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단열의 힘

Posted by byori
2012.09.04 11:46 꼭 깨우쳐야 할 것/탐구생활

이렇게 해봐요

‘단열’은 열의 전달을 막는 것을 의미합니다. 아이스크림을 포장해갈 때 스티로폼 상자에 넣어가는 것도 생활 속에서 단열을 이용하는 한 예입니다. 그러나 단열의 더 중요한 점은 에너지를 절약하여 환경을 지킬 수 있다는 것이지요. 겨울철에 내복을 입거나 창문과 문을 잘 닫는 것도 단열을 실천하여 환경을 지키는 방법이랍니다.

  1. ’알아두면 좋아요’의 이야기를 바탕으로 간단한 ‘있다’, ‘없다’ 퀴즈를 제시한다. (“여름에는 서리가 내리고, 겨울에는 영하 40도까지 내려가는 추운지방에서 보통의 난방시설 없이 열대과일을 키우며 사는 집이 있다? 없다?”)
  2. 정답을 제시한다. (정답은 ‘있다’이며 이 건물의 이름은 ‘로키산맥연구소’이다.)
  3. ‘알아두면 좋아요’를 참고하여 ‘로키산맥연구소’의 특징을 간략히 설명하되 특히 ‘단열’이 잘 되어 있다는 점을 강조하면서 단열의 개념을 도입한다.
  4. 모둠별로 빈 티슈관 하나씩을 준비하여 ‘로키산맥연구소’처럼 단열이 잘되는 잡을 꾸민다. 이때, 스티로폼, 솜 등의 단열 재료와 단열 방법 등은 모둠에서 결정한다.
  5. 어느 모둠의 집이 단열이 잘 되는 지 확인하는 방법을 정한다. (예시 : 온도가 동일한 물한 컵씩 넣고 얼마 후 온도의 변동 확인, 얼음을 넣고 녹은 정도 비교 등)
  6. 가장 단열이 잘 된 모둠의 단열 방식을 확인하고 이 방식을 겨울철, 생활 속에서 실천 방안을 논의한다. (예시 : 이중창 닫기, 내복입기, 문풍지 바르기 등)
  7. 단열의 환경적 효과를 토의하며 활동을 마무리 한다.

 

주의할 점

  1. 단열의 환경적 의의를 강조하여야 한다. 대부분의 난방은 전기, 가스 석유 등 화석연료에 의존하고 있는데 화석연료가 연소되면서 발생하는 각종 대기오염물질이나 과다한 이산화탄소는 환경 문제의 원인이 된다. 요즘 가장 문제가 되고 있는 기후변화만 하더라도 에너지 효율을 높이면 완화될 수 있는데, 그 중 가장 대표적인 방법이 단열이다. 단열이 잘 된 건물을 지으면 건물이 유지되는 수 십년 동안 에너지 효율을 높일 수 있어서 전기 절약하기나 대중교통 이용하거나 걷기보다 훨씬 경제적인 방법으로 각광 받고 있다.
  2. 활동의 결과를 해석한 후, 생활 속의 실천으로 옮길 수 있도록 유도한다. 예를 들어 티슈곽의 면과 면이 만나는 틈을 셀로판테이프로 붙여서 단열을 유도한 것은 실생활에서 문풍지 바르기와 같은 식이다. 스티로폼 등을 이용하여 벽을 두껍게 하려는 시도를 당장 생활 속에서 실천하도록 하기가 어렵다면 장래의 직업을 통한 미래의 실천과 연결시키도록 한다. (단열이 잘되는 소재를 개발하는 과학자, 단열이 잘되는 집을 설계하는 건축가, 집을 지을 때 단열을 강화하는 집을 짓게 하는 건축법을 제정할 정치가, 그리고 이들을 지지하는 유권자이자 소비자인 시민 등)

 

이런 것도 있어요

내 몸을 단열하는 ‘내복입기’의 캠페인

겨울마다 환경관련 기관과 단체에서는 내복입기 캠페인을 벌인다. 환경부에서 운영하는 그린스타트 (http://www.greenstart.kr)등 에서도 겨울이면 ‘온(溫)맵시 운동’을 전개한다. 내복을 입으면 체감온도를 3°C만큼 올릴 수 있다고 하니 곧이 실내 난방 온도를 높일 필요가 없다. 겨울 방학 전, 하루를 ‘내복입는 날’로 정하고 또 다른 하루는 ‘내복을 입지 않은 날’로 정하여 두날의 체감온도와 교실 난방 온도를 비교하여 본다. 스스로 내복입기의 단열 효과를 체험하였다면 같은 학년 친구들, 전교를 대상으로 ‘내복입기’ 캠페인을 기획하여 본다. 캠페인의 퍼포먼스, 문구 등을 작성하면서 ‘내복입기’의 환경적 의의에 대해 제고해볼 수 있다.

 

알아두면 좋아요 – 패러다임 전환의 진원지, 로키마운틴 연구소

미국 콜로라도주 애스펀 북서쪽 25km, 로키산맥의 중턱인 해발 2200m 지점에 거의 햇볕만 이용해 바나나, 파파야 등 열대식물을 기르는 곳이 있다. 한겨울 바깥기온은 영하 44도까지 내려간다. 7월에도 종종 서리가 내리고 한겨울에는 39일이나 흐린 날이 계속돼 쨍하고 맑은 날은 드물다. 이곳이 에너지 절약과 효율화의 상징인 비영리 환경두뇌집단 로키마운틴연구소 건물이다.

28일 바깥 기온은 평소보다 조금 따뜻한 영하 2도였지만 파파야 열매가 탐스럽게 매달린 연구소 중앙에 있는 10평 남짓한 온실은 20도 가까이 올라갔다. 바나나 나무가 몇 그루 있고, 대나무 10여 그루와 열대 풀들이 여기저기 심어져 있다.

이 연구소의 주 에너지원은 태양광이다. 대부분의 전기는 태양전지를 통해서 얻고 중국산 배터리에 저장해 밤이나 구름낀 날 사용한다. 단열이 철저해서 통상적 의미의 난방이 필요없으며, 필요한 대부분의 열은 건물의 창문과 중앙의 온실에서 얻고 있다.

중앙온실은 중앙난로 구실을 하는데, 정면은 슈퍼윈도로 불리는 유리로 만들어졌다. 유리를 통해 들어온 햇빛은 복사열과 따뜻한 공기를 옆에 있는 방들로 전달해 준다. 열이 핑요치 않으면 온실 뒤에 있는 환기창을 열면 된다. 필요 없는 열은 또 아치, 온실의 흙, 내부 벽, 마루바닥, 지하 땅속 등에 저장돈다.

벽은 동, 남동, 남서향 창이 빛과 열을 겨울에도 북쪽 벽까지 전달하도록 셜계했다. 빛과 열이 남쪽 정면에만 머물지 않고 자동적으로 북쪽 지역까지 전달된다. 이것이 건물 모든 곳을 밝고 따뜻게 하는 열쇠다.

벽의 두께는 40cm나 되낟. 15cm 두께의 돌벽 사이에 샌드위치 공법으로 페레온이 들어간 10cm두께의 폴리우레탄 단열층을 만들었다 벽과 10cm 두께의 콘크리트 바닥, 그 밑의 땅속은 수천t 용량의 열 저장고인 셈이어서, 1월 햇빛이 전혀 없는 날에도 열 손실은 하루 0.5도에 그친다.

지붕은 1cm 두께의 프레온 폴리우레탄이 기본 단열층을 이루고, 폴리에틸린 발포층이 벽과의 연결부위 등을 밀봉하고 있다. 그 위에 10~20cm 두께로 폴리우레탄이 단열을 하고 있어 거의 완벽한 상태다. 지붕 바깥쪽은 움막집처럼 흙을 얹었다.

에너지 절약이 효자는 이곳에서 상업적으로 처음 사용된 신기술인 슈퍼윈도 유리이다. 0.005cm 두께의 폴리에스터 필름에 가시관선은 통과시키고 적외선은 반사시키는 특수 코팅을 한 것이다. 열손실은 보통 창유리보다 훨씬 적은 19%이고, 가시광선의 4분의 3, 전체 태양에너지의 절반을 통과시킨다. 열을 많이 흡수하기 위해 유치창의 면적은 바닥면적의 ㅣ228%에 이른다. 일반 가정집보다 두배 가량 많은 셈이다. 유리의 단열률도 높아 북쪽을 향하고 있더라도 잃는 열보다 태양에너지를 흡수하는 양이 많다.

이밖에 냉장고, 변기, 샤워꼭지, 환기장치, 가전제품, 전구, 주전자에 이르기까지 세삼하고 꼼꼼한 에너지 절약기술이 최대한 동원됐다. 여름에도 전기기구의 열발산을 막고 환기를 적절히 시켜 에어콘이 필요없도록 했다. 덕분에 연건ㄴ평 112평인 이 건물의 월 난방비는 5달러(약 6천원)에 지나지 않는다. 복사기가 절반을 차지하는 전기료는 월 50달러다.

1984년 완공된 이 건물의 건축비는 토지와 금융비용을 제외하고 50만 달러였다. 1m²당 1425달러로 좀 비싸다고 하는 사람들이 있었지만, 애스펀 지역의 건물가격이 미국 평균의 두배에 이른다는 점을 감안하면 건축비는 오히려 싼 셈이다.

난로 등을 설치하지 않는 에너지 절역 건축을 짓느라 추가비용이 6천달러가 들었다. 하지만 보통 건물에 비해 절약하는 에너지의 가치가 하루 6달러, 연간 2천달러에 이른다. 해마다 3천명 이상이 이 연구소를 견학하는 이유는 바로 이런 에너지 절약과 효율화를 배우기 위해서이다.

헌터 로빈스와 함께 지난 82년 이 연구소를 창랩해 공동연구소장을 맡고 있는 에이머리 로빈스는 ‘효율의 전도사’로 불린다. 대학 졸업장 하나 없으면서도(나중에 6개의 명예 이학박사 학위를 받았지만) 에너지 효율 분야에서 가장 차의적인 두뇌로 인정받는다. 그는 76년 ‘연성 에너지 노선’(소프트 에너지 패스)을 제안해 유명해졌다. 인류가 살 길은 에너지의 대량 생산이 아니라 절약과 효율화에 있다는 것이다. 그는 “현재의 기술을 가지고도 세계 에너지 소비의 4분의 3을 줄일 수 있다”고 자신했다. 그는 기업인·정부관계자를 만나고 국제회의 등에 참가하느라 연구원들도 그가 연구소에 있는 걸 보기가 힘들다고 한다.

비영리기관인 이 연구소에는 에너지·물·기후·건축과토지개발·수송·공동사회 등 분양에 45명의 연구원이 있으며, 자동차의 에너지 효율을 극대화하기 위한 하이퍼카연구는 별도 회사로 독립했다. 전기 효율성 정보제공 서비스회사인 영리기업 E소스는 지난해 파이낸셜 타이즈에 팔았다.

연구소의 연간 예산은 500만 달러에 이르는데, 3분의 1에서 절반가량은 컨설팅, 출판, 이자수입 등으로 벌고, 비슷한 액수를 30여개 재단의 기부금으로 메운다. 나머지는 개인과 기업의 기부금과 환경관련 프로그램으로부터 받는다. 99년 자회사를 팔아 자금을 만드는 등 연구소는 11년 이상 흑자를 냈다.

연구소를 안내해준 하이퍼카센터 직원 제이슨 테너는 “연봉은 다른데서 일하는 것보다 훨씬 적지만 연구소가 추구하는 방향이 세계의 발전을 위한 올바른 방향이라고 생각해서 즐겁게 일하고 있다”고 말했다.

(출처 : 인터넷한겨레 2000년 11월 28일)

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