롭게 주목받고 있다. 또한 사용하고 난 다음 폐기물이 남지 않고 자연으로 순환되고 동식물 생육에 좋은 영향을 미치며 자재 생산에 에너지가 극히 낮은 재료다. 이렇듯 흙은 생태건축을 구현하기 위한 최적의 건축 재료다.
세계 여러 나라에서 흙 건축에 대한 관심이 매우 높다. 유럽 같은 경우는 가까운 장래에 집을 흙으로 지을 것을 염두에 두고 연구하고 있고, 미국은 건강 주택으로 흙집을 활발하게 짓고 있으며, 호주는 흙 건축이 상용화 수준으로 보급되고 있다. 우리나라도 예전부터 사용해 온 흙인 황토가 재조명되면서 곳곳에서 지어지고 있다.

흙으로 지은 집은 왜 좋을까
지금은 지구도 건강해지고 사람도 건강해지는 방법의 하나로 흙집이 얘기되는 때다. 죽어가는 지구를 살려내고 그 속에 사는 사람을 살려내고 사람 간의 관계를 살려내는 흙집은 '죽임'집이 아니라 '살림'집이다. 세계 여러 나라에서 흙집에 대한 관심이 높고 전 세계 인구 3분의 1인 15억 인구가 흙집에서 살고 있다.
실제 실험 결과 시멘트 모형집에서는 실험쥐들이 서로 싸우다가 얼마 못 가서 죽는 데 비해 흙 모형집에서는 아주 오래도록 잘 사는 것을 볼 수 있다•. 또한 습도조절 능력이나 탈취, 공기정화 능력 등이 아주 좋아서• 흙 건축물에 들어가면 기분이 참 좋아지는 것을 느낀다. 흙은 자연 순환 원리에 충실한 재료이고 인간의 건강뿐만 아니라 지구의 건강도 지킬 수 있는 훌륭한 건축 재료다. 이런 흙으로 지은 집은 우리의 육체뿐만 아니라 정신 건강도 지켜 준다.

흙, 어디서 어떻게 구하는 것이 좋을까
흙 건축에서 좋은 흙이란 주변 가까이 있고 구하기 쉬운 흙이다. 우리나라는 흙이 다양하고• 좋아서 웬만한 흙은 모두 좋은 효과가 있을뿐더러 흙 건축을 할 때 주변 여건과 조
화되는 점과 수송비 등 경제적 측면을 고려할 때도 주변에서 흙을 구하는 것이 가장 좋다.
단, 자연 상태 흙은 건축 재료로 사용하기에 최적의 상태가 아니다. 흙을 그대로 사용하면 강도, 내구성, 균열 등 여러 가지 건축적 문제가 발생한다. 이런 문제를 미연에 방지하기 위해서는 흙 재료에 대한 이해가 선행돼야 건축 재료로 좋은 흙을 구할 수 있다.
흙이란 암석이 풍화돼 생긴 것으로 점토분, 실트, 모래, 자갈로 구성돼 있다. 흙은 이네 구성요소의 다소多少에 따라 점토질 토양, 모래질 토양 등 여러 성질을 지닌 흙이 된다. 점토분은 입자가 2㎛ 이하의 것으로 흙의 특성을 좌우하는 것이고(지장수라고 하는 것은 흙 중에서 이 점토분의 성질을 이용한 것) 실트는 2㎛~0.074㎜의 입자이며 모래는 0.074~2.5㎜, 그 이상은 자갈로 분류된다. 실트와 모래, 자갈은 그 성질이 거의 같으며 다만 입자크기에 따라 그 특징이 다르다(콘크리트 골재로 사용되는 흙은 흙 중에서 점토분과 실트를 제외한 모래와 자갈). 이러한 흙이 단단해지는 원리는 크게 두 가지다.

첫째는 입자이론(Particle Theory)으로 적절한 입도 조절을 통해 입자 간 간극을 최소화•하고, 물의 극성을 이용해 물과 흙 속의 점토분을 반응•시켜 입자 간 응집현상이 일어나게 하는 것이다. 외부 물질 투여 없이 흙 자체를 이용해 흙의 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있는 반면 물이 침투하게 되면 입자 간 응집이 풀려버리는 단점, 즉 물에 약한 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 '장화를 신고 모자를 쓰라'는말이있다. 기초를 잘 만들고 처마를 길게 조치하라는 이야기다.
둘째는 결합재 이론(Matrix Theory)으로 점토분과 외부로부터 투입되는 회灰가 반응•해 결합력이 강한 물질로 흙 입자와 입자 사이를 엮어주는 응결현상이 일어나게 하는 것이다. 전통 건축에서 기초를 다지는 판축이나 묘를 다지던 회 다지기는 이 원리를 이용한 대표적인 것이다. 흙에 회 같은 외부 물질이 투여돼야 하는 단점이 있지만 강도가 높고 물에 강한 장점이 있다. 이 원리를 잘 이용하면 아주 높은 강도까지 낼 수 있으므로 흙의 단점을 대부분 극복할 수 있다.

좋은 흙 재료 판별법
기본적으로 흙은 약한 재료다. 자연 상태의 흙을 건축 목적에 만족스럽게 사용할 수 없을 경우 흙을 다양한 방식으로 처리해 사용 목적에 알맞게 개량해야 한다. 흙을 개량한다는 것은 현지 흙을 구조물의 용도에 따라 가장 경제적으로 이용할 수 있도록 처리하는 것이며 그 방법은 여러 가지가 있다. 따라서 어떠한 흙이라도 균열이 가지 않고 튼튼한 집을 지을 수 있도록 하는 기술이 필요한데 가능한 시멘트•를 섞지 말고 화학수지•를 쓰지 않아야 한다. 또한 흙은 구우면(Ceramic) 흙의 많은 특성을 잃어버리므로•, 굽지 않고(Earth) 사용하는 것이 바람직하다.
요즘 시중에 여러 흙 재료가 나와 있는데 손쉽게 좋은 재료를 판단하는 방법은 흙 재료에 불을 대 보는 것이다. 비닐 타는 듯한 역한 냄새가 나는 것은 화학수지가 섞여있는 것이므로 사용하지 말아야 한다. 또한 물을 뿌렸을 때 시멘트 냄새가 나는 것도 시멘트를 섞어 만든 것이므로 좋지 않다. 더운 여름날 흙마당에 물을 뿌렸을 때 나는 그런 흙냄새가 나는 것이 좋은 재료다. 자연에서 흙을 가져와 집을 지어 살다가 집을 허물면 다시 자연으로 돌아갈 수 있는 그런 흙, 폐기됐을 때 그 흙에 배추를 심어 재배할 수 있는 그런 흙이 가장 좋은 것이다.

흙집은 단열이 취약하다?
흙은 단순히 단열 수치만 놓고 보았을 때 스티로폼이나 우레탄폼 등의 현대 단열재들에 비해 단열 성능이 떨어진다. 그러나 흙 재료가 가진 여러 특성을 이용해 주택의 에너지 효율을 높일 수 있고 쾌적하면서도 에너지 소비가 적은 흙집 건축은 가능하다.
한 실험에서 바닥 난방을 위해 바닥을 시멘트 모르타르로 마감한 경우와 고강도 흙 미장, 재래 흙 미장으로 마감한 경우 각각의 열효율을 측정했다. 동일한 실내온도 유지를 위해 사용된 에너지가 흙 바닥 마감일 경우 최고 11.6% 절약되는 것으로 나타났으며, 동일한 에너지를 투입해 난방할 때 벽체 온도는 최고 2.6℃, 바닥 온도는 최고 4.0℃ 더 높은 것으로 보고됐다. 또한 동일한 난방 온수를 공급하더라도 흙은 시멘트 대비 약 1.16배 높은 발열 전도를 나타내고 난방 종료 후 단위시간당 온도 변화에서 10% 가량 우수한 것으로 조사됐다.
또한 흙은 모든 중량 재료처럼 열을 저장한다. 그러므로 일교차가 큰 지역이나 태양열을 단순한 방법으로 얻어 저장이 필요한 지역에서는 흙은 내부 기온의 평형을 유지시켜 주는 기능을 한다. 이러한 결과들을 정리하면, 흙을 건축 재료로 사용할 때 에너지 소비를 보다 효율적으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.

여러 가지 흙 건축 공법
흙을 이용한 축조 방식은 예부터 많이 내려오고 있다. 현재 다양한 나라에서 문화적, 환경적 요인 등으로 다양한 방식으로 축조되는데 그 수가 100가지가 넘는다고 한다. 이 100가지가 넘는 흙 건축 공법을 CRATerre(크라떼르, 프랑스 그르노블 건축대학 내 흙건축 연구소)에서는 12가지 방법으로 나누었고, 한국흙건축연구회에서는 10여 가지로 간단히 분류했다.
이를 간단히 살펴보면, 현재 가장 일반적으로 통용되는 구축 방법에 따라 흙 건축은 개체식(흙벽돌, 흙쌓기, 흙자루), 일체식(흙다짐, 흙타설), 보완식(흙미장, 흙붙임, 짚단벽, 흙짚반죽, 흙뿜칠)으로 나뉜다.
개체식은 흙을 일정한 크기의 단위 개체로 만들어 쌓는 방식이고, 일체식은 벽체를 일체로 만드는 방식이며, 보완식은 다른 벽체나 틀에 바르거나 붙이는 방식이다. 이러한 공법들은 흙 건축 공법의 가장 기본적인 것이며, 이를 응용한 여러 가지 공법이 나올 수 있다.