전 세계 대다수 국가가 2022년 여름, 기록적인 폭염을 경험했다. 유럽 기후 관측 서비스 코페르니쿠스(Copernicus)는 유럽의 평균 기온은 0.4℃ 상승하면서 역대 여름 전체 기온 중 가장 높은 온도를 기록했다는 추산 결과를 발표했다. 2022년 7월 중순, 영국은 역사상 최초로 40℃까지 기록했다. 그러나 유럽 다른 국가와 비교하면, 영국은 폭염을 견뎌낼 능력이 유독 부족하다. 대다수 건물이 열을 보존하도록 설계됐으며, 영국 가구 중 어떠한 형태든 에어컨을 보유한 가구는 단 5%이다. 따라서 폭염을 기록한 여름 내내 수많은 직장인이 더위를 견디기 어려운 재택근무 환경을 피해 사무실로 이동한 것이 전혀 놀라운 일이 아니다.
그러나 사무직 종사자의 자발적인 사무실 복귀는 앞으로 계속될 것으로 보인다. 극심한 무더위가 이어진 여름 이후 전 세계 에너지 위기 사태가 발생하면서 에너지 비용이 급등했기 때문이다. 재택근무로 전환하던 이라면 누구나 다가오는 겨울에 기업이 제공하는 난방 시스템을 최대한 이용하고자 할 것이다. 현재 프랑스, 이탈리아 등 경제 수준이 비슷한 국가와 비교했을 때, 에너지 비용이 극도로 높은 편이다. 금융 서비스 기업 머니슈퍼마켓(MoneySupermarket)은 영국인 14%가 에너지 공과금을 절약하려 사무실에서 근무하는 시간을 늘릴 계획이라는 조사 결과를 발표했다. 특히, 18~24세 영국인 25%가 에너지 비용 절감 수단으로 사무실 근무 시간 연장을 고려하는 것으로 나타났다.
영국 기상청 최고 과학자 스티픈 벨처(Stephen Belcher)s는 “탄소 배출량을 감축하더라도 고온 현상이 이어질 것이므로 영국은 앞으로 폭염에 적응해야 한다”라고 말했다. 상업용 건물 임대 기업과 건축 업계 모두 건물의 적정 온도 유지를 위한 지속 가능한 방안을 찾아야 한다. 그와 동시에 기업은 재택근무 인력의 극심한 기온 여파를 완화할 참신한 방법을 찾아야 한다.
물론, 무더위를 극복할 가장 쉬운 방법은 에어컨 설치이다. 그러나 에어컨을 늘리면, 에너지 소모량과 대기 중 온실가스 배출량 증가로 이어지는 등 원자재 문제에 악재가 더해질 것이다. 결과적으로 기온도 더 상승할 것이다. 100여 년 후면 에어컨 사용 시 영국의 여름 전력 소모량이 최대 15% 증가할 전망이다. 사무실 냉방은 지금까지 에너지 소모량 증가의 가장 심각한 주범이 되었다. 영국 정부는 사무실 에너지 소모량이 영국 전역의 가정 외 냉방, 제습 기능 가동 에너지 소모량 51%를 차지했다는 데이터를 공개했다. 사무실의 에너지 소모량은 보건 복지 시설과 요양 시설, 유통 매장을 포함한 모든 부문보다 더 많다.
에어컨 사용을 향한 집착을 자연 통풍으로 대체하는 방안을 폭염 극복 접근 방식 중 하나로 선택할 수 있다. 많은 기업의 사무실 건물이 공기가 통하지 않도록 폐쇄된 상태이다. 그러나 여닫을 수 있는 창문을 포함한다면, 비교적 편리하게 공기가 통하도록 할 수 있다. 미국 디자인 기업 겐슬러(Gensler)는 코벤트 가든(Covent Garden)에서 여닫을 수 있는 창문을 활용할 수 있도록 미래 지향적 현대주의 건축가 리차드 세이퍼트(Richard Seifert)의 90 Long Acre 작업을 진행 중이다. 사무실 공간 중 60%가 자연 통풍 방식을 활용할 수 있다는 의미이다. 에너지 소모량을 줄일 조심스러운 방식으로 자연 통풍이 가능한 사무실은 에어컨을 가동하는 건물 대비 에너지 소모량을 약 50%, 자본 비용과 유지 비용은 각각 15%, 75% 절감할 수 있다.
열 확보량을 줄이면서 열 손실량을 늘리는 수동 냉방 방식은 기후변화에 맞선 지속 가능한 적응 방식이다. 런던 건축 기술 기업 웹 예이츠 엔지니어스(Webb Yates Engineers) 총괄 앤드류 레피니에르(Andrew Lerpiniere)는 “수동 냉방 방식은 건축물의 패브릭을 하루아침 사이에 냉각하면서 낮은 온도를 유지할 수 있다. 교회 건물과 같이 메탈 패브릭으로 건축했으며, 직사광선이 적은 건물이 수동 냉방을 통해 쾌적한 온도를 유지할 가장 좋은 예시이다. 석조 건물은 외부 공기가 하루 동안 온도를 높이는 동안 표면에서 방출하는 에너지를 냉각한다”라고 설명했다.
겨울에는 패브릭의 높은 밀도가 열을 유지하는 역할을 하므로 외부 공기만큼 급격히 온도가 하락하지 않는다. 어느 정도 난방이 필요하지만, 레피니에르 총괄이 설명한 바와 같이 가스 보일러를 전기 열펌프로 대체하는 추세가 이어지고 있으며, 전기 열펌프 기술은 빠른 속도로 개선될 것이다.
상업용 건물로 교회 건물과 같은 온도 유지 효과를 얻는 일은 중대한 당면 과제이다. 레피니에르 총괄은 “노출된 질량과 모든 사무실의 경량 파티션, 천장 타일, 석고보드로는 유용한 냉방 에너지 보관 효과를 얻을 수 없다. 하루 중 온도가 가장 높은 시간에는 햇빛이 건물 내부로 들어오지 못하도록 하려면, 100% 유리 소재를 채택한 고층 건물의 외부 일사 차폐 기능을 추가하는 대대적인 작업이 필요하다. 내부 조명 수요는 증가할 것이다”라고 말했다.
레피니에르 총괄은 1980년대나 1990년대와 같은 건물의 수동 냉방 방식으로 되돌리는 일은 사실상 불가능하다고 본다. 다만, 신축 건물은 앞으로 이어질 폭염 현상을 견딜 혁신 채택 범위가 넓다는 점에 주목했다. 뱅크사이드 야드 지역의 네이티브랜드 사무실 단지 아보(Arbor)는 햇빛 방지 에너지 확보 블라인드를 갖춘 스마트 전면 건축물을 두고, 햇빛 노출량을 줄이려 자동으로 기울이며 에어컨의 필요성을 줄인다. 사무실 공간과 거주 공간, 대학 캠퍼스, 커뮤니티 시설이 두루 설립된 런던 남부 지역 도시 미첨 소재 기업 BedZED는 건물 지붕에 수동 환풍을 위한 다양한 색상의 대형 환풍용 굴뚝을 설치했다. 굴뚝은 공기가 열을 교환하고 건물 내부로 냉각된 공기가 유입되도록 하면서 신선한 공기를 가정으로 공급하는 지점이 된다.
[사진=Freepik]
모두 첨단 기술을 적용한 것처럼 들릴 수 있지만, 이란과 중동 여러 지역에서는 수백 년 전부터 건물 냉방을 위해 공기를 포착하는 바그디르(bagdir)를 활용했다. 이란 중부 지역 도시 야즈드에는 4개 혹은 8개 측면을 갖춘 건물 수백 채가 있어, ‘공기 포착 도시’로 유명하다. 바그디르는 풍부한 냉각 효과를 위해 종종 우물의 물을 표면으로 전달하는 지하 관개 수로인 카나트(qanat)와 함께 설립한다. 더운 공기는 카나트를 향해 지하로 흐르면서 낮은 온도와 차가운 물을 만난다. 그리고 공기 냉각 효과가 발생한 뒤 공기 포착 굴뚝을 통해 건물의 공기 흐름을 늘린다.
2014년 완공된 딜로이트 암스테르담 본사 건물 단지인 엣지(The Edge)는 고대 카나트와 바그디르와 비슷한 방식을 활용했다. 대수층 열에너지 보관 시스템 덕분에 냉난방의 필요성을 최소화했다. 다량의 작은 와이어로 구성된 네트워크가 냉난방 기능을 위해 건물 지하 물 보관 공간 안팎으로 물을 전달한다. 여름에는 400ft(121m) 깊이 지하의 따뜻한 물을 펌프로 퍼 올린다. 물은 난방 기능을 위해 다시 지하로 흡수되는 겨울까지 단열재 역할을 한다.
지속 가능한 부동산 개발 기업 엣지 창립자 코엔 반 우스트룸(Coen van Oostrum)은 “자연스러운 공기 흐름을 위한 3중 유리창과 단열재, 아트리움은 물론이고, 대수층 열에너지 보관 시스템으로 실내 공기 온도를 23~24℃로 유지할 수 있다. 지속 가능한 정상 온도 유지 방식이다”라고 말했다.
건물 냉난방 최적화 알고리즘 활용이 온도 회복성과 지속 가능성 모두 필요한 상업용 건물 건축의 중요한 수단이다. 엣지와 런던 버로우 마켓 인근 사무실 건물인 사우스웍스(Southworks) 모두 센서 기술을 활용한 건물 이동 방식 심층 정보를 확보하고 건물 냉난방 시스템, 환기, 조명 모두 사물인터넷(IoT) 통합 기술을 활용한 대표적인 사례이다. 반 우스트룸은 “여름에는 사용하지 않는 특정 사무실 방이나 건물 한 층 전체에 냉방 시스템을 가동하지 않는다. 지속 가능성이라는 야망에 크게 기여하는 요소이다. 어찌 되었든 사용하지 않는 공간에 냉방 시스템을 가동하는 일은 낭비이다”라고 설명했다.
많은 기업이 다음과 같이 간단한 규칙을 따를 수 있다. 사우스웍스 개발 기업 미들캡(MiddleCap)의 혁신 총괄 미로스 하레스카(Miloš Halečka)가 언급한 예시와 같이 건물 한 층 전체가 장기간 비어 있는 낮에는 팬 가동 속도를 줄일 수 있다. 혹은 일요일 날씨 예측 후 상주 직원이 많은 월요일 아침에 공간에 냉방 시스템을 미리 가동하는 것과 같이 냉난방 알고리즘 최적화를 활용할 수도 있다. 또, 화창한 여름 아침에는 비가 오는 날보다 햇빛 차단용 전면 건축물을 이용해 냉방 시스템을 더 오래 가동하는 등 예측 알고리즘을 활용할 수도 있다. 하레스카 총괄은 “수백 년 전 인류가 활용한 지식과 최신 기술을 함께 활용하면서 사무실 건물 설계와 건축, 관리 혁신을 달성할 수 있다”라고 말했다.
2023년에는 영국의 폭염이 더 심각해질 가능성을 예측해야 한다. 하레스카 총괄은 “현재 건설 중인 건물 모두 자동 환풍 기능과 자연 일조량과 같은 수동 설계 기능을 일사 차폐, 증발을 이용한 냉각 효과를 제공하는 인공 수로 등과 결합해야 한다. 하지만 기후변화 현상은 수동 설계 방식만으로 모든 해결책을 찾기 어려울 정도로 매우 심각하다”라고 전했다.
오래된 건물 개조와 신축 건물의 수동 설계 투자, 인력 지원 등 다양한 접근 방식은 기온 상승에 적응하기 위해 필요하다. 그러나 레피니에르 총괄은 공학적 관점으로만 채택할 해결책을 찾는 데 한계가 있다고 생각한다. 그는 “1년 중 단 5%에 해당하는 시기에만 겪게 될 극심한 폭염 상태에 견딜 건물을 설계하려면, 필요 이상의 과도한 설계가 필요하다. 프랑스, 이탈리아와 같이 기온이 가장 높은 여름 한 달간 사무실을 폐쇄하는 방안을 지지한다. 사실상 영국 건물은 극심한 폭염을 견디기 어렵다”라고 설명했다.
** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)
![[사진=Freepik]](/news/photo/202210/4250_5642_429.jpg)
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