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전통구들의 구조와 개량구들의 사례와 개선방향

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전통구들의 구조를 소개하고 현대적으로 개량된 구들 고수들의 개량구들의 사례, 서양식 벽난로와 로켓매스히터와 비교를 통한 개선 방향에 대한 제언 등을 담았다.

Publié dans : Environnement
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전통구들의 구조와 개량구들의 사례와 개선방향

  1. 1. 구들강좌 1 전통구들의 구조와 개량구들의 사례들 /벽난로와 비교 흙부대생활기술네트워크 김성원
  2. 2. 선사시대: 불자리: fireplace: 불구덩: fire pit: 모닥불: open fire
  3. 3. 연기구멍이 구들로 발전해가다.
  4. 4. 알라스카 이마낙 섬의 온돌유적
  5. 5. 로켓철판화덕과 구들 구들과 철판화덕의 로켓철판화덕의 기본원리와 구조는 같다 .
  6. 6. 폭 30 45 40 120 25~30 * 4평 내외의 경우 주물 아궁이문은 (내경 가로 28cm * 세로 22cm) 권장
  7. 7. 불맞이돌 불목 아궁이 함실 함실 개자리
  8. 8. 110 100 50 40 0 (회 굴) 120 60~70
  9. 9. 30cm 30 cm
  10. 10. 불 목 연 개자리 도( 굴 뚝방향 ) 아궁 이 윗불목 (바람막이 턱)
  11. 11. 전통구들의 문제점은 무엇일까 ? - 전통구들은 단열, 내화, 방습, 기밀 자재가 없던 시대의 산물이다. 제한된 자연자재(흙, 돌, 볏짚) 만을 활용하여 구들을 만들수 밖에 없었기 때 문에 전통구들은 물(습기), 바람(공기, 냉기), 불(열기) 의 조절과 조화가 중요 했으며, 그에 적합한 구조를 갖추게 되었다. - 그럼에도 단열, 내화, 방습, 기밀을 확보하지 못한 전통구들은 ‘저온연소( 낮은 연소효율)’, ‘ 다량의 배기가스(연기)’, ‘ 낮은 열이용율( 큰 열 손실)’ ‘ 높은 연료투입량’ , ‘ 여름철 바닥 습기와 고래하부 구조 취약’ 등 적지 않은 단점 을 갖고 있다. - 해결방안은 함실(화실) 의 단열, 내화(라이너), 기밀화구( 공기량 조절), 방습처리로 고온연소를 유도하고, 구들과 고래 하부 기초와 시근담(고막이) 를 철저히 방 습, 단열 처리하여 열손실을 막는 방법이 가장 기본적인 개선 방안이다. - 함실과 구들고래 구조의 단열, 내화, 방습, 기밀성을 강화하였다면, 굳이 전통구들의 구조를 그대로 유지할 필요가 있을까? 어떤 구조의 변화가 가능할까? 구조 역할의 변화는 없을까?
  12. 12. 이화종 선생의 겹구들 주물함실, 상하 겹구들(하부 냉기처리 목적 ), 별도의 냉기배출구, 유선형 고래가 특징 단점 : 시공 비용 상승, 방습단열만 잘해도 될 것을 과잉은 아닐까?
  13. 13. 무운 선생의 좌침관 구조 고래 개자리에 차는 냉습을 고래개자리 또는 함실 바닥보다 낮은 외부 지면으로 빼주 어 고래 내부의 냉습에 의한 압력을 줄여주는 (감압) 구조 : 첫 착화시 외에는 필요 없는 구조
  14. 14. 구들하우스의 철제난로식 함실 낮은 함실을 내화라이닝을 부착한 철제난로로 만들어 고래구조에 부착한다. 함실문의 기밀을 유지하고 공기유입량을 조절할 수 있는 장점이 있고, 구들 고래에 개자리가 없어 구들 시공 높이가 낮다. 철제 불목 부분의 내화라이닝 처리가 없어 내구성에 문제가 생길 가능성이 있다. 그러나, 구들개량의 또 다른 사례로 주목해볼 필요가 있으며 시공의 편리성 등 장점이 많 다.
  15. 15. 조선말 왕실 구들 조선말 왕실 구들 유적을 보면 러시아를 비롯한 서구 벽난로의 영향을 받았다는 것을 알 수 있다. 재구덩과 함실 (화실)을 구분하여 편리하게 재를 청소하도록 하였고 함실 하부로부터 공기유입이 되도 록 만들어져있다. 또한 재구덩과 함실에 철문이 부착되어 있다 . 만약 서구 벽난로 전통을 통해 우리의 전통구들을 재해석한다면 어떤 모습일까?
  16. 16. 벽난로 장인들 중국의 캉을 재해석하다. 중국의 캉 (구들) 을 서구의 벽난 로 장인들이 벽난로식으로 재해석 하였다. - 철저한 단열 - 철저한 내화구조 - 확장연소실(?) 도입 (개자리에 대한 서구식 해석일 까?) (벽난로에서 불목 위에 있는 smoke chamber 가 확장연소실 에 해당한다.)
  17. 17. 가마식 구들 화실 구조 매우 긴 장작을 그대로 넣을 수 있는 긴 화실 , 2 차 공기주입, 화실과 재구덩 분리 등
  18. 18. 로켓매스히터와 구들의 결합 철저한 단열 , 내화구조, 거꾸로타는 방식으로 고온연소, 작은 화구로 공기유입량 조 절, 열기상승관을 이용한 강한 흡입력 발생 , 공간난방과 바닥난방을 동시에 단점 : 잦은 장작투입과 연기역류 (프랑스 플렉스오븐 방식으로 해결 가능), 수직 발열부와 방바닥의 열균형 조절이 관건 .
  19. 19. 플렉스 오븐 높은 장작투입구와 기밀화구, 하부 공기주입구 겸 재청소구, 열기상승관과 굴뚝 사이에 직행댐퍼 설치하고 초기 착화 시 개방 (좌침관과 비교할 것) 긴 장작 투입이 가능해지므로 장작투입 시간 단축
  20. 20. 플렉스 오븐 + 가스 슬롯 (감압구)+구들 플렉스오븐 구조 + 벽난로의 가스 슬롯 ( 중적가스와 압력을 줄여주는 구멍들 ) 을 열기상승관 에 두어 열기흐름을 좋게하고 수직발열부 (벽난로) 와 수평발열부 ( 구들 바닥 ) 의 열균형 유지 .
  21. 21. 러시아 페치카의 기본 구조에서 가스슬 롯 A : 장작받침 B : 재구덩(재서랍) C : 상부덮게 D : 불목 E : 재점검구 F : 재구덩문(공기주입구) G :하강열기통로 H : 굴뚝 I : 신축이음(신축이음 유격) J : 화실 K : 화구문 L : 가스슬롯(감압구) M : 노상 N : 기초바닥(단열) O : 단열재 P : 외벽(Face) Q: 댐퍼 R: 상승열기통로
  22. 22. 러시아 컨트라플로우형 페치카의 가스슬롯 수직구조뿐 아니라 수평구조에서도 활용된다.
  23. 23. 마니산님의 벽난로 겹구들 플렉스오븐 구조 + 가스슬롯+이화종 선생의 겹구들을 결합하였으나 가스슬롯 위치, 열기상승관의 높이와 단면적, 하강열기통로의 간격 , 화실 구조 등 세부 시공 미흡으로 수직발열부(축열부)와 바닥발열부 사이에 열편중 현상 발생할 것으로 판단 된다 . 즉, 바닥이 미지근할 가능성이 매우 높다
  24. 24. 가스슬롯과 중적가스 처리에 대한 오해 로켓매스히터의 중적가스 역시 습기와 불완전연소 입자 모두를 포함합니다. 중 적가스 배출을 위한 구조에 대한 몇 가지 오해가 있습니다. '배출' 이란 표현때 문에 오해가 생기죠. 중적 가스는 고온연소 환경에서도 어느 정도 발생하고 열기 의 흐름과 연소 그 자체를 방해하기도 합니다. 그래서 중적가스를 화실에서 배출 할 필요가 있습니다. 중적가스를 빼주는 구조는 사실 가스슬롯도 있지만 드라이조인트가 있습니다. 이 두 구조는 ‘배출’을 통해 열기통로 내부의 압력을 조절하는 기능도 갖고 있습니다. 초기 착화 시에는 열기통로를 우회하지 않고 바로 굴뚝이나 연통을 예열하여 상승기류(흡입력) 을 만들어내서 내부 냉압을 신속히 줄이는 감압장치이자 예열 구조라 할 수 있습니다. 이러한 이유로 특히 가스슬롯은 복잡한 열기통로 구조 를 가진 벽난로에서 열기흐름을 일정하게 만들고, 특정 부위에 열이 집중되는 열편중을 해소하는 역할을 합니다. 화실 하부에 가스슬롯을 두는 사례는 적절치 않은 시공이라 볼 수 있습니다. 가스슬롯은 보통 열기상승구조의 중상단부에 만들어 소위 낮은 불, 중불을 빨리 하강열기 통로로 넘겨주는 역할을 합니다. 드라이조인트는 화실벽에 2cm 내외 의 긴 수직틈을 만들어 다양한 온도 스펙트럼을 갖는 불을 저온부터 고온까지 자 연스럽게 넘겨주는 역할을 합니다. 그러나, 특정 위치에 뚫는 가스슬롯은 그 위 치에 해당하는 불꽃 높이와 온도를 가진 저온의 불 또는 중적가스만을 넘겨주게 되므로 다른 층위의 중적가스나 불을 제대로 처리하지 못하게 됩니다.
  25. 25. 원형구들과 이중열기고리 구조 이중열기고리 구조와 화정판을 가진 원형구들 → 열손실을 줄이고, 전열면적을 고루 편다. 단, 가스슬롯을 이용해 열편차 해소 필요
  26. 26. 원형구들과 이중열기고리 구조를 닮다 .
  27. 27. 종탑형 벽난로와 드라이조인트 종탑형은 열기를 실(방) 구조에 가두어 축열을 높이고, 드라이조인트로 중적가스 (냉기) 를 처리하는 방식이다. 이 구조를 구들에 결합하여 냉기의 유입과 배출에 응 용할 수 있다 .
  28. 28. 벽난로의 열기통로와 구들 고래 구조를 비교해보자.
  29. 29. 벽난로의 열기통로와 축열구조는 기본적으로 수직구조이다. 구들은 수평구조로 열을 분기하여 흐르도록 조율하기 더 어렵다. 그러나, 만약에
  30. 30. 이렇게 만들어볼 수는 없을까 ?
  31. 31. 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.)
  32. 32. 화실(함실) 의 높이 러시아 페치카의 경우 화구 높이의 2.5 배 높이를 가진 화실이 많다. 화실이 낮으면 연기가 불을 눌러 불완전연소가 되며, 고온의 높은 불꽃이 만들어 지지 않는다. 이점은 전통구들의 함실에도 동일하게 적용된다.
  33. 33. 현대적인 다양한 연소 방식을 응용한 구들 함실은 만 들어질 수 없는 것일까? 수직 연소 수평 연소 하향 연소 측방 연소

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