기후별 건축 설계 혁신 전략

1. 요약

• 이 리포트는 기후대별로 나타나는 건축물의 특징과, 각각의 기후 특성에 맞춘 설계 전략을 분석합니다. 먼저, 열대습윤기후대에서는 고온다습한 환경에 적합한 고상건축과 높은 지붕 형태가 강조됩니다. 고온건조기후대에서는 열 차단과 통풍이 중요하며, 두꺼운 벽체와 자연 환기를 고려한 설계가 필요합니다. 냉대기후대에서는 난방 효율성을 높이는 두꺼운 단열 벽체와 중앙 난방 시스템이 핵심적입니다. 또한, 한국 전통미장기술은 자연재료를 활용한 친환경적 접근을 통해 현대 건축에서도 응용될 가능성을 탐색합니다. 이러한 분석을 통해 기후에 따른 적절한 건축 설계 전략을 제시하고, 지속 가능한 건축의 중요성을 강조합니다.

2. 기후대의 정의 및 분류

• 2-1. 기후대의 개요

• 기후대는 지구 상에서 기후의 분포를 나타내며, 상이한 기후 조건을 가지는 지역을 구분하는 개념입니다. 기후대는 일반적으로 온도와 강수량을 기준으로 나누며, 이러한 요소들은 식생과 건축 양식에 큰 영향을 미칩니다. 기후대의 정의는 각 지역의 지리적 위치와 환경적 조건에 따라 달라지며, 대표적으로 열대, 온대, 냉대, 극지 등의 구분이 있습니다.

• 2-2. 쾨펜의 기후 구분법

• 쾨펜의 기후 구분법은 기후대의 분류를 위해 가장 널리 사용되는 방법으로, 식생을 기초로 하여 기후를 크게 나누고 이를 기호로 표기하여 간략하게 나타냅니다. 쾨펜은 기후를 크게 5개의 주요 기후대와 11개의 세부 기후구로 분류하였습니다. 이러한 기후 구분은 강수량과 온도에 따라 다른 기후 특성을 보여줍니다. 다음은 쾨펜의 기후 구분 표입니다. | 기후구 | 기호 | 주요 기후 특징 | 대표 도시 | | --- | --- | --- | --- | | 열대 기후 | A | 연중 고온 다우 | 싱가포르, 키상가니 | | 건조 기후 | B | 연중 비가 적다 | 뉴델리, 라호르 | | 온대 기후 | C | 온난, 연중 다우 | 부산, 런던 | | 냉대 기후 | D | 한랭, 연중 다우 | 모스크바, 위니펙 | | 극 기후 | E | 영구히 지표가 동결 | 헬리베이 | 이와 같은 쾨펜의 구분법은 기후에 따른 건축 디자인의 방향성을 제시할 수 있는 중요한 기초 자료로 작용합니다.

3. 열대습윤기후대

• 3-1. 열대습윤기후의 일반적 특징

• 열대습윤기후는 쾨펜의 기후 구분에서 Af, Am기후에 속합니다. 이 기후대는 적도를 기준으로 남북 위도 10도 사이에 위치하며, 연평균 기온은 24℃에서 27℃로, 일교차는 크지 않고 연교차 또한 5℃ 이하입니다. 이 지역은 대체로 고온다습하여 강우량이 연평균 2000mm 이상이며, 건기는 존재하지 않고 연중 비가 내리는 특징이 있습니다. 이러한 기후 조건은 세계에서 가장 울창한 열대수림을 형성합니다.

• 3-2. 열대습윤기후대 건축의 특징

• 열대습윤기후대의 건축물은 다음과 같은 특징을 가집니다: 1) 고상건축 형태: 공기 순환을 원활히 하고 홍수 및 동물의 위험으로부터 보호합니다. 2) 높은 뾰족한 지붕: 비가 많이 오고 햇볕이 강하기 때문에 배수를 용이하게 하고 태양복사열을 약화시킵니다. 3) 깊은 처마 형태: 비가 실내로 들어오는 것을 방지하고 차양 역할을 합니다. 4) 정교한 창문 및 문 배열: 자연환기가 잘 되도록 크고 작은 창문과 문을 배치합니다. 5) 건축재료: 주로 목재, 대나무, 짚 등 지역에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용합니다.

• 3-3. 열대습윤기후대 건축물 사례

• 1) 태국: 열대몬순 기후로 연 평균 기온은 약 27℃. 전통적으로 고상건축을 지향하고 뾰족한 지붕과 깊은 처마를 가지고 있습니다. 2) 말레이시아: 연 평균 기온 27℃, 평균 강우량 2410mm. 통나무 기초 위에 목재, 대나무 등의 재료로 건축되며 높은 지붕과 넓은 베란다 형태입니다. 3) 스리랑카: 고온다습한 열대기후로, 건축물은 진흙과 짚 등으로 소박하게 지어지며 지붕은 가파르고 넓은 오버행을 가지고 있습니다. 이 모든 사례는 열대습윤기후에서 건축이 어떻게 이루어지는지를 보여줍니다.

4. 고온건조기후대

• 4-1. 고온건조기후의 일반적 특징

• 고온건조기후대는 연평균 강수량이 250㎜ 이하인 기후로, 강수량은 증발과 식물의 증산에 의해 소비됩니다. 대체로 연 20㎜ 이하의 강수량이 일반적이며, 강수의 편의성도 심합니다. 일교차가 극대이며 식생은 거의 나타나지 않지만 일부 지역에서 선인장이나 내건성 초목이 자생합니다. 이러한 기후는 대기의 하강 기류 지역에서 발생하며, 해양성 기단이 내륙으로 차단된 지역에서 주로 나타나는 특징을 가지고 있습니다.

• 4-2. 고온건조기후대 건축의 특징

• 고온건조기후대의 건축물은 기후적 요인에 적합하게 설계되어야 합니다. 첫째, 고온과 일교차를 고려하여 두꺼운 벽체를 사용하여 열의 흡수와 방출을 조절합니다. 둘째, 건물 구조는 지하 공간을 활용하여 낮 시간 동안의 더위를 피하고, 저녁 시간에 시원한 내부 공기를 활용하는 것이 중요합니다. 셋째, 건물의 방향은 태양광선과 바람의 흐름을 고려하여 결정됩니다. 네 번째, 환기를 최적화하는 설계가 필요하며, 이러한 요소들은 건축물의 기능적 요구와 미적 요소를 동시에 고려해야 합니다.

5. 냉대기후대

• 5-1. 냉대기후의 일반적 특징

• 냉대기후대는 연중 기온이 차가운 기후를 특징으로 하며, 특히 겨울철에 극단적인 저온을 기록합니다. 일반적으로 냉대기후대는 연중 평균기온이 0도 이하로 유지되며, 강수량은 연평균 약 400~800mm로, 대개 겨울철에 눈으로 내리는 경우가 많습니다. 이러한 특성은 주로 온대 및 극지방과 접해 있는 지역에서 나타나며, 북반구의 광범위한 지역을 포함하고 있습니다. 이 지역은 북극 기단의 영향을 받아 추운 겨울과 더운 여름을 나타내는 큰 양극화된 기후를 보입니다.

• 5-2. 냉대기후대 건축의 특징

• 냉대기후대의 건축물은 주로 난방 효율성을 높이고, 외부의 차가운 공기로부터 거주자를 보호하는 방향으로 설계됩니다. 주요 특징으로는 다음과 같습니다: 1) 두꺼운 단열벽체: 냉대기후대의 건축물은 두꺼운 단열벽체를 사용하여 내부 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지합니다. 2) 작은 창문: 바닥면적당 창문 면적이 작아 외부의 차가운 공기를 차단하고, 난방 효과를 증대시키기 위한 설계입니다. 3) 경사진 지붕: 눈이 많이 내리는 지역에서는 지붕이 경사지게 설계되어 눈이 쌓이는 것을 방지합니다. 4) 난방 시스템: 중앙 난방 시스템이나 벽난로를 통해 적절한 실내 온도를 유지합니다. 5) 지역 자재 사용: 기후에 적합한 현지 자재, 예를 들어 목재와 같은 자연적인 재료를 사용하여 건축물의 내구성을 높이고 인간 친화적인 환경을 조성합니다. 이러한 건축 특성들은 냉대기후대에서 거주자들이 쾌적하게 생활할 수 있도록 하는 중요한 요소입니다.

6. 기후에 적합한 건축 설계 전략

• 6-1. 열대습윤기후대의 건축 설계 전략

• 열대습윤기후대는 일반적으로 쾨펜의 기후 구분에서 Af 또는 Am 기후에 속하며, 평균 기온이 24℃~27℃로 여름철이 긴 특징을 지닌다. 이 지역의 건축은 고상건축 형태가 많아 실내 공기의 순환을 원활하게 하고, 높은 지붕 형태는 비 및 태양열 차단에 효과적이다. 건축 재료로는 주로 목재, 대나무, 짚 등이 사용되며, 이러한 재료는 지역적으로 손쉽게 구할 수 있는 자원이다. 또한, 깊은 처마 형태의 지붕과 많은 창문을 통해 자연환기를 극대화하여 쾌적한 입주 환경을 제공하고자 한다.

• 6-2. 고온건조기후대의 건축 설계 전략

• 고온건조기후대는 극단적인 여름철 온도로 인해 건물의 설계 시 열 차단 및 통풍을 고려해야 한다. 이 기후대는 연평균 강수량이 적고, 낮과 밤의 온도 차가 크기 때문에 내부 온도를 조절하기 위한 다양한 방법이 요구된다. 건물은 일반적으로 두꺼운 벽체를 가지고 있으며, 끊임없이 통기관을 통해 자연 환기를 유도한다. 지붕은 고온을 차단하기 위해 반사성능이 높은 재료로 마감하며, 수직 차양과 같은 외부 구조물의 도입이 필수적이다.

• 6-3. 냉대기후대의 건축 설계 전략

• 냉대기후대에서는 난방 효율성을 높이는 방법이 중요하다. 이 지역의 건물은 일반적으로 두꺼운 단열재로 마감되며, 창호는 이중창 이상이 사용되어 열 손실을 최소화한다. 또한, 내부 공간은 동선을 고려하여 최대한 효율적으로 구성되고, 주거 공간에서 자연광을 최대로 받을 수 있도록 설계가 이루어진다. 이러한 전략은 겨울철 극심한 추위로부터 거주자를 보호하는 중요한 방법이다.

7. 전통미장기술과 건축

• 7-1. 전통미장기술의 개요

• 전통미장기술은 흙과 나무, 풀 등을 이용하여 환경친화적인 건축 재료로 사용되는 기법으로, 일제강점기 이후 서양의 건축기술이 도입됨에 따라 점차 사라지고 있는 상황입니다. 저자는 40여 년의 현장 경험을 바탕으로 우리 전통미장기법의 올바른 계승의 중요성을 강조하고 있으며, 전통미장 작업이 현대 재료를 사용하지 않고서는 어렵다는 점도 지적하고 있습니다. 또한, 미장재료의 물성, 재료의 배합 및 시공 현장의 기후환경 등 다양한 요소를 종합적으로 이해해야 하는 복합적인 기술임을 강조하고 있습니다.

• 7-2. 전통미장기술의 현대적 적용

• 현대 건축에서도 전통미장기법은 여전히 적용될 수 있습니다. 저자는 전통미장기법이 친환경 재료로 자연친화적인 건축을 지향하기 때문에 현대 건축에서도 발전 가능성이 큼을 설명합니다. 그러나 최근 한국형 전통건축이 외형만 전통적인 것으로 보일 뿐 속내는 현대식 재료로 마감되고 있는 실정입니다. 이는 건축물의 정체성을 상실하게 만들고 있으며, 이는 경제성을 우선시하는 현대 건축 문화에서 발생한 문제입니다. 따라서 전통미장기법의 중요성과 필요성을 재조명할 필요가 있습니다.

결론

• 주요 결론으로는 기후대별로 적합한 건축 설계 전략을 개발하는 것이 중요하다는 점입니다. 열대습윤기후대는 자연환기와 지역재료 사용을 통해 쾌적한 실내 환경을 조성하며, 고온건조기후대는 일교차를 극복하기 위한 열 차단과 통풍 설계가 필수적입니다. 냉대기후대에서는 난방 효율성을 강화하는 두꺼운 단열벽체와 작은 창문 설계가 강조됩니다. 전통미장기술은 친환경 건축의 가능성을 제시하며, 현대에서 그 가치를 재조명할 필요가 있습니다. 이 리포트는 각 기후대 특성에 맞춘 건축 설계를 통해 지속 가능한 발전을 추구할 것을 제안합니다. 기후 변화에 대응하는 건축 설계는 미래 건축의 필수적 요소가 되는 만큼, 더욱 심도 있는 연구와 응용이 필요합니다. 전통미장기술과 같은 친환경 기술의 적용은 건축물의 정체성과 경제성을 동시에 확보할 수 있는 방안이 될 것입니다.

용어집

• 열대습윤기후대 [기후대]: 열대습윤기후대는 연중 고온 다우한 기후 특성을 가지며, 주로 고상건축 형태와 높은 지붕 구조가 특징입니다. 이 기후대의 건축은 자연 환기와 통풍을 고려하여 설계되며, 지역에서 쉽게 구할 수 있는 재료가 사용됩니다.

• 고온건조기후대 [기후대]: 고온건조기후대는 낮의 고온과 밤의 저온 차이가 큰 기후로, 건축 설계 시 열 차단과 통풍을 고려해야 합니다. 이 기후대에서의 건축은 내구성과 기능성을 중요시해야 합니다.

• 냉대기후대 [기후대]: 냉대기후대는 연중 기온이 낮고 강수량이 적은 기후로, 난방 효율성을 고려한 건축 설계가 필요합니다. 이 기후대의 건축은 보온성과 에너지 효율성을 중요시해야 합니다.

• 전통미장기술 [기술]: 전통미장기술은 자연재료를 활용한 친환경 건축 기술로, 현대 건축에서도 그 적용 가능성이 높습니다. 이 기술은 건축물의 미적 요소와 기능성을 동시에 고려하여 지속 가능한 건축을 추구하는 데 기여할 수 있습니다.

출처 문서

• http://aedl.csbr.re.kr/wp-content/uploads/sites/2/2018/02/weather.pdf
• 유럽의 기후 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전https://ko.wikipedia.org/wiki/유럽의_기후
• 성 (건축) - 위키백과, 우리 모두의 백과사전https://ko.wikipedia.org/wiki/성_(건축)
• 인쇄하기http://www.imwood.co.kr/news/articlePrint.html?idxno=21031