구들의 구조와 원리

구들의 원리는 인체 하부 가열방식의 바닥 난방 방법으로 우리민족의 고유한 생활 문화인 좌식생활 문화를 만들어 냈다. 구들의 활용을 크게 보면 취사와 난방을 동시에 할 수 있는 과학적이고 효율적인 우리민족만의 독보적인 난방방식이다.

구들의 난방방식은 축열식 난방방식으로 화석연료나 전기로 난방을 하는 현대에서도 가장 많이 쓰는 난방방식이다.

가장 효율적인 난방방식을 우리 조상들은 몇 천 년 전부터 축열식 난방방식을 사용하는 훌륭한 지혜를 가지고 있었다.

서양의 난방에 비해 열에너지를 오랜 시간을 저장할 수 있었으며 연기, 화재, 재 등을 피하고 열에너지만 가려내어 사용한 무공해 위생취사, 난방방식이다.

구들난방은 동, 서양은 물론 지구상 최고의 난방이라 말해도 과언이 아니라 생각된다.

구들의 구조를 크게 나누면 아궁이, 부넘기, 고래. 구새(굴뚝)로 나누어진다.

구들의 내부구조는 아궁이부터 구새까지 열기의 흐름이 각 단계별 구조에 따라 온도차, 기압차에 의하여 자연적인 흐름으로 흐르게 되어있고 열기의 흐름도 조절할 수 있는 과학적인 구조로 되어있다.

아궁이, 아궁이 후렁이(함실)의 내부 모양은 항아리를 눕혀 놓은 모양과 같다. 불의 시작점이자 불의 힘을 모으는 곳 이기도하다.

부넘기는 아궁이에서 만들어진 불의 힘을 작은 구멍으로 밀어 불 힘을 극대화하여 구들 끝까지 열기를 밀어주는 구들의 엔진과도 같다.

부넘기를 넘은 불들은 열기는 구들개자리 부분에서 열기는 구들장을 덥히고 불속의 수분이나 습기는 구들개자리 하단 부분으로 나누어진다.

구들장에 열에너지는 축열이 되고 열기에서 분리된 습기와 수분은 계속 들어오는 불 힘에 밀려 개자리를 통과하여 구새갓을 통하여 빠져 나가는 합리적인 구조이다.

구새속에 연기는 밖으로 나오는 것만은 아닙니다. 구새속으로도 나가는 연기에 따라 들어오는 대류가 형성되어 나오는 더운 연기와 외부의 찬 공기가 교차되고 있습니다.

그 작용으로 발생되는 것이 우리가 소위 말하는 목초액입니다. 목초액은 잘 사용하면 다양하게 활용하실 수 있습니다.

굴뚝의 내부에는 대류가 형성되고 기압이 낮은 날에는 구새 내부의 기압으로 눌러 아궁이로 불이 역류하는 경우도 있습니다.

그리고 요즘은 시대가 발전하여 구새끝에 팬을 달아 배기를 하는 경우를 많이 볼 수 있습니다.

여러분들께서 팬을 다는 것이 좋으냐? 아니면 나쁘냐? 에 대하여 질문을 하십니다. 제 소견으로는 바람의방향이나 집의 구조 구들의 원리를 잘만 아신다면 팬이나, 전기료, 열에너지 등을 낭비하지 않을 수 있다고 생각합니다.

1. 아궁이바닥이 지면보다 낮아야 한다.

구들에서 가장 중요한 부분의 하나로 남해안 에서는 부삭 이라 한다. 지면보다 아궁이 바닥으로 서서히 낮아져야 찬 공기가 자연스럽게 아궁이 속으로 공기를 밀어준다. 구들에서 최초의 자연적인 대류(찬 공기는 밑으로 내려간다)를 만드는 장치이다.

* 이런 부분은 서양의 난방에서는 찾아볼 수가 없다.

이 부분이 없는 벽난로나 난로는 불을 땔 때 실내의 더운 공기 때문에 난로 속으로 공기가 들어가지 않아 난로 안으로 밀어주는 압력이 생기지 않아 연기, 재, 불씨 등이 실내로 튀어나와 화재의 위험이 있다.

서양의 페치카는 난로에서 장작등의 열에너지의 30%도 난방에 사용되지 못하고 70% 이상의 열을 구새로 날려버린다. 우리 구들은 어떠한가? 열량의 80-90%를 축열 시키고 구새로 나가는 열량은 10-20%에 지나지 않는다.

뻬치카나 장작 보일러의 굴뚝을 보면 금새 이해가 간다.

장작 보일러나 뻬치카 불을 때면 철재 굴뚝이 시뻘것케 달아오르는 것을 볼 수 있죠. 그러나 우리들의 구세는 나무나 프라스틱을 사용하고 있다. 뻬치카나 장작보일러에서 나무나 프라스틱 굴뚝은 화재로 인해 상상 할 수도 없다.

서양의 난방과 구들은 비교하는 것조차 창피한 일이나 이해를 돕기 위해 약간의 비교를 해보자.

서양의 뻬치카는 불 땔 시에 복사열 상판의 열판크기가(1m2) 정도이하이고 우리의 구들은 취사와 구들장(10m2)의 축열판이 뻬치카에 비해 열효율이 몇 십 배 이상 차이가 납니다. 구들과 비교 대상이 되질 못하죠. 필자가 팬션에서 묵을 때가 있었습니다. 거실에 뻬치카가 있기에 너무나 멋있고 좋았습니다. 그날 저녁때 까지 난방을 위해 나무가 3단 정도 들어 같습니다. 제가 생각하기에는 5시간 정도 난방을 했나 봅니다.

우리구들에서는 그 정도 때다가는 그날 그 방에서는 절대 잠을 잘 수 없답니다. 나무 1단이면 초저녁부터 아침까지 12시간 이상 따뜻하게 지낼 수 있는 지구상 최고의 난방 방법입니다.

제가 아시는 분들 중에 장작 겸용 보일러로 난방 하시는 분들이 계십니다. 그분들의 하루 일과 중 반은 나무를 해오고 나무를 때는 일입니다. 우리의 산림 자원도 아끼고 보존해야 하는 소중한 자원입니다. 저도 어릴 적에 방학기간에 시골 할머니 댁에 내려가 놀던 기억이 납니다. 그때 아궁이에 불 때고 놀던 일이 생각납니다. 장난중의 최고 재미있는 게 불장난 이죠. 그때 할머니께서 소죽(여물) 삶으시고 밥하시고 난방하실 때 쓰시던 연료는 요즘처럼 통나무가 아니고 기껏해야 볏단 3-4단이 고작이었습니다. 거기에 고구마, 감자까지 구워 먹던 따뜻한 기억이 납니다. 뻬치카나 장작 보일러에 볏단 3-4단 이면 1시간 이상의 난방은 힘들겠지요.

우리의 구들은 최고의 소각로로 에너지 절약은 물론 최소의 열량으로 최고 의 난방을 할 수 있는 우리 조상님들의 최고의 걸작품입니다.