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구들  |  김준봉  |  사진  |  %  |  %E  |  Ã©â€¡â€˜  2024년 03월 29일 금요일
논문투고Presentation Paper论文投稿 > 영문논문/英文论文
   
  전통온돌(구들)의 개요
  글쓴이 : 운아     날짜 : 09-02-22 23:25     조회 : 11892    
전통온돌(구들)의 개요
2008년 전통온돌황토방학교
리  신  호
충북대학교 농대 지역건설공학과 교수

1. 머리말
  구들 난방은 아궁이에 열을 주어 바닥아래의 공간(고래)을 따라 열이 이동하면서 바닥에 열에너지를 저장하고, 이 저장된 에너지가 서서히 방열하면서 실내를 따뜻하게 유지한다. 이는 복사와 전도, 대류의 열전달 3요소를 모두 갖는 독특한 방법으로서, 현대에도 우리 민족만의 독자적이며 독창적인 가장 뛰어난 난방법이다.
  기술선진국인 미국, 독일, 프랑스, 일본 등의 나라에서는 건축물의 난방은 물론 첨단기술제품 생산을 위한 항온 항습 공장에 바닥난방을 도입하고, 종합병원의 물리치료실, 축사, 고속도로와 비행장 등에 바닥난방 기술을 개발하여 이용해 오고 있다.
  요즘에는 이들의 바닥난방 기술과 제품이 우리나라 시장을 잠식하고 세계 바닥난방을 먼저 점령하고 있으며 기술개발 경쟁이 치열하다. 에너지 부존 자원이 거의 없는 우리는 닥쳐올 에너지 위기에 대비하고, 공해를 줄이면서, 우리 것을 되찾기 위해서라도 구들 난방방법을 이해하는 것이 필요하다.

2. 구들의 구조
  구들은 아침, 저녘 밥 짓는 불을 이용하여 열기를 고래로 내류시켜 구들장을 가열하고 저장시켜서 불을 지피우지 아니하는 시간에도 저장된 열을 방바닥에서 방열하게 하여 난방하는 방법으로 고체 저장식이다. 구들의 구조는 열이 아궁이, 아궁이후렁이, 부넘기, 구들개자리, 고래, 고래개자리, 내굴길, 굴뚝 등의 여러 단계를 통과하도록 구성되어 있는데 집안에서 발생된 열이 구들 속에 오랫동안 머물러 있도록 구성하여 열에너지의 옥내체류시간을 크게 하여 에너지가 절약되도록 되어 있다.
  이러한 직화고래구들은 지역과 놓는 사람에 따라 여러 가지 형태와 구조로 발전하여 왔다. 바닥 밑에 돌과 진흙 등으로 구들장을 고이어 고래를 만들고 아궁이에서 열기(연기)를 고래로 넣어서 바닥을 구성한 구들장과 흙바닥 등에 저장시킨 후 연기를 굴뚝으로 배출하는 구조로서 바닥 면에 저장된 열을 방열하여 난방하는 방법을 구들이라고 포괄적으로 정의할 수 있다.
 
  구체적으로 구들 구조의 각 부에 대하여 설명하면 다음과 같다.
  (1) 아궁이 : 구들에 소요되는 연료 및 공기의 공급구이며 아궁이후렁이에 접하여 있다.
  (2) 아궁이후렁이 : 연료를 연소시키는 곳으로 내벽이 유선형으로 되고 아궁이를 통하여 투입되는 연료와 공기를 연소시켜 열을 발생시키고 발생된 열을 부넘기(불넘기)로 보낸다.
  (3) 부넘기 : 아궁이후렁이에서 발생된 고열을 받아 “벤츄리”효과로 구들개자리로 유입시킨다. 구들개자리와 아궁이후렁이의 온도차에 의한 기압차로 부넘기에서의 유입속도를 자연 조절한다.
  (4) 부뚜막 : 아궁이, 아궁이후렁이, 솥자리 등으로 조합․형성된 부분이다.
  (5) 구들개자리 : 부넘기로부터 빠른 속도로 유입되는 열기의 속도를 급격히 줄이면서 열기를 구들고래로 균등히 공급한다.
  (6) 영화석 : 영화석은 구들개자리에서 각각의 고래로 유입되는 열기의 속도와 양을 조절한다. 
  (7) 구들고래 : 구들개자리에서 공급되는 열기를 각각의 구들고래가 도입하여 고래개자리로 보낸다.
  (8) 역풍장 : 구들고래에서 유출되는 열기의 속도와 양을 조절하고 굴뚝을 통해 갑자기 들어오는 역풍을 차단하는 기능도 한다.
  (9) 고래개자리 : 구들고래에서 유입된 열기는 고래개자리에서 합쳐지면서 각 고래의 유입량과 속도를 자연 조절한다.
  (10) 내굴길(煙道) : 고래개자리의 연기를 굴뚝으로 통하게 하여주고, 아궁이에서부터 고래개자리까지의 열기의 흐름을 조절한다.
  (11) 굴뚝개자리 : 굴뚝을 통해 배출되는 연기의 속도를 조절하여 굴뚝으로 보낸다. 굴뚝으로 들어오는 찬 공기를 막아주고 빗물이 내굴길로 들어가는 것도 막아준다.
  (12) 굴뚝 : 굴뚝개자리에 있는 연기를 외기로 배출한다.
  (13) 굴뚝갓(연가) : 굴뚝의 위 끝에 씌운 갓으로 굴뚝 속으로 눈, 비가 들어가는 것을 막아주며, 하늬바람(회오리바람의 반대적 현상으로 하늘에서 땅으로 내리 부는 바람)을 차단하여 구들의 역풍을 완화시킨다.

  구들은 방과 아궁이, 구들개자리, 고래의 형태 등에 따라 다음과 같이 여러 가지로 분류된다.
  (1) 방과 아궁이의 기능에 따른 분류(그림 3 참조)
  ․한방 한아궁이 구들 : 덜 추운 남부 지방에 많다.
  ․한아궁이 여러방 구들 : 추운 방에 많다.
  ․겹집 구들 : 아주 추운 북부 지방의 겹집(쌍통집)에 많은데 한아궁이 여러방 구들이 겹쳐져 있는 형태이다.
  (2) 아궁이 위치에 의한 분류
  ․집안에 아궁이가 있는 구들
  ․집밖에 아궁이가 있는 구들
  (3) 아궁이 형태에 따른 구들
  ․함실구들 : 부넘기와 구들개자리가 없고 함실에서 직접 열을 공급하는 것으로 숯불을 함실에 넣는다.
  ․부뚜막구들 : 부뚜막에서 열을 공급하므로 구들개자리와 부넘기가 있고, 부뚜막에 솥을 거는 경우 많다.
그림  구들방의 절개도


그림 2 구들의 단면도와 열 흐름도


 
  (4) 구들개자리에 의한 분류
  ․구들개자리가 없는 구들 : 남부지방에서 작은 방
의 한방 한아궁이 구들에 많다.
  ․구들개자리가 있는 구들 : 남부지방에서 큰 방인 안방과 북부지방에 많다.
  (5) 고래의 형태에 의한 분류(그림 4 참조)
    살림집의 배치 구조에 의해 결정되는 아궁이와 굴뚝의 위치, 방 크기, 기후 조건, 기술자 취향 등에 고래의 형태가 달라진다.
  ․허튼고래구들
  ․곧은고래구들
  ․대각선고래구들
  ․굽은고래구들
  ․부채고래구들
  ․줄고래구들
  ․되돈고래구들

그림 3 방과 아궁이의 기능에 따른 구들




그림 4 고래의 형태에 따른 구들


  3. 구들의 특징과 효능
 가. 구들의 난방 특징
  구들로 하는 난방은 다음과 같은 특징이 있다.
 열 저장식, 직접 가열식, 바닥면 방열식, 저온 방열식, 연속 난방식, 질병 예방 효과 등
  열에너지에 관한 효과는 여러 가지 제약 조건과 환경에 따라 다르므로 정확하게 측정하고 평가한다는 것은 거의 불가능하다. 많은 조건과 환경이 여러 가지 변수이며 절대적으로 시간 개념이 포함된다. 특히, 열에너지는 물질이 아니며, 이것이 물질에 작용하였을 때 나타나는 현상이므로 기체, 액체,  고체 등에 대하여 나타나는 현상은 크게 차이가 있다.
  구들에서 열은 1차로 기체인 공기에 전달되고, 2차는 고체(진흙, 구들장 등)에, 3차에서는 다시 실내 공기에 열이 전달되므로, 난방 효과는 열전달 과정의 속도와 시간에 의하여 좌우되며 이는 외기 온도에도 크게 영향을 받는다. 아주 추운 지역은 외기 온도가 통상 -10℃내외이고 가장 낮은 경우는 -35℃~-40℃까지 하강하는 지역도 있다. 외기 온도가 -40℃일 경우 아궁이에서 불의 최고 온도가 약 800℃라고 하면 온도차 △T는 무려 840℃가 된다. 이와 같은 △T를 아궁이, 구들개자리, 구들고래, 고래개자리, 굴뚝, 굴뚝개자리, 굴뚝 등을 통과하는 과정과 구들고래, 구들장, 실내공기, 벽 또는 지붕을 통하여 외기로 방열되는 과정이 잘 조화되어야, 즉 열에너지가 구들에 체류하는 시간이 길어지도록 각 부가 만들어졌을 때 가장 난방 효과가 커진다.
  구들방에서의 생활환경은 실온의 설정이 중요한 요소이며, 이에 관한 연구로 현규환(大原信治. 만주의과대학)씨의 연구실험에 의하면, 앉아있을 때 구들방의 표면온도는 28℃, 실온 15℃, 의자에 앉아있을 때 각각 24℃, 18℃, 누워있을 때는 각각 26℃, 10℃일 때가 쾌적한 온도라고 하였다. 우리나라에서 발표된 자료를 보면 바닥표면온도는 30-36℃, 실온의 쾌적범위는 15-29℃의 범위이다.
  아궁이가 벽난로처럼 실내에 있을 경우, 실내에서 연료를 연소시키므로 실내 공기의 산소 밀도가 적어지고 연기의 배출 불량으로 실내 공기를 오염시켜 위생 문제가 제기된다. 열에너지를 공급하기 위해서는 많은 연료(목재)가 필요하므로 산림의 훼손을 초래하게 되어 환경을 파괴할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아궁이가 있는 곳과 구들방을 막아서 공간 분리를 하였고, 농업부산물과 간벌 목재를 활용하여 산림 훼손을 막았다.

 나. 구들방의 효능
  우리는 구들방에 신체를 최대한 접촉하기 위해서 좌식생활이 주된 생활이 되고, 난방시설이 방안에 없으므로 산소가 충분하여 방안이 쾌적해지고 방을 여러 가지 기능으로 이용하는 문화가 정착된 것이다. 이 좌식생활은 여유가 있는 생활을 유지하면서 끈기를 배우는 문화를 탄생시키게 되었고, 따뜻한 아랫목이 윗사람의 자리가 됨으로서 생활 속에서 위아래를 아는 예의바른 문화를 창출하게 된 것이다. 또 아랫목은 온 가족이 모여 앉아 집안의 화목을 다지는 필수공간이기도 하다. 구들방에서 이불을 펴고 개는 것은 생활의 청결함과 정갈함을 제공하는 것이고 낮에는 저장된 열을 방공간에 넓게 퍼지게 함으로서 생활의 편의를 제공하도록 한 것이다. 구들방은 땅의 습기를 적당히 받아가며 열을 방열하므로 방바닥은 따습고 실내온도와 습도는 적당히 유지된다.
  구들방에 앉았을 때는, 둔부, 허벅다리 등 혈액순환이 잘 되지 아니하는 신체의 하체부위가 직접적인 전도열을 받아 따끈따끈해지고 혈액순환을 촉진시킨다. 누우면, 신체의 혈액순환이 잘 되지 아니하는 배면(등)이 구들에 밀착되어 직접적인 전도열로 따뜻해진다. 이불을 덮으면, 구들에서 방열된 열이 이불 속에 가두어져서 이불 속은 마치 열 주머니 같게 되어 온몸이 따뜻해지며 모세혈관이 팽창되므로 혈액순환이 잘 되어 땀까지 나오게 되어 매일 자면서 목욕하는 효과가 있게 된다. 따라서, 피로에서 오는 몸살, 감기 등의 웬만한 병은 구들방에 누워 땀을 내면 거뜬해지고, 신경통, 관절염, 냉, 소화불량 등의 병을 치유하는데 큰 효과가 있다고 알려져 온다.
  현재 우리의 생활은 아랫목도 없고 방바닥이나 실내공간이나 온도가 거의 같이 유지되면서 입식생활문화로 바뀌어 있다. 윗자리가 없어진 생활문화는 아래위를 모르는 사람으로 만들게 되었고, 금방금방 이동이 가능한 입식생활문화는 기다리지 못하는 조급한 심성으로 바뀌게 되었다. 아랫목에 발을 묻고 오손도순 지내던 가족문화의 흔적은 사라지게 된 실정이다. 항상 이불을 깔아 놓는 침대문화는 진드기 등의 서식처를 제공하게 되어 새로운 질병을 유발하게 되었고, 건조하고 위가 따뜻한 실내환경은 감기에 걸리기 쉬운 상태를 제공하게 된 것이다. 지금 세상을 살아가는 데는 수많은 종류의 정신적 긴장을 받게 되고, 농사를 하는 것은 육체적 노동이 많으므로 이러한 정신적, 육체적 긴장과 피로를 매일매일 적절히 풀어 주어야 건강을 유지할 수 있다.

  4. 온수구들
  황해도 은율 재령에는 온천에서 솟아나오는 뜨거운 물을 구들고래 속을 통과하게 하여 고래를 통과할 때 구들장을 온수와 수증기로 난방하는, 이른바 온수구들이라는 것이 60~70년 전까지 있었던 것으로 알고 있다. 널리 알려지지는 아니하였다 할지라도 온천지역에는 이와 유사한 더러 있었을 것으로 믿어진다. 온수구들은 온천이 발굴된 후의 일이므로 그리 오래된 것이라고 하기는 어려우며, 대략 19세기 이후의 일로 여겨진다.
  이와 같은 온수구들의 경우 일본의 이와데 현에도 있다고 알고 있다. 온수구들에 관한 기록을 접할 기회가 없었고 확인되지 못하였으므로 상세한 구조는 알 수 없으나 이는 엄밀한 의미에서 구들이라고 하기는 어려우나 로마의 Hypokauste와 상통하며 폐기되는 열에너지의 재활용면에서 연구 검토할 가치가 충분히 있고 또 우리나라의 온천지역에서 이 기술을 개발하여 지역적으로 수용하는 것은 에너지절약과 환경차원에서도 바람직하다.
  지금 우리가 많이 사용하고 다음에 설명되는 온수순환바닥난방과는 구별되어야 한다. 건축관련 법규, 에너지이용 합리화 법규 등에는 온수온돌, 구들온돌이라는 단어가 있다. 이들은 온수순환바닥난방 방식을 얘기하는데 온수온돌에 관하여 충분히 연구 검토하지 않고 잘 못 사용한 경우이다.

  5. 연탄구들과 연탄보일러
  인구가 급속히 증가하여 연료인 나무가 너무 많이 소비되어 농업부산물을 사용한다고 하여도 산림을 황폐화시키게 되었다. 해방직후부터 토탄, 코코스 등으로 일부 연료가 대체되었으나 6.25동란으로 토탄, 조개탄 등을 연료로 사용하다가 무연탄으로 19공탄 연탄이 개발되면서 구들의 구조 및 기능이 변질되기 시작하였다. 함실구들에 상응하는 레일식 연탄구들과 부뚜막을 갖는 두꺼비집식 부뚜막 연탄구들(그림 5 참조)이 개발되었다.
  구들의 아궁이후렁이 대신 토관으로 19공탄용 연탄화덕을 만들어 설치하고, 화덕 밑부분에 공기를 공급할 수 있도록 토관이나 깡통으로 만든 공기공급관을 설치하고, 화덕 윗부분에 두꺼비집을 씌우고(취사할 때는 벗긴다) 토관이나 깡통으로 만든 두세개의 연통을 설치하여 연탄을 연소시켜 나오는 열기가 구들고래로 내류할 수 있도록 한 구조가 부뚜막 연탄구들이다. 레일식 연탄구들은 부뚜막 없이 함실에 상응하는 부분에 레일이 달린 연탄화덕을 직접 밀어 넣어 난방하는 방식이다.
  연탄구들은 가장 중요한 구들개자리와 아궁이, 부넘기가 없어져 연기의 흐름이 불합리하게 되어 가스누출로 실내공기를 오염시키고 급기야는 가스중독으로 오랜 세월 많고 귀중한 생명을 잃게 되었다. 굴뚝 끝에 가스배출기를 달고 유독가스를 강제 배출시켜 다소나마 중독사고를 줄일 수 있었으나 근본적으로 해결하지 못하였다. 그래서 국가적 사업으로 구들 난방방법 연구를 진행하던 중 미국의 건축가 라이트가 고안한 온수순환바닥난방을 도입하여 온수관이 고래의 기능을 대신하게 되었다. 따라서 구들에 대한 연구는 중단되게 되었고 구들은 구조와 기능이 완전히 말살되게 되었다.

  6. 온수순환바닥난방
  온수온돌, 온수보일러로 불리는 온수순환바닥난방은 화석연료를 보일러에서 연소시켜 물을 가열하여 배관을 통하여 방바닥 구조재에 열을 전달하고 방열하여 실내공기를 가열하는 방법으로, 보일러 가동시간에 따라 순간간헐적 난방방식과 항온지속적 난방방식으로 나눌 수가 있다. 난방 연료 또는 열원에 따라 연탄보일러, 가스보일러, 기름보일러, 전기보일러 등으로 나눌 수가 있다. 또한 바닥의 방열재 또는 제어방식 등에 따라서 각 회사별 또는 설계에 따라서 많은 종류로 분류될 수 있다.
  처음에는 열원이 연탄보일러에 의해 제공되었는데 24시간 연속 연소되는 항온지속적 난방방식으로, 구들의 핵심기술인 저장 기능이 없어지고 열기를 계속적으로 공급함으로서 열에너지의 실내체류시간을 단축시켜 열에너지가 많이 낭비되고 밤에도 연탄을 계속 갈아야 하는 불편과 연탄재의 처리 등 많은 문제를 제기하였다. 그래도 1960년대 초에는 방바닥에 3/4인치 강철관을 약 20㎝로 배관하고 자갈 또는 모르터로 피복하여 온수를 순환시켜 바닥을 가열․저장시켜서 전 계절 항온난방을 하였다. 누수와 동파, 보일러의 짧은 수명 등으로 쾌적한 주거환경이었다고 할 수 없었으나 연탄가스 중독사고를 줄이는 등 이 방법을 오랫동안 사용하였다. 생활여건의 향상으로 연탄보일러는 기름보일러 또는 가스보일러로 대체되고 실온을 자동으로 조절하는 장치의 부착과 강철관이 동파이프로, 또 합성수지호스 등으로 대체되어 현재에 이르고 있다.
  근래에는 심야전기*를 이용하는 심야전기보일러가 등장하였는데 열원이 공급되지 않는 시간대인 낮에는 심야전기로 데워진 물을 사용해야하므로 14시간의 난방 부하에 충분히 대응할 수 있는 용량의 온수통이 필요하고 설치 장소도 넓어야 한다. 물은 우수한 비열에도 불구하고 100도 이상에서 상변환하므로 저장 이용 온도 범위가 85도 이하로 제한되고, 내압 용기와 포장 용기의 내구성, 물의 열 저장과 방열 시간 등의 문제점이 있다. 또 난방효율 문제로 급탕으로는 사용할 수가 없어 주방과 욕실에 필요한 급탕설비**는 따로 해야 한다. 시공비는 기름보일러의 2배 정도인 반면, 유지비는 1/3에서 1/4 수준이므로 경제성이 있다. 특히 사용하는 온수 배선을 그대로 활용할 수 있으므로 보일러만 난방온수통으로 교체하면 된다.
  초기에는 바닥구조를 단열재(스치로폼 50㎜)와 자갈 또는 모르터 속에 배관하고 모르터 마감(30㎜)을 하여 바닥 단면의 높이가 200㎜~250㎜이였으나 고층 건물이 많아지면서 점차 바닥층 높이가 줄어들게 되어 현재는 120㎜~150㎜의 높이로 저장층이 감소되게 된 것이다. 저장층 두께가 얇아져서 보일러를 가동시켰을 경우에는 실온이 급속히 상승되고 작동을 중단하면 급속히 실온이 하강된다. 즉 가열과 냉각을 반복하는 순간간헐적 난방을 하고 있는 실정으로 난방을 하는 아침저녁으로 2~3시간은 덥고 나머지 시간은 서늘한 상태이다. 그리고 온수순환과 환수 등의 여러 단계에서 실제 난방장소에 이용되지 않는 열손실이 발생하고, 누수, 연소가스 배출로 인한 환경 오염, 화석연료 사용에 따른 고가의 난방비, 내구년한이 짧은 보일러와 배관으로 인한 과다한 관리유지비 등이 있다.
  좌식 생활에서 방바닥은 체온보다 1~2℃ 높은 37~38℃, 실온은 18~20℃정도가 가장 쾌적하다. 실온을 18~20℃로 설정하여 자동 제어하면 바닥은 27~29℃로 냉한 상태가 되어 춥게 느껴지므로 바닥을 37~38℃로 하려고 하면 실온제어 온도를 28~29℃로 올려야 하므로 실내가 너무 덥고 답답해진다. 그래서 실온을 23~25℃로 설정하여 자동 제어하면 실내는 따뜻하면서 약간 답답함을 느끼나 바닥은 상대적으로 냉한 상태가 되어 좌식 생활에는 적합하지 못하다. 의자와 침대를 사용하는 입식 생활이 자연스럽게 맞아 떨어진 형국이다. 덥게 느껴지도록 실온을 높게 하는 것은 실내공기중의 산소 밀도가 낮게 되어 건강에 좋지 않은 영향을 미친다. 이는 적도지역과 혹한지역에 사는 사람의 평균수명이 잘 말해준다.
  배관 부분은 따뜻하고 관과 관 사이는 냉하여 경우에 따라서는 신경통, 류머티즘, 냉 등 병의 원인이 될 수 있다. 아궁이에 나무가 타면서 나오는 열기와 원적외선 등은 부인병과 감기 등의 예방에 큰 효과를 발휘하였는데 온수순환바닥난방 방식은 이를 기대할 수 없다. 집터나 묘지도 물이 나는 곳이나 아래로 물이 흐르는 곳을 잡지 않는다. 즉 수맥의 영향을 얘기하지 않더라도 온수가 끊임없이 방바닥 밑에서 흐르는 것은 생각해 볼 문제로 여겨진다.

7. 전기바닥난방
간헐식 전기바닥난방(업체에서 일반적으로 ‘전기온돌’이라고 부른다) 방법은 시공이 간편한 점은 있으나 전기 요금은 고가이면서도 누진율이 적용되므로 난방비가 많이 든다. 간헐식 난방 방법은 발생된 열에너지를 바닥 속에 오랫동안 가두어 두지 못하는 비저장식이므로 실내 온도가 변화고 에너지가 실내에 머무는 시간이 짧아 에너지도 절약되지 못한다.
기존 여러 형태의 난방 방법과 간헐식 전기바닥난방 방법으로는 에너지가 효율적으로 이용되기는 어려우므로 에너지의 절약을 위하여 에너지를 난방 장소에 저장하는 방법을 개발하게 되었다. 이것은 바닥에 많은 열에너지를 저장하여 가두었다가 느린 속도로 방열함으로서 열에너지의 옥내체류시간을 길게 하는 것인데 바로 구들의 핵심 기술이다.

① 전기온돌
  전기온돌 난방법은 열원인 발열선(heating cable)을 콘크리트 또는 자갈 속에 매몰하고 하부와 상부에 스티로폼 또는 후포 등의 단열재로 감싸고 콘크리트 또는 자갈에 저장하는 방법이다. 발열선은 전자파가 발생하지 않는 시즈히터(sheath heater)를 주로 사용한다.
온도감지차단장치의 고장으로 발열선에 밀착되어 있는 콘크리트 또는 자갈이 높은 온도로 상승하였을 때 상부와 하부에 들어 있는 스티로폼 또는 후포 등의 석유화학제품 계열인 단열재가 가열되고 변형 또는 연소되어 유독가스를 서서히 방출하여 건강과 생명을 서서히 해칠 우려가 있다.
따라서 시공할 때 하부와 상부에 가연성 물질인 스티로폼, 후포 등을 사용하지 않는 것이 좋다. 땅과 직접 접하는 경우에는 습기가 올라오는 것을 방지할 수 있는 석회를 충분히 섞어 다지거나 숯을 바수어서 깔아주면 된다. 상부는 저장량도 많게 하고 방열도 서서히 할 수 있도록 고래 형태의 밀폐공간을 두는 것이 바람직하다. 자갈을 저장재로 이용하는 것은 저장량을 증대하는 효과 면에서 바람직하나 작업 중에 발열 장치를 파손시킬 염려가 있고, 건물의 하중을 증가시키므로 고층건물 등에는 수용되기 어렵다.
시공비는 기름보일러의 2배 정도인 반면, 유지비는 1/4 수준이므로 경제적이다.

 ② 전기고래구들
  전기고래구들은 전통적인 직화(直火) 고래구들을 그대로 응용한 것으로서 아궁이와 굴뚝을 막고 고래에 히터를 넣어서 저장하는 구조이다. 열원을 나무 등의 자연 연료에서 전기로 바꾸어서 적용한 것으로 구조가 간단하다. 전기고래구들은 구들장에 필요한 열에너지를 저장하는 지속적 난방 방법이므로 실온을 온도제어장치 없이 일정하게 자연적으로 유지시켜 준다. 전기고래구들은 난방 장소에서 발열하여 에너지의 운반과 이동이 없으므로 연소 열손실과 이동 열손실이 없다.
기름보일러를 사용하는 온수순환바닥난방 방법보다 시공비는 2.5배에서 3배정도 되는 반면, 유지비는 1/4에서 1/5 수준이고 내구년한은 4배 이상이다.

 
8. 맺음말

한민족의 위대한 문화유산인 구들이 연탄구들, 온수순환바닥난방, 전기온돌, 전기고래구들로 변천한 과정을 살펴보았다. 화석 연료의 사용에 따른 많은 문제점들을 해결하면서 안전하고 편리하며 쾌적한 주거환경을 충족시킬 수 있는 난방방법을 살림집 6채에 설비하여 사용하면서 찾아보았다.
  1. 구들방은 우리 민족의 독특한 고유 난방 기술로서 생활습관과 밀접한 관계를 가지며, 이곳에서 생활하면 위생적, 건강적 효과가 있으므로 우리의 생활공간으로서 필요하다.
2. 전기온수순환바닥난방(심야전기보일러)은 이미 사용하고 있는 온수순환바닥난방(온수보일러)에 난방온수통만 설비하면 되므로, 설비가 되어 있는 집에서 보일러만 난방온수통으로 교체하면 손쉽게 사용할 수 있다. 초기 시공비는 기름보일러의 2배정도 들고, 유지비는 기름보일러의 1/3에서 1/4 정도 든다.
3. 심야전기온돌은 자갈에 시즈히터를 묻어 저장하여 쓰는 방식이므로, 온도감지장치가 필요하고 직접 저장식인 난방 형태로 방바닥 전체를 따뜻하게 해 준다. 초기 시공비는 기름보일러의 2배정도 되는 반면, 유지비는 1/4 정도 든다. 자갈 층 위에 고래 형태의 밀폐공동을 형성하여 주면 저장량도 많게 하고 방열 속도를 서서히 할 수 있다. 
4. 전기고래구들은 구들을 가장 잘 적용한 형태로서 아궁이와 굴뚝을 막고 고래에 히터를 넣어서 열을 저장하는 구조이다. 초기 시공비는 기름보일러의 2.5배에서 3배정도 되는 반면, 유지비는 1/4에서 1/5이면 된다.
5. 전통 직화 구들은 2평 정도의 방에 벽난로 겸용 함실 구들을 놓아 이용하는 것이 바람직하다.
6. 바닥 난방에 대한 세계적 경향을 고려하여 우리의 고유 전통기술인 구들 기술을 귀중하게 여겨 연구 개발하고 홍보하는 정부와 사회적 분위기가 조성되기를 기대한다.

참고문헌

김준봉, 리신호, 오홍식, 2008, 온돌 그 찬란한 구들 문화, 청홍(지상사)
리신호, 1994, 농촌주택의 실태조사를 통한 개선방안 연구, 한국농공학회지, 36(3) : 135-143.
리신호, 오무영, 1995, 흙집의 온습도 변화가 주거환경에 미치는 영향 연구, 충북대학교 지역개발연구, 제6집, pp. 173-189.
민족문화추진회, 산림경제(국역)
  충북대학교 농과대학 농공학과, 1997, 전통 환경보존형 농촌주택 모형 개발 연구, 농림부(연구책임자 리신호)

 
6

5

3

2

1

4


해당번호
명  칭
재    질
규    격
1
바닥
콘크리트, 흙

2
단열층
아이소핑크 또는 스티로폼+후포
30mm~50mm
3
저장층
석분 또는 자갈
80mm이상
4
발열층
시즈히터
스테인리스파이프
5
보온층
아이소핑크, 후포
10mm
6
미장층
시멘트모르터
25mm~30mm


그림 5 전기온돌의 구조도

Walker 답변 삭제   23-06-04 19:01
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