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지구와 공존하는 친환경 건축물 Top4

건축 스토리

2022년 10월 18일

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최근 친환경, 사회 공헌, 지배 구조를 뜻하는 ESG 경영이 전 세계적으로 떠오르면서 친환경적 활동이 화두로 떠오르고 있는데요. 전 세계에서 폭염, 한파 등 이상기후 현상이 늘어나며 에너지 소비량이 지속적으로 증가하는 추세다 보니 건축업계에서도 이 같은 트랜드에 맞추어 지구와 공존할 수 있는 친환경 건축물에 주목하고 있답니다.

 

오늘은 마이다스캐드와 세계 곳곳의 지속 발전 가능성이 있는 친환경 건축물들을 알아보려 합니다.

 


 

 

01. 서울시청 신청사

 

서울시청 신청사

<서울시청 - 신청사>

*출처: https://namu.wiki/

 

 

서울시청 신청사는 지방자치단체 청사 가운데 유일하게 1등급을 받은 친환경 건물인 서울시청 신청사는 내부에 대형 수직공원 설치로 실내 유해 물질 제거와 먼지 감소, 산소 및 음이온 방출과 공기 정화, 온•습도 조절 등을 해주는 것뿐만 아니라 전체 에너지 소요량의 24.5%를 친환경•신재생 에너지로 자체 충당하는 건축물입니다.

 

 

▶ 대형 수직공원

<서울시청 신청사 외관>
실제 식물이 심어져 있는 실내 수직공원

<실제 식물이 심어져 있는 실내 수직공원>
*출처: https://www.seouland.com

따듯한 공기를 활용하도록 설계

<따듯한 공기를 활용하도록 설계>
*출처: www.seoultimes.net/

 

 

서울시청 신청사는 지하 5층 지상 13층의 최고 높이 53.5m로 지방자치단체 청사 가운데 유일하게 1등급을 받은 친환경 건물입니다. 1층 실내공간에 들어서면 보이는 약 1,600㎡ 규모의 대형 수직공원은 스킨답서스•아글라오네마 등과 쟈스민•라벤다•야래향 등 각종 허브, 파리지옥•끈끈이주걱 등 식충식물, 아이비•팔손이•산호수 등 14종 약 6만 5,000본의 식물이 심어져 있으며 받아 놓은 빗물을 재활용하여 조성하였습니다.

 

수직 정원은 실내 유해 물질(프롬알데히드, 톨루엔, 휘발성 유기화합물, 이산화탄소 등) 제거와 먼지 감소, 산소 및 음이온 방출과 공기 정화, 온•습도 조절 등의 다양한 효과를 볼 수 있습니다.

서울광장을 바라보고 있는 신청사의 전면 남측 유리벽 내부에는 유리벽과 벽 사이에 완충공간을 둠으로써 여름철 더운 공기가 바로 내부에 영향을 미치지 않도록 또 하나의 벽을 설치하는 이중외피(Double skin)시스템을 도입해 외부 공기가 바로 내부에 영향을 미치지 않도록 하였으며 겨울철에는 하부 유입구 및 상부 배출구를 닫아 자연적으로 발생한 따뜻한 공기를 난방에 활용하도록 설계하였습니다.

 

 

 

▶ 전통한옥 처마 형상 디자인 적용

특수코팅 유리를 사용한 외관

<특수코팅 유리를 사용한 외관>
*출처: https://www.seouland.com

전통한옥 처마 디자인을 적용한 외관 모습

<전통한옥 처마 디자인을 적용한 외관 모습>
*출처: https://www.ssyenc.co.kr/https://foundjapan.jp/

계절별 태양 고도를 이용했던 한옥 처마의 기능성

<계절별 태양 고도를 이용했던 한옥 처마의 기능성>
*출처: https://mediahub.seoul.go.kr/

 

 

서울시청 신청사 전면에 사용된 유리 창문은 1장의 유리를 단열 및 태양의 적외선이 실내로 들어오는 것을 최소화하는 고성능의 특수코팅 유리를 사용하였습니다.

 

중간 공기 층에는 아르곤 가스를 주입하여 온도차로 발생되는 열 교환 현상을 막아 단열효과를 높여 60% 정도의 열을 차단하도록 해주었습니다. 신청사의 유리벽 위 지붕 끝 부분에는 전통한옥 처마 형상 디자인을 적용하였는데요.

 

이 디자인은 계절별 태양 고도를 이용했던 한옥 처마의 기능성을 최대한 활용한 것으로 여름철 태양고도가 높을 때는 한옥 처마가 태양열을 차단하여 실내를 시원하게 하고, 태양고도가 낮은 겨울철에는 충분한 일사량을 확보하여 내부 공기를 따뜻하게 해 냉•난방 효과를 주면서 에너지 절감에 중요한 부분을 차지해주었습니다.

 

 

02. 리치먼드 올림픽 오벌

리치먼드 올림픽 오벌

<리치먼드 올림픽 오벌>

*출처:https://ko.wikipedia.org/

 

 

2010년 밴쿠버 동계올림픽에 스피드 스케이팅의 경기장으로 사용된 곳으로 딱정벌레 침입으로 인해 손상된 목재를 재활용해 지붕을 만들어 미국 녹색 건축위원회로부터 친환경 건축물임을 의미하는 ‘LEED Silver’까지 받은 친환경 건축물입니다.

 

 

▶ 손상된 목재를 재활용한 지붕

리치먼드 올림픽 오벌 외관

<리치먼드 올림픽 오벌 외관>

손상된 목재를 재활용한 지붕

손상된 목재를 재활용한 지붕

<손상된 목재를 재활용한 지붕>

빗물을 모아 연못에 수집하고 있다

<빗물을 모아 연못에 수집하고 있다>
*출처: https://www.archdaily.com/

 

 

‘캐나다’하면 떠오르는 것은 바로 국기에 들어가 있을 정도로 유명한 단풍잎이죠. 그만큼 좋은 자연환경을 갖춘 대표적인 나라가 아닐까 싶은데요. 리치먼드 올림픽은 지난 2010년 밴쿠버 동계올림픽에 스피드 스케이팅의 경기장으로 사용된 곳으로 2006년에 짓기 시작해 2008년 겨울에 완공되었습니다.

 

400m 트랙을 갖춘 실내 링크에 8000명 가량을 수용할 수 있으며 캐나다에서 캘거리에 있는 캘거리 올림픽 오벌에 이어 두 번째로 개장한 400m 규모의 실내 아이스 링크랍니다!

 

이렇게 대규모 시설이라면 그 크기만으로도 지역 생태계에 부정적인 영향을 끼치기 마련이지만 리치먼드 오벌 경기장은 미국 녹색 건축위원회로부터 친환경 건축물임을 의미하는 ‘LEED Silver’까지 받았는데요! 이 경기장은 딱정벌레 침입으로 인해 손상된 목재를 재활용 해 지붕을 만들었으며 지붕을 통해 떨어지는 빗물은 시설 화장실 세척을 위해 연못에 수집되고 이 연못은 환경적인 기능뿐만 아니라 외관상으로도 관광객들에게 멋진 조경도 함께 선사하고 있습니다.

 

 

▶ 열 교환기 설치

열 교환기 설치

스피드 스케이팅 트랙

<스피드 스케이팅 트랙>
*출처: https://korean.visitkorea.or.kr/

경기장 내부 다목적 공간에 사용되는 열에너지

<경기장 내부 다목적 공간에 사용되는 열에너지>
*출처: https://www.mokpo.go.kr

 

 

경기장 내부엔 스피드 스케이팅 트랙을 포함한 스포츠 홀이 위치하고, 이 트랙을 만들기 위해서 물을 얼음으로 변환하려면 많은 에너지가 필요하기 마련인데요. 이 많은 에너지를 낭비하지 않기 위해 얼음을 식히는 데 사용된 압축기에서 발생하는 열을 다시 회수하기 위해 열 교환기를 설치하고 물이 채워진 파이프는 여기서 나오는 열기로 가열되도록 설계하였습니다.

 

이렇게 가열된 물은 파이프를 타고 흘러 다니면서 건물의 실내 난방을 위해 다시 또 사용되는데 경기장 내부 사무실과 다목적 공간 곳곳을 따듯하게 만들어주고도 남은 잔여 열에너지는 주변 지역 700가구 가량의 난방에도 도움을 주고 있습니다.

 

 

 

03. 멜버른 시의회 청사

 

멜버른 시의회 청사

<멜버른 시의회 청사>

 

 

자연대류, 열용량, 수 냉각법, 굴뚝 환기 등을 흰 개미집에서 모방하여 가장 창의적인 건축물이라고 평가받으며 자연 냉난방 시스템 등 다양한 친환경 기술을 멜버른 시의회 청사에 적용해 일반 건물 대비 이산화탄소 방출량 87%, 전기소비량 82%, 물 사용량 72% 감소시키는 효과를 거둔 건축물입니다.

 

 

▶ 흰 개미집의 자연 냉난방 시스템

멜버른 시의회 청사 외관

<멜버른 시의회 청사 외관>

더운 공기를 배출하는 굴뚝

<더운 공기를 배출하는 굴뚝>

멜버른 시의회 청사의 자연 냉난방 시스템 원리

<멜버른 시의회 청사의 자연 냉난방 시스템 원리>
*출처: https://www.archdaily.com/

 

 

흰개미집에서 아이디어를 얻어 설계된 건축물로 흰개미집의 자연대류, 열용량, 수 냉각법, 굴뚝 환기 등을 모방하여 가장 창의적인 건축물이라고 평가받는 이 건물은 환경 건축가 믹 피어스(Mick Pearce)가 설계하였는데요.

 

개미는 일찍이 자연에서 집을 가장 잘 설계하는 생명체 중 하나로 특히 전 아프리카에 서식하는 흰개미의 집은 섭씨 50도까지 치솟는 사막에서도 견딜 수 있어야 하며 지상에 흙을 높게는 9m까지쌓아 집을 지으며 일정한 온도와 습도를 유지하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다.

 

이런 환경 속에서도 집을 잘 짓고 살아가는 흰개미 집 원리에서 믹 피어스는 자연 냉난방 시스템을 발견해 멜버른 시의회 청사에 적용하였는데요 시의회청사는 더운 공기를 굴뚝을 통해 배출하여 에어컨 없이도 24도를 유지하고 있습니다.

 

 

▶ 알루미늄 냉각 천장

외부에 설치된 목제 차양

<외부에 설치된 목제 차양>

외부에 설치된 수직 식물

<외부에 설치된 수직 식물>

알루미늄 냉각 천장

<알루미늄 냉각 천장>
풍력발전기 역할도 해주는 옥상에 설치된 팬<풍력발전기 역할도 해주는 옥상에 설치된 팬>
*출처: https://www.archdaily.com/

 

 

샤워 타워, 냉각 천장, 수직 식물, 목제 차양 등으로 에어컨만이 아닌 다양한 친환경 기술을 적용하였는데 천장에 설치된 알루미늄 냉각 천장은 차가운 물이 들어있어 이것이 열을 흡수하고 면적을 넓혀 찬 공기가 더 많이 닿기 하기 위해 천장을 곡면으로 설계한 모습이 보입니다.

 

내부에서 데워진 공기는 옥상에 설치되어 있는 팬을 통해 바깥으로 배출되며 이 팬은 작은 풍력발전기 역할도 해줍니다. 이런 다양한 기술을 접목한 멜버린 시의회 청사는 일반 건물 대비 이산화탄소 방출량 87%, 전기소비량 82%, 물 사용량 72% 감소시키는 효과를 거두며 호주 최초 그린 스타6성 등급을 획득하는 모습까지 보여주었습니다.

 

 

 

04. 런던시청

 

런던시청

<런던시청>

*출처:https://ko.wikipedia.org/

 

건물의 후면을 직사광선에 닿는 면적을 약 25% 정도 줄이도록 설계하고 외관을 유리로 선택해 자연 채광을 통해 건축물 에너지 소비량을 감소시키는 목적으로 사용한 건축물입니다.

 

 

▶ 자연 채광을 통해 에너지 소비량 감소

런던시청의 외관모습

<런던시청의 외관모습>

대칭 형태가 아닌 남쪽 방향으로 기울어진 형태<대칭 형태가 아닌 남쪽 방향으로 기울어진 형태>

햇빛의 방향에 따라 정반대 효과를 볼 수 있도록 설계

<햇빛의 방향에 따라 정반대 효과를 볼 수 있도록 설계>
*출처: https://en.wikiarquitectura.com/

 

 

세계적인 건축가 노먼 포스트가 설계한 런던 시청은 외관의 모습이 마치 새의 알처럼 생겼다고 해서 ‘the glass egg’ 라고도 불리는데요. 이 건물의 특이한 외관은 이유가 있습니다.

 

건물의 후면을 직사광선에 닿는 면적을 약 25% 정도 줄이도록 설계해 내부적으로 건물의 모든 창문을 개방 가능하게 하여 자연적으로 환기가 가능하도록 하였는데요.

 

대칭 형태가 아닌 남쪽 방향으로 기울어진 형태는 직사광선을 피하고 그늘을 만들기 위한 목적과 함께 상대적으로 햇빛이 적게 드는 북쪽 방향은 완만하게 함으로써 정반대의 효과를 볼 수 있도록 하고 외관을 유리로 선택해 자연 채광을 통해 건축물 에너지 소비량을 줄이는데 사용하였습니다.

 

 

▶ 기둥 대신 나선형 계단

아래에서 내려다 본 나선형 계단

<아래에서 내려다 본 나선형 계단>

계단에서 보이는 런던 시내

<계단에서 보이는 런던 시내>
*출처: https://en.wikiarquitectura.com/

라멘구조로 지어진 제주도의 공백 카페

<라멘구조로 지어진 제주도의 공백 카페>
*출처: https://www.c3korea.net/

 

 

런던 시청의 내부에는 기둥 대신 나선형의 계단이 외벽 안쪽을 따라 둘러져 있는 모습을 볼 수 있는데 이런 공간 활용은 건물의 하중을 유리를 포함한 외벽이 모두 지지할 수 있도록 만든 라멘 구조로 이러한 구조 덕분에 계단을 올라가며 1층에 마련된 회의실을 관람할 수도 있어 시민들이 원활한 정치 참여를 할 수 있도록 유도하는 사회적인 의미까지 담아낸다고 합니다.

 

또한 건물에서 사용하는 컴퓨터와 조명에서 나오는 열을 모아 활용할 수 있는 시스템이 구축되어 있어 결과적으로 별도의 냉난방 설비가 없어도 적정 온도를 유지할 수 있으며 건물 꼭대기 층에는 태양열 집열판을 설치하는 등 빌딩에서 배출되는 탄소량을 약 3천 톤 가량 줄일 수 있게 하였습니다.



지금까지 세계 곳곳의 지구와 공존할 수 있는 친환경 건축물을 알아보았습니다. 내부에 대형 수직공원 설치로 실내 유해 물질 제거와 먼지 감소, 산소 및 음이온 방출과 공기 정화, 온•습도 조절 등을 해주는 '서울시청 신청사'부터 외관을 유리로 선택해 자연 채광을 통해 건축물 에너지 소비량을 줄인 런던 시청까지 모두 지속 발전 가능성이 돋보이는 건축물들이었는데요! 앞으로 친환경적인 활동이 지속되면서 또 어떤 획기적인 환경을 위한 건축물들이 들어설지 기대해봐도 좋을 것 같습니다.

 

 

 

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