지구의 온도를 낮추는 쿨루프 알아보기

연이은 무더위에 습관적으로 에어컨을 찾고 계시진 않나요? 전세계적으로 열돔현상이 지속되면서 뜨거운 태양의 열기는 식을 기미가 보이지 않는데요. 특히 한낮의 열기를 그대로 받아낸 건물들은 밤이 되면 다시 열을 방출해 열대야를 발생시키고 도심 열섬현상의 주요 원인이 되고 있습니다. 이 때문인지 건물의 열 유입을 감소시켜 온도를 낮추는 쿨루프에 대한 관심이 높아지고 있는데요. 선진국에서 이미 다양한 방법으로 시행되고 있는 쿨루프란 무엇인지 함께 알아보도록 하겠습니다. 

1. 쿨루프(Cool Roof)란? 

쿨루프란 건물 옥상 표면에 특수 페인트를 칠해 건물에 유입되는 열을 낮추고 에너지 절약을 현실화 시키는 프로젝트를 말하는데요. 옅은 색상이 햇빛과 열을 반사하고 짙은 색상은 빛을 흡수한다는 것은 이미 널리 알려진 과학 상식입니다. 이러한 원리를 실제 기술로 접목시켜 지붕의 온도를 낮추고 에너지 효율성을 향상시키는 것이 바로 쿨루프인데요. 쿨루프는 옥상에 밝은 색상의 표면을 형성해 최대 90%의 태양 광선을 반사함으로써 건물이 흡수하는 태양열을 크게 줄여 줍니다. 특히 기존의 지붕재 위에 간편하게 설치가 가능하다는 장점이 있는데요. 

우리나라에서 흔히 볼 수 있는 녹색 우레탄 옥상 또는 콘크리트 지붕은 태양열의 15% 정도만 반사한다고 알려져 있습니다. 하지만 특수 페인트를 사용하면 무려 80%에 가까운 열을 반사할 수 있게 되는데요. 이처럼 옥상과 지붕에 태양열을 반사하는 특수 페인트를 사용하면 차열 효과를 이루어내고 실내 온도를 약 4도 가량 낮추는 효과를 얻을 수 있습니다. 

< 쿨루프 유형 >

1) 화이트 루프(White Roof) 

백색 열가소성막 소재의 페인트를 활용해 지붕에 설치하는 것을 의미하며 거의 화이트루프로 통념 되고 있지만 사실 다양한 색상과 재료로도 나올 수 있습니다. 현재 상업용이나 주거용 빌딩에 모두 사용이 가능하며 쿨루프 안료의 특수한 성질을 활용해 태양 광선의 80 % 이상을 반사 할 수 있고, 지붕이 흡수한 태양복사열을 최소 70 %나 방출할 수 있는데요. 연료소비 절감, 온실가스방출 및 도시공기오염을 줄이는데 도움을 주지만 열을 반사하는 성질로 인해 겨울철 에너지 소비율을 높일 수 있다는 단점이 있어 아직까지 논쟁의 소지가 있습니다. 

2) 그린루프(Green Roof) 

그린루프는 나무와 꽃 등 식물로 건물 옥상을 꾸며주는 것을 말하는데요. 태양열을 반사해 단열 효과를 높여주고 에너지 효율성을 극대화 시킨다는 장점이 있어 냉난방 비용을 최대 60%까지 줄일 수 있습니다. 화이트 루프와의 차이점은 녹색 식물을 통해 대기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수하고 신선한 공기를 생산해 주변을 쾌적한 환경으로 가꾼다는 점인데요. 이에 반해 습도가 증가하고 정기적인 유지보수가 필요하다는 단점이 있습니다.

2. 쿨루프의 장점 

1) 스모그 절감

일반 지붕은 열이 통과하지 못하도록 차단하는 열차폐 현상(Heat Shield)을 야기해 주변 온도를 상승시킴으로써 스모그를 가두는 악영향을 초래하는데요. 특히 대기오염을 심화 시킬 수 있어 도심 환경 및 건강을 위협하는 요인이 됩니다. 이러한 스모그가 악화되는 것을 막기 위해 쿨루프를 설치하게 되면 스모그 절감효과를 얻을 수 있습니다. 

2) 태양광선 반사 

여름에 검은 티셔츠보다 하얀 티셔츠를 입었을 때 더 시원한 것처럼 하얀색은 태양광선을 반사시키고 검정색은 태양광선을 흡수하게 되는데요. 이러한 원리를 활용한 쿨루프를 시공하면 일반옥상에 비해 최대 80%의 태양광선을 반사시킬 수 있습니다. 

3) 전기세 절감

날씨가 32도의 열기를 지속했을 때 검정 타르 옥상의 표면온도는 최대 80도까지 오르게 되는데요. 쿨루프를 시공하게 되면 옥상의 표면온도가 약 38도로 날씨 기온보다 6도 가량 오르게 되어 검정 타르 옥상일 때와는 현저한 온도차이를 확인할 수 있습니다. 덕분에 건물 내부에서는 피부로 느낄 수 있을 만큼 기온 차를 느낄 수 있고 이로 인해 전기세 절약을 실천할 수 있답니다. 

< 쿨루프 시공절차 >

① 주변 정리 및 청소 : 옥상 위 폐기물을 정리하고 낡은 우레탄 막을 제거합니다. 

② 면처리 및 면보수 : 그라인더를 이용해 바닥을 평탄하게 만들어 줍니다. 

③ 하도작업 : 바닥면을 강화시키고 중도작업을 용이하게 만들기 위해 진행합니다. 

④ 실란트 작업 : 옥상 바닥의 균열과 모서리 틈을 메워줍니다. 

⑤ 초벌작업 : 바닥면을 고르게 정리합니다. 

⑥ 중도작업 : 우레탄 방수층을 형성합니다. 

⑦ 상도도장 : 중도 보호를 위한 코팅을 하는 최종 단계입니다.

<사진출처 : 미국 에너지국 공식홈페이지 >

3. 쿨루프 해외사례

지난 2010년 미국 뉴욕에서 오래된 건물에 거주하는 저소득층 노인들이 폭염에 대거 사망하는 일이 발생하자 ‘White Roof Cool City’ 라는 캠페인의 시작이 쿨루프의 시초가 되었습니다. 이후 뉴욕에서 약 80여개의 빌딩 옥상을 쿨루프로 전환하였으며 40여개 국가의 주요 도시에서 쿨루프 캠페인에 동참하게 되었는데요. 현재도 전세계로 확산되고 있는 추세입니다.

 

1) 미연방 에너지국 (Across the U.S. federal government)

2010년 7월, 미국 에너지국(Department of Energy)은 전국 DOE 시설 및 정부 건물에 쿨루프 기술을 구현한다는 계획을 발표했는데요. 낙후된 지붕을 새로 교체하는 것보다 쿨루프를 설치했을 때 단열재가 적게 사용되어 경제성이 높이 평가되었기 때문입니다. 이러한 장점 덕분에 미국 에너지 장관은 모든 미국 에너지부(DOE) 사무실을 비롯해 다른 연방 기관에도 쿨루프를 설치할 것을 권장했습니다.

<사진출처 : CRRC 공식홈페이지 >

2) 쿨루프 평가위원회 시스템 구축 (Cool Roof Rating Council) 

미국 비영리 단체 쿨루프 평가위원회 (CRRC)는 태양광 반사율 및 제품의 열방사율을 평가하기 위해 등급을 책정할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 이 시스템은 약 850 개 이상의 제품을 온라인 디렉토리에 입력한 후 에너지 서비스 제공 업체, 건물 코드기구, 건축가 및 전문가, 부동산 소유자 및 지역 사회 개발자들이 시스템을 사용할 수 있도록 편의를 제공했는데요. CRRC는 평가 디렉토리의 신뢰성 보장을 위해 매년 무작위로 검사를 시행하고 있으며 제조 업체와 판매자가 CRRC 측정법에 따라 자신의 루핑 제품을 테스트 해보고 별도로 제품 내에 표기를 할 수 있습니다. 

<사진출처 : 그린 글로브 공식홈페이지 >

3) 그린 글로브 (Green Globe) 

그린 글로브는 실제 건물의 성능을 반영하는 미국 환경 보호청(Environmental Protection Agency)의 데이터를 활용해 건축 설계와 비교 및 건물의 에너지 소비를 평가하는 성능 벤치 마크 기준을 사용하고 있는데요. 현재 미국과 캐나다에서 동시에 사용하고 있으며 건물은 한 개에서 네 개 사이의 글로브 평가를 받을 수 있습니다. 건물의 정보는 글로브가 승인되고 검증된 자격을 가진 엔지니어 또는 설계자에 의해 실효화되는데요. 효율이 높은 등급을 위해서는 루핑 재료가 최소 0.65의 태양광 반사율을 나타내야 하고 0.90의 열 방사가 있어야 합니다. 

4) 쿨루프 유럽연합 (Cool Roofs Europe and other countries) 

유럽 연합 (EU)의 공동 출자를 받는 이 프로그램은 쿨루프를 통해 냉난방 에너지 소비의 실제적이고 잠재적인 절감에 기여하고 이에 대한 정책개발을 지원하기 위해 결성된 프로젝트인데요. 쿨루프의 수용가능성을 향상시키고 신청 절차, 건축 계획 허가를 포함한 혁신적인 법률, 코드, 허가 및 표준 개발을 보급, 촉진하자는 목표를 두고 있습니다. 이에 따라 기술, 시장, 정책 및 최종 사용자라는 네 개의 축에서 지속적인 개발이 진행되고 있답니다.  

<사진출처 : 화이트 루프 프로젝트 공식홈페이지 >

5) 화이트 루프 프로젝트 (White Roof Project)

화이트 루프 프로젝트는 지원자 개인에게 스스로 시공을 할 수 있도록 별도의 교육을 시행하고 지붕을 하얗게 칠하도록 권한을 부여하는 국가적 계획을 말합니다. 해당 프로그램은 현재 20개 이상의 미주 및 5 개국에서 화이트 루프 프로젝트를 완수하도록 돕고 있는데요. 또 자원 봉사자 수 천명을 연결시켜 주고 비영리 단체 및 저소득층 지붕 코팅을 후원하고 있습니다. 

지금까지 지구의 온도를 낮출 수 있는 간편한 방법인 쿨루프 프로젝트에 대해 알아보았는데요. 현재 우리나라에서도 쿨루프 프로젝트의 중요성이 언급되면서 다양한 경로를 통해 본격적인 시공이 착수되고 있습니다. 우리나라 역사상 가장 심한 폭염이 기승을 부리는 요즘, 쿨루프 프로젝트에 동참해 에너지 효율을 높이고 지구를 병들게 하고 있는 온실가스 절감효과를 노려보시는 건 어떨까요?