열은 어디로 사라지는 걸까요?
패시브하우스가 시작되는 곳

‘단열이 잘 된 집’이라는 말은 많이 듣지만, 실제로 열이 어떻게 빠져나가고 어디서 결로가 생기는지 아는 분은 많지 않습니다. 패시브하우스의 모든 설계는 이 물음에서 출발합니다.

01 열은 세 가지 방식으로 이동합니다

집 안의 따뜻한 열이 밖으로 빠져나가는 경로는 딱 세 가지입니다. 전도, 대류, 복사. 각각 조금 다른 방식으로 작동하며, 좋은 단열 설계는 이 세 가지를 모두 고려합니다.

전도 (Conduction)

재료를 타고 직접 전달됩니다. 콘크리트 , 유리, 단열재 모두 이 방식으로 열을 주고받습니다. 재료마다 전달 속도가 다릅니다.

대류 (Convection)

공기나 물이 움직이며 열을 운반합니다. 창문 근처에서 느껴지는 차가운 기류, 벽체 안 공기층에서의 열 이동이 대표적입니다.

복사 (Radiation)

공기 없이도 이동합니다. 난로 앞에서 바로 따뜻함이 느껴지거나, 창가에서 차갑게 느껴지는 이유가 바로 복사 때문입니다.

일상에서 느끼는 복사 열손실

겨울에 창가에 앉아 있으면 히터를 켜도 유독 춥게 느껴집니다. 공기 온도가 충분해도 차가운 창 표면이 내 몸의 열을 복사로 빨아들이기 때문입니다. 이것을 평균복사온도(MRT)라고 하는데, 패시브하우스에서 창호 성능을 높이는 이유 중 하나가 바로 이 MRT를 개선해 체감 쾌적성을 높이기 위함입니다.

02 U값 — ‘단열 성능표’를 읽는 법

건축 도면이나 자재 사양서에서 자주 보이는 U값(열관류율)은 한 마디로 ‘단위 면적당 1시간에 빠져나가는 열량’입니다. 숫자가 낮을수록 열이 잘 안 빠져나가는, 즉 단열이 잘 된다는 뜻입니다.

U값은 아래 순서로 계산됩니다. 재료의 고유 성질인 λ에서 시작해, 두께를 반영한 R을 거쳐 최종 U값이 결정됩니다.

λ (람다)

열전도율 · W/mK

재료 자체가 얼마나 열을 잘 전달하는지의 고유값. 같은 두께라도 재료마다 크게 다릅니다. 낮을수록 단열에 유리합니다.

열저항 · m²K/W

두께 ÷ 열전도율로 구합니다. 두꺼울수록, 전도율이 낮을수록 높아집니다. 높을수록 좋습니다.

열관류율 · W/m²K

모든 층의 열저항을 합산한 뒤 역수를 취한 값입니다. 낮을수록 단열 성능이 우수합니다.

패시브하우스 인증이 요구하는 인증기준은 다음과 같습니다.

중부1 U ≤ 0.15 W/m²K

중부2 U ≤ 0.21 W/m²K

남부,제주 U ≤ 0.25 W/m²K

창호 (Uw) U ≤ 0.80 W/m²K

일반 아파트와 비교하면

한국의 일반적인 아파트 외벽 U값은 약 0.36 W/m²K 수준입니다. 패시브하우스 기준(0.15)은 그보다 2배 이상 단열 성능이 뛰어난 수준입니다. 같은 면적에서 빠져나가는 열이 절반 이하라는 의미이기도 합니다.

03 결로는 왜 생기고, 어떻게 예측하나요?

벽 모서리나 창틀 주변에 물이 맺히는 것을 결로라고 합니다. 단순히 보기 불쾌한 문제가 아니라, 장기적으로 곰팡이와 구조 손상으로 이어집니다. 결로는 표면 온도가 이슬점 이하로 떨어질 때 발생합니다.

건축가들은 이 위험도를 fRsi (표면온도계수)라는 수치로 판단합니다. 0에서 1 사이의 값이며, 1에 가까울수록 실내 온도에 가까운 표면 온도를 유지한다는 의미입니다.

실내 온도와 습도 조건을 설정합니다 (예: 실외-10°C,실내 20°C, 습도 50%)
→ 온도차 ΔT = Ti − Te = 20 − (−10) = 30 K
그 조건에서의 이슬점 온도를 계산합니다 (위 예에서는 약 9.3°C)
→ 243.04 × [ln(φ/100) + (17.625·Ti)/(243.04+Ti)] ÷ [17.625 − ln(φ/100) − (17.625·Ti)/(243.04+Ti)] ≈ 9.3°C
실외 기온을 반영해 최소 fRsi를 구합니다 (실외 –10°C 기준 → 약 0.64)
→ (9.3 − (−10)) / (20 − (−10))= 0.643 ≈ 0.64
설계한 벽체 또는 접합부의 실제 fRsi를 계산해 비교합니다.
실제 fRsi ≥ 0.64이면 결로 안전 구간, 미달이면 상세 디테일 수정이 필요합니다

패시브하우스 목표값

법적 기준(최소 fRsi ≥ 0.64)을 맞추는 것이 최소 요건이라면, 패시브하우스 설계에서는 fRsi ≥ 0.75를 목표로 합니다. 창틀, 벽·바닥 접합부 등 단열이 끊기기 쉬운 부위가 특히 취약합니다.

한국패시브건축협회 기준: 실내 표면온도 ≥ 12.6°C 적용
= (12.6 − (−10)) / (20 − (−10))=0.753 ≈ 0.75

04 벽 속의 습기

눈에 보이지 않지만, 공기 중의 수증기는 항상 실내에서 실외 방향으로 이동하려는 성질이 있습니다. 이 과정에서 벽체 안 어딘가에서 온도가 너무 낮아지면 수증기가 응결되어 내부 결로가 생깁니다.

방습층 (실내측)

수증기가 벽체 안으로 유입되는 것 자체를 막습니다. 내부 결로 예방의 첫 번째 수단입니다.

투습 외장재 (실외측)

혹시 안으로 들어온 수증기가 다시 밖으로 빠져나갈 수 있도록 통로를 열어줍니다.

단열재 위치 조정

응결이 발생하는 지점이 단열재 바깥쪽이 되도록 설계 순서를 조정합니다.

패시브하우스의 기본원칙

“안쪽은 막고, 바깥쪽은 열어라.” 실내 측에는 기밀·방습층을 두어 수증기 유입을 차단하고, 실외 측에는 투습이 가능한 소재를 사용해 내부에 쌓인 습기를 내보냅니다. 글레이저 다이어그램은 이 원칙이 제대로 적용되어 있는지 확인하는 도구입니다.

PHASE 1: 물리적 기초