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1. 주제 다가서기

‘관측 이래 최고’라는 수식어가 붙고 있는 지역이 많아지는 올여름이다. 며칠 전 학교 교실의 아침 온도는 무려 38℃였다. 한낮도 아닌 아침이었다! 건물 맨 꼭대기 층이다 보니 더 덥고 냉방을 해도 복도는 하루 종일 열기로 후끈후끈하다. 그야말로 무더위를 제대로 경험하고 있다. 8년 전 신문(‘환경 지키며 찜통 건물 시원하게’ 어린이동아 2016. 6. 29)을 읽다가 시원지붕(쿨루프)을 알게 되었는데 여전히 보급이 잘 되고 있지 않다. 우리 학교 옥상에 쿨루프 시공을 했다면 냉방기도 덜 켜고 38℃라는 기록적인 온도는 볼 수 없었을 것이다. 

쿨루프는 하얀색으로 칠해진 지붕을 통해 태양열을 반사하여 건물 내부의 온도를 낮추는 과학적 원리가 숨어 있다. 탄소 중립에 민감한 기후 위기 시대에 단기간 시공에 오랫동안 효과를 볼 수 있다.

도시의 열섬화 현상을 막기 위해 나무도 심고 바람길도 만들기 위해 안간힘을 기울이고 있다. 그런데 도시의 열섬화를 막기 위한 효과적인 방법으로 쿨루프는 생소한 경우가 많은 것이 현실이다. 

 기후 위기 시대, 옥상을 흰색으로 칠하는 캠페인이 많아지면 좋지 않을까?

 

2. 교과 관련 성취 기준 및 핵심역량

[5~6학년 사회]지구촌의 주요 환경 문제를 조사하여 해결 방안을 탐색하고, 환경 문제 해결에 협력하는 세계시민의 자세를 기른다.

[핵심역량] 비판적 사고력, 문제 해결력 

 

3. 신문 읽기(자료 기사)

<읽기 자료1>

“기후 위기와 흰색 옥상”

‘색’은 상상 이상으로 온도를 좌우한다. 아주 아날로그적이지만, 페인트색만 신경 써도 기후위기를 완화할 수 있다. 흰색 칠을 한 옥상·지붕은 건물 표면 온도를 20도 정도, 실내 온도는 4,5도가량 낮춘다고 한다. 옥상을 산뜻하게 흰색으로 칠하면 가장 좋은 ‘여름 나기’가 되겠다.

한국의 옥상들은 대부분 녹색이다. 햇빛, 바람, 빗물로 인한 균열과 누수를 막기 위해 방수페인트를 칠하는데, 이 우레탄 방수제의 주성분이 물과 알코올에 녹지 않는 산화크로뮴이며 짙은 녹색을 띤다. 다른 색을 섞어도 되지만 굳이 추가 비용을 들이지 않으면서 ‘녹색 옥상’이 일반화됐다. 국내 페인트업계에 따르면, 녹색 방수페인트는 햇빛의 15~20%를 반사하는데, 흰색 차열 방수페인트는 80% 이상의 열을 반사해서 실내 온도를 크게 떨어뜨린다. 경북대 연구진의 조사 결과도 흥미롭다. 여름철(7월 말) 정오 때 흰색 지붕의 온도는 48.3도였고 검은색은 무려 70.7도였다. 녹색은 63.3도, 청색은 66.1도를 기록했다.

지붕을 흰색으로 칠하는 운동을 ‘화이트루프’ 혹은 ‘쿨루프’ 캠페인이라 한다. 2010년 미국 뉴욕시에서 시작됐다. 오래된 건물에서 거주하던 저소득층 노인들이 폭염으로 사망한 비극을 겪고 나서다. 버락 오바마 당시 미 대통령은 “가장 효과적이고 저렴한 온실가스 저감 전략”이라 평했다. 국내에선 서울시, 부산시, 광명시 등의 지자체가 지원했거나 지원하고 있다. 부산의 자원봉사자들은 올해에도 부산 지역 건물 옥상을 흰색 페이트로 칠하고 있다.

그렇다면 ‘흰색 옥상’이 겨울철 건물을 너무 춥게 만드는 건 아닐까. 그렇진 않다. 겨울철엔 일조시간이 짧고 태양의 고도가 낮기 때문에 ‘흰색 옥상’으로 인한 열손실은 미미하다고 한다. 경북대 같은 연구진에 따르면, 겨울철 흰색 지붕의 표면온도는 일반 지붕(청색, 녹색, 검은색)에 비해 3~9도 낮았다. 표면 온도 차이가 이 정도이니, 실내온도 차이를 적용하면 영향은 아주 적다. 옥상을 흰색으로 칠할 때 겨울철 추위 걱정은 접어도 되겠다.

<출처 : 한국일보 2024.06.12 >

<읽기 자료2>

“"폭염 때 도시 열기 냉각에 가장 효과적인 지붕은 '시원지붕'"”

지붕에 흰색을 칠하거나 반사 코팅을 해 태양열을 차단하는 '시원지붕'(cool roof)이 식물을 심는 '녹색지붕'이나 태양전지판 설치, 가로수 심기보다 폭염 때 대도시의 기온을 낮추는 효과가 더 좋은 것으로 나타났다.

영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 오스카 브루스 교수팀은 5일 과학 저널 지구물리학 연구 회보(Geophysical Research Letters)에서 런던의 3차원 도시 기후 모델을 사용해 2018년 여름 가장 더웠던 이틀간 지붕 종류가 기온에 미치는 영향을 분석해 이런 결과를 얻었다고 밝혔다.

지구 온난화로 기온이 상승하면서 각종 질환과 사망률 증가 우려가 커지고 있다.

특히 도시는 열을 가두는 도시 열섬 효과로 녹지가 많은 지역보다 기온이 더 크게 증가할 수 있어 이에 대한 대책 마련이 세계 각국의 중요 과제가 되고 있다.

연구팀은 이 연구에서 지붕을 시원지붕, 옥상 태양광 패널, 녹색지붕 등으로 했을 때와 지상에 가로수를 심을 경우, 에어컨 가동할 경우 등 다양한 도시 열관리 시스템이 2018년 여름 런던 기온이 가장 높았던 이틀간 폭염에 미치는 영향을 분석했다.

각 방법의 잠재적인 전체 효과를 측정하기 위해 각 방법이 런던 전역의 주택, 상업·산업 건물에 이론적으로 가능한 한 널리 채택된 것으로 시뮬레이션했다.

그 결과 시원지붕을 런던 전역에 도입할 경우 도시 전체의 실외 온도를 평균 약 1.2℃, 일부 지역에서는 최대 2℃까지 낮출 수 있는 것으로 나타났다.

광범위한 가로수 조성이나 태양광 패널 설치 같은 시스템은 다른 환경적 이점이 있지만 런던 전역의 순 냉각효과는 평균 약 0.3℃에 그치는 것으로 나타났다.

특히 녹색지붕은 배수와 야생동물 서식지 제공 같은 이점이 있지만 순 냉각효과는 무시할 수 있는 수준으로 분석됐다.

에어컨은 런던 전체의 실외 기온을 약 0.15℃ 높이는 것으로 나타났으며, 인구 밀도가 높은 런던 중심부에서는 에어컨으로 인한 기온 상승 폭이 1℃까지 커졌다.

브루스 박사는 "런던 같은 도시에서는 시원지붕이 극도로 더운 여름철 온도를 낮추는 가장 좋은 방법으로 확인됐다"며 "다른 방법들도 여러 중요한 부수적인 이점이 있었지만 도시의 야외 열기를 시원지붕 수준으로 낮추지는 못했다"고 밝혔다.

<출처 : 한국경제 2024. 7. 5>

<읽기 자료3>

“페인트에 기능성 덧칠… 폭염•폭우 OK!”

지구온난화로 해마다 최고 기온을 넘어서는 일이 빈번해지면서 빛을 반사해 열을 낮추는 차열페인트가 주목받고 있다. 여기에 장마나 이상기후에 따른 물폭탄도 예고돼 있어 방수페인트의 관심도 커진다.

26일 기상청에 따르면 지난 19일 서울 지역은 6월 중순 기준으로 35.7도까지 올라 75년만에 최고치를 기록했다. 평년기온보다 7.5도 높은 기온이다. 서울은 2018년 39.6도의 온도를 기록한 바 있는데 올해는 40도를 넘어 갈 것으로 예상된다.

상황이 이렇자 차열페인트에 관심이 높아지고 있다. 차열페인트는 온도 상승을 야기하는 주요 원인인 태양광 적외선을 큰 폭으로 반사해 내부로 열 전달을 막는 기능성 페인트다.

차열페인트 효과는 여러 연구결과를 통해 증명됐다. 일례로 미국 로렌스 버클리 국립연구소가 전 세계 27개 도시를 대상으로 수행한 모의실험 결과에 따르면 차열페인트로 건물 외벽을 칠했을 때 43.9도였던 지붕이나 옥상 온도는 시공 후 28.8도로 낮아졌다. 실내 온도 역시 4~5도 낮추는 효과가 나타났다.

에너지 저감 효과도 있다. 2010년 미국 뉴욕시는 저소득 노인층이 폭염으로 대거 사망하자 '화이트 루프 쿨 시티' 정책을 펼쳤는데 전기료는 40% 절감했고, 에어컨 가동을 20% 줄였다.

도심 내 기온을 낮추는 기능도 있다. 여름철 아스팔트는 최고 80도까지 치솟는데 도로용 차열페인트를 칠하면 태양열 반사율을 높여 지표면 온도를 10도 낮춘다. 지역 전체를 하나의 열 덩어리로 만드는 도심열섬현상이나 열대야를 완화하는 기능이다. 이 외에도 축사나 각종 시설물 등 산업용으로도 활용도가 높다.

<출처 : 머니투데이 2024. 6. 26>

<읽기 자료4>

“전국 최초 '열 차단 복지' 실현…구미, 아파트 차열 페인트 도색”

구미시는 황상3주공 아파트 10개동 600세대의 외벽 및 지붕이 친환경 차열페인트로 도색, 말끔히 새단장됐다.

대단지 아파트를 대상으로 차열페인트 도장사업을 시행한 것은 구미시가 최초라는 점, 설계단계부터 입주민이 직접 참여해 디자인을 함께 결정했다는 점에서 의미가 크다고 밝혔다.

4일 시에 뜨려면 ‘2024년 기후위기 취약계층·지역 지원’ 환경부 공모사업에 선정돼 총사업비 4억 원을 확보, 기후변화에 대응이 어려운 노인 세대가 다수 입주해 있는 황상3주공아파트를 사업 대상지로 정하고 10개동 600세대의 외벽 및 지붕에 친환경 차열페인트를 도색했다.

차열페인트는 미국 쿨루프(Cool Roof), 환경부 인증을 받은 수용성 친환경페인트로, 단열 및 차열 효과를 통해 냉난방 에너지를 절감하며, 컨테이너 실험에서 온실가스 배출량이 40% 절감된 효과가 입증된 바 있어 기후변화에 대응해 지속적인 도시발전에 기여할 것으로 기대하고 있다.

이번 사업은 아파트 관리를 책임지는 주택관리공단과 구미시가 주민과 환경을 생각하는 한마음으로 긴밀하게 협조해 단 한 건의 사고도 없이 원활하게 마무리됐다.

<출처 : 경북일보 2024. 7. 5>

 

4. 생각 열기

▶ <읽기 자료1,3>을 읽고, 지붕을 흰색으로 칠하는 운동은 언제 어디서 시작했는지 찾아봅시다.

 

▶ <읽기 자료3,4>를 읽고, 열을 차단하는 페인트는 어떤 점이 좋은지 기사에서 찾아 밑줄을 그어봅시다.

 

▶ <읽기 자료4>을 읽고, '열 차단 복지'가 왜 필요할지 친구(가족)들과 이야기를 나눠봅시다.

 

5. 생각 키우기

▶ 올해는 기록적인 폭염으로 힘든 여름이었습니다. 세계는 점점 더 도시화하고 열섬 현상으로 도시는 더욱 뜨거워질 것으로 예상됩니다. <읽기 자료 2>에 따르면 이러한 폭염 때 도시 열기 냉각에 가장 효과적인 방법은 '시원지붕(쿨루프)'이라고 하는데 학교의 옥상 색깔을 조사해보고 기후 위기 시대 온실가스를 낮추는 쿨루프 시공의 필요성을 알리는 포스터를 도화지나 온라인 디자인 도구를 활용하여 친구(가족)들과 제작해봅시다. 그리고 홍보활동도 해봅시다.

 

6. 학생 글

하얀 지붕이 지구를 구한다고?

저는 하얀 지붕으로 지구를 구할 수 있다고 생각합니다. 이유는 최근 지구 온난화로 기온이 올라가자, 사람들의 우려가 커지고 있어 영국 연구팀이 런던 전역에 하얀 페인트를 옥상에 칠한다면 도시 전체의 실외 온도를 평균 약 1.2℃, 일부 지역에는 최대 2℃까지 낮출 수 있다고 했기 때문입니다. 

지붕에 흰색을 칠하는 이유는 색이 상상 이상으로 온도를 좌우하고 있어서입니다. 지붕을 흰색으로 칠해 집을 시원하게 만들어주어 여름에 에어컨 사용을 줄일 수 있습니다. 그래서 지구온난화도 막고 집도 시원해지는 일석이조인 환경을 만들 수 있습니다. 

찜통 건물 흰색 옥상으로 시~원하게

  저는 옥상에는 흰색을 외벽에는 열 차단 페인트를 칠했으면 좋겠다고 생각합니다. 그 이유는 옥상에 원래는 방수가 되는 초록색으로만 칠해서 비가 올 때 방수는 되었지만, 여름철 더울 때 열은 잘 차단하지 못하여 덥습니다. 그 위에 열 차단 페인트나 흰색 페인트를 칠한다면 열을 반사해 실내 온도를 크게 떨어뜨리기 때문입니다. 그래서 에어컨 사용이 20% 정도 줄고 전기료도 40% 정도 절감할 수 있다고 합니다.

  지금은 지구온난화로 더 덥기 때문에 흰색 열 차단 페인트의 활용도가 높아질 것 같습니다. 그래서 초록색 방수 페인트 위에 흰색 열 차단 페인트를 칠하자는 것이 저의 주장입니다.

 

/전주삼천남초 김주영 교사