저작자표시 2.0 대한민국
이용자는 아래의 조건을 따르는 경우에 한하여 자유롭게
l 이 저작물을 복제, 배포, 전송, 전시, 공연 및 방송할 수 있습니다. l 이차적 저작물을 작성할 수 있습니다.
l 이 저작물을 영리 목적으로 이용할 수 있습니다.
다음과 같은 조건을 따라야 합니다:
l 귀하는, 이 저작물의 재이용이나 배포의 경우, 이 저작물에 적용된 이용허락조건 을 명확하게 나타내어야 합니다.
l 저작권자로부터 별도의 허가를 받으면 이러한 조건들은 적용되지 않습니다.
저작권법에 따른 이용자의 권리는 위의 내용에 의하여 영향을 받지 않습니다.
이것은 이용허락규약(Legal Code)을 이해하기 쉽게 요약한 것입니다.
Disclaimer
저작자표시. 귀하는 원저작자를 표시하여야 합니다.
2021년 8월 석사학위논문
지속가능한 디자인을 활용한 대학의 환경개선 연구
- 중국 남양공과대학교 1호관을 중심으로 -
조선대학교 대학원
디자인학과
서 가
[UCI]I804:24011-200000491266
[UCI]I804:24011-200000491266
지속가능한 디자인을 활용한 대학의 환경개선 연구
- 중국 남양공과대학교 1호관을 중심으로 -
Research on Improving the University Environment Based on Sustainable Design
2021년 8월 27일
조선대학교 대학원
디자인학과
서 가
지속가능한 디자인을 활용한 대학의 환경개선 연구
- 중국 남양공과대학교 1호관을 중심으로 - 지도교수 박재연
이 논문을 디자인학 석사학위신청 논문으로 제출함
2021년 4월
조선대학교 대학원
디자인학과
서 가
서가의 석사 학위논문을 인준함.
위원장 조선대학교 교 수 박순천 (인) 위 원 조선대학교 교 수 김유섭 (인) 위 원 조선대학교 교 수 박재연 (인)
2021년 5월
조선대학교 대학원
<목 차>
그림 목차 ···ⅲ 표 목차 ···ⅳ ABSTRACT ···ⅵ
Ⅰ. 서론 ···1
1. 연구 배경 및 목적 ···1
2. 연구 범위 및 방법 ···4
3. 선행연구 ···5
Ⅱ. 지속가능한 디자인과 대학교 건축물의 환경개선 ··· 10
1. 지속가능한 디자인의 개념 ···10
2. 지속가능한 디자인의 변천사 ···12
3. 지속가능한 디자인의 건축물 활용 ···14
4. 대학교 건축물의 현황 및 문제 제기 ···18
5. 대학교 건축물의 환경개선 개념 및 전략 ···24
6. 한·중 사례 분석 ···28
Ⅲ. 대학교 건축물의 지속가능한 디자인 방안 ···32
1. 실외 환경의 개선 ···32
2. 실내 환경의 최적화 ···34
3. 디자인 방안 ···37
Ⅳ. 중국 남양공과대학교 1호관의 환경개선 ···42
1. 1호관의 현황 ···42
2. 1호관 환경개선 디자인 제안 ···45
3. 1호관 환경개선 효과 분석 ···46
Ⅴ. 결론 ···60
참고 문헌 ···62
국문 초록 ···65
<그림 목차>
<그림1> 연구진행도 ···3
<그림2> 지속가능한 발전의 특성 ···11
<그림3> 표1에 대한 통계 그래프 ···15
<그림4> 동덕여자대학교 백년기념관의 내부디자인 ···17
<그림5> 대학교 건축물의 에너지소비 특징 ···20
<그림6> 남양공과대학교 조감도 ···21
<그림7> 교내 건축물의 면적분포도 ···22
<그림8> 교내 건축물의 에너지 소비 분포도 ···22
<그림9> 중국의 대학교 건축물의 문제점 ···23
<그림10> 대학교 건축물의 변화 설명도 ···26
<그림11> 실외의 풍력 환경을 최적화 설명도 ···33
<그림12> 이화여자대학교 ECC의 녹화 환경 ···34
<그림13> 옥상의 개방형 창문 설명도 ···34
<그림14> 열압 환기의 설명도 ···35
<그림15> 풍압 환기의 설명도 ···35
<그림16> 이화여자대학교 ECC의 공간디자인 ···36
<그림17> 칭화대학교 3호관의 단면도 ···37
<그림18> 외피구조의 전열 원리 ···37
<그림19> 외피구조에 내외 단열층의 구조 ···38
<그림20> 이화여자대학교 ECC의 금속 연통 사진 ···38
<그림21> 재생수 회수 이용 설명도 ···39
<그림22> 이화여자대학교 ECC의 빗물 수집 시스템 ···40
<그림23> 칭화대학교 3호관의 태양열 이용 ···40
<그림24> 이화여자대학교 ECC 조감도 ···41
<그림25> 남양공과대학교 1호관 1층 평면도 ···43
<그림26> 강의실 벽의 노화도 ···44
<그림27> 알루미늄 합금 날개형의 전동 차양 장치 ···48
<그림28> FTS 전동 롤러 셔터 ···48
<그림29> 보록소 ···49
<그림30> 옥상 녹화의 구조 설명도 ···49
<그림31> 벽 녹화 효과도 ···50
<그림32> 수원 열펌프의 작동원리 ···51
<그림33> 바이오 볼 ···52
<그림34> 생물학적 폐수처리의 흐름도 ···53
<그림35> 수원 종합 이용 시스템의 설명도 ···54
<그림36> 중앙홀의 환기 설명도 ···55
<그림37> 환기형 유리 커튼월의 설명도 ···56
<그림38> 남양공과대학교 1호관의 환경개선 효과도 ···59
<표 목차>
<표 1> 중국 20년간 건축물의 에너지 소비량 ···15
<표 2> 한국 동덕여자대학교 백주년기념관의 상황 (2021년 기준) ···16
<표 3> 대학교 건축물의 분류 ···18
<표 4> 건축물의 지속가능한 환경개선과 일반적 환경개선의 비교 ··· 24
<표 5> 한국 이화여자대학교 ECC ···28
<표 6> 칭화대학교 3호관 ···29
<표 7> 남양공과대학 1호관의 기본정보 ···42
ABSTRACT
The University Environment improvement Scheme based on Green Design
XU KE
Advisor: Prof. Park Jae-yeon, Ph.D.
Department of Design
Graduate School of Chosun University
With the rapid development of China's higher education in recent ten years, there have been a larger and larger number of university students year by year.
Many university buildings are too old to meet the current teaching needs, and the old buildings consume a great amount of energy. Despite many disadvantages, completely demolishing and reconstructing the buildings will result in a waste of resources and environmental pollution at a high cost. Thus, it is very imperative to improve the environment of teaching buildings at universities.
Based on the theory of sustainable design, this paper uses the design concept and technical methods of sustainable architecture, clarifies the transformation goal, and puts forward the design strategy of improving the environment in an attempt to address some problems in teaching buildings at universities, such as outdated design concept, the failure of hardware facilities to meet the requirements of modern teaching, low comfort and poor flexibility of classrooms.
This paper specifically includes the following four parts:
The first part involves the first and the second chapters. Firstly, the first chapter puts forward the research background, summarizes the basic concepts and literature, and analyzes the research purpose and significance; The second chapter elaborates on the basic concept of sustainable design in detail.
The second part covers the third and fourth chapters. The third chapter analyzes the current situation of sustainable design of university buildings. Based on theories, this chapter analyzes and compares the teaching building of Ewha Womans University in South Korea and the third teaching building of Tsinghua University in China, and researches the design methods. The fourth chapter summarizes the strategies of improving the environment of higher education teaching buildings according to the case study of China and South Korea.
The third part is the fifth chapter. This chapter selects the No.1 teaching building with the longest history in Nanyang Institute of Technology as the research object and conducts the sustainable design based on the environmental improvement strategy that has been proposed above.
The fourth part is the conclusion. This part concludes the content of the paper, and points out the research shortcomings, and provides a reflection on the environmental improvement of China's existing sustainable architecture.
Ⅰ. 서론
1.1. 연구 배경 및 목적
산업혁명 이후에 인류의 문명이 극히 빠르게 발전되면서, 사람들은 과학적 진보만 을 추구하며, 무분별하게 자연적 에너지를 이용하면서 경제발전이 초래한 환경오염과 과도한 에너지 소비 등 다양한 문제를 무시해왔다. 이런 문제들이 악화됨에 따라 이상 기후가 빈번하게 나타나기 시작한다. 예를 들면, 지구온난화, 자연재해 등과 같은 이상 기후가 더욱 심해지면서 사람들의 일상생활에 영향을 미치고 있다. 수십 년 동안 사람 들이 빠른 발전을 추구하기 위해, 맹목적이고 과도하게 비재생 에너지를 개발하고 이 용하기 때문에 비재생 에너지가 점차 소멸하게 되었다. 원천에서 출발하여 기후 변화 의 원인을 찾아 통제하는 것이 문제 해결의 핵심이며, 각 나라에서 큰 규모의 인력과 재력을 투입해 해결 방안을 찾고 있다. 이는 환경보호와 에너지 절약이 온 세상의 관 심거리가 된다는 것을 의미하고 있다. 특히 에너지 절약의 시급성은 전 세계에서 광범 위 적으로 공감을 일으켰다. 이러한 배경 아래, 가장 긴급한 임무는 사람들에게 지속가 능한 발전을 홍보하고, 생태환경을 중요시하며 힘을 써야 한다는 의식을 각성하게 해 야 한다. 즉, 우리는 지속가능한 발전에 대해 더욱 열정적으로 연구하여 실천적으로 모 색할 필요성이 있다.
이후 ‘지속가능한 건축물의 디자인’과 관련된 주제까지 나타낸다. 선진국의 경우, 에 너지 소비의 총 3분의 1은 건축물의 에너지 소비였다. 한편, 중국의 현존하는 건축물 중에 대다수 건축물은 에너지 소비가 높은 수치로 나타나고 있다. 비록 중국 정부가 신 건축물의 에너지 절약을 추진하기 위해 많은 법령을 발행했지만, 에너지 소비가 높 은 건축물의 수는 여전히 크게 증가하고 있는 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고 인구 수의 증가, 국가 경제의 빠른 발전과 도시화의 상승에 따라 건축물의 에너지 소비는 더더욱 심해지고 있다. 이로 인해 전체적 에너지 소비 속, 건축물 에너지 소비의 비율 이 더 크게 차지하며, 선진국의 에너지 소비 총량에 근접하거나 넘어갈 수 있다.
중국은 에너지 소비가 큰 나라로서 건축물의 에너지 소비의 커짐은 사회적 활동에 큰 위기를 초래할 것이다. 그러므로 건축물의 에너지 절약과 개조는 중국이 더 나은 사회를 구축하는 데 매우 중요한 의미를 지니고 있으며, 반드시 온 사회의 경제와 문
화 발전에 큰 도움이 될 것이다. 그러므로 기존 건축물의 환경개선은 건축물의 에너지 절약에 중요한 방향성을 제시하고 있다. 이는 기존 건축물 실내장소의 물리적 환경개 선과 에너지 절약 및 온실가스 배출의 감소 등 큰 의미를 부여해 준다.
20세기, 90년대는 중국의 고등교육이 크게 발전한 시기이며, 그중에서 대학교들의 학생 확대 모집 향상은 이 시기의 특징이라 할 수 있다. 고등학교 졸업생이 해마다 늘 고 있는 현상을 완화 시켰지만, 동시에 대학교의 발전에 부정적인 영향과 제한을 일으 켰다. 그중에서 가장 큰 문제는 대학교의 재학생 수와 토지면적의 증가로, 교내에 존재 하는 에너지 소비 문제가 심각하게 악화되었다는 것이다. 그로 인해 학생들에게 고등 교육을 가르치는 것과 동시에 대학교 내 에너지 소비를 어떻게 줄일 수 있는지에 관한 과제가 점점 학술적인 문제로 제시되고 있다. 여기서 대학교 건축물이란 교학 활동과 과학연구를 위한 각 동의 강의실, 실험실 및 관련된 사무용 공간을 가리킨다(이하 동 문).
다시 말해, 대학교 내 대학교 건축물들의 에너지 소비가 교내 다른 건축물들보다 훨씬 더 많고, 중국에서 그린디자인의 개념에 대해 철저히 홍보되지 않은 문제점이 있 다. 이 때문에 역사적으로 오래된 대학교의 교학 건축물들에는 디자인 개념이 옛것으 로 보이고, 기계설비와 장비의 부족, 강의실 내외환경의 쾌적도가 낮으며, 융통성이 없 는 것과 같은 문제들이 종종 존재하고 있다. 이런 문제에 관하여, 서양 국가들이 먼저 대학교의 건축 환경을 개선하고자 하는 개념을 제출하면서, 상대적으로 완전한 체계 제도와 풍부한 이론적 성과 및 여러 사례를 보여주었지만, 기후적 요소, 지역적 특징, 경제적 차이로 인하여 동일하게 참조하기에는 어려움이 존재한다. 그러므로 본 논문에 서는 중국 남양공과대학교 1호관 안에 존재하는 문제점을 분석하고, 그에 적합한 그린 건축 기술을 이용하여 환경개선 전략을 제출하고자 한다. 이를 통하여 새로운 국면 아 래에 대학교에서 교학 활동이 진행되는 건축물들을 환경개선에 관한 경험을 쌓고, 건 축물 환경을 개선해, 그에 맞는 그린디자인 기술과 결합한 새로운 방안을 제시하며, 중 국 대학교의 건축물에 관한 지속가능한 환경개선에 새로운 시사점을 보여주는 데 목적 을 둔다.
<그림1> 연구진행도
1.2. 연구 범위 및 방법
지속가능한 건축 이념의 핵심은 환경의 부담을 감소하는 데 달려있다. 건축물을 환 경과 결합하는 것이 건물 이용자의 건강에 도움 준다. 그리고 지속가능한 건축의 최종 목적은 에너지 절약, 수자원 이용, 환경오염의 감소, 생태와 환경보호, 생산력을 높이는 것이며, 후세 사람들에게 이롭다는 것이다.
이를 참고하여 지속가능한 건축의 개념은 주로 다음 몇 가지의 요소로 구성되어 있 다고 할 수 있다. 첫 번째는 에너지를 절약해야 한다. 즉 재생에너지를 이용하여 합리 적인 디자인과 최적의 에너지 절약 기술로 난방설비와 에어컨에 의한 에너지 소비량을 감소하도록 하는 것이다. 둘째는 자연으로 돌아간다는 것이다. 즉 건축물이 주변의 자 연적 환경과 서로 어울려야 하며, 자연 생태환경을 보호해야 한다는 뜻이다. 세 번째는 사람을 근본으로 삼아야 한다. 즉 건축물이 사람들의 신체와 심리 건강 및 욕구에서 출발하여, 사람들에게 편안하고 건강한 환경을 제공해줘야 한다는 것이다.
이 중에서 에너지 절약 건물은 기후를 고려하여 디자인된 것과 에너지 절약과 같은 기본적 방법에 준수한 것을 가리킨다. 즉 건물의 구역을 분류하고 독립형 건물과 공동 형 건물을 구분하고 나서, 건물 방향과 주변과의 간격, 태양 복사와 풍향 및 외부공간 의 환경 등 여러 상황을 고찰한 후, 그에 맞게 디자인한 에너지 절약 건축물이다. 이렇 게 디자인된 에너지 절약 건물은 자연스럽게 에너지 소비 절감에 핵심을 맞추어 자연 광과 자연풍의 충분한 이용과 자원의 반복 이용 및 재생 가능한 에너지의 사용이 모두 가능하다는 것이다.
본 논문에서 검토하고자 하는 건축물의 에너지 절약은 주로 대학교 내 대학교 건축 물에 대한 지속가능한 디자인 전략이다.
본고에서는 먼저 각 나라의 에너지 절약 건축물과 대학교 건축물의 환경개선 사례 그리고 문헌 자료를 정리하여 이에 관한 연구 현황을 알아보는 것을 통하여 정확한 연 구 방향을 정하고자 한다. 그 다음, 대학교에서 교학 활동이 진행되는 건축물들의 에너 지 소비의 특징, 문제점, 개선 목표에 대해 서술하고, 한국 이화여자대학교 ECC와 중 국 칭화대학교(清華大學) 3호관 건물에 활용된 지속가능한 디자인 이념과 기법을 결합 하고 분석해, 교학활동이 진행되는 건축물의 환경개선 전략을 총괄하고자 한다. 마지막 으로 중국 남양공과대학교 1호관을 목표로 삼아 역사적 자료조사, 현지 조사 등 다양 한 방법을 통해 기존 문제점을 분석하여 앞서 요약한 환경개선 전략과 결합하고 디자
인하겠다. 구체적으로 토지 절약, 실외장소의 환경 개선, 건물 외의 외피구조 갱신, 식 물의 녹화, 수자원의 이용, 공간의 조형 디자인, 계량 관리 등 다양한 면에서 중국 남 양공과대학교를 지속가능한 디자인함으로써 근본적으로 건물 내에 에너지 소비를 줄여 건물의 수명을 연장하고 건물의 쾌적도를 올리며, 환경개선 후의 효과까지 분석하겠다.
본 논문의 연구 방법은 다음과 같이 총 4가지로 진행하였다.
① 문헌 자료 정리: 국내외 선행연구에 관한 문헌 자료를 정리하고 검토해 대학교 내 건축물을 환경개선 하는 이론을 파악한다. 이를 통해 연구를 더욱 깊이 있고, 전면 적이면서 설득력 있게 진행할 것이다.
② 사례 분석: 지속가능하게 디자인된 한국과 중국의 대학교 내 건축물의 우수 사 례를 검토해 그에 준수된 디자인 원칙, 전략 및 관련된 그린 건축 기술을 파악한 후, 연구의 이론적 기초가 될 것이다.
③ 통합 요약: 사례 분석의 기초 위에 사용된 디자인 원칙과 조치를 종합적으로 정 리하여 일반적 환경개선의 규칙을 얻고자 한다. 이를 이용해 대학교 건축물의 지속가 능한 디자인 방안을 제출할 것이다.
④ 실지조사: 실지조사를 통해 건물의 공간, 구조, 재료 등 면의 특징을 파악한 후 에 소재 지역의 기후적 조건을 고려하여 디자인을 진행할 것이다.
1.3. 선행연구
유엔(UN)이 1972년 스톡홀름에서 환경보호를 위한 첫 회의를 개최했고, 이와 동시 에 ‘유엔인간환경회의(UNCHE)선언’이 통과되었다. 이로써 세계 각국 사람들에게 환경 보호와 환경개선이란 것을 인도해 주어 환경보호와 에너지 소비 감소의 중요성을 깨닫 게 하였다. 이때부터 에너지 절약 건축이 건축업계 발전의 선도자가 되어 온 세계의 주목을 받아 왔다.
에너지 절약 건축에 대한 연구는 서양에서 먼저 시작되었다. 미국의 Victor Olgyay 가 『디자인과 기후의 결합: 건축 지역주의의 생물 기후 연구』란 책에서 처음으로 디 자인을 기후, 지역, 생물학 시각에서의 인체의 쾌적함과 결합시켰다. 그리고 직접 ‘생물 기후 그림’을 만들어 기후적 조건과 인체 쾌적함과의 관계를 표현하였으며, 특히 자세 하게 기후, 지역, 인체의 감수성 등 3자 간에 존재하는 관계를 검토해, 인체를 위한 편 안한 실내외 환경을 만들 시도를 해봤다. B.Givoni(1976)는 『사람·기후·건축』이란 책
에서 인체의 쾌적함에서 출발하여 디자인 전략을 정하고자 함으로써, Olgyay가 제출한
‘생물과 기후’와 관련된 이론에 대해 보충하였다. Robert Weil(1991)이 편찬한 『그린 건축-지속발전 가능한 미래를 위한 디자인』에서 인간과 환경을 결합한 기초에 에너 지 절약 감소, 재료의 반복 이용, 인간의 욕구와 같은 제3자 간 관계에 관한 이론을 덧 붙였다. 이후 B.Givoni(1998)은『건축설계와 도시설계의 기후 요소』에서 기후적 요소 가 인간, 건축과 사회에 미치는 영향에 대해 서술하였다1). 그는 인체 쾌적도의 원칙에 서 출발하여 건축 구조의 설계가 실내온도와 인체의 편안함에 미치는 영향을 분석하였 다. 구체적으로 그는 건축 방향, 기능적 공간의 구성, 환기와 채광, 건물 외부 차양 등 여러 방면에서 나누어 기후적 특징에 따라 각각 대응하는 에너지 절약 방안을 보여주 었다. 연구자 Peter.F.Simth(2001)이『기후 변화에 적응하는 건축』에서 대량적 사례를 이용하여 건축의 기능에 따라 풍력 발전, 절수 기술, 태양열 발전과 같은 신재생 에너 지를 채택해 검토하였다2).
이렇듯 에너지 절약 건축에 관한 이론이 풍부해 짐에 따라, 여러 건축사와 건축 사 무소가 에너지 절약 기술의 사용과 실내 공간의 조성을 통해, 나름의 에너지 절약 설 계 이념을 창출하였다. 예를 들면, 독일에 Herzog+Partner란 사무소가 있는데, 소재 지 역의 환경, 본토 재료 및 기술을 이용하여 실내의 환기와 채광, 쾌적도에 의한 욕구를 실현시켜 주며, 종합적 설계란 에너지 절약 디자인 이념을 제출하였다. 덴마크에 위치 한 SHL 사무소의 경우, 환경과의 조합을 중요시하기 때문에, 자연광을 이용하여 공간 을 조성하였다. 특히 경제, 기술, 이념의 관계를 고려해 최적화하는 에너지 절약의 방 안을 선택하였다. 일본 日建設計シビル 주식회사의 경우, 환경을 종합하고 설계하자는 새 영역을 개척하고 인간, 환경, 건축의 공존함에 힘썼다. 즉 종합적으로 채광, 환기, 내진 효과 등과 같은 에너지 절약 기술과 세부적 노드 구조를 고려하였으며, 상호 보 완해 주었다. 오스트레일리아 Glenn Murcutt 사무소는 환경에 의한 사용자의 감수성 에서 출발하여 유기적으로 건축물을 주위 환경과 결합시켜 향토문화와 향토 기술에서 재료와 디테일 부분을 처리해 보았다.
고등교육기관인 대학교의 건축물을 그린디자인화 하는 이념은 J.L.Gomez-Amo和 F.Tena 박사에 의해 시작되었다. 그들이 능동형 태양열 발전을 이용한 시점에서 발렌 시아대학교 내 건물의 에너지 절약 효과와 태양열 이용의 관계를 연구하였다3). 이탈리
1) 巴鲁克 吉沃尼.建筑设计和城市设计中的气候因素[M]，北京：中国建筑工业出版社，2011 2) 史密斯. 适应气候变化的建筑[M]. 中国建筑工业出版社, 2009.
3) J.L. Gomez-Amo, F. Tena, J.A. Martinez-Lozano, M.P. Utrillas. Energy saving andsolar energy use in the University of Valencia, Renewable Energy, Volume 29, 2004.
아 나폴리 페데리코 II 대학(Università degli studi di Napoli Federico II) 공업공학과 에 출신 Fabrizio Ascione가 기존 교내 건물의 테스트와 조사 연구를 통해 에너지 절 약 개조 일체화 디자인이란 방법을 제출하였다. 즉 건축 구조 기능 평가와 에너지 소 비 모의 수치 연구, 그리고 에너지 절약 잠재력 조사를 가리킨다4).
중국의 경우, 당시 건축 기술과 경제의 이중적 제약을 받아 에너지 절약 건축에 관 한 연구가 늦게 시작되었다. 비록 20세기의 80년대에 계속 「중화인민공화국 재생에너 지법」, 「중화인민공화국 에너지 절약법」과 비롯된 에너지 절약 법령을 통과시켰지 만, 사회 환경의 영향을 받아 완전히 시행하는 것은 일렀다.
중국에서 이에 관한 첫 연구는 1970년대 칭화대학교의 채군복(蔡君馥) 교수가 집필 한 『에너지 절약과 건축설계』란 책이었다. 그는 이 책에서 에너지 절약의 관점에서 출발하여 건축설계를 해야 한다고 언급하였으며, 건축의 내부 특징에 근거하여 형태적 디자인과 태양열의 이용을 강조하였다5). 이후 송엽호(宋晔浩, 1998)이「자연과 결합, 전체적 설계, 자연을 중요시한 건축 디자인의 연구」란 글에서 건축과 기후의 상호 적 응 관계 중요성을 강조하였고, 생태학 원리를 빌려 거시적 측면과 미시적 측면에서 건 축 생태의 설계 전략을 제출하였다6). 양류(杨柳, 2010)가 주로 편찬한 『건축기후학』
중, 실내 쾌적도를 조성하는 것을 목표로 기후적 요소가 각 구역에 건축 설계 전략이 적합하게 작용된 영향을 서술하였다7).
자연적 자원의 이용이라는 주요한 전략을 빼고, 여러 학자들이 건축의 전체적인 시 점에서 출발하여 에너지 절약 건축에 대해서 분석하였다. 송덕훤(宋德萱, 2003) 교수가 저술한 『에너지 절약 건축 설계와 기술-현대 건축 기술 시리즈 교재』에서 상세하게 부지 계획 설계, 평면 기능 조직 설계, 에너지 절약 구조, 채광과 환기 설계 등 다양한 면에 대해서 소개하였다. 이 책은 실제 공사 과정에서 사용된 에너지 절약기술과 방법 을 알려주는 것으로, 중국의 최초로 체계적인 에너지 절약 건축 기술에 관한 교과서라 할 수 있다8). 이 외에 류가평(刘加平, 2009)가 편찬한 『건축 창작 중의 에너지 절약 설계』에서도 건축 설계 과정 중 에너지 절약 이론과 방법을 강조하였으며, 부지 설계, 형체와 공간 설계, 외피구조 설계 등 3가지로 나누어 에너지 절약 디자인 방법에 대해
4) Fabrizio Ascione, Nicola Bianco, Rosa Francesca De Masi, Filippo de'Rossi,Giuseppe Peter Vanoli. Energy retrofit of an educational building in the ancient centerof Benevento. Feasibility study of energy savings and respect of the historical value,Energy and Buildings, Volume 95, 2015.
5) 蔡君馥. 能源节约与建筑设计[J]. 世界建筑, 1980(1):6-7.
6) 宋晔皓. 结合自然整体设计注重生态的建筑设计研究[D]. 清华大学, 1998.
7) 杨柳. 建筑气候学[M]. 中国建筑工业出版社, 2010.
8) 宋德萱. 节能建筑设计与技术—现代建筑技术系列教材[M]. 同济大学出版社,2001.
소개하였다9).
이 단계 후 중국의 건축 기술이 빠른 발전함에 따라 건축의 에너지 절약 이론도 계 속 보완되고 있다. 여러 건축학자들이 점차 대학교 내 건축물의 에너지 절약 연구에 관심을 두게 되었다. 시안 건축 과학대학교에 소속된 왕홍광(王洪光)의 논문「시안 지 역 내 대학교 강의실 실내의 열 환경에 관한 연구」를 보면, 실지 테스트한 결과를 설 문조사 데이터와 비교 분석한 후, 시안 지역 대학교의 대학교 건축물의 실내 열 환경 문제를 발견, 건축 기후의 특징과 종합해 개선 조치까지 제시해 준 바가 있다10). 또 톈 진대학교 조화(赵华)의 논문 「교학 건축의 자연 채광 연구」를 참고하면, 그는 설문조 사의 방법을 이용해 학생들의 강의실 실내 채광에 대한 평가 결과를 얻어 그들에 의한 이상적인 실내 채광 환경을 분석하였다. 그리고 이에 대해 ‘경면 반사갓’의 개념을 제 출하여 경면 반사갓과 금속 반사갓의 활용 효과에 대한 검증으로 장단점을 비교하여 건축사들에게 참고한 자료로 보여주었다11). 동제대학교의 만례(万澧)가 논문「상해 대 학교 건축에 열 환경 기능 평가와 건축설계 전략의 시도」에서 현지조사와 컴퓨터로 모의해 건축 내부의 열 환경 특징을 분석하였다. 그는 구체적으로, 여름과 겨울로 나누 어 실내 열 환경 상황에 대해 실지조사하고, 기능 피드백의 기초 위에 에너지 절약의 방안을 확정하여 컴퓨터로 상황을 모의해 보았다12). 장안대학교의 류배방(刘培芳)이 그의 논문「장안대학교 명원C 건물의 에너지 절약 잠재력 조사 및 개조 디자인 연 구」에서 실지조사와 설문조사를 통해 건물에 존재한 에너지 소비와 실내 열 환경 문 제를 파악하였다. 이에 기초하여 중국에서 기존 대학교 건축물을 개조하는 데 적합한 에너지 절약 방안으로써 기후에 적응해야 하는 개조 설계 조치를 제출하였다13). 시안 건축 과학대학교 척준(戚俊)의 경우, 「시안 대학교 내 건축물의 에너지 절약 연구」로 서 시안 지역의 대학교 건축물에 대한 실지조사와 테스트를 통해 이 지역의 교학 건물 에 존재한 에너지 소비 특징과 실내 열 환경 문제를 분석하고 개선하기 위해 이에 관 한 건축 에너지 절약 설계의 방안을 보여주었다14). 마지막으로, 충칭대학교 진봉(陈鹏) 의 논문「충칭 지역에 대학교 교학 건물의 에너지 절약 디자인 방안」인데, 그는 건축 의 전체적 분포, 건축 형태와 내부공간, 건축재료, 구조 등 다양한 면에서 전통적인 건 물에 대한 에너지 절약 방법을 서술한 뒤, 저(低) 기술관념, 고(高) 기술관념, 적합한
9) 刘加平. 建筑创作中的节能设计[M]. 中国建筑工业出版社, 2009.
10) 王洪光. 西安地区高校教室室内热环境研究[D]. 西安建筑科技大学, 2005.
11) 赵华. 教学建筑自然采光研究[D]. 天津大学, 2007.
12) 万澧. 上海高校校园建筑热环境性能化评价与建筑设计策略初探[D]. 同济大学, 2008.
13) 刘培芳. 长安大学明远 C 座教学楼节能潜力调查及改造设计研究[D]. 长安大学, 2011.
14) 戚俊. 西安地区高校教学楼建筑的节能设计策略研究[D]. 西安建筑科技大学,2015.
기술관념으로 나누어 현대 건축에 의한 에너지 절약의 기술 이론을 재정리하였다. 그 리고 양자를 결합하여 충칭 지역의 대학교 내 건축물의 에너지 절약에 관한 설계 원칙 을 분석하고, 이를 기초로 삼아 대응하는 에너지 절약 설계 방안을 제시해 주었다15).
15) 陈鹏. 重庆高校教学建筑节能设计策略研究[D]. 重庆大学, 2016.
Ⅱ. 지속가능한 디자인과 대학교 건축물의 환경개선 2.1. 지속가능한 디자인의 개념
1972년 스톡홀름에서 열린 유엔 인간 환경 회의 중, ‘지속가능’이란 용어가 처음으로 사용하게 되었다. 1992년 리우데자네이루에서 개최된 유엔 환경과 발전 회의 (리우 선 언)에서야 정식적으로 ‘지속가능발전’ 이론을 확정 지었다. 그리고 ‘지속가능’은 오늘날 까지도 여전히 각 나라의 발전 목표라 할 수 있다. 지속가능발전이란 인간의 발전 이 익을 지속적으로 유지해 주고, 이것을 인간 활동의 기본 원칙으로 삼은 것이다16). 곧바 로 과학적 수단을 통해 인간의 생존과 번식하는 데 필요한 자원과 환경적 조건을 보장 하고, 유지하면서 때에 따라 변화된 인간의 욕구까지 채워줄 수 있다. 이 이론 안에 경 제학, 사회학, 생태학 등과 같은 개념이 포함되어 있다. 오늘날까지 지속가능발전은 이 미 일상적 생활과 생산 활동에만 국한되지 않고 사람들에게 익숙한 존재로 인식되었 다. 하지만 건축영역의 시점에서 지속가능발전 이론을 건물의 갱신과 보완에 활용하는 것은 여전히 덜 발전된 것으로 보인다. 건물을 갱신하는 과정에서 지속가능발전 이론 을 활용하지 않았다면, 건축 디자인을 완성해도 오래도록 사용하지 못해 실패한 방안 이 될 것이다. 게다가 건축물에 큰 파손이 일어나 경제적으로 심각한 손해가 될 것이 다. 그러므로 지속가능의 이론을 건물 개선에 활용하는 것은 건물 내부의 잠재적인 가 치를 다시 찾아줄 수 있으며, 그 도시의 경제적 발전과 성장에 도움을 줄 수 있다.
일찍 20세기 중엽부터, 유럽의 디자이너들이 디자이너로서 합리적으로 자원을 이용 해야 한다고 호소하였다. 이는 시간의 흐름에 따라 지속가능발전 이념으로 발전해 왔 다. 지속가능발전은 ‘현대 사람들의 욕구를 만족하게 하는 동시에 후세 사람들에게 손 해를 끼치지 않는 발전’이다17). 그리고 지속가능발전을 자연적, 사회적, 과학 기술적, 경제적 등 4가지의 특성으로 열거할 수 있으며, 표로 정리하면 다음의 <그림2>와 같 다.
16) 李瑾，基于可持续理论的旧建筑更新设计研究（硕士论文），苏州大学，2019，P9
17) 张茵、王治持，基于生态可持续的武汉高校静心湖区景观微改造设计，艺术教育，2020，pp256~257
<그림2> 지속가능한 발전의 특성
20세기 90년대에 들어와 지속가능한 디자인이 점차 생태 디자인과 융합된다. 특히 지속가능한 건축 디자인은 자연환경과 화합해 공존함을 주장하여, 온 건축의 사용 수 명을 고려한 디자인을 해야 한다는 것을 요구한다. 왜냐하면, 지속가능한 디자인이란 오직 환경보호 영역만 중요시하는 것이 아니라 서로 보완하자는 것을 제창하는 이념이 기 때문이다. 즉, 지속가능한 디자인은 디자인과 건설과정에서 주위 환경에 대한 파괴 가 최소화되고, 건축물의 저(低) 에너지 소비를 보장하는 동시에, 사용자와 건축 사이 의 호흡이 잘 되는지와 이 건물이 사회의 경제와 문화 등 여러 면에서 적극적인 효과 를 해 줄 수 있는지를 더더욱 고려해 주는 것이다18).
18)陈福洋，基于建筑环境可持续性设计的高校餐厅案例研究——以清华大学中央餐厅为例，安徽建筑，2020，P52
2.2. 지속가능한 디자인의 변천사
마케팅 경제, 사회 환경, 소비관념 등과 같은 변화 속에서, 지속가능한 디자인 이념 은 끊임없이 조절, 보완되어 확장되어 왔다. 단계별로 지속가능한 디자인 이념은 먼저
‘그린디자인’에서 탐색하여 출발했지만, 점점 생태 디자인으로 범위를 넓히고 최종적으 로 시스템 디자인으로 발전되어 온 것이므로 지속가능 이념의 의미를 승화시켰다. 다 음부터 구체적으로 지속가능한 디자인 이론의 변천사에 대해 서술하겠다.
1967년에 영국 Ian Lennox McHarg 디자이너가 저술한 『자연과 결합한 디자인』
이란 책이 출판됨은 전 세계의 건축업계에 그린디자인의 유행을 의미한다19). 이후 미 국 디자인 이론 학자 Victor Papanek가 『진실한 세계를 위한 디자인』이란 책에서 20세기 70년대의 ‘에너지 위기’를 예시로 ‘유한(有限)한 자원’이란 이론 관점을 제출하 였다. 그는 특별히 디자인할 때, 지구의 자원이 유한하다는 것을 고려해야 하며, 지구 의 환경을 보호하기 위해 노력해야 하는 점을 지적한 바가 있다20). 산업의 발전은 경 제적으로 빠른 성장을 부여해 주는 반면, 이에 대응하는 환경오염의 현상이 나날이 나 타나고 있다. 그러므로, ‘지속가능한 디자인’이란 국제적인 유행이 제출되었을 때부터 지금까지 뜨겁게 발전되며, 심지어 미래에 영향을 주는 중요한 디자인 추세가 될 수 있다.
1972년 유엔이 ‘인간 환경회의’란 자리에서「인간환경선언」을 통과하였다. 이후 1987년, 제8회 세계 환경과 발전 위원회에서 처음으로 지속가능발전의 개념을 서술한
「우리 모두의 미래」란 보고서가 발표하게 되었다. 1992년에 유엔 환경발전대회에서
‘인간은 지속가능발전이 되는 길을 걸어야 한다.’ 는 구호를 제출함으로써 인류사회의 각 영역에 큰 혁신을 일으켰다. 디자인 분야의 경우, 1993년에 제18회 국제건축사협회 가 개최하여 ‘사거리에 처한 건축-지속가능발전의 미래를 건설하자’를 주제로서 「시카 고 선언」을 발표하였다21). 같은 해에 Charles Cabot박사가 처음으로 지속가능한 건축 의 개념을 확립해 주었다22). 그는 지속가능발전 과정에 건축업계가 감당해야 할 책임 과 의무, 향후 지속가능발전 이론으로 발전하는 방향에 관해 서술하였다. 특히 건축재 료, 건축물, 도시 구역과 관련된 산업 등으로 나누어 구체적으로 설명해 주었다. 지속
19)伊恩·伦诺克斯·麦克哈格（Ian Lennox McHarg），《设计结合自然》，天津大学出版社，2006 20)维克多·帕帕奈克（Victor Papanek），《为真实世界而设计》，中信出版社，2012
21) 张钦楠，芝加哥宣言——为争取持久未来的相互依赖，建筑学报，1993，P5
22)https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%AF%E6%8C%81%E7%BB%AD%E5%BB%BA%E7%AD%91/6868647?f r=aladdin2021.05.14
가능한 건축의 이념은 주로 더 좋은 건축과 환경의 결합을 강조한 것이다. 사용자가 건물을 이용하는 데 쾌적함에 영향을 주지 않는 전제 아래, 최대한 건축의 에너지 소 비를 축약하고, 환경의 부담을 감소해야 한다. 그러므로 지속가능한 건축의 최종 목적 은 에너지 소비의 감소, 비 재생에너지의 절약, 도시의 생태환경 개선 및 지구를 보호 하는 데 있다. 1994년 11월에 이르러 드디어 제1회 국제지속가능발전회의(ICSC)가 미 국에서 개최되었다. 이 회의에서 지속가능한 건축의 개념을 ‘효율적으로 자원을 이용하 고 생태적 원칙을 준수하는 기초 위에 건강한 환경을 조성한 후, 지속적으로 유지하고 지켜준다’로 정리하였다.
2000년에 들어와 ‘지속가능한 건축 2000’에 관한 국제회의가 네덜란드에서 열렸다.
이번 회의의 특별한 점은 그린디자인에 대해, 오직 이념적인 측면에만 머물러 있는 것 이 아니라, 지속가능한 디자인이 실천적으로 건축물에 실행하는 구체방법에 중점을 두 었다는 것이다. 특히 이번 회의에서 지속가능발전과 건축 사이의 관계를 강조하는 동 시에, 더 나아가 건축물 환경을 평가하는 내용과 방법을 확정하는 요구를 함께 제출하 였다. 이는 최근 건축물 환경의 특성을 평가하는 방법과 기술의 발전을 촉진하기 위한 바였다23). 2004년에 40여 개 국제도시의 시장들이 중국 심천시에 모여 함께「생태원림 도시와 지속가능발전 - 심천선언」을 발표함으로써 ‘생태도시’의 개념을 제출하였다24). 2005년 6월 5일에, 전 세계 각 도시에서 온 60여 명의 시장이 미국 샌프란시스코에서
「도시환경협약 - 그린도시선언」에 서명하였다. 위와 같은 회의들이 점진적으로 지속 가능발전 이념과 지속가능한 디자인의 빠른 성장에 큰 조력을 해주었다. 이러한 회의 가 개최됨을 보면, 국제사회가 전면적으로 인간의 거주 상황을 개선함을 중요시하고 있는 것과 그 결심을 느낄 수 있다.
과학기술의 발전이 더 나아진 21세기에, 사람들이 산업화가 초래한 사회적 문제와 인간 생존의 난제에 대해 반성하기 시작하였다. 사람들이 노력하고 발전하는 동시에 더더욱 자연과 더불어 화합하게 지내는 것이 더 중요한 일로 여겨졌다. 산업화 시기에 마음껏 자원을 수탈하고 점유하는 것보다, 자원을 이용하는 데 더욱 이성적이고 절약 하는 것으로 바꾼다. 이전에 아무것도 고려하지 않고 환경을 파괴해 오염한 것이라면, 지금은 자연 생태를 보호하기 위해 꾸준히 노력하고 있다고 할 수 있다. 즉, 지속가능 한 디자인 이념이 이미 모든 인간 사이에 합의를 이룬 것이며, 각 나라는 이를 위하여 힘쓰고 있다.
23) 陈敬伟，绿色建筑的全寿命周期经济评价体系研究（硕士论文），西安建筑科技大学，2011 24) http://www.mohurd.gov.cn/zxydt/200804/t20080424_162790.html2021.05.14
2.3. 지속가능한 디자인의 건축물 활용
지속가능발전 이론을 활용하는 것은 건축학에만 제한된 것이 아니라, 종합적으로 건축학, 예술학, 경제학, 사회학 등과 같이 여러 학과를 이성적으로 결합하여 다(多) 영 역에서 사고해야 하는 과제이다. 우리가 단순히 경제와 환경이란 두 개의 가장 기본적 인 요소만을 고려하면 안 되며, 경제와 사회, 생태 등을 종합적으로 고려해야 한다. 지 속가능 이론의 목적이 인간의 생존 환경을 개선하고, 삶의 질을 높여 경제, 자원, 사회 와 환경 등을 조화롭게 발전하는 것을 보장하는 데 있다. 그러므로 건축 디자인에서 지속가능발전 이론을 활용하는 것은 건축물을 디자인하는 과정에서 건축물의 지리적 위치, 기후적 조건 및 일조 등과 같은 환경적 요소가 종합적으로 건축물에 준 영향을 고려해야 한다. 이와 동시에 건축물을 디자인할 때, 충분히 이 요소들을 이용하여 디자 인 방안과 완벽하게 융합해야 한다. 이를 통해 전체적인 자원 환경의 재정리와 이용으 로 건축물을 더 오래 사용할 수 있도록 해준다. 그리고 모든 디자인이 최종적으로 인 간에게 더 좋고 편안한 공간을 주기 위해 존재한 것이다.
사회와 과학기술의 진보, 인간의 자연환경에 대한 욕구가 존재함으로 인해, 사람들 이 건축물에 더욱 까다로운 요구가 생겼다. 건축물이 오직 인간을 위해 안전하고 편한 환경을 제공하는 것뿐만 아니라, 자원이 줄어 가는 지구를 위해 최선의 노력을 보여 줘야 한다. 다음의 <표1>은 중국 정부가 공식적으로 발표한 ‘20년 동안, 중국 건축물 의 1인당 에너지 소비 증가량’에 관한 구체적인 조사 결과이다.
연도 인구
（억）
건물 평균 면적의 에너지 소비량
（1kgcc/m²）
건물 에너지 소비량
（1억TCE）
건축 면적
（1억m²）
1인당 에너지 소비량
（1kgcc/人）
2000 12.66 9.92 3.5 353 276.5
2010 13.71 10.81 5.61 519 409.2
2019 14.27 10.99 7.54 686 528.4
<표1> 중국 20년간 건축물의 에너지 소비량25)
<그림3> 표1에 대한 통계 그래프
위에 중국의 국가통계국의 자료26)를 따르면, 근 20년간 건축물의 에너지 소비량은 3.5억 TCE에서 7.54억 TCE까지 올라온 것을 알 수 있다. 이를 보면, 향후 건축학의 발전 추세가 반드시 지능적으로 발전하며, 재생에너지와 관련된 서비스 시설의 발전을 위해 노력할 것이다. 그러므로 건축물에서 생태 환경과 에너지 소비를 주요한 목적으 로 삼아 그 기초 위에 지속가능한 디자인 이념을 활용해야 한다. 특히 건축재료의 갱 신과 실내 환경의 개선 등에 저(低) 에너지 소비의 원칙을 적용해야 한다.
25) 国家统计局>>中国统计年鉴 (stats.gov.cn) 2021. 02. 21 26) 国家统计局>>中国统计年鉴 (stats.gov.cn) 2021. 02. 21
공사 이름 한국 동덕여자대학교 백주년기념관
디자이너 HYUNDAI Architects &
Engineers 건축사 Philhyun Aum, Cheoluk Han
소재 지역 한국, 서울 부지면적 24,666㎡
준공연도 2016년 건축회사 Trespa
외관 사진27)
현재, 지속가능한 디자인이 건축 분야에서 광범위하게 활용되고 있고, 전 세계적으 로 이와 관련된 사례가 많이 존재한다. 예를 들면, 한국의 동덕여자대학교 백주년기념 관이 대표적 예시이다<표2>.
<표2> 한국 동덕여자대학교 백주년기념관의 상황 (2021년 기준)
27) http://mixinfo.id-china.com.cn/a-17384-3.html 2021.04.11
동덕여자대학교 백년 기념관의 디자인을 보면, 자연광과 자연풍 등 자연 요소를 건 축물에 융합해 주었다. 바로 한 건축물 내부에 열린 공간, 충분한 자연광과 자연풍을 종합적으로 조합해 편안한 사용공간을 조성한 것이다. 직사각형의 건물을 바람 방향과 상대적인 위치에 건설하였으며, 복도의 방향을 구멍의 자연풍 방향으로 유도해 디자인 했다. 자연적인 환기를 이용해서 건축물을 디자인하게 되면, 냉, 난방에 소비되는 에너 지를 크게 감소시켜 주는 효과가 있다. 그 외 충족한 햇빛을 얻기 위해 건물의 지붕에 개방형 옥상을 설정함으로써, 전기 조명을 절약하는 동시에 교직원과 학생들에게 교류 하는 공간을 제공한다. 디자이너가 재생에너지를 이용해 건물 내의 과학연구와 공부 활동에 상당히 편안한 환경을 만들어준다. 예를 들어 <그림4>를 보면. 환기 조건이 우 수하고, 자연적인 햇빛이 충족한 캠퍼스 건축물을 조성해 준다는 점을 바로 느낄 수 있다. 열린 공간에서 작은 화원과 같은 자연적 공간으로 구현해 주며, 이 기초 위에 식 물의 경관 디자인을 통해 건물 안에 소기후를 바꿔 줌으로써 생태환경을 개선하는 효 과에 도달한다.
<그림4> 동덕여자대학교 백년기념관의 내부디자인
지속가능한 건축 디자인의 본질은 사용공간에서 사람의 욕구를 만족하게 하기 위한
구분 내용 이미지
서비 스 대 상
대학교 내 모든 교직원과 학생들 에게 서비스 제공한다. 이 분류에 속 한 건물이 주로 교양과목을 진행하 는 공간이다.
것이다. 따라서 기후 조건과 사회 환경을 고려해, 디자이너가 실내디자인을 위한 채광 과 환기 및 필요한 내용을 미리 구상해야 한다. 지속가능한 건축학에서 재료, 자원, 공 간별로 나누어 대응하는 조치를 통해 그린 건축물과 지속가능발전을 실현해 준다. 지 속가능한 건축 디자인에서 고려해야 할 요점을 소개하면 다음과 같다.
① 현지조사를 진행함을 통하여 지역 문화의 특색을 파악하고 유지해 준다.
② 현대 기술의 방법으로써 건축의 디자인 요구에 만족시킨다.
③ 환경보호가 되는 건축재료를 이용한다.
④ 최대한 재생 가능한 에너지를 사용한다.
⑤ 더 많이 융통성 있고 여러 면으로 활용되는 공간을 디자인한다.
⑥ 주위 환경의 보호를 주의한다.
2.4. 대학교 건축물의 현황 및 문제제기
대학교 건축물은 고등교육을 실현하는 데 가장 중요한 장비 시설을 갖추어 있으며, 교내 건축의 주체이자 이용률이 가장 높은 건물이라 할 수 있다. 그 기능은 주로 교직 원과 학생들에게 학습과 교류의 공간을 제공해 주는 점이다. 대학교 건축물이 가지고 있는 특이성 있으므로 건축 디자인에서 교직원과 학생들의 일상적 활동에 부합한 건물 을 창출해줘야 한다. 다음은 필자 본인이 정리한 대학교 건축물의 분류이다.
<표3> 대학교 건축물의 분류
（북경대학교 공공 교학 건물）28)
단과 대학교별로 각자 대응하는 단과대학교 내의 교직원과 학생들에 게만 서비스를 제공한다. 그러므로 대체로 교수와 대학원생들에게 사용 된 곳이라 특별히 그 전공에 맞춤형 디자인을 해야 한다.
（조선대학교 미술 대학）
사용 기능
간단한 사용 기능이 갖추는 대학 교 건물이다. 즉, 일반적인 강의실과 대응하는 장비가 설치되는 건물이다.
（보통 교학 건물의 내부공간）29)
여러 면으로 사용할 수 있는 기능 이 갖춘 대학교 건물이다. 이러한 건 축물이 일반적인 강의실뿐만 아니라, 도서관, 실험실 등과 같은 교학 활동 이 관련된 공간들까지 포함한다. 교 학 활동의 기능에 맞추면서 강연 기 능도 가지는 다목적교실 등이 이 분 류에 속한다.
（칭화대학교 3호관）30)
대학교 건축물의 사용 빈도가 높으며, 채광에 대해 엄격한 요구를 하고 있다. 그리 하여 이 건물들이 교내 가장 많이 사용된 건물이자 에너지 소비의 주요 원천이라 할 수 있다. 이에 관한 에너지 소비의 특징은 다음 <그림5>와 같다.
<그림5> 대학교 건축물의 에너지소비 특징
중국의 대학교 건축물이 보편적으로 지속가능한 디자인을 활용하는 의식이 약한 편
28) http://design.yuanlin.com/html/opus/2015-4/yuanlin_design_9350.html 2021.05.21.
29) http://www.zuowen2.info/xzz/image/4033836396/ 2021.05.21 30) https://www.2008php.com/tuku/983048.html 2021.05.21.
이라 할 수 있다. 그러므로 「그린 캠퍼스의 평가 기준」의 발간을 통해 어느 정도로 중국의 지속가능한 대학교를 규범적으로 발전해 줄 수 있을 것이다. 하지만 지금의 상 황을 고려하여 평가의 심도가 더 많이 내적으로 파고 들어가야 한다. 지금 사회의 주 요 의식 계층이 지속가능한 건축에 대한 공감이 아직 높은 단계에 도달하지 않았다.
대부분 소재 지역의 기후, 사회, 경제 등 여러 요소를 고려하지 않아 오직 과소비적 과 학기술로 만든 고급스러운 건축물을 선택한 연유이다. 지속가능한 건축이란 오히려 그 들에게는 일종의 홍보 효과가 된 것이다. 복잡하고 거대하며 기술적인 건축물의 존재 는 디자인과 공사, 관리로 유지하는 데 더 많이 금전적으로 투자해야 하는 것을 의미 하고, 지속적으로 에너지를 낭비한다. 이외에 지금 각 대학교가 부지면적을 확장하는 것으로 교학을 위한 실천 활동을 더 많이 진행하고 있다. 그러나 공사의 속도가 매우 빠르고, 오직 지속가능한 대학교만을 집중하여 추구하면 디자이너가 이에 관한 경험을 쌓지 못할 수도 있다. 즉, 디자이너로서 ‘디자인-공사-사용-피드백’의 단계별로 겪어봐 야 경험을 얻을 수 있다는 것이다. 이를 통해 그의 디자인 방안을 끊임없이 조절하여 사용자들의 물질적 조건을 개선하고, 대학교 내 지속가능한 건축물의 디자인 이론을 보완해 준다.
전체적 에너지 소비 중 대학교 건축물의 에너지 소비가 가장 많은 편이다. 중국 남 양공과대학교의 경우, <그림6> 총 토지면적이 1760 무(1무= 666.7 제곱미터)이다.
<그림6> 남양공과대학교 조감도
그중에서 실제 사용 면적은 59만 제곱미터로 되어있다(여기서 공사 중인 건축물이
포함되지 않았다). 데이터에 따르면 대학교 건축물, 사무용 건축물, 기숙사 3자의 면적 비례는 각각 20.8%, 30%, 40%로 되어있다 <그림7>. 하지만 기숙사 3자의 에너지 소 비량을 보면 총 에너지 소비량의 비율이 각각 21%, 22.5%, 37%로 나타난다. 이로 인 해 평균적으로 봤을 때, 대학교 건축물의 면적이 가장 적지만, 오히려 에너지 소비가 가장 많이 든다고 볼 수 있다. (기타 건축물은 도서관, 음악 연주실, 무용실, 대강당 등 을 포함하지만 구체적인 구분 방식이 없으므로 여기서 비교하지 않기로 한다). 이를 종합해보면 대학교 건축물이 에너지 소비에 있어 큰 문제점을 가지고 있으며, 에너지 소비 방식을 개선해야 하는 것으로 보인다.
<그림7> 교내 건축물의 면적분포도 <그림8> 교내 건축물의 에너지 소비 분포도
더불어 중국의 대학교 건축물이 구시대적 기술 수준과 건설 조건의 영향을 받았으 며, 건축물의 지어진 시간도 오래되었다. 그리하여 대부분의 대학교 건축물은 구조가 노화되었고, 기능이 다양하지 않으며 내부의 물리적 환경이 나쁜 점과 같은 여러 문제 가 있다. 교직원과 학생들의 처지에서, 이러한 건물이 이미 그들의 사용 욕구를 만족하 게 하지 못한 편이다. 그렇다고 해서 이들 건물을 전체적으로 철거하여 다시 공사하는 것은 우리 사회의 자원을 크게 소비하게 되는 것이다. 게다가 지금의 절약형 정책에 부합하지 않는다. 그러므로 우리가 기존 건축의 환경개선에 관한 내용에 중점을 두어 야 한다. 그리고 기존 건물의 특징을 살려, 합리적인 건축 기술을 지속가능한 디자인 이념과 결합하여 디자인한다. 이를 통해 건축물의 전체적인 기능을 높여 새로운 시대 에 교육 발전의 요구를 만족하게 해 준다. 구체적으로 중국의 대학교 건축물에 존재하 는 문제들을 표로 정리하면 다음과 같다.
중국의 대학교 건축물의 문제점
<그림9> 중국의 대학교 건축물의 문제점
건축물의 지속가능한 환경개선 건축물의 일반적 환경개선
개선 원인
Ø 구조와 설비가 낡다
Ø 공간이 기능별로 구분되지 않는다 Ø 에너지 소비가 높고, 자원의 낭비
현상이다
Ø 환경오염 현상이다
Ø 사무작업을 할 때의 쾌적도가 낮다
Ø 구조와 설비가 낡다 Ø 공간이 기능별로 구분되지
않는다
개선의의
Ø 낡은 건물에 새 활력을 준다 Ø 철거의 비용을 줄인다
Ø 건물의 역사적 가치를 보류하여 연장해 준다
Ø 건축물의 지속가능한 발전을 실현한다
Ø 낡은 건물에 새 활력을 준다
Ø 철거의 비용이 줄인다 Ø 건물의 역사적 가치를 보류하여 연장해 준다 개선범위 Ø 기능별로 공간을 조성한다
Ø 기능별로 공간을 조성한다 Ø 외피구조를 개선한다
2.5. 대학교 건축물의 환경개선 개념 및 전략
건축물을 환경개선 하는 것은 기존 건축물에 대해 수정, 변경 혹은 갱신하는 의미 에서 사람들의 새로운 요구를 만족시키는 것이다. 그의 목적은 기존 건물에 구조적으 로 안전하지 않은 문제를 해결, 환경의 질과 사용 만족도를 개선, 건물의 역사적 문화 를 보유하는 것들이다. 기존 건축물의 환경개선에서 지속가능한 다자인을 활용하면 경 제와 사회적으로 이중적인 효과가 나타날 것이다. 그러므로 지속가능할 수 있는 전제 에서 건축물의 환경개선 하는 것이 건축물을 환경개선의 큰 발전의 방향이라 할 수 있 다. 이는 일반적인 환경개선보다는 그의 목표가 더욱 다원적이고, 성과로서 더욱 가치 적이다.
<표4> 건축물의 지속가능한 환경개선과 일반적 환경개선의 비교
Ø 외피 구조를 개선한다 Ø 내부 구조를 개선한다 Ø 에너지 절약으로 개선한다 Ø 실내 환경을 개선한다 Ø 생태적으로 개선한다
Ø 내부 구조를 개선한다
개선목표
Ø 공간과 기능을 최적화한다 Ø 건물의 역사적 가치를 계승한다 Ø 에너지 절약과 환경을 보호한다 Ø 편안함과 건강을 높인다
Ø 경제적인 효과를 준다
Ø 공간과 기능을 최적화한다 Ø 건물의 역사적 가치를
계승한다
위의 표에서 양자에 대한 비교 분석을 보면, 건축물의 지속가능한 환경개선은 건축 물의 일반적 환경개선을 기초로 삼아 그린 건축의 디자인 전략과 더불어 한 것을 알 수 있다. 특히 건축물의 지속가능한 환경개선은 개선 후의 에너지 절약, 환경보호와 쾌 적도 등의 다양한 면에 더욱 관심거리가 된다.
대학교 건축물은 경제, 교육과 과학연구에서 중요한 의미를 지닌다. 그래서 환경보 호, 에너지 낭비와 오염의 감소하여, 교직원과 학생들에게 편안하고 건강한 학습 환경 을 제공하기 위해 대학교 건축물의 환경개선을 무시할 수는 없다.
중국의 대부분 대학교 건축물은 역사적으로 오래되어 벽 같은 곳에서 이미 노화된 현상이 벌어진다. 안전과 에너지 절약 및 쾌적도 등 여러 면에서 부족한 점이 있어 현 재의 대학교 교육의 요구를 만족시키지 못한다. 또한, 에너지 소비의 문제를 중요시하 는 대학교가 거의 적고, 대다수 학생이 환경보호의 의식이 있지 못하며, 관련된 에너지 절약의 제도까지 완벽하지 않은 것은 실정이다. 필자의 관점에서 대학교 건축물의 지 속가능한 디자인에 그린 건축의 기술을 도입해, 건물의 환경개선 목표에 따르고 그 건 물의 특징과 결합하여 디자인해야 한다. 그러므로 환경개선 하는 과정에서 단일적인 시점에서 출발하면 안 되고, 환경, 사회, 문화, 경제 등 여러 면을 종합적으로 고려해야 한다. 그 핵심을 정리하면 다음과 같다.
① 에너지 절약과 환경보호를 한다. 지속가능한 디자인의 기본적인 목표는 바로 에 너지 절약과 환경보호에 있다. 이것이 또한 대학교 건축물을 환경개선 하는 데 가장 중요한 목표이다. 특히 대학교 건축물에 에너지 소비가 높다는 점을 고려하여 환경개 선 과정에서 충분히 에너지 절약의 조치를 활용해야 한다. 환경보호에 더 힘쓰고 오염 을 줄이며, 절약형 설비를 사용하고 자원을 다시 이용할 수 있도록 최대로 재생 가능 한 에너지를 사용해야 한다. 이를 통해야 환경보호와 에너지 소비의 목적에 도달할 수 있다.
② 사용공간과 기능을 갱신하고 최적화한다. 사용공간과 그의 기능을 갱신하고 최 적화하는 것은 지속가능한 건축과 사용자들에 의한 최종적 목표이다. 대학교 건축물의 공간과 기능을 변화해 주는 것이 여러 단계를 걸려야 된다. 대체로 심심한 복도형 공 간-기계식의 큰 공간-공공 공간에서 경관 요소의 첨가-자유로운 공간까지 변화한다.
이는 탄력성이 없는 것에서 융통성이 있게 하고, 단일적인 것에서 다원적으로 발전해 가는 과정이다<그림10>. 그러므로 사용공간과 그 기능을 최적화하는 것은 대학교 건 축물의 환경개선 하는 데 가장 기본적인 목표라 할 수 있다.
<그림10> 대학교 건축물의 변화 설명도31)
③개인의 쾌적도와 건강 욕구를 만족시켜야 한다. 여기서 언급한 개인은 대학교 건
31) https://bbs.zhulong.com/101030_group_201832/detail10041891/ 2021.05.21
축물을 사용하는 사용자를 가리킨 것이며, 그들의 사용 만족감과 건강에 대한 욕구를 최대하게 만족해줘야 한다. 편안한 환경을 만들기 위해 크게 실내 환경과 실외 환경에 대한 영향요소로 나누어 고려해야 한다. 이에 해당하는 영향요소는 주로 물리적 요소, 심리적 요소, 생태적 요소를 포함된다. 실내 환경은 사용자에게 가장 직관적인 느낌을 주는 것으로, 이에 관한 환경개선이 충분히 실내 환경의 상황을 고려해야 한다. 예를 들면, 방음, 채광과 열 환경 등과 같은 요소에서 변화되어야 한다. 실내 환경의 경우는 사용자의 쾌적도에 영향을 주는 존재이다. 이로 인해 좋은 실외 환경은 사용자의 쾌적 감을 오직 실내 환경의 범위에만 구속되지 않고 더 넓게 해 준다. 이외에 전체적으로 실내와 실외 환경을 환경개선 할 때, 생태적인 전략을 이용하면 공간이 더욱 활력이 있게 해 준다. 총괄하면, 사용자의 쾌적도를 높이는 것이 그들의 신체와 심리적인 상태 를 더욱 건강하게 해주는 효과가 있다. 그러므로 여러 면에서 쾌적도를 올리는 것이 대학교 건축물의 환경개선에서 중요한 목표 중의 하나이다.
④건축물의 역사적 맥락을 계승하여 미적 가치를 창출해 준다. 건축물의 환경 개선 의 의미에 관하여, 하나는 건축물을 다시 활성화한 것, 또 하나는 그 건축물의 역사적 문화를 이어지고 계승하는 것이라 할 수 있다. 대학교 지속가능한 발전과 기존 건축물 의 문화적 전승의 각도에서 출발하여, 대학교 건축물을 환경개선 하는 것이 그 자체가 대학교의 역사 문화를 계승해 발전하는 사명감이 포함되어 있다. 그러므로 기존 대학 교 건축물의 환경개선 하는 과정에서 그 역사적 맥락을 이어지게 하는 것이 또 하나의 중요한 목표이다. 이외에 건축물 환경개선 과정에서 첨가 작업이든 기존 건축물의 융 합 작업이든, 그 어떤 방식이라도 모두 다 건축의 미학적 가치를 창조하는 목표로 작 업해야 한다. 즉, 기존 대학교 건축물을 환경개선 하는 데, 역사적 문화를 계승하는 것 과 미학적 가치를 창출하는 것이 일치되고 공존하는 목표이다.
⑤ 경제적인 각도에서 출발해야 한다. 대학교 건축물을 환경개선 할 때 위의 4가지 목표를 실현하면서도 경제적인 시점에서 고려해야 한다. 오직 지속가능한 디자인의 목 표에만 집중하거나 어떤 결과를 얻기 위하여, 비싼 건축 기술만 쓰는 현상이 있다. 이 런 환경개선의 방식이 타당하지 않은 것으로 보인다. 겉으로 볼 때, 사용자의 쾌적도 혹은 지속가능을 위한 노력처럼 보일 수도 있다. 그러나 실질적으로 이미 지속가능한 디자인에서 제창한 절약의 의미를 위반한 것이다. 그러므로 환경개선 할 때, 여러 요소 를 고려하여 개선하고 건물의 후기 운영과 관리까지 중요시하면 좋은 전략이라 할 수 있다. 왜냐하면, 지속가능을 실현하는 동시에, 대학교를 위해 비용을 절약해 주는 것이 또한 대학교 건축물을 환경개선 하는 중의 목표이다.
완공
연도 2008년 5월 건축 면적 70000㎡
지리 위치
서울에 있는 이화여자대학교의 북쪽은 산과 붙어 있고, 남쪽은 도시와 연접하고 있다. 교내 부지가 언덕 지형을 위주로 되어있다. 소재 도시인 서울이 온대 몬슨 기후에 속한 것으로, 연평균기온이 11.8℃, 사계절이 분명하다. 봄과 가을에는 강수량이 적으며 따뜻한 편이다. 여름의 경우 (6월~9월), 월 평균 온도가 20~27℃이고, 강수량이 많으며 더운 편이다.
겨울(12~2월)의 기온은 같은 위도에 있는 다른 도시보다 낮다 (월 평균 온도가 -5~0℃).
지역 문화
학교 소재 지역인 서울은 세계의 10대 금융 센터 중의 하나이며, 전면적 으로 디지털화된 도시라 할 수 있다. 서울의 디지털 기회 지수가 세계 1 위의 수준이고, 역사 문화가 깊으며 활력이 가득한 도시다.
디자인 전략
l 공간 재구성, 자연적인 미지형을 조성한다 l 공간 통합, 도시의 개방공간을 넓힌다
l 옥상녹화, 효율적으로 건축 주변 구역의 소기후를 조정해 준다 l 재생 가능한 에너지의 이용, 에너지 소비를 감소시킨다
l 생태 회랑의 보유, 옥상 양측에서 산맥의 라인에 이어져 숲이 둘러 싼 채로 생태 회랑 체계 중의 일부분이 된다
2.6. 한·중 사례 분석
<표5> 한국 이화여자대학교 ECC
32)https://www.gooood.cn/ewha-university-building-by-dominique-perrault-architect.htm 2020.04.11
조감도32)
완공 연도 1983년 리모델링
연도 2016년 2월 건축 면적 34045㎡
지리 위치
칭화대학교 3호관이 교내 서북쪽에 위치한다. 캠퍼스의 지형이 평탄하다. 소재 도시인 북경의 기후는 온 난대 반습윤 반건조 계절풍 기후에 속하며, 여름에 고온이고, 강수량이 풍부하다.
겨울에는 춥고 건조한 편이다. 봄과 가을이 대체로 짧다. 중국의 화북 지역 안에 강수량이 가장 많은 지역이다. 태양열 에너지가 충족하여 연 일조 시간이 2600~3000으로 되어있다.
지역 문화
북경은 3000년 넘은 역사를 품은 옛 수도이다. 중국의 전통문화와 신문화를 경합한 대표 지역이며, 역사적인 전통 건축물이 많이 남아 있다. 이외에, 북경은 중국의 정치와 문화의 중심이며, 국제화 대도시라 할 수 있다.
<표6> 칭화대학교 3호관
디자인 전략
Ø 공간 통합, 주변 건축의 공간의 연속성을 표현한다 Ø 외피구조를 업데이트한다
Ø 확장공간의 추가, 개방형 계단식 교실의 디자인으로써 자연적 채광의 효과를 더 두드러지게 한다
Ø 태양열의 이용, 에너지 소비를 감소시킨다
Ø 옥상 공간의 이용, 태양광 패널과 루프형 복층 구조의 디자인으로 실외에 학습과 교류의 공간을 조성한다
효과도33)
한중 대학교의 건축물에 대한 비교 분석(표7과 표8)을 통해 두 사례에서 같은 디자 인 기법이 존재하면서도 다름의 표현 방식이 존재한다는 것이 느껴질 수 있다.
① 공간디자인 면에서 디자이너가 각각 그 공간의 특징을 이용하여 건축물에 적합 한 배치를 디자인해낸다. 이화여자대학교 ECC의 디자인은 더욱 개방형의 공간을 중점 두어 도시와 통할 수 있는 데 이점이 있다. 그러나 중국의 경우, 대학교 캠퍼스와 도시 의 경계선이 뚜렷한 것으로, 대학교가 상대적으로 봉쇄된다. 그러므로 중국의 대학교 건축물을 공간 디자인할 때, 건축물 그 자체를 더 중요시한다.
② 옥상 디자인의 경우, 이화여자대학교 ECC는 옥상녹화 기술과 결합하는 방식을 선택하였다. 녹화를 이용하여 건축물 안에 소기후를 영향 시켜 에너지 절약의 목적에 도달한다. 이를 통해 학습과 교류하는 공간을 넓혀 준다. 칭화대학교 3호관은 이와 달 리 태양광 패널과 루프형 복층 구조의 디자인을 통해 개방형 옥상 공간을 보여주었다.
33)https://www.ixueshu.com/document/b6a0a2e89f6b93220b42e4d077338e21318947a18e7f9386.html 2021.05.01
③ 에너지 이용 쪽에서, 이화여자대학교 ECC의 디자인 방안이 주위의 토양을 활용 하여 실내온도의 변화를 효율적으로 조정해 준다. 그리고 전체적으로 볼 때, 이 디자인 방안은 빗물의 수집으로 더욱 편리하게 조정해준다. 칭화대학교 3호관은 옥상에서 태 양광 패널의 이용함을 통해 태양 에너지를 전기로 변환시킨다.
④ 건축물 주변 공간의 이용. 이화여자대학교 ECC가 지형적 특징을 고려하여 경관 을 비치하여 자유로운 공간으로 구현하기로 한다. 칭화대학교 3호관은 자신과 주변 건 축물의 공간 계면의 연속성을 중요시하여, 공터에 건설 추가하는 방식으로 통일적인 계면을 만들어준다.
