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2010.03.10 로켓메스히터 밀양 워크숍 정리글 ㅣ 작성자 옵져버 함승호

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결과적으론 실패로 끝이난 국내에서 두번째 워크숍이였으나 많은 실험 데이터를 남겨준 귀중한 워크숍 자료입니다.

동계올림픽의 열기만큼이나 후끈한 워크숍이었습니다.

크기 만큼의 로켓메스히터도 그랬고,

배움의 열을 내시던 회원님들의 관심도 그랬고…

짐작컨대…

워크숍 이틀동안 김연아와 금메달 리스트들을 제외하면 가장 많은 카메라 플래쉬를 받은 분은 어도비님이셨을 듯 합니다. 인기 연예인의 결혼 발표장처럼 많았던

미디어 워크숍이기도 했구요.

어려운일 솔선수범하셔서 워크숍 이끌어 주신 경상공방 회원님들에게 감사드리며

단발의 행사로써 치러지는 워크숍이 아니라

참가하시고 관심있으신 분들에게

주제가 선명하고 새로운 문제가 제기 되는 모임이었기를

나름대로 정리하여 남김니다.

1. 다중연소실 구조의 하이브리드 로켓메스히터 강의-1

2. 다중연소실 구조의 하이브리드 로켓메스히터 강의-2

3. 다중연소실 구조의 하이브리드 로켓메스히터 강의-3

4. 워크숍 실습과 과제와 해결 -1

5. 워크숍 실습 과제와 해결-2

 생태적인 주거와 자가 건축 이라는 관심이 급속한 트랜드로 자리하고 있는 요즘.

이에 관한 수많은 자료와 정보가 쏟아지면서 이러한 트랜드를 공유하기 위한 부단한 노력과 학습이 이루어지고 있습니다.

같은 관심들을 주제로 자연스럽게 모임들이 만들어지고 인터넷 문화에 편승한 요즘은 동호회 활동을 통하여 온, 오프 상에 적극적인 형태로 활동이 이어지고 있습니다.

 

기존 건축 시장의 주택 공급체계에 길들여져 상품화된 주택을 구입하는 것만이 집을 얻을 수 있는 유일한 방법이라고 여겼던 사람들에게 생활주변에서 쉽게 얻을 수 있는 생태적인 소재를 가지고 스스로 자신의 집을 짓는 정보를 접하게 된 것은 자체로써 충격이 아닐 수 없었습니다.

이러한 생태적인 건축 방식들은 주거에 관한 새로운 생각뿐 아니라 상업적 건축에 의하여 묻히고 잃어 버렸던 건축 본능을 일깨우는 정보와 경험을 공유하기 시작하면서 자가 건축이라는 또 하나의 트렌드를 만들어 내면서 이에 관련된 교육과 학습 활동을 활발하게 만들었습니다. 대표적인 생태주택에 관련된 인터넷 까페인 스트로베일 하우스와 흙부대 건축 네트워크가 그 대표적인 교육워크숍에 활발한 활동을 보이고 있습니다.

  

흙부대 네트워크와 스트로베일 하우스의 에너지 분야 연합 워크숍현장에서

진화 하는 로켓메스히터가 시현되고 있는 현장입니다.

 

이번 밀양워크숍의 목적은 길이가 8.2미터에 이르고 폭이 2.3미터인 공간에 로켓 메스 히터를 설치하여 공간난방과 축열난방을 해결하려 하는 것입니다.

 

수평연통관이 총연장길이가 50미터나 될 만큼 축열난방 범위가 광범위 하며 현장의 특성상 축열부의 길이가 긴 형태의 구조를 원활하게 작동시킬만한 용량을 가진 대용량의 로켓 메스 히터와 제반 구조를 만드는 것이 목적인 것입니다.

요약하자면 광범위한 난방공간을 충족시킬만한 용량의 연소부를 제작 하는 것과 이에 맞는 효율적인 구조의 로켓메스 히터를 만드는 것이 목적입니다.

 

이번 워크숍의 또 하나의 과제는 열기 상승관 접한 벽면을 벽난로의 축열벽 방식처럼 활용하여 공간난방에 효율적으로 이용 하는 것입니다.

로켓메스 히터가 국내에 소개된 지 얼마 되지 않았지만 지속적인 정보의 업그레이드와 실험적 아이디어들이 관심 있는 분들의 호기심을 자극하고 실험하는 과정에서 더욱 진보된 아이디어로 이번에 실험단계에 접어든 대표적인 사례라 할 수 있습니다.

 

마지막으로는 50미터에 이르는 수평연통의 축열부를 효율적으로 설계하여 열의 흐름과 축열의 기능을 높여 보자는 것이 이번 워크숍의 목적인 것입니다.

 

많은 토론을 거쳐서 예상되어지는 문제점들을 보완 하고 설계 변경을 통해서 최종적 인안이 시공되고 있습니다.

워크숍의 첫 번째 문제를 해결하기 위한 노력은 이렇습니다.

용량적인 문제를 해결하기 위하여 연소실을 다중으로 설치하기로 했습니다.

기존우리가 보아온 하나짜리 연소실에 크기를 확장하여 발열량을 높일 수도 있지만 구조상 한계와 기능상 효율의 한계가 분명합니다.

그러한 한계와 효율을 높이기 위하여 연소실을 세 개로 나누어 필요한 열량을 확보하는 한편 그러한 다중연소실 구조를 설계하면서 로켓메스 히터의 핵심인 열기 상승관의 기능을 저하하지 않는 구조에 관하여 깊은 고심이 있었습니다.

 

두 번째는 열기 상승관을 넘어온 뜨거운 열을 활용하여 공간난방에 필요한 열을 확보하는데 벽난로에 축열벽을 접목 시킨다는 것입니다.

이러한 축열벽을 만들기 위해서는 연소실의 열기 상승관 까지는 단열벽돌로 조적을 하여 밖으로 빼앗기는 열을 최소화 하여 벽돌을 쌓고 / 열기 상승관을 넘어선 벽난로 축열벽은 일반 벽돌을 사용하여 축열벽을 쌓는다는 것입니다.

또한 연소실과 열기 상승관 그리고 축열벽의 각 공간의 체적을 적절하게 배치하며 축열난방을 위하여 수평연통으로 흐르는 열기의 흐름에 정체 현상이 없도록 고려하여 설치하는 것입니다.

 

세 번째는 긴 거리의 수평연통을 설치하는데 있어 효율적인 분기구조를 연구하는데 있습니다. 수평연통의 총연장길이가 50미터에 이르고 연소실 접속부로부터 배출구까지는 60미터에 가까운 길이의 수평연통을 적절한 열 흐름을 고려하여 배치 한다는 것입니다.

 

종합하여 보면 이러한 각 부분적 문제들을 해결하는 데는 총체적인 구조적 균형이 필요합니다. 열량을 높이기 위하여 연소실이 많아진 구조를 설계했다면 거기에 맞는 열기 상승관의 면적과 높이가 고려가 되어야 하며 공간난방과 축열난방의 비율을 구분하려면 축열벽에 크기와 수평연통의 길이가 고려되어야 한다는 것입니다.

 

이러한 워크숍 과제를 종합하여 설계된 연소부의 구조는

연료투입구가 각각 150밀리미터인 연소실이 분리되어 3개가 나란히 붙어 있으며

단열벽돌로 쌓아올려 그 외형의 가로의 길이가 770미리, 세로 220미리 높이가 1450미리에 이르는 대형 열기상승관이 쌓아지고 열기상승관의 열기가 넘어가는 뒤쪽으로 같은 크기의 벽난로의 축열벽을 접목시킨 열교환부가 공간난방을 위하여 자리 하게 됩니다.

 

열량을 높이기 위하여 3개의 연소실을 가지게 했으며 연소로를 짧게 설계하여 연소실의 열이 열기 상승관으로 이동하면서 빼앗기는 열을 최소화했습니다. 연소실의 구분은 3등분하여 구분을 두었으나 각 연소실에서 들어온 열이 열기 상승관에 이르게 되면서 구분 없는 하나의 열기 상승관을 통과하게 설계 하였습니다. 또한 열기 상승관을 넘어간 열의 일부를 벽난로의 축열벽처럼 공간난방에 사용하기 위하여 일반 적벽돌을 쌓아올려 축열벽을 만들었습니다.

그렇게 일부 축열벽 공간을 덥힌 잔여 열기는 축열벽 측면에 설치한 수평연통 연결부위를 통하여 바닥 난방에 필요한 긴 연통을 통과 하게 됩니다.

연소부와 축열부의 연결부위는 좌, 우 두 개의 연결부로 나뉘어 수평연통의 분기점을 만들며

두 개의 분기점은 다시 각각 두 개의 분기를 통하여 방바닥 전체 면에 배관이 이루어집니다.

분기된 4개의 배관은 다시 배출구로 연결되는 축열부의 마지막 부분에서 처음 분기된 방식대로 합하여져 두 개의 배출구를 통하여 최종 밖으로 배출되는 구조로 설계를 하였습니다.

 

워크숍 과제를 고려하여 면밀하게 검토한 설계에 따라 연소부 시공이 이루어지고 있습니다.

로켓 메스히터의 연소부중 단열벽돌로 조적이 된 연소부와 열기상승관의 시공을 마치고 중간 성능 점검을 하는 중입니다.

이번 로켓메스히터 워크숍은 규모를 비롯해서 실험적인 성격이 다분하기 때문에 중간 점검과 테스트를 통해서 새로운 데이터를 얻는 것은 물론이고 원리에 충실한 설계를 가지고 시공을 하면서 현장의 상황과 형편에 따라 불합리한 구조를 즉석에서 교정을 하여, 효율 높고 안정된 기능을 구축해 나가는데 상당한 노력을 했습니다.

 

연소실과 열기상승관의 조적을 마치고 중간 시험가동까지 마친 후 공간난방을 위하여 축열벽으로 사용할 부위를 시공하고 있습니다.

열기 상승관 비슷한 크기로 제작이 되며 측면엔 수평연통으로 연결되는 배관이 있습니다.

또한 열기 상승관을 넘어오는 재를 청소하기위한 개폐구가 설치될 것입니다.

축열벽이 완성이 되면 본격적인 예비 점검을 할 수 있습니다.

 

항상 실험적 시공에는 예상을 빗나가는 결과들이 나타나곤 합니다.

다중연소실 구조와 벽난로 축열벽이라는 하이브리드한 특성을 가진 이번 로켓메스히터의 시공 또한 그러한 예상할 수 없는 문제들 때문에 설계단계부터 팽팽한 스트레스와 더불어 중간 실험가동을 통해서 설계변경이 필요한 부분까지 생겼습니다.

 

정확한 원인 진단은 문제를 해결하는데 가장 확실한 방법이기도 합니다.

처음 1차 실험은 연소실과 열기 상승관만을 시공한 상태에서 불을 넣었고 당시 불길은 예상대로 맹렬하게 열기 상승관을 넘어 아무런 문제가 없는 듯 했습니다. 축열벽의 조적을 마치고 수평연통관을 연결한 상태로 실시한 2차 실험에서 불길과 연기가 연소실 쪽으로 역류되고 열기상승관의 상승기류발생이 미약 했습니다. 3개의 연소실에서 들어오는 불길이 하나의 열기 상승관으로 모이게 되는 구조가 상호 작용에 의하여 강한 상승기류를 충분히 만들 수 있을 것이라는 예상과 전 실험들의 결과를 무색하게 만들었습니다.

 

연소실에서 발생한 열이 열기 상승관을 지나면서 강한 상승기류를 발생시키고 그때 발생하는 압력이 밀어내는 추진력과 흡입력으로 작용을 해야 하는데 연소실의 불길이 하나의 공간으로 설계된 열기상승관의 큰 공간을 만나면서 상승력이 분산이 되고 추진력과 흡입력이 떨어지는 것으로 1차 원인이 진단됐습니다. 또한 하나의 열기 상승관으로 설계된 연접한 연소실에서 서로 간섭이 생기면서 때로는 산소 과잉 공급 원인으로 연소점 집중에 방해가 되기도 하고 연소가 원활하지 못한 연소실은 오히려 굴뚝의 역할로 로켓 메스 히터의 기능에 치명적인 결과를 만든다는 진단에 의하여 각 연소실의 접한 열기 상승관을 각각 분리하는 수정 설계에 의한 시공이 이루어 졌습니다.

 

연소부의 수정시공이 이루어 지는 동안 축열부의 시공도 속도를 내고 있습니다.

 

몇 번의 워크숍에서 모든 문제를 해결할 수는 없습니다.

이러한 연구와 노력의 결실로 진보된 지식 정보가 결과물로 생겨나고 그러한 것들이 공유되어지면서 새로운 기술과 아이디어가 접목이 되는 과정을 통하여 우리를 자유롭고 편리하게 하는 생활기술들이 괄목할만한 새로운 장을 만나게 될 것입니다.

 

수정전 일체형 열기상승관의 구조

수정후 열기상승관의 열기 흐름

 

축열부의 분기 배관은 아랫목과 윗목을 구분하여 활용빈도가 높고 축열난방 온도를 높여야 하는 부분을 연소부에서 가까운 분기선들을 집중 배치하여 배관을 했으며 건물내부 연통을 설치하여 건물의 상단부에서 외부연통을 연결하려던 계획을 건물구조상 수평연통을 바깥까지 뽑아내어 연통으로 연결하는 배출구의 위치 변경이 있었으며 시공후 생기는 수평연통 주변에 습하고 차가운 환경으로 인하여 어느 정도의 기간 동안은 강제배출을 통하여 배출을 하기로 하였습니다.

 

자리를 마련해 주신 자연스런 인연님

강의해 주신 팻독피쉬

경상공방 계곡좋아님, 희지아빠님, 어도비님,레이노스님,

참가하여 주신 준이아빠님, 이평님, 별마로님, 양군님, 지무님, 뉴폭스님, 어부아들님, 창조님, 룸비니님, 가라군자님, 호제님, 몽골리아님, 청학농꾼님, 창무님, 포천막걸리님, 취바다님, 반석님, 샘터농원님 , 수고 많으셨습니다. 

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