난방
暖房
1. 설명
공기조화기술의 일종으로 실내 온도를 올리는 것을 난방이라 한다. 반대로 실내온도를 내리는 것을 냉방이라고 한다.
난방의 역사는 아주 오래 되었는데, 인류가 불을 사용하기 시작하면서 나타나게 되었다. 사실상 인류의 '''주거'''의 역사와 같다고 봐도 된다.
인류는 정온동물이기에 스스로 저장한 열량으로 바깥의 추위에 저항할 수 있으나, 너무 긴 시간 시달리면 결국 버티지 못하고 저체온으로 사망할 수 있으므로, 추위에 대항하는 것은 인류에게 생사가 걸린 문제였다. 든든히 먹고 옷을 두껍게 입는 등의 방법으로 추위에 저항하는 것은 한계가 명확했다. 결국 불의 사용법이 발견되자 옹기종기 모여서, 조금이라도 더 따뜻해질 방법을 연구하면서 난방의 역사가 시작된다.
난방을 위한 연료, 땔감을 미리 구해 놓는데 노력과 비용이 많이 들었으므로, 난방을 확보하는 것은 식량만큼이나 중대한 생활의 과제였다.
대부분의 지역에서는 단순히 불을 피워서 그 대류열을 공기에 퍼트리는 것에 의지하여 난방을 하는 모닥불-난로 방식을 사용했으나, 이후 지역마다 기술 발전과 필요성에 따라 온돌이나 벽난로 등, 지역사정과 문화에 맞는 난방법이 개발되게 된다.
국내에서는 가정집에 한해서 바닥 기포콘크리트에 온수배관을 매설하여 발생하는 복사열을 이용한 바닥난방이 일반적이다. 80년대 초반까지는 거실, 부엌, 욕실은 라디에이터로 난방하고 침실만 바닥난방을 하는 아파트가 많았으나 리모델링 등을 통해 거실이나 부엌도 바닥난방으로 개조하는 경우가 많다. 상업건물에서는 라디에이터나 온풍기를 사용하는것이 보통이며, 대형 건물의 경우 중앙집중형 공기조화기를 사용하기도 한다. 가정에서는 난방의 열원으로 도시가스나 집단에너지[1], 기름보일러를 사용하는 경우가 많고 상업건물의 경우 히트펌프 기술의 발달로 에어컨에 난방기가 내장되면서 거의 대부분은 에어컨 히트펌프를 이용한 전기난방을 사용하게 되었다.
난방은 살아가기 위해서 필수지만 동시에 어려운 것이었다. 불을 피우는 만큼 화재, 화상 및 유독가스로 인한 질식 위험도 있었고 나아가 산림파괴, 자원고갈, 대기오염의 문제도 있다. 오늘날까지 제3세계 각국은 매연과 연료부족에 시달리고 있다.
2. 난방 방식
2.1. 아파트
현대 한국 사회의 주거에서 막강한 비중을 차지하고 있는 아파트의 경우에는, 과거에는 중앙난방이 주류였으나 현재는 지역난방과 도시가스 개별난방의 두 가지로 양분 되었다. 2010년 인구조사에 따르면 도시가스난방이 64.3%, 지역난방이 21.4%, 이 외에 중앙난방 9.7%, LPG보일러 4.2%, 기름보일러 1.1%의 구성비를 보이고 있다. 즉 80% 넘는 아파트에서 지역난방과 개별난방을 쓰고 있다는 것.
1980년대 중반까지만 해도 중유 보일러를 이용한 중앙난방이 가장 보편적인 방식이었지만 유가 상승 및 도시가스 개별난방, 지역난방의 보급에 따라 90년대부터 도태된 방식이다. 90년대 이후에 건설된 아파트에는 아파트 어딘가에 대형 중유 보일러를 설치해두고 각 세대로 난방과 온수를 공급하는 방식의 전통적인 중앙난방으로 건설하는 아파트는 거의 없으며 중앙난방으로 건설된 아파트도 상당수 단지에서도 지역난방 공급 지역은 연료비가 저렴한 지역난방으로 전환한 경우가 많으며, 지역난방 미공급 지역은 도시가스 개별난방으로 교체하는 경우가 많다. 다만 최근에도 해운대 엘시티 더샵과 같이 신재생에너지를 이용한 중앙난방 시스템이 도입된 단지가 일부 존재한다. 하지만 과거처럼 온도조절기도 없고 정해진 시간에만 난방이 가동되는 것이 아니라 미터기와 온도조절기가 있어 온도를 직접 정할수 있고 사용한 만큼만 난방요금이 나온다. 그리고 온수탱크에 보관해둔 온수를 보일러가 꺼졌을 때 난방에 사용할수 있게 하거나 부분 부하 효율이 좋은 보일러를 사용해서 원하는 만큼의 온수만 만들어낼수 있어 원할때 언제든지 난방을 끄고 켤 수 있다.
서울 경기 지역의 100여 가구를 분석한 이봉진 외(2004)에서는 반대로 도시가스 개별난방이 에너지 소비량도 적고 비용도 낮은 것으로 나왔다.[2] 서울의 경우 난방방식에 따른 집값 차이를 따져보았을때 지역난방 방식의 집값이 가장 비싸고, 개별난방이나 중앙난방 아파트는 집값이 상대적으로 저렴하다고 한다. #
이렇게 결과가 차이가 나는 이유는 아파트 단지별로 단열 성능이 천차만별이고[3] 난방 방식에 따라 소비자들이 난방 비용을 줄일 수 있는 방법도 여러 가지로 차이가 나고, 기본 요금 설정의 문제[4] 등 집계의 까다로움이 존재하기 때문이다. 당장 주변에 있는 지인이나 인터넷에 질문을 해도 전혀 다른 답변이 난무하는 것을 볼 수 있다. 요금에 민감하다면 케바케가 진리라는 점을 유념하고 본인이 입주하려는 주택의 특징을 잘 살핀 후에 실제 거주자들의 조언을 보다 참고할 필요가 있다.
일반적으로 가장 비선호되는 방식은 중앙난방인데 중앙난방은 대부분 노후 중유 보일러를 사용하는 경우가 많아 연료비가 비싸고, 노후 단지의 경우에는 세대별 열량계를 통한 열이용량 집계가 안되는 관계로 돈 낭비에 가까운 경우가 많다. 보일러실에서 보일러를 돌리는 시간에만 난방이 들어오니 원하는 시간에 난방을 할 수 없고, 온도 조절을 하여도 요금이 저렴해지지 않으니 대부분 세대가 난방배관을 풀개방 해서 사용하여 세대에 따른 복불복이 심한게 현실이다.[5] 개별난방은 자신이 보일러를 덜 돌리면 가스비가 적게 나오고, 열량계에 따라 사용량이 청구되는 지역난방은 사용한 열량만큼 요금이 청구되지만, 세대별 열량계가 도입되지 않은 중앙난방은 보일러실에서 사용한 연료를 평수별로 안분하는 형식이라 사용한 열량과 관계없이 요금이 청구된다. 이러한 구식 중앙난방의 비효율이 상당한 탓에 대부분의 아파트가 지역난방이나 도시가스 개별난방을 도입하였다.
환경적인 측면에서는 지역난방은 별도로 난방, 급탕을 위해 별도의 에너지를 사용하는 게 아니라 열병합 발전소[6]나 쓰레기 소각장 등에서 사용하고 남은 불필요한 열을 활용하는 것이기 때문에 더 효율적이다.
안전성 측면에서 도시가스 개별난방은 보일러(열원)이 집 안에 위치하기 때문에 가스누출, 폭발 등의 위험이 있고 공간을 차지하며 미관을 해치고 보일러의 소음이나 진동, 냄새 등의 문제도 상존할 수밖에 없다. 또한 가스 중독 사고 방지를 위해 보일러실을 항상 개방해두어야 하기 때문에 단열 측면에서의 디메리트도 있는 편이다. 한편에 지역난방은 보일러가 가정에서 저 멀리 떨어져 있기 때문에 이런 문제가 없다.
온수(급탕) 사용의 경우도 도시가스는 사용할 때마다 보일러를 매번 가동해야 되고 보일러의 성능에 따라 공급온도, 공급량의 편차가 심하며, 저탕식 보일러가 아닌 경우 온수 공급까지 시간이 걸리는 문제가 있지만 지역난방은 관리실에서 일정 온도의 충분한 양을 확보하고 있으므로 틀면 그냥 바로 나온다. 노후 중앙난방의 경우 보일러 보수공사 등을 핑계로 여름철 3달동안 급탕 자체를 중단하는 경우가 많았는데, 중앙난방이 퇴출되어가는 결정적 이유가 바로 이것이다. 여름철 고온다습한 날씨 특성상 목욕이나 샤워할 온수는 반드시 필요하기 때문이다.[7] 지역난방의 경우도 유지보수 관계로 여름철에 급탕을 중단하는 경우가 있지만 중앙난방과 달리 보일러 정비 등의 과정이 필요 없기 때문에 몇 시간 정도로 기간이 짧은 편.
시설 관리도 비슷한데 도시가스 개별난방의 경우에는 보일러 업체에서 일정 기간동안 무상수리를 해주긴 하지만 수명에 비하면 훨씬 짧아서 따로 사람을 불러서 돈을 쓰거나 본인이 직접 고생을 해야되는 반면, 지역난방은 대규모 집중 시설에서 전문가들이 처리한다. 이런 차이가 있어서 관리를 잘못해서 사고가 나거나 오염이 발생할 가능성은 지역난방 쪽이 훨씬 적다.
다만 난방의 경우 지역난방은 여름철에는 중앙에서 아예 공급을 안 해주는 경우 사용할 수가 없는 단점이 있으며[8] 세대별 온도조절기가 설치되지 않고 눈대중으로 배관 개폐 정도를 조정하여야 하는 구축 아파트의 경우 온도 조절에 실패하는 경우가 생긴다. 보통 지역난방의 온수온도는 외기온도에 따라 적절하게 자동으로 제어된다. 너무 차가우면 난방이 어렵고 너무 뜨거우면 난방비 폭탄이 나오기 때문이다. 여기서 자동으로 제어되는 온도는 난방수 온도로 각 가정에서 온도조절기로 설정한 희망온도와는 다르다. 그래서 매우 시설이 열악하지 않는 경우를 제외하고는 설정온도까지 난방이 안되는 경우는 드물다.
상술한 특징들은 사실 뭐 대단한 게 아니고 개별 가정에서 설치하고 관리하며 사용하는 난방과 크고 아름다운 집중시설에서 이를 모두 담당하는 난방의 차이라고 볼 수 있다.
신축 아파트들은 지역난방 or 개별난방의 2택으로 나뉘어지고 있으나, 지역난방 공급지역에서는 대부분 지역난방을 채택한다. 지역난방 공급지역의 노후화된 중앙난방 아파트가 보일러 대신 열교환 설비를 설치해서 지역난방으로 전환하는 사례가 많으며, 노후화된 지역난방 설비를 개별난방으로 전환하는 경우도 극히 드물지만 존재한다. 노후화된 지역난방 설비의 경우 열공급 과정에서 손실이 30~40%까지 발생하는데 이로 인한 요금 증가나 개보수 비용을 내느니 각 세대당 150만원 정도를 부담해서 가스보일러를 설치하는 쪽이 더 싸기 때문이다. 다만 법규상 전환을 위해서는 실소유자 중 80%가 찬성해야 하는데 세대수가 많을 수록 이 조건을 만족하기가 쉽지 않다. 대단지가 전환한 사례는 아직도 열손가락으로 꼽을 정도.[9]
2.2. 주택
지역난방 공급지역이라 하더라도 지역난방 열교환 설비가 고가이기 때문에 빌라나 단독주택 등은 석유나 도시가스를 연료로 이용한 개별난방이 일반적이다. 판교신도시에서 일부 시험적으로 주택에도 지역난방이 도입된 정도. #
일부 노후화된 주택에서는 아직도 연탄을 사용하여 난방을 하는 경우도 있다. 일부 동네의 경우에는 마을 전체가 연탄이나 석유보일러, LPG보일러 등을 사용하는데, 이는 도시가스 미공급지역이기 때문에 그런것이다.
농어촌 지역에서는 일반적으로 도시가스 공급이 안되기 때문에 LPG보일러나 기름보일러가 일반적이다. 석유 가격 폭등이 가시화되면서 기름보일러 대신 연탄 및 화목보일러 등으로 대체되나, 연탄보일러는 연탄 가게에서 연탄을 대량으로 주문 및 납품해야 난방하기가 쉬운데 비해, 화목보일러는 주위에 있는 목재를 공급처에서 따로 구매해야 하는 등, 화재 및 폭발에 매우 취약한 것으로 드러나고 있다. 따라서 농어촌 지역 거주민들의 난방을 싸게 하기 위해 도시가스를 도입하자는 이야기가 많이 나온다.
한편 신재생에너지의 일환으로 히트펌프 난방도 상용화되고 있으며 농촌지역 기초생활수급자의 경우 심야전기를 이용한 히트펌프 난방 설치시 거액의 보조금을 받을 수 있다.
그래서 최근에는 대안 난방 시스템인 소형열병합 발전 설비 시스템을 각 아파트 단지와 다세대주택, 빌라 등에 도입하려는 목소리가 커지고 있다.
2.3. 분할형 개별난방을 쓰게 되는 경우
개별난방 중에서 하나의 제어 밸브나 온도조절기로 한 세대 전체를 모두 난방하는 경우를 '''중앙난방'''이라고 표현하기도 한다. 각 방마다 온도조절기나 밸브를 설치해 난방을 제어하는 것이 오히려 더 진짜 개별난방에 가깝다.[10]
2.4. 상업 건물
과거 대부분의 상업 건물에서는 경유나 도시가스를 이용한 보일러나 흡수식 온수기를 사용해 온수를 만들고 이를 AHU나 창문을 따라서 설치된 팬코일 유니트에 통과시켜 난방을 했다. 최근에도 이런 방식은 아직 많이 사용되기는 하지만 (특히 소형 건물에서는) 관리의 어려움으로 인해 크게 선호되지는 않는다. 소형 건물의 경우 시스템 에어컨을 이용해 난방까지 하는 경우가 대부분이다. 넓은 공간을 전부 시스템 에어컨으로 난방하려면 실외기를 엄청나게 많이 설치해야 하기 때문에 대형 건물에서는 아직도 많이 쓰인다. 또한 지역난방 같이 주로 전수방식을 사용하는 열원을 사용하는 경우 쓰인다.
3. 여담
미국이나 캐나다의 단독주택은 '퍼니스'(furnace)라는 기계로 난방을 하는데, 가스로 온풍을 만든 뒤 각 방에 딸린 덕트로 보내는 장치이다. 과거에는 석탄을 사용하기도 했다. 나홀로 집에에서 케빈이 지하실에서 무서워하는 보일러 비슷하게 생긴 기계가 이것이다.
중국의 경우 공난(供暖)[11]분계선이 존재하여 대략 북위 30도 이북(북방)은 난방설비를 고려하여 집을 설계했고 집에 난방도 들어오지만, 그 이남(남방)은 난방설비를 고려하지 않고 집을 설계했으며 따라서 집에 난방도 들어올 수 없다. 이러한 정책은 1950년대 중국이 구소련 원조로 집중난방 설비를 들여왔을 때 많은 인구 전체에게 난방을 공급할 수 없어서 나름 합리적인 계산 하에 이뤄졌다고 당국은 말하나... 온도 외에 습도를 고려하지 않았다는 비판도 존재한다. 남방은 북방보다 일반적으로 습한데[12] 습도가 10% 높아지면 체감온도는 1℃ 떨어진다고 한다. 따라서 지금도 북방 사람들은 따뜻하고 안락하게 겨울을 나는 반면 남방, 그 중에서도 특히 우한 같이 진령(秦嶺)과 회하(淮河) 경계에 애매하게 끼어 있는 곳에 사는 사람들의 경우 히터, 전기장판 등 개인 난방기구를 총동원하지 않으면 그야말로 냉골방 같은 뼛속까지 시리는 추위를 집에서 체험하고 있다(...). # #
4. 난방 기구
[1] 지역난방[2] 다만 에너지 소비량이 적다는것은 그만큼 춥게 산다는 의미이다. 개별난방이 효율적이라는 이야기와는 다르다.[3] 심지어 같은 단지에서도 탑층이나 1층, 끝 세대는 외기에 접하는 면이 많아 단열 성능이 그 외 세대보다 떨어진다.[4] 14년 9월 기준으로 30평 아파트만 되어도 지역난방의 기본요금이 5,000원이나 더 나온다.[5] 모든 세대가 난방배관을 풀개방 할 경우 용량 문제로 일부 세대는 원활한 난방이 이루어지지 않는다.[6] 서울특별시에 있는 많은 열병합 발전소들은 사실 열공급을 우선으로 하여 발전소를 돌리고, 부산물로 생성되는 전기를 한전에 파는 식이다. 물론 그렇다고 해도 전체 효율(난방열+전력)은 매우 우수하다.[7] 체질에 따라 찬물로 샤워하면 심장에 무리가 가거나 건강을 해칠 수 있다.[8] 대부분의 지역난방 단지에서 환절기부터 간헐난방을 실시한다.[9] 개별난방에서 지역난방으로의 전환은 '''불가능'''하다. 중앙난방의 경우 중유 보일러를 열교환기로 변경하면 지역난방으로 전환할 수 있지만 개별난방은 전 세대가 가스보일러를 버려야 하고 지역난방공사에서 단지까지 도로를 파서 열공급 공사를 하는 것만이 아니라 공급받은 열로 물을 데워주는 단지내 열교환 설비 설치와 각 세대로 난방수를 공급하는 추가 공사를 해야한다.[10] 신축 아파트에는 실별 온도조절기가 의무화 되어있으며, 구축 가정집에서도 난방 배관이 분리 시공되어있을 경우 리모델링 등을 통해 온도조절기 설치가 가능하다.[11] '난방을 공급한다'는 뜻[12] 영국 런던이나 일본 도쿄 같이 기온 자체는 별로 낮지 않지만 눅눅한 겨울 날씨를 생각하면 된다.