지구 도시의 열기를 식히기
- Natasha Spencer-Jolliffe
- 8월 22일
- 5분 분량
최종 수정일: 6시간 전
ㅡ 기후 친화적 건축이 어떻게 더위를 견딜 수 있게 만드는가
최근 기록적인 여름 폭염으로 인해 급격히 치솟는 도시 기온은 기후변화에 대응하는 도시들에게 주요 우려사항이 되었다. 인구 밀집 지역은 주변 농촌 및 교외 지역보다 훨씬 빠르게 온난화하고 있으며, 이는 공중보건을 위협하고 에너지 소비를 증가시키며, 특히 도시의 저소득층 거주자들에게 불균형적으로 큰 영향을 미치는 위험한 ‘도시 열섬’ 현상을 야기하고 있다.
한편, 에너지 수요를 관리하면서도 극한 기후로부터 거주자를 보호할 수 있도록 건물을 설계하는 일은 점점 더 복잡해지고 있으며, 특히 개발도상국에서는 큰 과제로 떠오르고 있다.
유엔환경계획(UNEP)의 글로벌(Global)ABC 수석 프로그램 매니저인 하나네 하프라우이(Hanane Hafraoui)는 『The Earth & I』와의 인터뷰에서 “해당 건축 설계 시장의 기술 및 역량 격차를 해소하는 것이 이 분야가 가진 가장 중요한 과제의 하나”라고 말했다.
기후 적응은 이제 단순히 나무를 더 많이 심는 것을 넘어섰다. 맷 산타무리스 교수는 40년 넘게 기후 지능형 솔루션의 강력한 조합을 개발해 왔다. 이러한 솔루션은 도시와 건물을 자연스레 시원하게 유지하도록 설계하고, 투자자를 유치하며, 저소득층 시민의 복지를 고려하는 것을 목표로 한다.
“기후변화에 대한 건축 분야의 적응은 열적 쾌적성을 높이고, 에너지 소비를 최소화하며, 도시의 회복탄력성을 강화하는 데 점점 더 초점을 맞추고 있다.”고 호주 뉴사우스웨일스대학교(UNSW)의 고성능 건축학 교수인 산타무리스는 『The Earth & I』와의 인터뷰에서 말했다.
변화하는 기후 속에서 시원함을 유지하기
유엔환경계획(UNEP)의 '2025-2026년 건물 및 건설 분야 글로벌 현황 보고서'에 따르면, 열대지방의 기온 상승, 도시화, 인구 증가에 따라 2015년 이후 건물 내 냉방 수요가 70% 증가했다.
UNEP의 『2025년 글로벌 냉방 모니터링(Global Cooling Watch 2025)』 보고서는 저에너지 냉방 방식을 활용하고, 에어컨 및 기타 장비의 효율을 극대화한 뒤 고배출 냉매 사용을 단계적으로 감축함으로써 냉방 부하를 최소화할 것을 권고하고 있다.
건축 설계자들은 외부 차양 시스템, 반사 표면, 단열 개선, 자연 환기, 일조 관리 강화를 통해 열을 줄이는 데 더욱 주력하며 이에 대응하고 있다.
도시 지역에서 기후 적응형 도구 활용
산타무리스 교수의 연구에 따르면, 냉방 에너지 수요와 열 관련 질환을 획기적으로 줄이면서 도시 기온을 몇 도 정도 낮출 수 있는 실용적인 방법이 있는 것으로 밝혀졌다.
예를 들어, 아테네에서 산타무리스 교수는 도시 지역에 냉각 포장재를 적용한 세계 최대 규모의 프로젝트 중 하나에 참여했다. 오늘날까지도 운영 중인 플리스보스(Flisvos) 프로젝트의 일환으로, 연구팀은 수도의 한 도시 공원에 4,500m² 규모의 반사성 포장재를 설치했다.
연구진은 냉각 포장재를 사용하면 일반적인 여름날의 최고 주변 온도를 최대 1.9켈빈(K)—즉, 열역학적 온도를 측정하는 단위인 화씨 3.42도—까지 낮출 수 있음을 발견했다. 또한, 냉각 포장재를 적용함으로써 표면 온도를 12K(화씨 21.6도) 낮추고 쾌적성을 상당히 개선했다.
한편, 사우디아라비아 리야드에서 진행된 또 다른 프로젝트에서 산타무리스 교수와 그의 팀은 기후 반응형 설계를 적용해 수도의 열기를 식히는 데 기여했다.
리야드는 매우 높은 여름 기온, 강렬한 태양 복사, 낮은 습도, 제한된 식생으로 인해 큰 난제를 안고 있었다. 산타무리스 교수는 “이러한 조건들은 도시 열섬 현상을 악화시키는 동시에 물이나 광범위한 녹지에 의존하는 일부 기존 냉각 전략의 효과를 제한한다.”고 말했다.
프로젝트 팀은 3,000여 채의 건물에 열을 복사하거나 발산하는 특수 표면인 복사 냉각기와 냉각 소재를 녹지와 결합하여 적용하고, 이 소재들이 기후에 미치는 영향을 측정하였다.
이를 적용한 결과, 주변 기온이 최대 4.5°C(8.1°F)까지 떨어졌다. 또한, 점진적인 도시 열섬 대책이 에너지 절약 효과를 최대 16%까지 향상시킨 반면, 열 완화 및 에너지 적응 기술을 적용하면 냉방 수요를 최대 35%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났다.
리야드 프로젝트의 일환으로 연구진은 지붕 덮개용 초저온 소재(SCM)를 선정했다. 이 SCM은 입사하는 햇빛을 거의 모두 반사하고 열을 최소한으로 흡수함으로써 96%에 가까운 태양 반사율과 대기 창에서 90%에 가까운 방사율을 보였다.
리야드의 급속한 도시화, 열을 흡수하는 광대한 표면적, 그리고 가혹한 기후 조건하에서 수처리에 효율적이면서도 경제적으로 실현 가능한 해결책을 개발해야 하는 필요성은 추가적인 난제였다. 따라서 리야드는 혁신적인 열 완화 기술과 전략을 대규모로 시험해 볼 수 있는 이상적인 사례 연구 대상이라고 연구진은 2024년 1월 『네이처(Nature)』에 게재한 논문에서 밝혔다.
실내를 위한 '수동형' 냉방 활용
인도에서는 아쇼크 B. 랄 아키텍츠(Ashok B. Lall Architects)가 UNEP 및 타타 스틸 재단(Tata Steel Foundation)과 협력하여 수동 냉각 설계, 순환형 자재, 콘크리트 사용량 감축을 통해 프라가티 비하르(Pragati Vihar) 지역사회의 주택 44채를 재개발했다. 그 결과 냉방 부하(실내 공기 온도를 일정하게 유지하기 위해 공간에서 에너지를 제거해야 하는 비율)를 35% 줄이고, 단위 면적당 내재 탄소(자재 채굴부터 제조, 운송에 이르는 건물의 탄소발자국으로, 일반적으로 제곱미터(m²)당 이산화탄소 환산량(kg CO₂e)으로 측정됨)를 16% 감소시키는 성과를 거두었다.
이와는 별도로, 니제르에서는 마리암 이수푸(Mariam Issoufou) 교수와 같은 건축가들이 압축 흙 벽돌, 수동 환기, 그늘을 위한 방향 설정을 활용하여 식민지 시대 이전 사헬지역의 건축원리를 접목한 건물을 설계하고 있다. 취리히 연방공과대학(ETH Zurich) 이수푸 교수가 설계한 단다지(Dandaji)의 히크마 커뮤니티 복합단지(Hikma Community Complex)는 에어컨 없이도 한여름 최고기온 시 외부 공기보다 최대 15°C(59°F) 더 시원한 온도를 유지한다고 전해진다.
홀심 재단(Holcim Foundation)과의 인터뷰에서 이수푸 교수는 지역 특유의 기후 친화적 냉방 전통 활용의 중요성을 강조했다. 그녀는 “지역 석공들과의 협력이 결정적이었다. 그들은 진흙에 소금, 아라비아 고무, 시어 버터와 같은 천연물질을 섞는 등, 건물의 내구성과 내후성을 향상시키는 데 적용할 수 있는 전통 기법과 자재에 대한 지식을 공유해 주었다.”고 말했다.
산타무리스 교수는 이러한 혁신을 높이 평가한다.
“적절한 쾌적 조건을 유지하면서 기존 에어컨 사용 필요성을 크게 줄이거나 때로는 아예 없앨 수 있어, 극심한 더위에 대한 회복력을 높이는 동시에 에너지 소비와 온실가스 배출을 줄일 수 있다.”고 산타무리스 교수는 말하였다.
그는 녹색 지붕, 녹색 벽, 도시 식생, 나무 등을 포함한 자연 기반 해결책을 활용하는 것이 수동 냉각에 기여한다고 덧붙였다. “이러한 전략은 주변 온도와 표면 온도를 낮추고, 도시 열섬 현상을 완화하며, 공기 질을 개선하고, 실외 열적 쾌적성을 높이는 데 도움이 된다.”고 그는 말하였다.
“눈에 띄는 변화 중 하나는 수동적 설계에 대한 정책적 강조가 커지고 있다는 점이다.”라고 하프라우이가 말하였다. 그녀는 외부 차양, 자연 환기, 냉각 또는 반사 지붕, 열용량과 같은 접근 방식이 건물이 기계 시스템에 가하는 냉난방 부하를 줄여준다고 설명하였다.
개발 중인 추가 냉각 소재
세네갈에서 UNEP와 글로벌ABC는 현지 수로에서 맹렬하게 자라나 심지어 수로를 막아버리기도 하는 갈대류 식물인 티파(Typha·부들)로 단열판을 생산하는 시범 시설을 지원하고 있다.
다카르 고등공과대학(École Supérieure Polytechnique de Dakar)과 협력하여 진행 중인 이 프로젝트는 침입종을 상업적으로 활용 가능한 저탄소 건축 자재로 전환하는 것을 목표로 한다.
산타무리스 교수는 “첨단 냉각 소재와 주간 수동 복사 냉각(PDRC) 기술을 활용하여 상당한 진전이 이루어졌다.”고 말하였다.
저소득 국가에서의 진전 우선시
각 지역의 정책 변화가 더위를 견딜 수 있도록 건축물을 설계하는 방식을 추구하고 있다.
예를 들어, 캘리포니아의 2025년 에너지 규정은 신축 건물에 열을 반사하는 “시원한 지붕(cool roofs)”을 의무화하고 있다.
케냐의 2024년 국가 건축 법규는 이제 신축 건물에 대한 기본 요건으로 수동 냉각 전략을 의무화하고 있다. UNEP는 케냐 공공사업부와 협력하여 녹색 건축 원칙을 국가 건축 법규에 더욱 통합하기 위해 노력하고 있다.
현재부터 2030년까지 전 세계 연면적 증가분의 약 80%는 저소득 국가에서 발생할 것이다. 하프라우이는 “향후 수십년 동안 신규 건축의 대부분은 아프리카와 아시아에서 이루어질 것”이라고 말했다. 이 두 지역은 기후 극단 현상이 가장 심각한 곳이자 신규 건축이 가장 많이 이루어질 곳이기도 하다.
‘글로벌ABC의 고등교육기관 행동 그룹‘(GlobalABC’s Higher Education Institutions Action Group)은 지역 간 연구 우선순위를 조율하고 있으며, 2026년에 가장 시급한 지식 격차를 파악하는 검토 보고서를 발표할 예정이다. 인도에서는 UNEP가 RMIT대학교 및 건축자재·기술진흥위원회와 협력하여 건축가, 정책 입안자, 개발업자들이 실무에서 기후 대응형 설계와 지속 가능한 자재를 활용할 수 있도록 교육하고 있다.
그러나 유엔의 ‘2025-2026년 건물 및 건설 분야 글로벌 현황 보고서’ 데이터에 따르면, 이 부문은 여전히 목표 달성에 크게 미치지 못하고 있다. 건물의 에너지 집약도는 2015년 이후 단 8.5%만 개선되었는데, 이는 2050년까지 탄소 중립을 달성하는 데 필요한 감축량의 약 절반 수준에 불과하며, 대부분의 국가에서 건축 규정에 회복탄력성 고려사항이 제대로 반영되지 않고 있다.
하프라우이는 “기후 대응형 설계가 전 세계 어디서나 기본적인 기대치가 되기를 바란다.”고 말했다. “이는 세네갈, 인도, 니제르 등 전 세계에서 기후변화에 가장 취약한 많은 지역에서 이미 설득력 있고 확장 가능한 해결책들이 개발되고 있으며, 이러한 해결책들이 전 세계로 확산될 가치가 있다는 점을 인식하는 것을 의미한다.”고 하프라우이는 덧붙였다.
지지자들은 기후 대응형 설계를 건축 법규에 반영하고, 건축 학교에서 이를 가르치며, 장기적인 성과 기반 자금 조달 조치를 통해 이를 지원할 것을 촉구하고 있다.
미래의 건축은 변화하는 기후 속에서 쾌적하고 지속 가능한 생활환경을 보장하기 위해 수동 냉방, 첨단 소재, 도시 녹화, 그리고 기후 정보를 반영한 설계 원칙을 점점 더 결합하고 있다.
“이제 과제는 해결책의 부재가 아니라, 이를 실행에 옮기는 속도와 규모에 있다.”고 산타무리스 교수는 결론을 내렸다.
*너태샤 스펜서-졸리프는 프리랜서 저널리스트이자 편집자이다. 지난 10년 동안 너태샤는 다양한 매체에 기고하며 환경, 과학, 비즈니스, 법률, 사회학적 관점에서 더 넓은 세상과 산업을 탐구해 왔다. 또한 연구기관 및 콘퍼런스에서 전문가로서 인터뷰에 응하기도 하였다.
편집자 주
출처:
유엔환경계획(UNEP) 글로벌ABC 수석 프로그램 매니저 하나네 하프라우이와의 인터뷰
호주 뉴사우스웨일스대학교(UNSW) 고성능 건축학 맷 산타무리스 교수와의 인터뷰
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