집·자동차·에너지 융합에 의한 차세대 리질리언스 홈

이같이 되풀이되는 자연재해에 대해 인간도 예지, 예측 등의 대책을 마련하고 있지만 여전히 피해가 발생하고 있다. 태풍이나 호우 등의 기상에 관해서는 사전에 예측을 할 수 있는데도 말이다.

이러한 반복을 회피하기 위해서는 처음부터 자연재해로 말미암는 최악의 사태를 고려해 국토정책·산업정책을 포함시킨 종합적인 대응을 할 필요가 있다. 큰 피해를 입지 않기 위한 ‘튼튼함’과 신속하게 회복할 수 있는 ‘유연함’을 가진 강인한 국토·경제사회 시스템, 이 실현을 목표로 하는 것이 국토 강인화(내셔널 리질리언스)의 대처방법이다.

‘주거’를 생업으로 하는 당사는 이들 자연재해로부터 사는 사람을 지킬 수 있는 건물을 제공하는 것을 사명으로 생각하고 주택사업에 힘쓰고 있다. 그러나 언제 일어날지 모르는 자연재해에 대해 고액의 비용을 들이기 어려운 것이 현실이다.

그래서 유사시뿐만 아니라 평상시에도 사는 사람에게 가치가 있는 생활을 제공하는 방법을 생각해 유사시에는 사는 사람의 생명과 재산, 생활을 지키고, 평상시에는 자산가치의 최대화, 생애 비용의 최소화를 실현할 수 있는 가까운 미래를 겨냥한 새로운 콘셉트의 홈을 개발했다.

	▲ 사진 1. 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’ 외관

차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’의 개발 배경
우리가 사는 사회를 구성하고 있는 최소단위는 ‘집’이다. 가정생활이 풍요롭다면 개인은 물론 그 집단인 지역사회, 큰 단위로 생각하면 국가나 세계가 풍요로워질 수 있다.

당사는 우리들의 생활과 깊게 관련이 있는 문제를 지구온난화 문제, 자원에너지·폐기물 문제, 풍요로움을 누릴 수 없는 사회, 출생률 감소/고령화 문제, 안전·안심 문제, 지역경제 문제, 생물 다양성 문제, 교육 문제의 8가지 사회문제로 정리하고, 이 문제를 개선·해결하기 위해서 집이 할 수 있는 일을 생각하고 있다.

10년 후, 20년 후의 주거 생활을 생각해 미래의 바람직한 모습을 추구한 하나의 해답으로서 정기적으로 콘셉트 홈을 건설하고 실험·검증하는데 힘쓰고 있다. 2008년에 처음으로 발표한 콘셉트 홈 ‘집+정원생활 CH08’에서는 현재 Vehicle to Home(V2H)으로 출시되고 있는 ‘집+전기자동차’의 생각을 업계 최초로 제안했다.

이 콘셉트 홈은 2011년 동일본 대지진을 계기로 ‘집은 가족의 목숨과 재산을 보호해야 한다’라는 주거의 근본으로 다시 돌아가 안전·안심에 대한 대처를 강화하는 것으로 시작했다. 여기에 평상시의 가치뿐만 아니라 유사시의 가치도 생각한 ‘강인화=리질리언스’라는 생각을 개발에 편입시킨 것으로 진화했다.

이번 콘셉트 홈을 개발하는데 있어서 주택회사는 단순히 팔기 위한 ‘주택 건축’ 시대는 이제 끝났다고 생각했다. 사용자가 지금까지 따로 구입하던 자동차, 에너지, TV 등 각각 개별로 역할을 하던 것을 유기적으로 연결시켜 ‘1+1=2’가 아니라 ‘1+1=3∼4’가 되는 지금까지는 없었던 가치를 만들어 내는 것이 필요하다고 생각해 ‘집+X 만들기’라는 콘셉트을 동시에 내걸고 그에 대한 대처에 주력했다.

그런 ‘리질리언스’와 ‘집+X’라는 새로운 콘셉트의 양립을 생각하는데 있어서 요점이 되는 컨텐츠를 가지고 있는 혼다기켄공업(이하 Honda)과 당사라고 하는 다른 업종이 합작해 차세대 리질리언스 홈(Resilience Home) ‘집+X’ Powered by Honda(이하 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’)’ (사진 1)가 탄생했다.

리질리언스 콘셉트 도입한 ‘집+X’
차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’는 ‘리질리언스’의 콘셉트을 도입한 건물이다. ‘집+X’의 ‘X’에는 스마트 커뮤니티의 시대를 리드하는 ‘집+자동차’, 에너지 전면 자유화 시대를 리드하는 ‘집+에너지’, TV의 차세대 기능으로 더욱 리질리언스하게 ‘집+TV’, 연결고리와 마음의 리질리언스도 강화하는 ‘집+연결고리 BOCCO’, 리질리언스한 생활의 소프트한 힘을 향상 ‘집+미용·건강’, 어린이 시선에서의 안전성을 생각한 ‘집+키즈 디자인’, 지속적인 안심으로 가족과 꿈을 공유하는 공간 ‘집+Dream’ 등과 같은 7개의 큰 특징을 가지고 있다.

	▲ 사진 2. 전기자동차와 집의 연계

차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’의 7가지 특징
‘집+자동차’의 제안
첫 번째 특징은 ‘집+자동차’의 제안이다. 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’는 일본 최초의 연료전지자동차 대응 보급형 주택이다. 전기자동차나 연료전지 자동차 등과 같은 전동 차량은 외부 급전 기능과 함께 ‘움직이는 전원’으로 활용할 수 있다. 출력이 불안정한 태양광발전 등과 같은 재생 가능 에너지의 결점을 보완해 가정 내 에너지의 효율적인 매니지먼트가 가능하다.

	▲ 사진 3. 차세대 차고

‘움직이는 전원’은 정전 시에는 전력의 확보, 재해 시에는 자립, 장래에는 ‘전기가 남아 있는 집’으로서 ‘전기가 부족한 집이나 대피소’에 전기를 주는 것도 기대할 수 있다(사진 2). 또, 비에 젖지 않고 휠체어도 단차 없이 차로 이동할 수 있는 ‘차세대 차고’를 제안했다(사진 3).

부지 내에서 휠체어를 타고 내리는 것이 가능하고 승하차 시의 사고 예방에도 효과를 발휘한다. 세계 어느 곳보다 먼저 초고령화 사회에 돌입한 일본은 2025년 약 3명 중 1명이 고령자인 시대를 맞이한다고 한다. 고령에 의한 신체기능의 저하에 대응할 수 있는 생활을 실현하는 것은 중요한 사회적 과제다. 앞으로는 이것을 더욱 진화시켜 집과 퍼스널 모빌리티를 융합시킨 ‘차세대 배리어 프리’를 목표로 추진해 갈 예정이다.

	▲ 사진 4. V2H 대응 DC 보통 충전기 ‘파워 매니저’

‘집+에너지’의 제안
두 번째 특징은 ‘집+에너지’의 제안이다. 에너지 자유화 시대를 대비해 ‘가스엔진 코제너레이션 시스템(에코윌 플러스)과 LP가스, ‘움직이는 전원’으로서의 모빌리티를 융합시킨 차세대 에너지 시스템을 제안했다.

또, 가정의 1일 에너지를 최적으로 제어하는 전력수급 제어 시스템, Honda의 ‘파워 매니저’를 탑재해(사진 4), 평상시에는 구입 에너지와 태양광발전, 가스엔진 코제너레이션 시스템으로 만드는 에너지를 라이프 스타일이나 시간대에 따라 슬기롭게 나누어서 사용할 수 있도록 돼 있다(그림 1).

	▲ 그림 1. 평상시 에너지 연계도

유사시에는 비상운전 모드로 전환돼 낮 동안은 태양광발전, 야간은 가스엔진 코제너레이션 시스템과 LP가스로 만든 전기를 집에 공급한다. 남은 전기는 전기자동차에 충전, 부족할 경우는 전기자동차 또는 연료전지 자동차에서 집으로 전력을 공급할 수 있는 시스템이다(그림 2).

또, 연료전지 자동차로부터의 급전을 사용하면 평균적인 일반가정 약 7일분의 사용 전력을 공급할 수 있다. 가스엔진 코제너레이션 시스템 ‘에코윌 플러스’는 ‘리질리언스’를 고려해 Honda가 개발한 정전 시 자립 운전 기능이 있는 가정용 가스엔진 코제너레이션 시스템을 채용하고 있다. 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’에서는 라이프라인 단절이 발생할 정도의 유사시를 상정해 이번에는 ‘리질리언스’성을 고려해 주거 근접 에너지원인 LP가스를 제안했다.

	▲ 그림 2. 유사시 에너지 연계도

건물은 효율적으로 에너지를 활용하기 위해서 골조의 단열성능을 나타내는 Q값(열손실계수)이 0.98W/m2k, 기밀성능을 나타내는 C값이 0.58cm2/m2으로 돼 있어 차세대 에너지 절약 기준(2013년 기준)보다 에너지 소비량이 약 절반이나 더 적은 초에너지절약형 주택이다.

또, 에너지 전면 자유화를 앞서 가는 솔루션으로서 당사가 제안하는 초에너지절약형 주택과 가스엔진 코제너레이션 시스템(에코윌 플러스), 일본 최초의 지역 가격 연동형 에너지(LP가스)를 세트로 제공하는 ‘HL2 슈퍼 리질리언스 시스템’을 제안했다. 평상시에는 평생 동안 에너지 비용을 최소화하고, 유사시에는 장기간에 걸쳐 자립 가능한 생활을 보장하는 시스템이다. 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’는 태양광발전 시스템 4kW를 탑재하고 있어, 이것으로 더욱 더 소비 에너지 제로를 실현할 수 있다.

또, 주거에 있어서 가장 단열 성능이 떨어지는 ‘창문’에는 열을 통과시키기 쉬운 프레임의 노출을 억제하고 유리 면적을 확대했으며, 트리플 유리를 채용해 최고 수준의 단열성능을 실현한 고성능 수지창문을 채용했다. 건물의 환기는 열회수율 90%의 전열교환형 환기 시스템을 채용해 실내의 쾌적한 온도를 손상시키지 않고 실내의 공기를 환기할 수 있어 뛰어난 에너지절약 성능을 발휘한다.

메인인 냉난방은 ‘지중의 열’과 ‘대기의 열’, 2개의 재생 가능 에너지를 채용한 고효율 복사식 냉난방 시스템을 채용하고 있다. 봄, 가을처럼 외기 온도가 안정돼 있는 시기(바깥 기온이 6∼29℃)는 공기열 히트펌프를 메인으로, 여름, 겨울처럼 외기 온도의 영향이 큰 시기(바깥 기온이 5℃ 이하 또는 30℃ 이상)는 계절에 관계없이 일 년 내내 안정된 지중의 온도를 활용한 지중열 히트펌프를 메인으로 운전함으로써 바깥 기온에 좌우되지 않고 효율 높은 운전을 유지할 수 있다.

또, 복사식 냉난방으로 돼 있기 때문에 방 전체를 냉난방 하는데 다소 시간이 걸리긴 하지만 실내 전체를 거의 균일한 온도로 유지해 자연스럽고 쾌적한 냉난방을 실현할 수 있다. 일반적인 에너지는 대류식으로, 예를 들어 난방은 공기를 순환시켜 난방을 하기 때문에 방 안을 단시간에 따뜻하게 할 수는 있지만 벽이나 바닥 등을 데우는 것이 아니므로 실온에 대해 체감 온도가 낮게 느껴지게 된다.

또, 공기의 흐름이 생기므로 먼지를 감아올리는 등 건강면에서의 단점이 있을 수 있기 때문에 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’에서는 최대한 에어컨은 사용하지 않는 제안을 했다.

그 외 건물의 명칭에도 있는 ‘리질리언스’를 실현하는 ‘반복되는 지진에 강한 내진+제진 구조’, ‘500년에 1번 발생하는 폭풍 1.2배의 힘에도 부서지지 않는 성능표시 제도의 최고 등급 2 상당을 실현한 내풍 성능’을 제안했다.

또, 고속도로 교각 내진 보강에도 채용되고 있는 소재로 인장강도가 철의 약 7∼8배인 고강도 섬유를 사용해 벽과 천장을 강화한 내부 2층 아래 공간은 평소에는 리빙 옆 대형 수납으로 활용할 수 있다. 방재 상품 등을 보관·비축해 두면 맹렬한 회오리 등 예측할 수 없는 재해가 발생한 경우에 가족을 지키는 대피장소로 활용할 수 있는 사양이다.

또, 유사시에 만일 라이프라인이 정지해도 복구가 될 때까지 목숨이나 건강을 유지하기 위한 음료수를 수돗물의 순환 비축으로 36L, 생활용수를 급탕기의 온수 저장 유닛에서 90L, 빗물 탱크에서 200L 확보할 수 있는 방법을 제안했다.

‘집+TV’의 제안
세 번째 특징은 ‘집+TV’의 제안이다. 리질리언스 홈과 연결해 가족을 지켜내는 툴로서 ‘차세대 TV’를 제안했다. 자기가 살고 있는 지역의 재해정보나 만일의 경보, 피난 지시 발령을 TV가 알려주기도 하고 가족의 안부 확인도 할 수 있는 제안이다.

	▲ 그림 4. BOCCO 연동 이미지

‘집+연결고리 BOCCO’의 제안
네 번째 특징은 ‘집+연결고리 BOCCO’의 제안이다. 가족의 마음과 연결고리인 리질리언스를 강화하는 것을 목적으로 로봇형 정보 커뮤니케이션 툴 ‘BOCCO’를 채용했다. 스마트폰과 연동해서 가족으로부터의 전언이나 정보 교환을 할 수 있고, 또 부속된 센서로 아이의 귀가·외출 등을 로봇이 통지해 줌으로써 떨어져 있는 가족을 지켜볼 수 있다(그림 4).

	▲ 그림 5. 심리 컴퍼스 이미지

또, 가족의 심리상태를 목소리로 알 수 있는 ‘심리 컴퍼스’를 BOCCO와 연동시켰다. BOCCO를 경유해서 가족의 목소리를 판단하고, 그 때의 심리상태에 따른 대응방법이나 어드바이스 방법을 생각할 수 있어 가족의 연결고리를 더욱 강화할 수 있다고 생각된다(그림 5).

	▲ 사진 7. 클린 엔트런스

‘집+미용·건강’의 제안
다섯 번째 특징은 ‘집+미용·건강’의 제안이다. 현관에 들어가기 전 ‘클린 엔트런스’에서 손을 씻음으로써 꽃가루나 바이러스를 밖에서 제거해 실내를 깨끗하게 유지할 수 있다(사진 7). 실험에 의해 30초간의 손 씻기로 바이러스를 약 1,000분의 1로 감소시키는 효과가 있다는 것이 밝혀져 있다.

실내에는 사람 본래가 가지는 생체리듬을 조절해 주기 위해 활동시간대의 색온도, 휴식시간대의 색온도 등 시간과 장소에 적합한 조도·휘도·밝기를 조정한 색온도 가변 조명을 제안했다. 특히 침실에서는 수면 및 기상에 필요한 호르몬의 분비를 촉진시키는 효과가 있다고 여겨지는 조명을 제안해 최근 문제가 되고 있는 수면장애에 대한 제안을 했다.

또, 세계 최초로 내추럴 클러스터 기술에 의해 나노 미스트 ‘내추럴 클러스터 이온’에 의한 나노 온습식 사우나를 제안했다. 이 사우나는 38∼42℃의 저온, 100%에 가까운 고습도 공간에서 몸을 편안하게 쉬게 하는 새로운 사우나다. 발한·보습·보온 효과를 촉진해 편안함과 건강유지, 피부나 머리에의 미용효과도 기대할 수 있고, 저온이므로 어린이도 안심하고 들어갈 수 있다.

고령자를 배려해 잘 알아듣기 힘든 말이나 소리를 개선해 주는 효과가 있는 ‘조음 패널’ 제안, PM2.5 대응 환기 시스템 등을 채용해 마음과 몸에 활력을 줄 수 있는 여러 가지 제안을 담았다.

‘집+키즈 디자인’의 제안
여섯 번째 특징은 ‘집+키즈 디자인’의 제안이다. 0세에서 4세 어린이의 불의의 사고 중 70% 이상이 가정 내에서 발생하고 있다는 조사 결과가 있다. 또, 최근 고령화 사회가 진행되고 있는 상황에서 고령자의 가정 내 사고도 증가하고 있다. 어떤 조사에서는 65세 이상 고령자의 불의의 사고 가운데 가정 내에서 발생한 사고가 68.4%나 된다는 결과도 나왔다.

0세에서 19세의 어린이, 65세 이상의 고령자 모두 가정 내 사고 중 가장 많은 것이 전도·추락이라는 조사 결과도 있다. 당사는 이 실태를 근거로 해 어린이의 시선과 고령자를 배려한 안전·안심을 생각한 집 만들기에 힘쓰고 있다. 이전에도 넘어져도 심각한 부상을 입지 않는 ‘충격 흡수 바닥’이나 ‘쿠션재를 넣은 계단’, 벽 모서리를 둥글게 해 부딪쳐도 큰 부상을 입지 않는 ‘R을 넣은 둥근 모서리’, 욕조나 화장실 등에 전도나 추락을 방지하는 ‘차일드 잠금장치’ 등 가정 내 사고를 방지하는 대책을 수립했었다.

이번에는 이것들에 추가해 어린 아이의 안전을 배려한 제안으로써 넘어져 벽에 부딪쳐도 안심할 수 있는 ‘카멜레온 쿠션’, 계단의 높이를 낮춰 중대한 추락 사고가 일어나지 않도록 배려한 ‘안심 계단’ 등을 새롭게 채택했다. 아이의 시선에서 생각한 아이 기준 주거를 만듦으로써 아이도 어른도 고령자도 안전하고 안심할 수 있는 쾌적한 주거를 제안했다.

‘집+Dream’의 제안
일곱 번째 특징은 ‘집+Dream’의 제안이다. 집안에서의 생활이 중심이 되는 유아기는 특히 집이 어린이의 성장에 하는 역할이 크다. 성장해 서서히 집에서 나가게 되면 집은 안심하고 돌아갈 수 있는 장소가 된다. 편하게 쉬고, 피로를 풀고, 새로운 활력을 만들어 내 주는 집이 있기 때문에 마음껏 밖에서 활약할 수 있는 자립한 어른이 될 수 있다고 생각한다.

이러한 가족의 안심을 지속적으로 유지하고, 가족의 꿈과 연결고리를 육성시키기 위한 대처로서 ‘집+Dream’을 제안했다. 예를 들면, 가족끼리 영상을 즐길 수 있는 ‘오픈 스페이스 극장에서는 개방된 공간에서 다이나믹한 영상과 음향을 가족이 함께 즐길 수 있다.

또, 현관홀에서 2층 거실까지 모든 공간이 연결돼 있어 가족이 서로를 느낄 수 있는 오픈된 생활과 필요에 따라 공간을 구분해 사용하는 생활을 조합한 ‘1실 공간’으로 만들었다. 육아부터 시니어 라이프까지 유연하게, 어느 단계에서도 이용 가치가 변하지 않는 지속 가능한 라이프 스타일을 제안했다.

현관 홀에는 마그넷을 붙여 초크로 가족에게 메시지 등을 쓸 수 있는 벽 ‘커뮤니케이션 보드’를 만들었으며, 편리함과 가족의 커뮤니케이션을 양립시킨 ‘빙글빙글 돌 수 있는 유람 동선’, 1층과 2층 사이에 있는 ‘중간 2층 홀’은 라이프 스테이지에 따라 여러 가지 사용법이 가능한 공간 구성이다.

가까운 시일 내 상품화 계획
이번에 소개한 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’는 개발 당초부터 널리 일반에게 보급될 것을 고려했다. 가까운 장래에 상품화를 실현하기 위한 목표로 개발해 왔다. 그 결과, 일부 제안은 상품으로 제공할 수 있는 구체적인 전망을 보여준다. 이들 제안에 대해서 순차 상품으로 전개해 시장에 보급할 계획이다.

또, 앞으로 확대가 예상되는 리폼 시장에 있어서도 차세대 리질리언스 홈 ‘집+X’의 제안을 전개, 에너지 절약형의 쾌적한 주거를 전 세계로 확대시켜 가는 것으로 지속 가능한 사회, 저탄소 사회에 일조해 갈 계획이다.

자아키 가즈히코
LIXIL 주택연구소 홍보·선전부 계장


SOLAR TODAY 편집국(st@infothe.com)

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