구들의 개선 사례와 방향

흙부대생활기술네트웤크 / 김성원

0

5050

100

110

0

40

(회굴)

120

60~70

전통 함실 구들의 구조

폭 30

45 40

120

25~30

* 4평 내외의 경우 주물 아궁이문은 (가로 28cm * 세로 22cm) 권장

30cm

30cm

부뚜막 구들의 구조

전통 구들의 고래 구조

전통구들의 단점과 개선방향

- 전통구들은 단열, 내화, 방습, 기밀 자재가 없던 시대의 산물이다. 제한된 자연자재(흙, 돌, 볏짚)만을 활용하여 구들을 만들 수 밖에 없었기 때문에 전통구들은 물(습기), 바람(공기, 냉기), 불(열기)의 조절과 조화가 중요했으며, 그에 적합한 구조를 갖추게 되었다.

- 단열, 내화, 방습, 기밀을 유지하지 못한 전통구들은 ‘저온연소(낮은 연소효율)’, ‘다량의 배기가스(연기)’, ‘낮은 열이용율(큰 열손실)’ ‘ 높은 연료투입량’, ‘여름철 바닥 습기와 고래하부 구조 취약’ 등 적지 않은 단점을 갖고 있다.

- 해결방안은 서양식 함실(화실) 구조로의 개선, 즉 내화단열, 기밀화구문, 미세공기량 조절구, 2차 공기 공급 구조와 다중연소 유도가 필수적으로 요구되며 그 효과는 충분히 실증되었다.- 고래바닥의 단열, 방습처리, 시근담을 이중으로 축조하고 방습 단열하여 열손실을 줄이고 열효율을 높인다.이 또한 구들개량의 효과적 방법으로 이미 실증 되었다.

- 초기 착화 시 구들 내부의 냉기와 부압에 의한 역류를 막기 위해 굴뚝 및 냉기배출관 또는 좌침관 구조의 냉기배출 구조 필요

- 고래구조의 개량 시 서구 벽난로에서 열기의 흐름을 조율하기 위한 드라이조인트, 가스슬롯 등의 구조를 전통구들에 차용하여 적용할 필요가 있다.

불맞이돌

불목

아궁이

함실

함실개자리

개량 구들의 사례 1

불목

연도(굴뚝방향)

아궁이

윗불목(바람막이턱)

개자리

개량 구들의 사례 2

주물 함실 (주물벽난로 응용) , 상하 겹구들(하부 냉기처리/단열, 축열 목적), 별도의 냉기배출구, 유선형 고래 단점 : 시공 비용 상승, 방바닥의 높이 상승

개량 구들의 사례 3 (이화종 겹구들)

좌침관, 돈산판 등 특징적 구조. 특히 좌침관은 고래 개자리에 차는 냉습을 고래 개자리 또는 함실 바닥보다 낮은 외부 지면으로 빼주어 고래 내부의 냉습 압력을 줄여주는 구조 좌침관은 첫 착화 시 외 필요 없음, 방바닥과 함실바닥의 높이 차 1m60이상

개량 구들의 사례 4 (무운 구들)

이중열기고리 구조와 화정판, 돈산판, 좌침관을 가진 원형구들 → 열손실을 줄이고, 전열면적을 고루 편다. 가스슬롯을 이용해 열 편차 해소 필요

좌침관

화정판

돈산판

매우 긴 장작을 그대로 넣을 수 있는 긴 화실, 2차 공기주입, 화실과 재구덩 분리 등

개량 구들의 사례 5 (터널식 구들)

개량 구들의 사례 6 (회전구들)

단선형 회전 경사 고래와 방 중앙까지 깊은 함실 구조가 특징 함실 상부 중앙부로부터 사방으로 경사진 구들장 시공 중앙부 두텁게 부토를 깔아 축열효과 증대

개량 구들의 사례 7 (함실 탈부착식 낮은 구들)

구들 개량의 방향

조선말 왕실 구들

조선말 왕실 구들 유적을 보면 러시아를 비롯한 서구 벽난로의영향을 받았다는 것을 알 수 있다.

재구덩과 함실(화실)을 구분하여편리하게 재를 청소하도록 하였고함실 하부로부터 공기 유입이 되도록 만들어져 있다. 또한 재구덩과 함실에 철문이 부착되어 있다.

서구 벽난로와 전통구들의 결합은이미 조선 말부터 시도되었다.

아궁이에 기밀/미세공기조절 화구문 장착

구들 함실의 개량 시 차용할 수 있는 서양식 화실의 구조(내화라이닝, 장작받침, 2차공기 분사구조, 경사진 불목구조 등)

단열/방습/내화

중국의 캉(구들)을 서구의 벽난로 장인들이 벽난로식으로 재해석하였다.

- 철저한 단열과 방습 (바닥/측면 등)- 철저한 내화구조- 확장 연소실 도입 (함실 개자리에 대한 서구식 해석) (벽난로에서 불목 위에 있는 smoke chamber가 확장연소실에 해당한다.)

구들의 도심지 배기오염 및 민원 방지를 위해 독일 등 유럽에서 주로 사용하고 있는 전기봉 집진 방식의 배기오염방지 장치를 추천 함.

- 굴뚝에 장착가능, 유지관리의 편리성- 타 유형의 장치에 비해 소형이고 비용대비 집진 효과 높음

배기저감 장치의 부착

되돈 고래의 기본 구조

구들에서 불길을 조율 방법

- 냉습은 깊은 개자리로 모은다. (자연대류 현상 이용)- 좌침관, 겹구들의 냉기배출구로 냉습을 배출한다.- 구들장이 높게 덮히고 건조한 곳으로 열기가 오르는 현상(자연대류)- 아궁이 (함실) 바닥은 낮게 굴뚝은 높게 (미세기압차 이용)- 굴뚝 연도까지 가장 빠른 고래로 불길이 흐르므로 고래의 길이를 비슷하게 만든다. (연도의 상승기류는 흡입압을 만들어 내고 가장 짧은 고래로 가장 많은 압력 작용)- 불목의 폭으로 고래마다 가는 불길을 조정한다.(연소가스의 양을 조절한다.)- 윗 가로턱으로 열기를 막고, 아래 가로턱으로 냉기를 막는다.- 가로막기로 열기를 펼친다.

* 새롭게 등장하는 불길 조율 방법 *- 드라이조인트로 중적가스를 처리하며 열기흐름을 조율한다.- 고래구조가 복잡할 경우 가스슬롯을 두면 줄고래와 흩은고래의 혼합효과가 난다.- 종탑형처럼 하부 수평열기통로를 낮게 잡아 열기가 고이게 만들 수 있다. (물은 아래로 고여 위로 넘쳐 흐르고, 불은 위로 고여 아래로 넘쳐 흐른다.)