구들장벽난로 최상홍의 생각

이 세상에서 가장 볼만한 구경거리가 불구경, ㅆㅇ구경이라 했다.
아마도 세계적으로 보아도 우리 민족은 불을 잘 다스리는 민족 중 하나임은 틀림없는 사실일 것이다.
불을 잘 다스리고 이용하면 이로움이요, 그렇지 않으면 큰 재앙이다.
그렇다고 불을 멀리 할 수도 없고 항상 우리는 불을 이용하여야 살아갈 수 있다.
벽난로를 사랑하는 분들께 조금이나마 도움이 되었으면 하고 이 글을 써본다.
불!, 즉 에너지를 이용하고자 최초의 우리 선조들의 벽난로라 함은 아마도 “코 쿨”이라 할 수 있다.

 

 

그러나 그 시대의 흐름보다 앞서 서양의 벽난로 종주국들은 집안에 불을 지피고 살다가 나무가 타는 화덕부를 만들고 굴뚝을 만들어 끈질기게 연기와의 싸움으로 지금의 벽난로까지 발전하게 되었다.

 

open fireplace

 

우리 민족은 연기와의 싸움에서 벽난로가 아닌 구들의 발견으로 인하여 연기를 내는 아궁이는 부엌으로 실내의 방바닥은 구들장을 달구어 바닥이 뜨끈뜨끈한 구들장 바닥에서 농사일에 피곤한 몸을 지지며 피로를 풀고 살았다.

그리하여 우리 민족은 구들장 방에서 살았기에 건축문화도 천정이 나지막한 오늘의 한옥을 지어야 했고, 벽난로 종주국들은 복사열의 대류를 이용하여 실내온도를 따뜻하게 유지시키려 했지만 난방기기로서의 효율은 극히 낯았으므로 양모의 카펫을 깔고 침대생활로 추위를 극복하고 살았다.

침대생활과 함께 대류 순환 난방으로 드높은 건축물을 지을 수 있었기에 건축물이 크면 벽난로를 여러 개 놓고 생활하며 오늘날에 이르기까지 벽난로가 발전하게 되었고 세라믹 유리와 단열재의 발명으로 벽난로의 기능이 향상되어 오늘에 이르렀지만 벽난로의 열효율은 50% 정도 수준이다.

벽난로 앞에서 불을 쬐며 차와 더불어 가족 간의 대화로 이야기꽃을 피우는 벽난로 문화는 가족 대화의 장을 열었고,  사랑채 화롯불에 고구마 묻어놓고 도란도란 이야기 꽃을 피우던 정서가 온수보일러가 보급되고 벽난로의 공간이 TV 바보상자 차지하며 지금 우리네는 가족 간의 대화의장을 잃어버리고 대화의 방법까지 잃어버린 것 같아 안타까운 마음이다.

즉 유구한 역사 속에서 발전해온 각자의 난방방식에는 그 특징이 있고 정서가 묻어나며 장단점들이 있기에 우리의 난방방식만이 최고라고 말할 수 없다.

벽난로의 종주국들은 아직도 벽난로 굴뚝을 청소해주는 업체들이 있다.
먼저 독일의 민족성을 들여다보면 우리와는 큰 차이가 있다.
조상들이 지은 건축물은 몇 세기를 지나도 헐고 편리하게 우리들처럼 쉽게 헐고, 새롭게 고치는 법이 없다. 큰 불편을 느끼더라도 조상들의 유산 그대로 보수만 하고 산다.
그러다 보니 수 백 년 전에 건축을 하며 벽난로를 설치한 집은 그때의 기술과 능력으로는 벽난로의 연도에 타르가 끼지 않게 하는 방법이 없었고, 굴뚝이 막히면 굴뚝 청소를 하고 생활하였다.
근본적 해결 방안은 굴뚝을 헐고 굴뚝을 단열처리를 해야 결로부터 타르가 쌓여 굴뚝의 단면적을 줄이는 일이 없는데 이들은 보존적 가치를 먼저 따지기에 굴뚝을 청소하며 살고 있다. 그전의 벽난로는 산타가 굴뚝을 통하여 실내로 들어와 양말에 선물을 넣고 갈 정도로 굴뚝이 큰 시절도 있었다.

◎ 정통 벽난로의 정의(a open fire place)
 
○벽난로의 설계
먼저 거실의 가장 좋은 자리 즉 복사열과 원적외선이 거실에 골고루 잘 퍼질 수 있는 각도와 위치를 선정하고 거실의 면적과 체적을 구하여 벽난로의 개구부를 구한다.
벽난로 연도가 지나는 위치에 지붕 높이가 선정되면 (지붕 용마루에서 600㎜～1500㎜) 연도의 단면적을 구한다.
이렇게 벽난로 기본값이 선정이 되면 벽난로 개구부 위쪽의 슬로트와 역풍 방지 공간과 재받이, 에어 쳄버 시스템이 설계된다.
분명한 사실은 연도를 통하여 빠져나가는 연기와 같은 양의 외부의 신선한 공기가 실내에 공급되어야 한다.
이때 외부의 신선한 공기는 관을 통하여 풍속을 느리게 하여 뜨거운 벽난로 부위를 통과시켜 충분히 데워서 실내로 유입시켜야 한다. 이 에어 쳄버 시스템을 반영하지 않을 때는 외부의 찬 공기가 실내에 유입되어 벽난로 방향으로 흐르게 되어 벽난로 앞은 따듯하나 등 쪽이 추운 결과를 초래한다.
즉 내 집에 맞는 설계가 되어야 그나마 나무의 타는 열량을 20%~25%를 이용할 수 있다.
만드는 재주가 있다고 지식과 노하우가 없이 도전하게 되면 실패를 하게 된다.
간단히 생각하면 벽난로에서 실내로 연기가 나면 연도를 높이거나 연도의 단면적을 넓히면 되나 이 경우엔 따듯한 실내의 공기를 빼앗기게 된다.
그렇다고 연도의 단면적을 줄이면 잘 타다가도 화력이 좋거나 외부의 바람 영향을 받을 때는 실내로 연기를 낸다. 즉 세라믹 유리를 닫고 때는 벽난로는 이러한 전문적 상식이 없어도 화재 대비 설치를 하면 이러한 문제점들은 어느 정도 해소되나 벽난로의 중요한 기능이 상실된다. 바로 복사열과 원적외선이 차단되고 제대로의 불구경이 어렵게 된다.
세라믹 유리의 그을음 때문인데 요즈음 그을음 에어커튼도 개발되었는데 그 기대효과는 미미한 실정이다.

○정통 벽난로의 장점(a open fire place)
거실의 복사열과 다량의 원적외선을 쬐이며 생활한다.
사실 나무가 타는 과정에서 원적외선이 가장 많이 방사된다.
물론 광물질 계통에서는 황토, 맥반석, 게르마늄 등 순차적으로 미량 방사된다.
우리 부모님 대의 아궁이 문화 시절에는 어머니들의 부인병이 없이 살았던 이유이기도 하다.
정통 벽난로는 하나같이 후벽이 벽난로 앞쪽으로 15도가량 숙어져 있는데 나무가 타는 화실 중앙부에 복사열을 보내어 나무가 잘 타게 하고 다시 피드백된 복사열은 거실 쪽으로 방출되고 또한 불꽃을 늘리게 하여 제대로 불구경을 할 수 있게 한다.
벽난로 화실의 양측 벽도 안쪽으로 15도 각도로 좁아지는 이유는 나무가 타는 화실의 중앙부로 복사열을 모이게 하여 나무가 잘 타게 하고 복사열이 다시 피드백되어 거실 전면 쪽의 양방향으로 복사열과 원적외선이 퍼지는 각도가 최대로 넓혀주는 역할을 하게 된다.
그리하여 거실에 넓게 골고루 복사열과 원적외선이 퍼지게 되고 나무가 타는 과정에서 불통이 튀는 것은 화이어 스크린이 막아 준다.
그리고 또한 정통 벽난로의 장점은 초자연적이어서 전기적 장치와 강제 송풍 및 배출기가 없이 지극히 자연적으로 공기의 유입 및 연기의 배출이 이루어지며  실내를 따듯하게 유지시켜 주며 실내의 공기를 신선하게 유지시켜준다. 
수 세기를 버틸 수 있게 집을 건축할 때 이러한 좋은 벽난로를 그 집에 안성맞춤으로 설치한다면 대대손손 후손들이 벽난로 앞에서의 도란도란 이야기꽃을 피우며 가족의 평화가 가득할 것이다.

○ 실내 연기로부터의 해결책은?
벽난로의 설계에 있어 거실의 체적과 면적 산출에 의한 개구부 크기 결정, 지붕의 높이에 의한 연도 높이 산정 후 연도의 단면적 선정은 굴뚝으로 빠져나가는 열기가 복사열 방출 칼로리보다 작게 하기 위함이다.
벽난로의 개구부 위쪽의 슬로트를 통하는 열기와 연기는 개구부보다 좁은 면적을 통하여 풍속이 빨라진 연기와 열기는 슬로트 위쪽의 체적이 큰 역풍 방지 공간으로 이동된다.(구들장 원리에서는 역풍 방지 공간이 개자리이다)
슬로트 공간으로부터 빠르게 이동된 연기와 열기는 체적이 큰 역풍 방지 공간을 통하여 풍속이 느려진다. 역풍 방지 공간에서는 연도로부터 거꾸로 내려오는 공기는 연도 내면의 외측을 타고 들어오게 된다. (이런 현상은 연도의 단열이 안 되었을 때 발생이 심함) 들어오는 역풍은 이 공간에서 마찬가지로 풍속을 떨어뜨려 슬로트를 지나는 풍속이 빠른 열기와 연기를 통하여 가장 온도가 높은 역풍 방지 공간의 중앙부와 연도의 중앙부를 통하여 밖으로 배출된다.

○ 연도 단열의 중요성
연도를 통하는 열기와 연기는 연도의 중앙부위가 가장 온도가 높고 연도 내의  외측, 찬 공기와 접촉부는 차게 되어 결로로 인한 연도의 내측에 타르가 끼어 연도의 단면적을 줄이는 역할을 한다. 단열을 잘해주어야 연도 내측의 중앙부와 외측의 온도 차이가 없어 타르가 끼지 않고 역풍 및 외기의 영향을 덜 받는다.
즉 단열처리가 잘 되어야 영구적으로 굴뚝 청소할 일이 없게 되고 역풍 방지 기능도 이루어지며 화실에서 타는 연기와 열기의 풍속을 초자연적으로 감지하여 대류 순환방식과 베르누이 정리에 의하여 연도로 배출되는 것이다.
화력이 좋을 때는 연기를 알맞은 풍속으로 연도로 배출되고 나무가 소진되었을 때 소진된 만큼의 풍속으로 연도를 통하여 배출된다.
예를 들어 연도 끝에 강제 배출기를 설치했다고 보자. 배출기를 통하는 풍속은 일정한 속도와 일정한 양이다. 화력이 좋을 때의 풍속에 알맞은 배출기를 달아도 나무는 분명 화력이 좋을 때와 소진될 때의 연도로 빠져나가는 풍속은 현저히 차이가 있다. 그러나 강제 배출기를 통하는 풍속은 같기 때문에 따듯한 실내공기의 손실이 많아져서 벽난로를 지피면 오히려 추운 집이 되거나 따듯하지 않게 된다.

○ 에어 쳄버 기능의 중요성
벽난로 화실에서 연도로 배출되는 연기의 양만큼 외기의 신선한 공기가 실내에 유입되어야 한다.
그러나 한겨울 찬 외기의 공기는 관을 통하여 넓은 관을 통과하게 하여 풍속을 느리게 하고 넓은 관은 뜨거운 벽난로의 화실 아래를 통과하게 하여 찬 공기를 충분히 데워서 실내로 유입되게 하여야 한다.
이 에어 쳄버 기능이 없을 때는 창문 틈이나 문틈을 통하여 찬 외기 공기가 거실에서 벽난로 쪽으로 흐르게 되어 등이 시린 결과를 가져온다.

○ 역풍 방지기의 중요성
우리가 흔히 벽난로 설치한 집들의 연도에 역풍 방지기가 설치되어 있는 것을 볼 수 있다.
그러나 엄격히 따져보면 그 기능을 다 하지 못한다.
벽난로의 화실을 통하는 연기는 풍속을 빠르게 하는 슬로트의 좁은 공간을(구들장 원리에서는 부 넘기가 이에 속한다.) 통과하여 넓은 공간을 만나게 되므로 풍속이 느려지며 연도 내 외측으로 내려오는 역풍은 최종 이 넓은 공간에서 마찬가지로 역풍의 풍속을 느리게 하여 높은 열기와 연기가 빠르게 슬로트를 지나는 풍속을 이기지 못하고  연도의 높은 열기가 지나는 중앙부를 통하여 배출되는 자연적 원리이며 유구한 역사를 통하여 개선되고 발견한 그들의 지혜인 것이다. 

 

최고의 열효율 구들장 벽난로

2007년 특허제 10-0746973호 등록 이후 계속 진화된 구들장 벽난로

상기의 벽난로 개념을 이해하고 노하우가 축척이 되어야 그 건축물에 안성맞춤으로 설치할 수 있다.
우리는 벽난로를 쉽게 생각하고 벽난로를 통하여 얻어지는 심성적 풍요로움, 가족 대화의 장소, 웰빙 생활의 으뜸인 것임을 알아야 한다.
그러나 지금의 현실을 직시해보자.
어느 날 인터넷을 통하여 벽난로 특허 및 신기술에 대한 자료를 검색하며 답답함을 느꼈다.
벽에 설치 한 다고 벽난로? 나무가 탄다고 벽난로? 연기를 내지 않는다고 벽난로? 나무를 지피고 타는 구멍만 볼 수 있게 해 놓고 실내에 설치했다고 벽난로란다.
왜 이렇게 벽난로가 와전이 되었는지........
엔지니어 출신인 내가 벽난로에 미치고 구들장에 미쳤을 때 도서관, 온갖 유명 서점을 다 뒤지고 다녀도 벽난로, 구들에 관한 지식과 데이터는 전무한 실정이었다.
지금은 각 대학의 건축과에서 구들 연구와 각 학회의 논문과 자료들이 많고 구들 학교의 운영도 활성화되어서 그 활동에 기대가 된다.
벽난로, 구들 마니아 되시는 분들도 원리와 개념을 알고 이해해야 진정 마니아가 아니겠는가?


                            구들장 벽난로 일꾼 최 상 홍

                                                                  2008년 01월 01일

2020년 5월 9일 부분 정정