KIEAE Journal

자연채광을 통해 실내 빛환경 개선과 에너지 절감 효과를 얻을 수 있는 천창시스템은 장방형 천창과 소규모 정방형 천창의 두 가지 유형으로 계획하였다. 자연채광 및 환기가 요구되는 장스팬 공간에 적합한 장방형 천창은 개판과 기와 부분을 절단하고 서까래 부분은 그대로 보존하여 시공성은 수월하지만 서까래 중 일부분만 빛에 노출되므로 유지관리성을 고려해야 한다. 서까래와 기와부분 전체를 절단하여 설치하는 소규모 정방형 천창은 다락방 등 협소한 공간에 적합하다고 판단된다. 은평한옥마을회관의 지붕부에 장방형 천창을 실제 적용하였으며, 실내 빛환경 개선에 효과는 있었지만, 방수 처리에 대한 기술적 보완이 필요한 것으로 나타났다(Fig. 5. c).

Fig. 5. 
Case of skylight window for natural lighting

기존의 전통 한식 목구조는 습식공법과 많은 양의 부재사용으로 지붕부 하중이 높으므로 구조적 안전성과 경제성을 고려한 지붕 목구조의 경량화가 필요하다. 이를 실현하기 위한 방안으로 트러스 공법을 활용하여 부재 사용의 최소화를 통한 경량화와 구조적 안전성을 확보하였다. 전통 한식지붕의 부연과 비슷한 방식으로 구현하기 위하여 서까래를 트러스 상부에 지붕의 곡선을 잡는 서까래에 맞추어 끼워 넣는 방식을 계획하였다. 이를 통해 넓은 면적을 필요로 하는 소규모 강당 및 운동시설의 경우 기둥 간격을 넓힐 수 있으므로 개선된 공간 창출이 가능하다. 순창어린이집의 지붕은 트러스 구조를 적용하여 경량화를 실현하였으며, 동시에 한옥 지붕의 미적요소도 구현하였다(Fig. 6.).

Fig. 6. 
Roof system using truss(Sunchang daycare center)

처마의 하부 공간을 최대한 넓게 활용하고, 햇빛 차단 및 여과 등 일사량 조절과 목부재가 눈비에 노출되는 정도를 완화하기 위한 방안으로 덧처마(덧지붕)를 구상하였다. 외부공간의 활용성을 높이기 위하여 현관 및 내 · 외부 출입구에 설치하고, 특히 처마가 높을 경우 차양 등을 고려하여 길이와 폭을 조정할 수 있도록 계획하였다. 덧처마 상부는 다양한 공간 창출효과 및 청정에너지 활용성을 높이기 위해 목재차양(목챙), 다양한 색유리 차양, 태양전지판 등의 다양한 소재 적용도 고려하였다.

Fig. 7. 
An example of applying 'Deot-cheoma' to the entrance to Hanok

신한옥형 건축물의 지붕은 경량화 실현을 통해 구조재로 활용되는 서까래의 개수를 줄일 수 있다. 따라서 구조재로 활용되는 서까래를 제외한 나머지 서까래를 기능재로 활용할 필요가 있다. 기능재 서까래는 중앙부를 타공하여 각종 설비의 외부 노출을 줄일 수 있도록 전기· 통신설비 공간으로 계획하였다. 또한 기능재 서까래 내부에 안테나 형식의 길이조정이 가능한 프레임을 삽입하여 평상시에는 서까래 형상을 유지하고, 필요 시 프레임을 펼쳐서 안마당에 막구조 등을 적용하여 외부공간의 활용성을 고려하였다.

Fig. 8. 
Utilization of functional ‘Seokkarae'

지붕구조 내부와 우물반자 상부 잔여공간의 활용성을 높이기 위한 방안이 필요하다. 우물반자가 가지고 있는 한옥의 전통미를 해치지 않고 편의성을 높이기 위하여 반자틀과 반자판으로 구성된 우물반자 천장의 특성을 활용하였다. 평소에는 반자판과 동일하게 감추어져 있다가 작동 시에만 상하로 이동하는 시스템을 적용하였다. 공간적 필요에 따라 빔프로젝터, 스크린, 수납, 전기· 통신·냉난방설비 등 다용도의 활용을 고려하여 계획하였다.

Fig. 9. 
Attic storage using 'Umoolbanja'

인방⁷⁾은 한옥의 입면디자인에 있어 중요한 역할을 하므로 최근에는 얇은 나무판재를 부착하는 경우도 있다. 본 연구에서는 인방재를 단순히 미적으로 치장하는 방식에서 탈피하여 다양한 활용성을 고려하였다. 기존 인방재는 비구조 부재이지만 보조적 구조로써의 역할을 하면서 수납, 설비통로 등 다양하게 활용할 수 있도록 계획하였다. 인방재 부분에 가로로 긴 철제 바를 고정하고 내부에는 콘센트 및 기타 전기설비를 매입 후 여닫을 수 있는 목재 커버를 설치하여 인방재의 미적인 부분을 고려하여 계획하였다. Fig. 10.b와 같이 인방재 시스템을 활용하여 수납용 선반 등을 달고, 인방재와 양측 기둥 내부에 철제 빔을 설치하여 보조적인 구조보강과 전기 · 통신 등의 설비공간으로 활용하도록 계획하였다(Fig.10.c).

Fig. 10. 
Multifunctional system using 'Inbangjae'

「note」Patent(No.10-1639556, Registration date 07.July.2016)

인방 사이 공간의 벽체부분 전체를 TV장이나 책꽂이 등의 수납공간으로 사용하고, 필요에 따라 미닫이방식의 문을 스크린으로 활용하도록 계획하였다. 도어를 닫아놓은 경우에는 기존 벽체의 색깔과 맞추어 시각적으로 이질감이 들지 않게 계획하였다. 단, 외부에 면한 벽에 설치할 경우 단열 등을 고려할 필요가 있다.

Fig. 11. 
Built-in closet + sliding door

공간의 용도에 따라 재구성 및 배분을 자유롭게 하는 등 한정된 공간의 활용성을 높이기 위하여 가벼운 벽체를 레일에 탈부착하는 형식의 가변형 벽체를 계획하였다. 레일을 기둥 및 도리 등의 목부재와 천장 및 바닥에 설치하고 슬라이딩 월을 부착하는 방식으로 계획하였다. 레일은 최대한 매립하여 노출되지 않는 방식을 채용하고, 슬라이딩 월은 전통미를 고려할 필요가 있다.

Fig. 12. 
Flexible wall with sliding-wall

신발장, 우산, 청소도구 등의 수납공간으로 활용할 수 있도록 벽체 두께를 크게 벗어나지 않는 범위 내에서 수납장을 매입하고 사용 시에만 열고 닫을 수 있는 문을 설치한 외벽 수납공간을 계획하였다. 미관상 외벽과 큰 차이가 없는 디자인이 필요하며, 특히 단열성에 문제가 발생할 수 있으므로 단열재를 보강하고 연결부위에 기밀성 확보도 고려해야 한다.

Fig. 13. 
Utilization of storage space in exterior wall

「한옥 등 건축자산의 진흥에 관한 법률(개정 ’18.2.10.)」 제26조 ‘한옥에 대한 관계 법령의 특례’⁸⁾에 따라 반침의 활용성은 증가하였다. 따라서 반침에 부엌공간이나 휴식공간을 조성하여 공간의 확장을 도모할 수 있도록 계획하였다. 반침에 부엌공간을 설치하면 설비 차원에서 효율적이며, 휴식공간은 하부에 수납장을 계획하여 부족한 수납공간에 대한 해결이 가능하다. 부엌이나 휴식공간으로 조성된 반침에 들어열개를 활용한 문이나 폴딩도어를 적용하여 필요에 따라 열고 닫을 수 있도록 계획하였다.

Fig. 14. 
Modern utilization of 'Banchim'

한옥의 전통적인 요소 중 특히 독창적인 항목으로 꼽히는 들어 열개식 문은 평소에는 여닫이문으로 사용하다 필요에 따라 이동시켜(예 ; 상하폴딩 시 걸림홈에 건 상태로 고정, 미닫이 및 좌우로 이동 등) 활용할 수 있는 가변성과 다양성이 있다. 하지만 전통적인 들어열개문은 문의 크기로 인해 쉽게 상부에 거치하기 힘들고 문을 개방할 수 있는 회전반경의 공간이 필요하다. 따라서 회전반경을 축소시키면서 적은 힘으로 작동시킬 수 있도록 문짝을 접어 올려서 개방하거나 실내 상부 측에 수납하여 완전히 개방되도록 계획하였다. 이러한 들어열개문 시스템은 공공건축물의 특성상 때때로 공적 및 사적 공간의 분리, 통합 등이 필요할 경우 유연한 공간 활용 도구로써 역할을 담당할 수 있다.

Fig. 15. 
The modern application of lifting-door

「note」Patent(No.10-1681005, Registration date 23.Nov.2016)

회의실 및 사무공간 등에 필요 시 햇빛을 차단하거나 프라이버시 보호를 위하여 블라인드나 커튼 등을 설치하지만 전통미가 훼손될 가능성이 있다. 전통의 미를 살리며 자연광 및 시선 차단을 위하여 전통 창호에 스마트윈도우 적용을 계획하였다. 본 시스템은 일반 가정용 콘센트로부터 전원을 공급받아 사용자가 원하는 곳에 탈부착 할 수 있는 편리성이 있지만, 아직까지 고가의 비용인 단점이 있으므로 소재에 대한 기술개발 등이 필요하다고 판단된다.

Fig. 16. 
Applying smart windows

2단계 한옥기술개발 순창어린이집에 적용한 실증구축 결과를 바탕으로 기단부 계획 시 역보를 통해 발생된 바닥 하부를 수납 등으로 활용하도록 구상하였다. 좌우나 상하로 열릴 수 있도록 레일을 설치한 슬라이딩 또는 여닫이 형식의 수납가구를 매입하여, 외부 마당이나 마루에서 필요한 물품들을 편리하게 수납할 수 있도록 계획하였다. 또한 대청마루의 활용성을 높이기 위하여 바닥 하부 일부에 족욕 설비의 매입을 계획하였으며, 향후 공간의 용도에 적합한 다양한 유형의 장치 설치를 고려할 필요가 있다.

Fig. 17. 
Examples of multi-functional use of inverted beam

신한옥형 공공건축물은 지하실을 계획할 수 있으므로, 지하공간의 불리한 환경적 요소를 극복할 수 있는 방안이 필요하다. 지하공간의 건조실 (D.A[Dry Area])에 천창을 적용하여 자연채광 및 환기가 가능하도록 계획하였다. 은평한옥마을회관의 지하부 건조실(D.A)에 적용한 천창은 최초 계획 시 마루가 없었으므로 채광 및 환기가 가능하였으나, 천창 상부에 마루가 설치됨으로 인하여 자연채광이 감소하는 문제점이 나타났다. 이를 해결하기 위한 개선방안으로 마루의 상부를 유리 등의 투명한 소재를 활용하여 자연광을 유입하고, 하부는 개폐식의 문이나 갤러리 창 등을 적용하여 환기가 가능하도록 계획하였다. 단, 현대적인 재료와 이질감이 나타날 수 있으므로 전통 한옥 마루의 미적 요소를 반영한 프레임 디자인과 투명소재(유리 등)의 색상 등도 고려하여야 한다.

Category	As-Is		To-Be
	Window type	Maru type	Maru type
Concept (section)
Image

전통한옥의 습식공법¹⁰⁾ 벽체는 내부에 설비를 매립할 수 없으므로 벽체 외부로 각종 설비 배관 등이 노출되어 안전사고의 위험성이 있으며 미적으로도 조화롭지 못하다. 목구조와 설비 일체화 시스템은 기둥과 보, 도리, 서까래 등으로 구성되는 한옥 목구조가 가지는 연결성을 활용하여 목부재에 설비시스템을 매입하고, 목구조 사이공간에 냉난방기 등을 설치 후 갤러리창 등으로 가릴 수 있도록 계획하였다. 또한 설비에 필요한 공간을 최소화하기 위하여 종보와 대들보, 도리, 기둥에 전기통신설비, 스프링클러 등의 소방 설비, 음향설비, 냉난방설비의 매입을 구상하였다. 단, 목구조의 경우 구조 안전성에 대한 검토가 필요하며, 목부재처럼 보이는 현대건축구조(철골구조에 집성목 감싸기 등)를 사용한 복합구조가 채용된 경우 철재 빔 내부에 매립하여 일체화하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

Fig. 18. 
Integration of wooden structure and equipment

실외기는 건축물의 배면에 두거나 외부의 구석진 곳에 설치하는 경우가 일반적이지만 미관을 해칠 수 있으며 외부 노출로 인한 햇빛이나 눈비에 따른 피해를 받을 수 있으므로 계획 단계부터 실외기 처리를 고려해야 한다. 외부에서 직접적으로 보이지 않게 처리하기 위하여 건물 배면의 반침 하부나 화계 내부에 실외기를 매입하는 것을 계획하였다. 단, 입면의 형태와 실외기의 전기 및 배수처리 등을 고려하여 적정 형태, 방향 및 위치 등의 계획이 필요하다.

Fig. 19. 
Installation of outdoor units of A/C and heating system using 'Hwagye' · 'Banchim'

조명 설비의 효율적인 계획 및 외부 조명과 목구조와의 조화를 고려하여, 창호 프레임에는 전선을 매입하고 경첩에는 LED 조명을 매입하여 간접조명으로 활용하도록 계획하였다. 특히 외부 조명이 목구조와 부조화를 이루는 문제점을 보완하기 위하여 외부로 향한 창호에 LED 조명 적용을 고려할 필요가 있다. 특히 본 시스템은 방범 등의 활용성도 병행하여 고려하였다. 또한 우물반자 천장에 적용할 경우 공간 전체에 고른 채광 효과를 내며 불을 켜지 않을 때의 미관을 고려하여 조명이 반자틀과 일체화되도록 계획하였다.

Fig. 20. 
LED lighting installation plan

한옥과 조화를 이룰 수 있는 기성제품의 조명은 제한적이며, 특히 공공건축물에서 이루어지는 행사 등 특수목적으로 활용할 수 있는 조명계획이 필요하다. 들어열개문의 창살과 창틀 등에 LED 등의 광원을 창호 하부에 설치하여, 문을 들어 올렸을 경우 빛이 바닥에 은은하게 떨어지도록 계획하였다. 특히 야간에 열리는 행사나 툇마루 등의 활용성을 높이기 위하여 외부로 개방하는 문에 적용할 경우 활용성이 높은 시스템이다.

Fig. 21. 
Lighting by 'Lifting-door'