[패시브하우스] 패시브하우스, 차가운 지붕 방식인가? 더운 지붕 방식인가?

패시브하우스 건축의 지붕 시스템에 있어서 더운 지붕(Warm roof)이냐 찬 지붕(Cold roof)이냐에 관한 논쟁이 형성되고있습니다.

독일 정통 패시브하우스의 역사가 짧은 대한민국에서 늦으나마 참으로 다행스런 일이라 생각됩니다. 

일반적으로 지붕시스템은 더운 지붕(Warm roof)과 찬 지붕(Cold roof)으로 나누어 질 수 있습니다. 

1990년대 북미식 목구조가 도입된 우리나라에서는 일반적으로 찬 지붕구조 방식이 보편적인 형태로 보급되고 있습니다. 

찬 지붕 방식과 더운 지붕 방식의 차이점은 아래 사진에서 보듯 지붕 단열재 사이에 벤티레이션층을 형성하느냐의 여부에 따라 달라집니다.  내부기밀층 형성방법에 대해서 말씀드리겠습니다.

아래에 소개될 현장은 인제 패시브하우스 현장입니다.

영하 30도에 이르는 냉혹한 조건속에서 패시브하우스를 목표로 단열과 기밀, 환기에 치밀한 작업이 진행되었습니다.

아래의 현장들은  혹 기밀쪽 하자가 있을 것을 대비해 기밀테스트를 거치면서 꼼꼼히 진행하였으며 기밀테스트 값은 

n50 <0.3h-1입니다.(패시브하우스 기준: n50 <0.6h-1)

인제 패시브하우스의 지붕 공법은 기존의 차가운지붕 방식의 캐나다 공법이 아니고 독일쪽 시공방법인 따뜻한 지붕방식입니다.

이 두가지의 방법의 차이들 또한 그림으로 올려놓을테니 비교하시면서 보시면 이해가 빠를 것입니다.

그림1 차가운 지붕 구조

그림2  더운 지붕 구조

북미식의 차가운지붕 방식은 내부부터 석고보드< 단열재 < OSB < 투습방수지 < 세로상 < 가로상 < 기와 (징크) 의 시스템임을 알 수 있습니다.

독일등 유럽에서 이루어지고 있는 따뜻한 지붕 방식의 시공순서는 내부부터 석고보드 < 설비층(가로상) < 가변형투습방습지 < 단열재 < 투습방수지 < 가로상 < 기와 (징크)이런방식으로 많이 이루어지는데 건축물리적으로 기밀층 형성에 상당히 용이하기떄문입니다. 

핵심적인 차이점은 래프터밴트등 밴트 시스템이 없으며 O.S.B합판이 없다는 점입니다.  

그렇다면 과연 래프터벤트 없이,  OSB없이 시공이 가능한것인가?

밴트가 없다면 공기순환이 안되어 하자가 발생하는 것은 아닐까?

O.S.B합판이 없다면 구조적으로 문제가 생기는 것은 아닌가? 라는 의문이 떠오릅니다.

결론을 먼저 도출 시킨다면 패시브하우스의 경우엔 찬 지붕보다는 더운 지붕구조가 훨씬 더 경제적이며 건축물리적으로도 올바른 구조입니다. 

저에너지하우스(연간 m2당 7리터의 에너지가 소비되는 주택)와 패시브하우스가 보편화된  독일에서 이러한 차가운 지붕 시스템은 일반화되어 있는데 이는 리모델링 또는 하자보수에 편리성 그리고 이는 더운 지붕 구조가 저에너지하우스나 패시브하우스에서 필수적으로 요구되어지는 기밀층 형성에 건축물리적으로 용이하기 때문입니다. 

지붕 단열재 상부층엔 투습방수지를 사용하여 상부로 투습이 원활히 이루어 질 수 있도록하였습니다. 이는 투습이 안되는 방습지는 단열재 내부에 습기의 양의 증가로 하자가 발생하기 때문입니다.

한편 지붕 하부의 내측에는 방습지가 설치되어야하는데 이때 사용되는 가장 좋은 재료는 투습이 되며 상대습도에 따라 투습의 양이 달라지는 가변형 투습방습지가 가장 적절하다고 하겠습니다.

인제 패시브하우스 현장에서는 프로클리마사의 INTELLO를 사용하였습니다. 

여기서 한가지 특이사항은 충진된 인슈레이션의 비닐막이 모두 제거되었다는 점입니다.

이유는 비닐막에 둘려씌워진 인슈레이션은 습기배출이 원활하지 못하여  단열재 내부에 습기의 양이 계속 증가하여 곰팡이가 발생하고 단열재의 성능이 급격히 저하되기 때문입니다.

정리하자면 지붕하부는 기밀층(가변형투습기밀층)으로 시공하고 인슈레이션 상부는 투습방수지으로 시공함으로서 습기의 인슈레이션내 축적을 최소화하여 쾌적한 지붕시스템을 민들 수 있는 구조가 바로 더운 지붕 구조라 할 수 있습니다.