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[ Article ]
The International Journal of The Korea Institute of Ecological Architecture and Environment - Vol. 18, No. 5, pp.13-20
Abbreviation: KIEAE Journal
ISSN: 2288-968X (Print) 2288-9698 (Online)
Print publication date 31 Oct 2018
Received 28 Jun 2018 Revised 01 Oct 2018 Accepted 06 Oct 2018
DOI: https://doi.org/10.12813/kieae.2018.18.5.013

온돌(구들)기술 특성과 신한옥 적용을 위한 대안 고찰
김준봉* ; 천득염**

The Characteristics of Ondol(Gudeul) Technique and Alternative Research for New Korean-style Housing
Kim, June-Bong* ; Cheon, Deuk-Youm**
*Dept. of Architectural Engineering, Shenyang Architecture Univ., China (kimjunebong@daum.net)
**Corresponding author, Dept. of Architectural Engineering, Chonnam National Univ., South Korea (dycheon@hanmail.net)

@ 2018 KIEAE Journal
Funding Information ▼

Abstract
Purpose:

Part of the human heritage, Ondol developed on the Korean Peninsula and, as a heating system widely used therein, its excellence has been recognized globally. They have been used for many years, as archaeological remnants of Ondol dating to the Bronze Age demonstrate. Generally, in Korean heating systems, an Ondol is a way to warm a house by firing a furnace and heating up a flat stone. There are various types of Ondol depending on their manufacture and local forms, which shows the diversity of residential culture. As a residential feature, Ondol convey a sense of the unity and homogeneity of the Korean people. Ondol have been popularized and established over a long period, becoming a unique residential heating system in Korean culture. Historically, the traditional Ondol heating method was developed according to the needs of contemporary apartment life from as early as the Neolithic period; thus, it can be said to be the oldest and most common form of heating. Nevertheless, the international standard of Ondol technology has been promoted mainly in Europe and the West, rather than led by Korea.

Method:

Therefore, the present paper aims to provide concrete alternatives for the modernization and popularization of Ondol. To do so, this study will first summarize the terms related to Ondol and examine the characteristics of its structure and construction. It will then propose an alternative to the construction method applicable to the modern residential type of traditional Ondol.

Result:

As a result, this research will not only be limited to considering the soil and stone in house heating technologies; it will also examine the basic uses of machine equipment, electrical technology, and thermal storage or insulation as they are required in contemporary floor heating devices in traditional Ondol. The present study is significant in that its results will demonstrate the relationship between Ondol residential heating and national identity as well as identifying the superiority of Ondol heating in traditional Korean-style homes. This study will also suggest meaningful, contemporary heating methods for various countries in the future by suggesting modernization techniques for traditional residential heating.


Keywords: Ondol, Gudeul, New Korean-style Housing, Housing application, Heating characteristic
키워드: 온돌, 구들, 신한옥, 주거적용, 난방특성

1. 서론
1.1. 연구의 배경 및 목적

최근 들어 한국의 전통가옥인 한옥에 대한 한국인들의 관심이 높아지고 있으며 현대한옥, 즉 신한옥의 수요가 증가하고 있는 추세이다. 한옥과 온돌(혹은 구들)은 한국인의 민족적 주거난방의 정체성을 보여주며 건강한 주거환경을 제공하는 요체이다. 특히 한국인의 전통적인 주거인 한옥과 중국이나 일본의 전통주택의 확실한 차이점은 바로 바닥 난방시설인 온돌의 설치 유무이다. 즉 온돌이 있어야 한옥이라고 할 수 있는 것이다. 1)

그럼에도 불구하고 온돌에 대한 연구는 상대적으로 아주 부족하다. 물론 최근(2018년)에 이르러 온돌이 국가문화재로 지정되었고 아울러 국토교통부와 문화재청 등을 비롯한 국가기관에서도 한옥의 대중화와 표준화, 국제화 등을 목표로 많은 노력을 하고 있지만 아직까지 한옥 온돌기술에 대한 연구나 실용적인 성과가 대중에게 영향을 미치기에는 미흡한 상태이다. 더욱이 온돌에 대한 용어나 역사, 규격과 시공방법, 품셈, 관련 기술자에 대한 자격기준 등도 아직까지 정리되어 있지 않은 상태이다.

따라서 본 논문에서는 온돌의 현대화와 대중화에 대한 구체적 대안 제공과 아울러 과제를 제안하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해서는 먼저 온돌관련 용어의 개념을 정리하고 온돌의 구조와 축조기술의 특성을 고찰하고자 한다. 이어서 전통온돌을 현대 주거형식에 적용 가능한 시공방법에 대한 대안을 제안하고자 한다.

1.2. 연구의 방법과 기존의 연구와의 차별성

최근 온돌과 관련한 대표적인 논저를 보면 김동훈(1994), 김남응(2004), 김준봉(2006), 송기호(2007), 최덕경(2008), 김준봉(2014) 등을 들 수가 있다. 김동훈[1]은 민속문화적 관점의 연구이고, 김남응[16]의 특징은 한반도 전역의 온돌유적과 그 간의 온돌관련 문헌사료를 번역제공하고 있으며, 송기호[20]는 주로 한반도 북부인 중국 동북지역과 북옥저지방에서 출토된 구들유적을 도면과 함께 분석하고 정리하였다. 최덕경[14]은 앞의 자료들을 종합하여 온돌의 발생과 보급, 생활문화에 끼친 영향을 폭넓게 고찰 하였다. 김준봉와 리신호[8]는 온돌의 기술적 문화적 역사적 포괄적 연구를 하였다. 하지만 김준봉을 제외한 이상의 네 연구는 현재까지 남아서 사용되고 있는 온돌과의 연관성에 의한 해석에 있어서는 온돌자체의 기술적인 부분을 다루는 데에 있어 한계가 있다고 생각된다.

결국 온돌의 기능적인 변화와 다양성은 한민족의 오랜 세월동안 영위한 생활로 인하여 일체감과 동질성을 부여해준 주거양식으로 독특한 한민족의 문화로 형성되어 왔다. 역사적으로도 신석기 시대 이후 현대 아파트 생활에 이르기까지 전통적인 온돌난방 방법을 시대적 상황에 적합하게 발달시키면서 사용하고 있으니 가장 오래되고 보편적인 주거난방이라 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 국제온돌기술표준[21]을 운용함에 있어 한국이 주도적으로 취급하기보다는 유럽과 서구중심으로 진행되고 있어 안타까운 현실이다. 특히 온돌의 현대적 적용이라는 실질적 대안에 대한 노력이 부족하다 하겠다.

따라서 본 연구에서는 온돌의 기본적인 기능인 바닥에 불을 때서 구들장을 데워 난방을 하는 방법을 그간의 연구와 발굴에 따른 역사적으로 변천과 지역에 따라 만드는 방식과 구조 형태를 토대로 하여 그간에 존재해 왔던 여러 종류의 온돌방식의 다양성을 고찰하고자 하였다. 이러한 연구는 온돌이 단지 흙과 돌을 다루어 난방을 하는 기술에 국한되지 않고 과거의 전통온돌에서 현대적 바닥 난방 장치로서 기계설비와 전기기술, 축열(蓄熱)이나 단열의 기초적 원리가 요구되기 때문에 이에 대한 고찰도 함께 수행하고자 한다. 이러한 연구의 결과는 민족적 정체성을 지닌 온돌 주거난방의 성격을 밝힘과 아울러 전통한옥에 있어 온돌난방의 우수성을 규명하는 의미를 지닌다 할 것이다.

결론적으로 본 연구는 전통적인 한민족 주거 난방인 온돌의 확산과 범용, 의미제고를 위하여 현대적 적용이 가능한 신한옥 온돌난방의 대안을 제시하고 향후 현대적인 온돌 난방방법의 과제를 제안하는 것이 본 연구가 가지는 기존 연구와의 차별성이라 하겠다.


2. 온돌의 개념과 특성
2.1. 전통온돌의 개념

온돌(溫突, Ondol)이란 ‘방 바닥을 따뜻하게 데워 난방 하는 시설’을 말한다. <표준국어대사전>에 따르면, 온돌은 ‘ 화기(火氣)가 방 밑을 통과하여 방을 덥히는 장치. 우리나라 및 중국 동북부에서 발달하였다.’ 라고 한다. 일반적으로 온돌과 구들은 사전적으로 동의어이지만 일반인들이 사용할 때 구들은 전통적인 방식으로 직접 아궁이에 불을 때는 방식이라 생각하고 온돌은 전통적인 방식과 더불어 현대적으로 바닥을 따뜻하게 하는 방법을 포괄하여 지칭하는 경향이 있다. ‘구들’은 순수한 우리말로 언제부터 사용되었는지는 확실치 않으나 구들이 처음 만들어 졌을 때로 가정한다면 아주 오래전에 사용되었다고 볼 수 있다. 다만 ‘온돌’이라는 용어는 세종실록(世宗実録), 성종실록(成宗実録), 구황촬요(救荒撮要) 등에서 출현하여 조선시대에 비로소 한자어로 표기되기 시작하였다. 또한 온돌이 문헌에서 나타나기는 1489년 간행된 구급간이방언해(救急簡易方諺解)에 처음 등장하지만 구들은 그 이전에 이미 오랫동안 한민족에게 쓰여 왔던 것이라 짐작된다.

온돌과 같은 뜻을 지니며 순수 우리말인 ‘구들’을 김남응[16]은 ‘방바닥에 고래를 만들어 불을 지피는 장치’ 또는 ‘고래를 내고 구들장을 얹고 그 위에 흙을 발라 방바닥을 구성하여 불을 때어 따뜻하게 한 시설’ 등으로 설명한다. 여기에서 고래란 온돌방의 구들장 아래로 나 있는 통로를 가리키는 단어이다. 아궁이로부터 들어오는 불과 연기가 고래를 통해 지나간다. 또한 구들이란 ‘추운 겨울을 지내기 위해 고래를 만들고 그 위에 구들장을 덮어 아궁이로부터 발생한 뜨거운 열을 구들장에 저장했다가 천천히 복사열을 내뿜어 방바닥과 방이 따뜻해지도록 제작된 난방구조’라 하였다. 즉 구들은 주로 우리의 전통난방방식의 고래와 구들장을 가진 직화방식(直火方式)의 난방 방식을 의미한다. 민속학자인 손진태에 의하면 ‘구운 돌’에서 생겨난 이름이 구들로 추정되고 있다. 한편 김남응[16]은 ‘구들은 우리의 옛날 집에서 바닥 난방 시설을 말하거나 그런 난방방식으로 된 방 바닥이나 방을 통틀어 지칭하는 말이다’라고 하였다. 또한 구들과 온돌은 같은 의미이나 구들이라는 말이 더 어울린다 하였다.

『삼국유사』에서는 구들을 의미한 한자는 ‘돌㷝’을 쓰기도 했다. 『星湖僿說』에서도 ‘돌㷝’을 쓰지만 다른 문헌에서는 ‘堗’, 혹은 ‘突’을 쓴다.

이처럼 구들과 비슷한 온돌이란 단어는 ‘방바닥 아래로 뜨거운 불기운을 넣어 방을 따뜻하게 하는 시설’로 실내의 바닥을 덥히는 난방방식을 통칭하는 의미로 쓰이고 있다. 결국 구들과 온돌은 같은 의미이지만 오랜 세월동안 다양한 의미를 지닌 온돌이 구들을 포괄하는 의미라고 하겠다. 특히 옛 구들을 온돌이라 해도 어색하지 않지만 현대적 온돌을 구들이라고 하면 어감이 어색하다. 이는 구들의 전통 단절을 의미할 수 있고, 전통온돌과 현대 온수온돌의 중간적 형태인 연탄형 온수 보일러 난방 등을 표현하기 어렵기 때문에 과거 온돌과 현대 온돌난방방식을 맥락적으로 이해하기 위해서는 포괄적으로 해석하는 것이 적절하다고 생각된다. 즉 온돌은 실내의 난방방식을 지칭하는 광의적인 의미라 할 수 있고 구들은 방바닥을 따뜻하게 하는 전통적인 난방방식이라는 의미를 지닌다. 이렇게 보면 온돌과 구들은 약간의 차이가 있음을 알 수 있지만 구태여 구별하여 쓸 필요는 없겠다고 생각한다.

2.2. 온돌의 특성

온돌은 한옥의 구조에서 사람과 거주공간을 쾌적하고 따뜻하며 건강하게 해주는 합리적인 구조로 되어 있다. 따뜻한 온돌은 사람의 신체와 피부에 직접적으로 닿아 몸의 체온을 올려주고 구들의 복사열은 가장 건강하고 쾌적한 난방방식으로 생활하기에 적합한 공간이 된다. 동서양 의학에서 공히 인정되는 두한족열(頭寒足熱), 즉 머리는 따뜻하게 발은 차게 한다는 조건과 습도조절 기능 및 공기 소통과 미세먼지 등의 문제를 해결하는 과학적인 구조이다.

또한 한옥의 구조가 그렇듯이 온돌의 재료는 흙과 돌로 이루어져서 신체적으로 안전한 자연물질이고 달아져 못 쓰게 되지 않는 영구적인 물질이다. 이렇게 온돌처럼 자연친화적인 재료로 만들어진 난방방식은 드물다.

온돌은 불을 지피지 않은 시간에도 축열된 열을 구들장 위인 방바닥에서 방열시켜 난방을 하는 방법으로 고체 축열식에 해당한다. 한번 불을 지피면 며칠이나 열기가 지속되는 난방방식은 온돌이 유일하다. 즉, 구들은 취사하는 불을 이용하여 열기를 고래로 통과시켜 구들장을 가열하고 저장되니 불을 피우지 아니하는 시간에도 축열된 열을 방바닥에서 방열하게 하는 고유한 고체 축열식 난방법이다.

특히 땅으로부터 오는 습기는 방바닥 아래공간인 고래가 차단해주고 겨울에는 어느 정도의 지열을 고래의 공간에 저장해 주는 것이다. 특히 장마철의 습기는 온돌 아래의 진흙이 흡수했다가 건조하면 방출해 방의 습도를 조절해 준다.

또한 대기오염 문제를 보아도 연기와 열, 분진 등이 배출되는 소각로와는 달리 ‘구들개자리’, ‘고래 개자리’와 ‘굴뚝 개자리’ 등을 통한 열분배와 분진의 순차적인 내부처리 기능 등이 있어 온돌은 예부터 환경 친화적인 구조라고 할 수 있다.

열역학적 측면에서도 구들의 구조와 재료 특성상 가장 낮은 열손실을 보이며 현재 많이 쓰이고 있는 온수 파이프 난방구조보다도 더 적은 에너지가 소비된다. 이는 황토를 주로 사용하여 열을 저장하고 발산시키기 때문에 지속적으로 쾌적한 온도를 유지하기 위해 쓰이는 단위 면적당 에너지 소비량도 다른 재료의 난방보다 현저히 낮다.[8, 10] 또한 온돌은 한번 불을 때서 달구어진 온돌이 방 전체를 고루 오랜 시간동안 따뜻하게 유지시키는 역할을 하며 구들과 황토 흙이 어울려 열효율을 높여 준다.

더욱이 한옥의 구조와 온돌은 상호 보완하고 보호하기에 적절한 체계를 갖추었다. 초석과 기둥, 고막이 등의 한옥구조체가 온돌을 튼실하게 하고 온돌에서 발생한 온도와 제습기능이 목구조인 한옥을 보호해주고 있어 다른 구조재료에 비해 상보적이다.


Fig. 1. 
Concept Drawings of Traditional Ondol

2.3. 온돌의 구조 및 종류

온돌은 자연 조건 및 생활양식에 따라 종류나 구조상 차이가 있고 다양하다. 특히 정형화된 방법이 없이 수 천년 동안의 경험과 서로 노동력을 주고 받는 품앗이 공사를 하여 왔고 어깨너머로 배운 재래적 방법에 의해서 축조되어 왔기 때문에 더욱 그러하다. 그러나 온돌에 아궁이와 고래가 반드시 있는 기본적인 구조는 대동소이하다.

현재 한반도와 만주지역에서 사용되고 있는 온돌의 구조를 분류해 보면 불을 때는 곳인 아궁이와 불기를 보내고 저장하는 방바닥에 해당하는 곳인 함실, 고래, 개자리, 마지막으로 열기가 다소 식은 연기를 내보내는 굴둑(연도)과 구새(굴뚝)가 있다.

아무튼 구들은 지역적 특성에 따라 재료와 형태가 다른데 이는 기술자의 능력과 사용자의 요구조건 그리고 자연재료의 구비 상태 등에서 여러 가지 형태가 나타나는 것이다.

구들의 종류는 크게 용도별, 형태별, 재료별, 구조별, 지역별, 난방구획별 등으로 나뉠 수 있다.

- 용도별 : 용도에 따라 취사 난방겸용, 취사전용, 난방전용 등이 있다.
- 형태별 : 구들고래의 형상에 따라 줄고래(일자고래), 부채(살)고래, 선자고래, 되돈고래, 원형고래, 허튼고래(흐튼고래), 막고래, 혼용고래, 특수고래 등이 있다.
- 재료별 : 사용된 재료에 따라 기와고래, 벽돌고래, 흙고래, 막돌고래 등이 있다.
- 구조별 : 구축된 구조에 따라 쪽(부분)구들형, 통구들형, 부뚜막형, 함실형, 난로형 등이 있다.
- 지역별 : 한반도를 기준으로 해서 지역에 따라 남부지역, 중부지역, 북부지역, 제주도지역, 만주지역 등으로 나눌 수 있다. 물론 한반도 이외 지역인 알래스카에서 발견되는 예도 있다.

북부지역의 온돌은 아궁이 바닥과 방바닥의 높이 차이가 가장 크다. 따라서 아궁이 후렁이 부분인 함실이 깊기 때문에 아궁이의 (앞)이맛돌이 길고 뒷 이맛돌이 없으며 불 주머니(함실)가 크고 솥이 높이 걸려있어 취사시간이 길고 연료를 한 번에 많이 넣을 수 있다. 따라서 연료의 소비가 많은 반면 가장 혹한지역의 난방에 적합하게 발달된 형식을 보여주고 있으며 구새(굴뚝)이 높다.

남부지방의 온돌은 아궁이과 고래의 높이차이가 북부지역보다는 낮아 연기의 역류를 효과적으로 방지하기 위하여 앞 이맛돌과 뒷 이맛돌이 모두 존재한다.

Fig. 2.의 취사겸용의 온돌이 차지하는 비율과 구조를 보면 북부지방보다는 남부지방이 현저히 난방보다는 취사에 집중하였기 때문에 그 구조가 북부의 것보다 아궁이 바닥과 가마솥바닥이 높지 않고, 구들내부가 단면적으로 구들개자리가 거의 없이 단순화되어 있는 것을 알 수 있다.


Fig. 2. 
Basic Drawings of Ondol Heating System

그리고 남부지방의 온돌을 구새가 낮은 특징이 있다. 이러한 점은 제주도의 막고래 형태의 들경고래에서 잘 나타나고 있다.

- 난방구획별 : 한 방만을 데우는 ‘한방고래’와 한 아궁이로 두 방을 데우는 방법인 ‘두방고래’, 여러 방을 데우는 ‘여러방고래’ 혹은 ‘격구들’ 등이 있고 ‘들경고래’는 제주도에서만 사용되는 일정한 줄고래나 허튼고래가 없는 ‘막고래’로 특이한 형태의 고래이다.

한편 온돌에 나타난 공통점은 축조재료가 같고 사용연료는 모두 그 주변지역에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용한다는 점이다. 이는 우리나라가 산악국이며 농경국가이어서 연료의 채취가 용이하고, 전국에 흙과 돌, 양질의 온돌 축조재료가 산재해 있기 때문이다.


3. 신한옥 난방방식의 대안고찰
3.1. 신한옥 난방시설의 대안

현대주택의 주거환경 중 온열환경을 개선하기 위한 방법으로 공기조화 난방, 라지에이터 난방, 그리고 바닥 난방인 온돌 등 세 가지 방법이 대표적이다. 이들은 열의 기본 성능인 대류, 전도, 복사의 특징을 이용하여 실내의 기온을 적절하게 유지하여 준다.

상대적으로 서양은 주로 기계적인 공기조화와 라지에이터를 이용한 방법이 발달 하여왔고 한민족은 바닥을 따뜻하게 하는 바닥 복사난방인 온돌을 사용하여 왔다. 공기를 먼저 데우는 공기 서양식 난방방법에 비하여 온돌은 흙과 돌로 된 바닥을 먼저 뜨겁게 하고 이를 직접적으로 닿거나 이 바닥이 공기를 데우는 방법이다. 이는 피부를 접촉하는 난방방식으로 우리만의 특징이다.

무엇보다도 온돌난방방식이 서양에 비하여 우수한 것은 외부에서 불을 지펴 바닥을 따뜻하게 함으로 실내에서는 전혀 연기나 먼지 등을 유발하지 않는다. 뿐만 아니라 신발에 의한 오물이나 외부 먼지 등의 유입을 차단하여 위생적으로도 깨끗한 환경을 유지하여 주는 장점이 있다. 또한 바닥을 뜨겁게 함으로서 실내 온도를 공기 난방에 비하여 낮게 하여도 실내가 쾌적한 온열환경을 유지하며, 라지에이터나 공기조화난방에 비하여 발열부분의 온도를 상대적으로 낮게 유지하는 저온 난방방식으로 외부와 내부의 온도 차를 줄일 수 있어 에너지 절약에도 효과가 있다. 더욱이 취사를 위하여 불을 때고 그 열을 이용하여 난방을 하니 이중 효과를 낼 수 있다는 장점이 있다.

우리나라는 근대화를 거치는 동안 급격한 사회변화와 기술의 발전을 이루었다. 이와 더불어 전통적인 한옥이 급속히 사라지고 일본식주택이나 서양식 주거양식이 도입되었고 해방이후 현대화가 촉진되면서 공동주택이 전 국토에 자리하게 되었다.

이러한 상황에서 80년대 이후부터 현재까지 전통적인 온돌방식은 습식 바닥판 온돌구조를 비롯하여 조립식으로 된 건식화 바닥판 온돌, 그리고 근자에는 전기, 혹은 전자온돌과 뜬 바닥으로 층간소음을 감소시키는 형식과 공기순환겸용 온돌 등으로 발전되고 있다.

특히 최근에 들어와 공동주택의 층간 소음 규제를 위한 이중바닥 혹은 뜬 바닥 공법이 제안되고 있어 전통온돌인 온돌구조를 이용한 새로운 형태의 온돌난방 방법의 개발이 요구되고 있다. 전통 구들고래에서 착안한 최근 건설기술연구원에서 개발된 뜬 바닥을 통과하여 외기를 유입시키는 열교환 온수온돌시스템은 좋은 개발사례이다.[19]

또한 서양 벽난로 기능을 차용한 벽난로형 구들방 역시 현대 한옥에서 마루부분을 거실화 하여 동절기에도 사용가능하게 만드는 방안이 된다. 또한 전통구들에서 사용되는 가마솥 대신에 가마솥형 보일러를 개발하여 직화난방과 간접 온수난방형식을 동시에 취하는 전통온돌과 보일러형을 동시에 사용하는 복합난방법도 국제온돌학회와 유명성구들연구소에서 개발하여 선보이고 있다.

더욱이 단순히 온돌의 하드웨어만을 새롭게 바꾸는 것이 아니고 날로 늘어가는 현대적 삶에 적응가능한 시설도 고려해볼만 하다. 즉 오토캠핑장에 노천구들 캠프장을 만들거나 전원주택의 한 편에 황토구들 건강찜질방을 마련하여 민박형 팬션이나 노천구들형 사랑방구들을 꾸미는 건도 신한옥 온돌의 좋은 대안이다.1)

현대온돌의 방바닥은 콘크리트 재료로 마감하는 것이 가장 보편적이고, 나무 강화마루를 사용하기도 한다. 전통온돌로 된 방은 흙바닥으로 되어 있어 습도의 조절능력이 탁월하여 피부와 호흡기 질환 등 질병의 예방과 치료 효과가 있다. 또한 불을 때는 불편함이 다소 있더라도 이를 즐기는 취향이 현대인들이 있어 이 방법이 나름 유지되고 있는 실정이다.

따라서 본고에서는 Table 1.처럼 현대건축에 적용 가능한 다양한 전통온돌(구들)을 신한옥 온돌의 대안으로 제안한다.

Table 1. 
Various examples of modern Gudeul
Kinds Characteristic Shape
Mixed
Gorae-Gudeul 1
Straight Gorae and Twist Gorae Twist are used together. Straight Gorae is partially used to induce a flow of heat to the sides of the room, which is concentrated in the center of the room, while Twist Gorae is used to disperse the heat in the middle
Mixed
Gorae-Gudeul 2
Straight Gorae and Twist Gorae Twist are used together, especially in long rooms. It is characterized by heat collection and cooling. Straight Gorae Install Twist Gorae at the end to re-emit the heat.
Circles of disordered form
Gorae-Gudeul
Straight Gorae and Twist Gorae are used together in a circular room. Use Straight Gora to allow heat to flow well to both sides of the room and to distribute the heat by installing Twist Gorae in the middle.
Rib shape
Gorae-Gudeul
It is a good way to send heat continuously to the edge of the room.
Refraction shape
Gorae-Gudeul
It is a two-line Straight Gorae structure. The wall is refracted and the heat is extended to Gorae-gaejari. It is a way of solving its shortcomings.
Double shape
Gorae-Gudeul :
Moon Jae Nam's patent
After the warm heat flows upstairs, the cold heat flows downstairs to the chimney. The lower layer is a long internal cave-like path and forms a relatively warm warming layer. It has both the advantages of Straight Gorae and Twist Gorae are used together in a circular room. Use Straight Gorae to allow heat to and maintains heat for a long time in a way that forms a floor structure in two layers.

3.2. 근, 현대식 온돌(시공기술)의 예

70년대 이후부터 현재까지 우리나라 현대 온돌방식은 다양한 형식으로 변모하였다. 이러한 현대 온돌은 바닥 난방을 하지만 기존 전통온돌에서 사용하는 직접가열방식을 사용하지 않고 온수를 이용하는 간접가열방식으로 온수관이 생기면서 고래가 없어지고, 열을 저장하는 기능은 많이 줄어들었다. 그리고 전통온돌과 유사한 현대식 바닥 온돌난방의 열원은 나무, 석탄, 기름, 전기 등을 사용하는데, 오랫동안 사용하였던 나무와 석탄은 다소 불편하고, 기름과 전기는 근대화와 더불어 편리하게 사용되고 있다. 간벌한 나무가 남아도는 농촌에서도 나무 보일러를 사용하는 온수바닥 난방이 있긴 하지만, 역시 보일러를 이용한 간접난방으로 직화방식의 전통온돌을 사용하는 경우는 드물다.

현대온돌은 처음 일명 엑셀파이프를 이용한 습식 바닥판 온돌시스템에서부터, 판낼형으로 온수관을 미리 만들어 건식으로 시공하는 조립식・건식화 바닥판 온돌시스템, 그리고 최근에는 초기 전기열선에서 출발한 전기장판 형태에서부터 박판형 발열필름이나 섬유질형 면상발열체를 이용한 전기 혹은 전자온돌 형태로 발전하였다. 이뿐 만 아니라 온수온돌파이프에 열선을 삽입하여 난방하는 비순환형 온수온돌이 있고, 최근에서 아파트 층간소음에 대한 규제가 법적으로 확정된 후에는 층간소음을 억제하는 건식형 뜬 바닥 온돌판낼이 있다. 이러한 새로운 전통구들형 뜬바닥 온돌은 층간소음 감소목적으로 생성된 바닥 공간(전통고래부분)을 이용하여 발생한 열을 효과적으로 사용하는 공기순환겸용 바닥온수온돌 등으로 진화되고 있다.2) 그 외에 전통온돌의 장점을 현대적으로 이용한 신한옥 온돌(구들)의 대안을 고찰하여 정리하면 다음과 같은 현대온돌이 있다.

1) 전기 고래온돌 난방

이 방법은 처음 전자구들 개발자 최영택이 특허로 개발한 방법으로 한 때 심야전력이 저렴하였을 때 유용하게 사용된 전기고래구들 기술로 전통온돌인 구들 Fig. 1. ~3.에서 아궁이와 굴뚝을 막고 고래에 전기 시즈히터(sheath heater)를 넣어서 열에너지를 공급하는 것이 전기고래온돌(구들) 난방법이다.3) 열원을 전기로 바꾸어서 적용한 것이기 때문에 구조가 간단하다.


Fig. 3. 
Basic Drawings of Gudeul for Heating & Cooking

전기고래온돌 난방은 구들장에 필요한 열에너지를 저장하는 지속적 난방법이므로 실온을 온도제어장치 없이 일정하게 자연스럽게 유지시켜 준다. 전기고래온돌은 난방 장소에서 발열하여 에너지의 운반과 이동이 없으므로 연소 열손실과 이동 열손실이 없다. 이 방법은 고래를 가지는 전통 온돌처럼 바닥에 공간을 두어 축열을 이용 하는 전통온돌의 장점을 살리면서 아궁이에 자연 재료를 때지 않고 전기를 이용하는데 심야전기 등을 이용하도록 개발 되었다(Fig. 4.). 다만 현재에는 심야전력을 이용하는 장점이 없기 때문에 열효율과 전기요금 등에 대한 고려가 있어야 할 것이다.


Fig. 4. 
Concept Drawings of Electric Gorae-Gudeul Heating System

2) 온수패널 고래온돌

이 방법은 김익수가 개발하여 보급한 방법으로 엠보싱금속판(일명 따따시온돌)을 이용한 온수패널(고래)온돌 난방은 최근 난방법의 주류인 온수온돌의 파이프 배관을 하고 고래를 만들어 흙바닥과 고래에 열을 저장하고 방렬하여 쓸 수 있게 개발된 것이다. 이 난방법은 구들과 온수온돌을 현대적인 감각과 기능성을 찾아서 다시 만든 것으로, 열효율을 높여서 연료비를 절감하고 오래도록 따뜻하며, 층간 소음도 줄일 수 있는 등 여러 가지 기능과 장점을 지니고 있다. 또한 다른 전기 난방방식과는 다르게 습식으로 시공이 가능하여 바닥을 천연황토마감으로 시공하기에 유리한 방법이다(Fig. 5., 6.). 이 금속판 온수온돌의 시공방법은 다음과 같다.


Fig. 5. 
Concept Drawings of Hot water heating panel Ondol System


Fig. 6. 
Concept Drawings of Storage heat- Ondol Heating System

① 콘크리트 슬라브(slab)를 180-250mm 정도로 시공한다. ②콘크리트 슬라브 바닥을 위에 단열 및 흡음을 위하여 30-60mm 정도의 단열재를 깐다. ③순동이나 아연도금판을 단열재 위에 겹쳐서 깔고 고정 한다. ④온수관을 순동판의 홈에 맞추어 설치하고 고정한다. ⑤마감면을 공기층 블록보다 10-20mm 정도 높게 황토로 미장을 한다. ⑥황토건조 후 마감면 위에 장판, 마루를 깐다.

3) 축열식 전기 온돌난방

바닥면에 자갈, 단열재 등의 축열재를 유사한 두께로 쌓아 축열층을 시설하고 그 속에 발열 장치를 매입하여 저렴하게 제공되는 시간대의 경제적인 전기를 이용하여 저렴한 전기이용시간 동안 열을 생산, 축열하고 24시간 자열 방열 시키는 방식이다. 24시간 방바닥 온도를 30~40℃정도로 유지됨으로 시간대별 온도가 균일하고, 축열량과 방열량을 적절하게 조절할 수 있어 편리하고 경제적이다.

축열방식으로는 지역 특성에 따라 운영되고 가장 저렴하게 공급되는 시간대의 전기를 선택하여 사용하므로, 일반 전기료보다 싼 전력을 이용하기 때문에 경제적이고 이용에 편리하나 현재는 가정용의 경우 전기요금 누진제가 적용되어 가정용보다는 사업용을 사용하는 경우가 유리하다.

4) 겹난방

겹난방4)이란 기존의 전통적인 온돌 위에 간편한 현대식 바닥 난방방식을 상하로 설치하는 방식을 말한다. 즉 저렴하며 편리한 열원인 전기와 기름을 이용한 보일러난방방식을 울창한 산림에서 간벌한 나무를 동시에 사용하는 전통적 온돌방식을 겹쳐서 사용하는 방안이 대안으로 제기될 수 있다. 즉 온돌을 보다 두껍게 하여 하부는 구들을 놓고 그 상부는 전기 에너지를 이용한 필름이나 보일러를 통한 온수파이프를 사용하는 방안이다. 이를 본고에서는 겹난방이라 하였다. 이러한 겹난방은 건죽주의 요구에 부응하여 시공현장에서 자연스럽게 전통구들장인들과 현대 온수온돌이 자연스럽게 복합적으로 설치되는 방법으로 최근 황토방이나 주말주택, 팬션 형 주택 등에서 급속이 확산되고 있는데 이러한 겹난방을 할 때에는 현대적으로 설치한 비닐파이프의 과열에 의한 파손과 방바닥주변의 전기배관 등이 열기에 손상되지 않도록 조치해야하며 온수와 전기배관공간으로 방바닥의 연기 등 유독가스의 유입에 세심한 주의를 기울여야한다.

3.3. 신한옥에 적용 가능한 현대식 온돌의 특징

전기고래온돌(구들)과 온수패널 고래온돌, 축열식 심야전기 온돌난방은 온돌의 장점과 편의성을 살린 것으로 주요한 효과는 다음과 같다.

- 고래 공간의 소음 흡수로 층간 소음 감소
- 온돌 층 무게가 150~200㎏/평으로 습식 대비 70% 정도 감소
- 방바닥에서 열에너지가 방열되면서 위로 전달되는 공기 흐름의 작용으로 전통구들 효과와 비슷하다.
- 방바닥을 뜨겁게 난방함으로 실내온도를 비교적 낮게 하여도 쾌적감을 주는 형태의 난방법으로 실내온도를 낮추어 실내외 기온차를 줄임으로서 난방부하를 줄이는 에너지절약 효과가 있다.
- 보건의학적으로 두한족열(頭寒足熱)의 상태를 만들어 준다. 즉 온돌은 발이 닿은 바닥의 온도는 뜨겁고 머리 위의 공기는 상대적으로 바닥보다 낮아서 건강한 환경을 만들어 준다.
- 또한 한국적 상황에서 난방 형태에 따른 난방비용 효과를 비교하면, 화석연료인 석유를 사용하는 기름보일러에 의한 온수온돌 난방에 비해 전기를 이용하는 축열식 전기온돌과 전기고래온돌 난방은 평균 1/4정도의 난방비용이 소요된다.


4. 결론

온돌은 한민족의 정체성을 보여주는 귀한 민족적 자산이다. 온돌용어에 있어 온돌과 구들은 동의어라 하겠다. 다만 방바닥을 따뜻하게 하는 난방법은 재료나 방법이 달라도 모두 온돌이라고 할 수 있다. 현대에 있어서 불을 때는 아궁이나 보일러설비 그리고 열을 저장하고 전달하는 고래 구들장이나 온수관, 전열선이나 발열판, 열을 발산하는 장판이나 널마루 온돌마루 모두를 포함한 이들을 광의적 의미로 현대식 온돌(구들)이나 온돌시설이라고 할 수 있다.

한민족의 과거 전통온돌인 구들이 이제는 현대적으로 발전되고 가고 있고 이를 통한 세계화의 변화가 이루어지고 있다. 이러한 부분들이 모두 통합 관리되는 온돌시공기술이 필요하며 이렇게 될 때 한옥구들시공기술의 현대화가 이루어지고 경제적 이윤을 창출하는 산업화가 기대된다.

80년대부터 현재에 이르기까지 우리나라 전통적인 온돌방식은 물을 사용하여 시공하는 바닥판 온돌난방시스템과 조립하여 구축된 건식바닥판 온돌난방시스템, 또한 최근에는 전기, 전자온돌 형태와 뜬 바닥 층간소음 감소형과 공기순환겸용 온돌 등으로 진화되고 있다. 이들은 구체적으로 전기 고래온돌 난방, 온수패널 고래온돌, 축열식 전기 온돌난방, 겹난방 등으로 실현되고 있다.

진정한 전통온돌을 이어가기 위해서는 현대적 생활에 적합한 온돌방식을 만들어야 한다. 이를 위해서는 현대적 기술의 응용과 새로운 서구적 주거에 적합한 바닥 난방방법에 대한 연구가 필요하다. 또한 농촌의 생산 활동에서 발생한 재료와 산림 간벌재에 적합한 난방방식의 도입을 통한 확산도 필요하다.

이제 국가적으로 온돌문화는 무형문화재가 되었고 전통온돌은 무형문화재로 지정되었고 이에 수반하여 문화재 수리기능자 부분에서 전통온돌수리기능자자격이 시행되었기에 후속적으로 일반건축물부분의 현대구들(온돌)기술자와 기능자의 기준이 조속히 마련되어야 한다.

기술적으로도 온돌 시공 시방서와 도면의 표준화가 시급하며 현대건축에 걸 맞는 성능기준과 시설기준이 조속히 마련되어야 한다. 또한 온돌공사의 일위대가나 표준품셈 역시 제공되어야 한다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 복잡한 여러 종류의 공사를 포괄하는 시방서를 작성하는 방안도 있겠지만 온돌공사를 전문 공사업으로 인정하여 발주자로부터 직접 온돌공사를 수주 받거나 일반건설업체에서 규정에 따라 하도급을 받아 일괄적으로 책임 시공하는 체제로 제도개선을 할 필요가 있다.

특히 온돌의 지역과 역사성을 무시하고 섣불리 단일화, 표준화 할 수 없기 때문에 현실 속에서 전통을 이끌어갈 수 있는 기술과 관리가 요구된다. 결국 구들시공기술의 다양성을 발굴하고 유지하면서 현대온돌 기법의 새로운 개발과 보급이 이루어져야 한다.

아울러 온돌의 세계유산화 과업 역시 서둘러 민족적 자긍과 주거난방의 정체성을 확립하는 계기를 마련해야 할 것이다.


Notes
1) 유명성, 김무택, 김준봉, 온수난방겸용 현대구들에 대한 연구, 제 15차 국제온돌학회 학술발표대회 논문집, pp.281-293, 2016년
2) 유명성, 김무택, 김준봉, 위의 글
3) 최영택, 한민족 문화원류의 원천 구들과학문화, 한국논단, 2006
4) 혹은‘복합난방’이라고도 부른다.

Acknowledgments

This work was supported by a grant(18AUDP-B128638-02) from Urban and Architectural Research Program funded by Ministry of Land, Infrastructure and Transport Affairs of Korean Government.


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