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굴뚝

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목차

1. 개요

굴뚝은 연기나 가스를 배출하는 건축 구조물로, 고대 로마 시대부터 사용되었다. 초창기에는 연기 후드와 같은 형태로 시작하여, 16~17세기에 일반 주택에 보급되었다. 한국의 전통 가옥에서는 온돌 시스템과 연계된 독특한 형태의 굴뚝이 사용되었으며, 서양에서는 산업 혁명 시기에 대규모 산업용 굴뚝이 등장했다. 굴뚝은 주택, 공장, 발전소 등 다양한 건물에 설치되며, 건축 기술의 발전에 따라 재료와 구조가 변화해 왔다. 현대에는 굴뚝의 다양한 활용과 함께 환경 문제, 유지 보수, 안전 관리의 중요성이 강조되고 있다.

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굴뚝
개요
교토 후시미 마쓰모토 주조의 굴뚝
교토 후시미 마쓰모토 주조의 굴뚝
정의뜨거운 기체나 연기를 환기시키는 데 사용되는 구조물
용도보일러
스토브
소각로
용광로
연돌 가스
환기 장치

2. 역사

굴뚝의 역사는 고대 로마 시대로 거슬러 올라간다. 로마인들은 벽에 튜브를 삽입하여 빵집에서 연기를 배출했다. 오늘날과 같은 형태의 가정용 굴뚝은 12세기 북유럽의 대규모 주택에서 처음 등장했다. 영국에서 가장 오래된 굴뚝은 1185년에 지어진 요크셔의 코니스브로 성 성채에서 찾아볼 수 있다.[3]

초기에는 연기 후드가 연기를 굴뚝으로 모으는 역할을 했다. 연기 후드는 현대식 굴뚝보다 넓고 불 위에서 상대적으로 높게 설치되어 더 많은 열이 방 안으로 들어왔다. 또한 굴뚝으로 올라가는 공기가 더 차가웠기 때문에 내화성이 떨어지는 재료로 만들 수 있었다. 이후 가정에서 빵을 구울 수 있도록 내장 오븐을 사용하면서 굴뚝은 더욱 발전하게 되었다.

산업용 굴뚝은 공장이나 화력발전소에 설치되는 대형부터 스토브나 콘로와 같은 연소장치에 부가되는 소형까지 다양하다. 재료로는 내열·내화성이 요구되며, 돌(石), 벽돌(煉瓦), 콘크리트, 금속등이 사용되었다. 현대에는 특히 대형 연돌에서 철골철근콘크리트구조보다 가벼운 유리섬유나 불소수지를 사용하기도 한다.[13]

대형 연돌은 고열에 의한 상승기류로 배기가스를 위로 유도하여 상공에 배출한다. 본격적인 연돌이 기록에 등장하는 것은 14세기 유럽으로 여겨진다.[14] 석탄이 가정에서 사용되는 것이 증가한 16세기에 적극적으로 이용되기 시작했다.[15]

배출가스에 포함된 대기오염 물질 농도는 연돌의 높이가 높을수록 지표에 도달할 때까지 확산된다. 이 때문에 배출가스 농도 자체의 저감 대책(탈황(脫硫), 탈질(脫硝), 집진(集塵) 등)과 더불어 연돌의 높이를 높이는 대책이 널리 권장되어 왔다. 그러나 연돌의 높이를 높여도 대기오염 물질의 총량 감소 효과는 없다.

연돌의 높이가 60m 이상이 되는 경우 항공법에 따라 항공장애등의 설치가 의무화되어 있다.

2. 1. 한국의 굴뚝

한국의 전통 가옥에서는 온돌 난방 시스템과 연계된 독특한 형태의 굴뚝이 사용되었다. 조선 시대에는 굴뚝의 형태와 장식을 통해 집주인의 지위와 권위를 나타내기도 했다. 특히, 경복궁 자경전의 십장생 굴뚝은 아름다운 조형미와 기능성을 겸비한 대표적인 예시이다.

2. 2. 서양의 굴뚝

16세기와 17세기에 이르러서야 서양 주택에서 굴뚝이 일반화되었다.[4] 초기에는 나무와 회반죽 또는 진흙으로 만들어졌으나, 점차 벽돌이나 돌을 사용한 굴뚝이 주를 이루게 되었다. 초기 굴뚝은 단순한 벽돌 구조였으나, 나중에는 타일 라이너 주위에 벽돌을 배치하는 방식으로 건설되었다.

산업혁명 이후 산업용 굴뚝이 등장하면서 굴뚝은 산업 발전의 상징이 되었다. 산업용 굴뚝은 18세기 후반에 일반화되었다. 18세기와 19세기에는 납 광석에서 납을 추출하는 과정에서 다량의 유독성 연기가 발생했다. 이를 해결하기 위해 영국 북부에는 길이가 3km가 넘는 긴 수평 굴뚝이 건설되기도 했는데, 이 굴뚝은 연기가 덜 해로운 외딴 곳에 있는 짧은 수직 굴뚝으로 연결되었다.[5]

3. 건축

굴뚝은 벽돌, 돌, 콘크리트, 금속 등 다양한 재료로 만들어진다. 과거에는 집의 굴뚝을 벽돌로 만들 때 횡하중을 지탱하는 능력이 제한적이었기 때문에, 각 층의 벽난로가 하나의 굴뚝을 공유하는 "굴뚝 더미" 형태로 짓는 경우가 많았다.

오늘날 중앙 난방 시스템의 발달로 굴뚝의 위치가 덜 중요해졌으며, 비구조적 가스 배출 파이프를 사용하여 연도 가스 도관을 장애물 주위와 벽을 통해 설치할 수 있게 되었다. 현대식 고효율 난방 장치는 대부분 굴뚝이 필요하지 않으며, 외벽 근처에 설치되어 불연성 벽 튜브를 통해 배기관이 외벽을 직접 통과할 수 있다.

경사 지붕에서 굴뚝이 지붕을 관통하는 부분은 방수 처리를 사용하여 이음매를 밀봉한다. 경사면 아래쪽 부분은 에이프런, 측면은 계단형 방수 처리를 하며, 크리켓을 사용하여 굴뚝 위쪽 주위로 물을 돌린다.

공장 굴뚝은 배기가스 스택이라고도 불리며, 건물 외부에 설치되는 것이 일반적이다. 산업용 굴뚝은 증기 발생 보일러나 산업용 용광로 근처에 위치하며, 가스는 덕트를 통해 운반된다. 오늘날 산업용 굴뚝 건설에는 철근 콘크리트가 주로 사용되며, 내화물 벽돌은 연소되는 연료에 따라 산성 연도 가스가 발생하는 경우 라이닝으로 사용된다. 현대 산업용 굴뚝은 내부에 여러 개의 배기관을 갖춘 콘크리트 방풍벽으로 구성되기도 한다.

3. 1. 구조

굴뚝은 연소 가스를 효과적으로 배출하고 외부 공기의 역류를 막는 구조로 설계된다. 굴뚝 상단에는 빗물 유입을 막고 바람의 영향을 줄이기 위해 굴뚝 덮개(chimney pot)를 설치하기도 한다.[8][9][10]

후드는 새와 다른 동물들이 굴뚝에 둥지를 틀지 못하도록 굴뚝 꼭대기에 설치된다. 후드는 종종 빗물이나 눈이 굴뚝으로 들어가는 것을 방지하기 위해 빗물받이 기능을 갖추고 있다. 금속 와이어 메시는 굴뚝에서 타는 파편이 나와 지붕에 떨어지는 것을 최소화하기 위한 방화망으로 자주 사용된다. 굴뚝 내부의 벽돌은 많은 양의 수분을 흡수하여 나중에 증발시키지만, 빗물은 굴뚝 바닥에 고일 수 있다. 때때로 굴뚝 바닥에 배수구를 설치하여 고인 물을 배출하기도 한다.

굴뚝 후드 또는 풍향성 덮개는 바람의 방향에 맞춰 회전하여 굴뚝으로의 역류를 방지하는 투구 모양의 굴뚝 덮개이다.

'H형 덮개'는 H자 모양의 굴뚝 파이프로 제작된 굴뚝 꼭대기이다. 이것은 지배적인 바람이나 난류로 인해 역류와 역화가 발생하는 상황에서 흡인력을 조절하는 오래된 방법이다. H형 덮개는 대부분의 다른 역류 방지 덮개보다 확실한 이점이 있지만, 부피가 큰 디자인 때문에 인기가 없어졌다. 주로 해양 용도로 사용되었지만 에너지 절약 기능으로 인해 다시 인기를 얻고 있다. H형 덮개는 흡인력을 증가시키기보다는 안정화시킨다. 다른 역류 방지 덮개는 벤투리 효과를 기반으로 하여 상승 기류를 지속적으로 증가시켜 역류 문제를 해결하지만, 이로 인해 연료 소비량이 훨씬 많아진다.

굴뚝 댐퍼는 사용하지 않을 때 굴뚝을 막아 외부 공기가 실내로 유입되는 것을 방지하고, 불이 타고 있을 때 뜨거운 가스가 배출될 수 있도록 열 수 있는 금속판이다. '상부 댐퍼' 또는 '덮개 댐퍼'는 긴 금속 체인이 있는 금속 스프링 도어로, 벽난로에서 댐퍼를 열고 닫을 수 있도록 한다. '목 댐퍼'는 벽난로 바로 위 굴뚝 바닥에 있는 금속판으로, 레버, 기어 또는 체인으로 열고 닫아 벽난로를 굴뚝에서 차단할 수 있다. 상부 댐퍼의 장점은 닫았을 때 제공하는 밀폐된 방수 기능으로, 차가운 외부 공기가 굴뚝을 따라 거실로 들어오는 것을 방지한다. 이것은 목 댐퍼의 금속과 금속의 밀폐 기능으로는 거의 달성할 수 없는 기능이다. 또한 목 댐퍼는 바로 아래의 불에서 강한 열에 노출되므로 시간이 지남에 따라 금속이 뒤틀리는 경우가 많아 목 댐퍼의 밀폐 기능이 더욱 저하된다. 그러나 목 댐퍼의 장점은 굴뚝 내부의 공기 질량으로부터 거주 공간을 차단하는 것이다. 특히 집의 외벽에 위치한 굴뚝의 경우 일반적으로 매우 차갑다. 실제로 상부 댐퍼와 목 댐퍼를 모두 사용하여 두 가지 장점을 모두 얻을 수 있다. 현재 시장에 출시된 두 가지 상부 댐퍼 디자인은 Lyemance(피벗 도어)와 Lock Top(슬라이딩 도어)이다.

후기 중세 시대 서유럽에서는 특히 성이나 큰 영지와 같은 높은 건축물의 굴뚝 꼭대기 유지 보수를 위해 계단식 박공 지붕 설계가 등장했다.

3. 2. 산업용 굴뚝

산업용 굴뚝은 일반적으로 배기가스 스택으로 불리며, 건물 벽에 내장된 굴뚝과 달리 보통 건물 외부에 설치된다. 주로 증기 발생 보일러나 산업용 용광로 근처에 위치하며, 가스는 덕트를 통해 굴뚝으로 운반된다.[6] 오늘날 산업용 굴뚝 건설에는 철근 콘크리트가 구조적 요소로 사용되어 벽돌을 거의 대체했다. 내화물 벽돌은 라이닝으로 자주 사용되는데, 특히 연소되는 연료가 산을 포함하는 연도 가스를 생성하는 경우에 그렇다. 현대 산업용 굴뚝은 때때로 내부에 여러 개의 연통이 있는 콘크리트 방풍벽으로 구성된다.[6]

남아프리카 공화국 세쿤다에 있는 세쿤다 CTL의 합성 연료 공장에 있는 300m 높이의 증기 발전소 굴뚝은 직경 26m의 방풍벽과 직경 4.6m의 콘크리트 배기관 4개로 구성되어 있으며, 이 배기관들은 10m 간격으로 배치된 코벨 고리 위에 쌓인 내화 벽돌로 라이닝되어 있다. 철근 콘크리트는 기존 거푸집이나 슬라이딩 거푸집으로 타설할 수 있다. 굴뚝의 높이는 법적 또는 기타 안전 요구 사항을 충족하기 위해 오염 물질이 더 넓은 지역에 분산되도록 하기 위한 것이다.[6]

4. 굴뚝의 종류

굴뚝은 사용 목적과 재료에 따라 다양한 종류로 나뉜다. 공장이나 화력발전소에 설치되는 대형부터 스토브나 콘로와 같은 연소 장치에 부가되는 소형까지 있다. 재료로는 내열·내화성이 요구되며, 옛날에는 돌(石)이나 벽돌(煉瓦), 후에는 콘크리트나 금속도 사용되었다. 현대에는 특히 대형 연돌에서 철골철근콘크리트구조보다 경량화할 수 있는 유리섬유제나 불소수지제도 개발되었다.[13] 굴뚝은 크게 주거용과 산업용으로 나눌 수 있다.

4. 1. 주거용 굴뚝

주거용 굴뚝은 난방 및 조리를 위해 사용되며, 벽돌이나 금속으로 만들어진다. 과거 주택의 굴뚝은 "굴뚝 더미" 형태로, 집의 각 층에 있는 벽난로가 하나의 굴뚝을 공유하는 방식으로 지어졌다. 집의 앞뒤에 이러한 굴뚝 더미가 있는 경우가 많았다.

조지아 시대 4층짜리 대저택의 일부분. 기계식 청소기가 굴뚝 청소부 소년보다 유리하다는 것을 보여준다.


NED 대학교의 굴뚝


런던 북부의 굴뚝


오늘날의 중앙 난방 시스템은 굴뚝의 위치를 덜 중요하게 만들었고, 비구조적 가스 배출관을 사용하여 장애물 주위와 벽을 통과하여 배기가스 도관을 설치할 수 있게 되었다. 대부분의 현대식 고효율 난방 기구는 굴뚝이 필요하지 않다. 이러한 기구는 일반적으로 외벽 근처에 설치되며, 불연성 벽 튜브를 통해 배기관이 외벽을 직접 통과할 수 있다.

경사 지붕에서 굴뚝이 지붕을 관통하는 경우, 방수 처리를 사용하여 이음매를 밀봉한다. 경사면 아래쪽 부분을 에이프런이라고 하며, 측면에는 계단형 방수 처리를 하고, 크리켓을 사용하여 방수 처리 아래 굴뚝의 위쪽 부분 주위로 물을 돌린다.[6]

두 개의 점토 타일 연돌 라이너가 있는 굴뚝


연돌 라이너는 굴뚝 내부의 이차적 차단층으로, 연소 과정에서 발생하는 산성 물질로부터 벽돌을 보호하고, 배기가스가 집 안으로 유입되는 것을 방지하며, 과도하게 큰 연도의 크기를 줄이는 역할을 한다. 1950년대 이후로 많은 지역의 건축법에서는 새로 건설되는 굴뚝에 연돌 라이너 설치를 요구하고 있다. 라이너 없이 건설된 굴뚝에도 일반적으로 라이너를 추가할 수 있지만, 라이너의 종류는 해당 설비의 종류와 일치해야 한다. 연돌 라이너는 점토 또는 콘크리트 타일, 금속 또는 현장 타설 콘크리트로 만들어질 수 있다.

금속 라이너는 스테인리스강, 알루미늄 또는 아연 도금 철로 만들어지며, 유연하거나 단단한 파이프일 수 있다. 스테인리스강은 여러 종류와 두께로 제작된다. 304형은 장작, 목재 펠릿 연료, 비응축식 등유 기구에 사용되고, 316형과 321형은 석탄에, AL 29-4C형은 고효율 응축식 가스 기구에 사용된다.

최근 건물은 올전기화나 중앙난방이 주류이고, 스토브도 굴뚝이 필요 없는 FF식이 주류이기 때문에, 비교적 최근 건물에 과거와 같은 굴뚝이 설치되는 경우는 줄어들고 있다.

4. 2. 산업용 굴뚝

산업용 굴뚝은 일반적으로 배기가스 스택으로 불리며, 건물 벽에 내장된 굴뚝과 달리 일반적으로 외부 구조물이다. 이는 증기 발생 보일러 또는 산업용 용광로 옆에 위치하며, 가스는 덕트를 통해 굴뚝으로 운반된다. 오늘날 철근 콘크리트의 사용으로 인해 산업용 굴뚝 건설에 있어 벽돌이 구조 요소로 사용되는 경우는 거의 없다. 특히 연소되는 연료의 종류에 따라 산을 함유한 배기가스가 발생하는 경우 내화물 벽돌을 라이닝으로 사용하는 경우가 많다. 현대 산업용 굴뚝은 때때로 내부에 여러 개의 배기관이 있는 콘크리트 방풍벽으로 구성된다.

세쿤다 CTL의 세쿤다(남아프리카 공화국) 합성 연료 공장에 있는 높이 300m의 증기 발전소 굴뚝은 지름 26m의 방풍벽과 지름 4.6m의 콘크리트 배기관 4개로 구성되어 있으며, 이는 10m 간격으로 배치된 코벨 고리 위에 쌓인 내화 벽돌로 라이닝되어 있다. 철근 콘크리트는 기존 거푸집이나 슬라이딩 거푸집으로 타설할 수 있다. 굴뚝의 높이는 오염 물질이 더 넓은 지역에 분산되어 법적 또는 기타 안전 요구 사항을 충족하도록 하기 위한 것이다.

공장이나 화력발전소에 설치되는 대형 굴뚝은 고열에 의한 상승기류로 배기가스를 상공에 배출한다. 배출가스에 포함된 대기오염 물질 농도는 굴뚝의 높이가 높을수록 지표에 도달할 때까지 확산된다. 이 때문에 배출가스 농도 자체의 저감 대책(탈황(脫硫), 탈질(脫硝), 집진(集塵) 등)에 더하여 굴뚝의 높이를 높이는 대책이 널리 권장되어 왔다. 그러나 굴뚝의 높이를 높여도 대기오염 물질의 총량 감소 효과는 없다.

5. 굴뚝의 문제점 및 관리

굴뚝은 여러 가지 문제점을 가지고 있으며, 정기적인 관리가 필요하다.

나무를 연료로 사용할 때 구조물 벽에 크레오소트 침전물이 생기는 문제가 발생할 수 있다. 이 물질이 쌓이면 공기 흐름을 방해하고, 가연성이 있어 굴뚝 내부에서 침전물이 발화하면 위험한 굴뚝 화재를 일으킬 수 있다. 천연가스 난방기는 크레오소트 축적량을 크게 줄이지만, 부식으로 인해 일산화탄소 누출 위험이 있으므로 정기적인 검사와 청소가 필요하다. 이러한 작업을 하는 사람들을 굴뚝 청소부라고 부른다.[11]

벽돌 굴뚝은 지진에 취약하며, 샌프란시스코, 로스앤젤레스 등 지진 발생 지역에서는 금속 배관을 사용한 굴뚝을 권장한다.

이 외에도 다음과 같은 문제들이 발생할 수 있다.


  • 박리 현상: 습기로 인해 벽돌이 갈라지고 벗겨지는 현상
  • 기초 이동: 굴뚝 벽돌의 안정성을 저해
  • 동물 침입: 다람쥐, 너구리 등의 둥지나 서식
  • 누수 및 통풍 문제[12]
  • 난방 기구 문제: 굴뚝 손상 및 위험 유발

5. 1. 굴뚝 관련 문제

굴뚝에는 나무를 연료로 사용할 때 구조물 벽에 크레오소트 침전물이 쌓이는 문제가 발생할 수 있다. 이 물질이 쌓이면 공기 흐름을 방해하고, 가연성이 있어 굴뚝 내부에서 침전물이 발화하면 위험한 굴뚝 화재를 일으킬 수 있다.[11]

천연가스를 연소하는 난방기는 천연가스가 기존의 고체 연료보다 훨씬 깨끗하고 효율적으로 연소되기 때문에 크레오소트 축적량을 크게 줄인다. 대부분 매년 가스 굴뚝을 청소할 필요는 없지만, 시간이 지남에 따라 부식으로 인해 굴뚝 연결 부위가 분리되거나 느슨해지면 일산화탄소가 집으로 누출되어 거주자에게 심각한 위험을 초래할 수 있다.[11] 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해 매년 굴뚝을 검사하고 정기적으로 청소하는 것이 권장되며, 일부 국가에서는 의무화되어 있다. 이 작업을 수행하는 작업자를 굴뚝 청소부 또는 첨탑 작업자라고 한다.

벽돌로 된 굴뚝은 지진 중에 특히 무너지기 쉽다. 샌프란시스코, 로스앤젤레스, 샌디에이고와 같이 지진이 발생하기 쉬운 도시의 정부 주택 당국은 이제 금속 배관 주위에 스터드 프레임 굴뚝을 사용하여 새 주택을 짓는 것을 권장한다. 오래된 벽돌 굴뚝을 보강하거나 고정하는 것은 지진으로 인한 피해나 부상을 예방하는 데 효과적이지 않은 것으로 입증되었다.

다른 잠재적인 문제는 다음과 같다.

  • 습기가 벽돌에 스며들어 얼면 벽돌이 갈라지고 벗겨지고 모르타르 밀봉이 느슨해지는 "박리" 벽돌
  • 굴뚝 벽돌의 무결성을 저하시킬 수 있는 기초의 이동
  • 다람쥐, 너구리 또는 굴뚝 쇠딱따구리와 같은 원치 않는 동물의 둥지 또는 감염
  • 굴뚝 누수
  • 연기가 건물 내부로 들어올 수 있는 통풍 문제[12]
  • 벽난로 또는 난방 기구의 문제로 인해 굴뚝이 원치 않게 손상되거나 위험해질 수 있음

5. 2. 굴뚝 유지 보수

굴뚝은 나무를 연료로 사용할 때 구조물 벽에 크레오소트 침전물이 생기는 문제가 발생할 수 있다. 이 물질이 쌓이면 공기 흐름을 방해하고, 가연성이 있어 굴뚝 내부에서 침전물이 발화하면 위험한 굴뚝 화재를 일으킬 수 있다.[11]

천연가스를 연소하는 난방기는 천연가스가 기존의 고체 연료보다 훨씬 깨끗하고 효율적으로 연소되기 때문에 크레오소트 축적량을 크게 줄인다. 대부분의 경우 매년 가스 굴뚝을 청소할 필요는 없지만, 시간이 지남에 따라 부식으로 인해 굴뚝 연결 부위가 분리되거나 느슨해지면 일산화탄소가 집으로 누출될 수 있다.[11] 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해 매년 굴뚝을 검사하고 정기적으로 청소하는 것이 권장되며, 일부 국가에서는 의무화되어 있다. 이 작업을 수행하는 작업자를 굴뚝 청소부 또는 첨탑 작업자라고 한다.

벽돌로 된 굴뚝은 지진 중에 특히 무너지기 쉽다.

굴뚝의 다른 잠재적인 문제는 다음과 같다.

  • 박리 현상: 습기가 벽돌에 스며들어 얼면 벽돌이 갈라지고 벗겨지며 모르타르 밀봉이 느슨해지는 현상
  • 기초 이동: 굴뚝 벽돌의 무결성을 저하시킬 수 있는 기초의 이동
  • 동물 문제: 다람쥐, 너구리 또는 굴뚝 쇠딱따구리와 같은 원치 않는 동물의 둥지 또는 감염
  • 굴뚝 누수
  • 통풍 문제: 연기가 건물 내부로 들어올 수 있는 통풍 문제[12]
  • 기타 손상: 벽난로 또는 난방 기구의 문제로 인해 굴뚝이 원치 않게 손상되거나 위험해질 수 있음

6. 환경 문제

배출가스에 포함된 대기오염 물질 농도는 굴뚝의 높이가 높을수록 지표에 도달할 때까지 확산된다. 이 때문에 배출가스 농도 자체의 저감 대책(탈황(脫硫), 탈질(脫硝), 집진(集塵) 등)에 더하여 굴뚝 높이를 높이는 대책이 널리 권장되어 왔다. 그러나 굴뚝 높이를 높여도 대기오염 물질 총량 감소 효과는 없다.[13]

6. 1. 대기 오염

난로, 오븐, 벽난로, 온수 보일러 또는 산업용 용광로에서 석탄, 기름, 천연가스, 나무 등 연료 연소로 발생하는 고온의 연소 생성물 가스(배기가스)는 일반적으로 굴뚝이나 산업용 배기가스 스택을 통해 외부 대기로 배출된다.

배출가스에 포함된 대기오염 물질 농도는 굴뚝의 높이가 높을수록 지표에 도달할 때까지 확산된다. 이러한 이유로 배출가스 농도 자체 저감 대책(탈황, 탈질, 집진 등)과 더불어 굴뚝 높이를 높이는 대책이 널리 권장되어 왔다. 그러나 굴뚝 높이를 높여도 대기오염 물질 총량 감소 효과는 없다.

6. 2. 환경 규제

한국 정부는 대기 오염을 줄이기 위해 굴뚝 배출 가스에 대한 규제를 강화하고 있다. 사업장은 배출 허용 기준을 준수해야 하며, 필요시 탈황, 탈질, 집진 시설 등을 설치해야 한다.

7. 현대의 굴뚝

현대의 굴뚝은 단순한 연기 배출구를 넘어 다양한 용도로 활용되고 있다.

전망대로 활용되는 굴뚝으로는 베이터우 쓰레기 소각장 굴뚝(회전 레스토랑), 라디오 시티 타워(인근 쇼핑몰 난방 시스템용) 등이 있다.

리버풀의 라디오 시티 타워. 콘크리트로 만들어진 텔레비전 타워처럼 보이지만, 원래는 인근 쇼핑몰의 환풍구로 설계되었다.


회전식 레스토랑과 전망대가 있는 베이터우 쓰레기 소각장의 굴뚝


송전탑 역할을 겸하는 굴뚝으로는 독일 숄벤 발전소 굴뚝(높이 300m, 전압 220 kV) 등이 있다. 다만, 배기가스로 인해 전선이 부식될 수 있다는 단점이 있다.

카시라 발전소: 굴뚝 하나가 고압 송전탑 역할도 함


물탱크가 설치된 굴뚝(물이 어는 것을 방지), 안테나를 설치하여 통신용으로 활용되는 굴뚝, 광고판으로 활용되는 굴뚝도 있다.

독일 렝게리히에 있는 물탱크가 있는 굴뚝.


현대의 고효율 난방 장치는 대부분 굴뚝이 필요하지 않다. 이러한 기기는 주로 외벽 근처에 설치되며, 불연성 벽 골무를 이용하여 환기 파이프가 외벽을 직접 통과할 수 있게 한다. 산업용 굴뚝은 건물 벽에 내장된 굴뚝과 달리 일반적으로 외부 구조물이며, 오늘날 산업용 굴뚝 건설에는 벽돌 대신 철근 콘크리트가 주로 사용된다.

일부 발전소에서는 이산화황과 질소산화물 제거 설비를 갖춘 곳에서 냉각탑을 굴뚝으로 사용하기도 한다. 그러나 이산화황 제거 설비가 없는 발전소에서 냉각탑을 굴뚝으로 사용하면 심각한 부식 문제가 발생할 수 있다.[1]

7. 1. 굴뚝의 다양한 활용

굴뚝은 단순한 연기 배출구를 넘어 다양한 용도로 활용될 수 있다.

'''전망대'''

몇몇 굴뚝은 내부에 전망대를 설치하여 관광 명소로 활용되기도 한다.

이름국가도시총 높이전망대 높이비고
베이터우 쓰레기 소각장 굴뚝대만타이베이150m116m120m 높이에 회전 레스토랑 있음
라디오 시티 타워영국리버풀148m124.7m인근 쇼핑몰 난방 시스템용 굴뚝
바르샤바 쓰레기 소각장 대형 굴뚝폴란드바르샤바72m시설 안내 투어를 통해서만 전망대 접근 가능
베르나르드 양조장 굴뚝체코훔폴레츠40.7m33m2020/21년에 전망대 추가
모드르자네의 Dům Dětí a Mládeže체코프라하15m12m청소년 센터 지붕 굴뚝에 전망대 설치
제너 난방 건물 굴뚝독일베를린15m12m전망대로 사용된 적이 없는 것으로 추정



2020/2021년 나선형 계단을 통해 접근할 수 있는 전망대가 추가된 훔폴레츠의 베르나르드 양조장 굴뚝


'''송전탑'''

일부 화력 발전소에서는 굴뚝이 송전탑 역할을 겸하기도 한다.

국가도시발전소 이름높이건설 연도전압비고
독일겔젠키르헨숄벤 발전소, B, C, D, E호기 굴뚝300m220 kV
벨라루스노볼루콤리루콤리 발전소, 굴뚝 1250m1969330 kV
벨라루스노볼루콤리루콤리 발전소, 굴뚝 2250m1971330 kV
벨라루스노볼루콤리루콤리 발전소, 굴뚝 3250m1973330 kV
리투아니아엘렉트레나이엘렉트레나이 발전소, 굴뚝 1150m330 kV해체됨
리투아니아엘렉트레나이엘렉트레나이 발전소, 굴뚝 2250m330 kV해체됨
몰도바드네스트로프스크쿠추르간 발전소, 굴뚝 1180m1964110 kV
몰도바드네스트로프스크쿠추르간 발전소, 굴뚝 2180m1966330 kV
몰도바드네스트로프스크쿠추르간 발전소, 굴뚝 3180m1971330 kV
러시아아르한겔스크아르한겔스크 열병합 발전소, 굴뚝 1170m220 kV
러시아상트페테르부르크비보르그스카야 열병합 발전소, 굴뚝 1120m110 kV
러시아토볼스크토볼스크 열병합 발전소, 굴뚝 1240m1980110 kV
러시아토볼스크토볼스크 열병합 발전소, 굴뚝 2270m1986220 kV
러시아카시라카시라 발전소, 굴뚝 1250m1966220 kV
러시아에네르게틱이리클린스카야 발전소, 굴뚝 1180m220 kV
러시아에네르게틱이리클린스카야 발전소, 굴뚝 2180m220 kV
러시아에네르게틱이리클린스카야 발전소, 굴뚝 3250m500 kV
러시아코나코보코나코보 발전소, 굴뚝 1180m1964220 kV
러시아코나코보코나코보 발전소, 굴뚝 2180m1966220 kV
러시아코리야즈마코틀라스 펄프 및 제지 공장 1호 열병합 발전소 굴뚝 1105m1961220 kV
우크라이나부르시틴부르시틴 발전소, 굴뚝 1180m1965330 kV
우크라이나부르시틴부르시틴 발전소, 굴뚝 2250m1966330 kV
우크라이나부르시틴부르시틴 발전소, 굴뚝 3250m1966330 kV
우크라이나트리필리아트리필리아 발전소, 굴뚝 1180m1968330 kV
우크라이나트리필리아트리필리아 발전소, 굴뚝 2180m1972330 kV



이리클린스카야 발전소: 굴뚝이 고압 송전탑으로 사용됨


숄벤 발전소 굴뚝에 부착된 가로대에 고정된 송전선


다만, 배기가스로 인해 전선이 부식될 수 있다는 단점이 있다.

'''물탱크'''

굴뚝 내부에 물탱크를 설치하여 물이 어는 것을 방지하기도 한다.

'''통신 안테나'''

굴뚝에 무선 중계, 휴대전화, FM 라디오, TV 등의 안테나를 설치하여 통신용으로 활용할 수 있다.

슈투트가르트-뮌스터 발전소 굴뚝에 설치된 FM 방송용 안테나


브라운슈바이크 중앙 열병합 발전소의 굴뚝. 오른쪽 꼭대기 아래 상자에 TV 전송용 안테나가 설치되어 있음.


'''광고판'''

굴뚝은 공장에서 가장 높은 부분인 경우가 많아 회사 이름이나 광고를 부착하여 광고판으로 활용되기도 한다.

7. 2. 신기술 적용

현대의 고효율 난방 장치는 대부분 굴뚝이 필요하지 않다. 이러한 기기는 주로 외벽 근처에 설치되며, 불연성 벽 골무를 이용하여 환기 파이프가 외벽을 직접 통과할 수 있게 한다.

산업용 굴뚝은 배가스 굴뚝이라고도 불리며, 건물 벽에 내장된 굴뚝과 달리 일반적으로 외부 구조물이다. 주로 증기 발생 보일러나 산업용 용광로 근처에 위치하며, 가스는 덕트를 통해 운반된다. 오늘날 산업용 굴뚝 건설에는 벽돌 대신 철근 콘크리트가 주로 사용된다. 특히 연소되는 연료가 산을 포함하는 연도 가스를 생성하는 경우, 내화 벽돌이 라이닝으로 사용된다. 현대 산업용 굴뚝은 때때로 내부에 여러 개의 연통이 있는 콘크리트 앞 유리로 구성된다.

일부 발전소에서는 이산화황과 질소산화물 제거 설비를 갖춘 곳에서 냉각탑을 굴뚝으로 사용하기도 한다. 독일의 그로스크로첸부르크 발전소와 로스톡 발전소에서 이러한 냉각탑을 볼 수 있다. 그러나 이산화황 제거 설비가 없는 발전소에서 냉각탑을 굴뚝으로 사용하면 심각한 부식 문제가 발생할 수 있으며, 이를 예방하기는 쉽지 않다.[1]

8. 세계의 높은 굴뚝

다음은 세계의 높은 굴뚝 목록이다. 발전소나 제련소 등에서 주로 사용되는 높은 굴뚝은 오염 물질을 넓은 지역으로 분산시켜 지상 농도를 낮추는 역할을 한다.

명칭이미지높이국가도시준공년도비고
에키바스토즈 제2발전소
419.7m 카자흐스탄에키바스토즈1987년세계에서 가장 높은 굴뚝
인코 슈퍼스택--381m 캐나다서드베리1971년세계에서 가장 높은 독립식 굴뚝
호머시티 발전소
371m 미국호머시티1977년
케네콧 굴뚝
370.4m 미국마그나1974년
베료조프스카야 발전소370m 러시아샤르이포보1985년
미첼 발전소367.6m 미국마운즈빌1971년
트르보블예 굴뚝--364m 슬로베니아트르보블예1976년유럽에서 가장 높은 굴뚝
엔데사 발전소
356m 스페인아스폰테스1974년
피닉스 제련소351.5m 루마니아바이아 마레？
실다르야 화력발전소350m 우즈베키스탄실다르야 (도시)1975년
테루엘 화력발전소--343m 스페인테루엘？
프로민 화력발전소
340m 크로아티아프로민？
베스터홀트 화력발전소--337.5m 독일겔젠키르헨1997년2006년 12월에 폭파 해체.
폭파 해체된 독립 건축물로서는 가장 높다.
마운테니아 발전소336.2m 미국뉴헤이븐 (웨스트버지니아주)1980년
쿠추르간 발전소
335m 몰도바드네스트로프스크1970 ?
에키바스토즈 제1발전소330m 카자흐스탄에키바스토즈？
페름스카야 발전소330m 러시아도브랸카1987년2개
레프친스카야 발전소330m 러시아레프친스키1980년2개
TETs5330m 우크라이나하르키우1981년
Zuevska 발전소330m 우크라이나Zuhres？
동마리차 발전소325m 불가리아스타라자고라1977년
1980년		불가리아에서 가장 높은 굴뚝·건축물 중 하나
피르돕 제련소325m 불가리아피르돕？불가리아에서 가장 높은 굴뚝·건축물 중 하나
Ugljevik 발전소
310m 보스니아 헤르체고비나Ugljevik1985년보스니아 헤르체고비나에서 가장 높은 굴뚝·건축물
부쉬하우스 발전소--307m 독일헬름슈테트1984년독일에서 가장 높은 굴뚝
Chvaletice 발전소305m 체코Chvaletice1977년체코에서 가장 높은 굴뚝·건축물
SASOL III 합성연료 공장301m 남아프리카 공화국세쿤다1979년남아프리카 공화국에서 가장 높은 굴뚝·건축물
리브니크 발전소--300m 폴란드리브니크1974년폴란드에서 가장 높은 굴뚝 중 하나.
야보주노 발전소
300m 폴란드야보주노?폴란드에서 가장 높은 굴뚝 중 하나.
벨하투프 발전소--300m 폴란드벨하투프?폴란드에서 가장 높은 굴뚝 중 하나.
코제니체 발전소--300m 폴란드코제니체?폴란드에서 가장 높은 굴뚝 중 하나.
Kawęczyn 발전소--300m 폴란드Warszawa-Kawęczyn?폴란드에서 가장 높은 굴뚝 중 하나.
Novaky 발전소300m 슬로바키아Nováky1976년슬로바키아에서 가장 높은 굴뚝
Orot Rabin 발전소--300m 이스라엘하데라1997년이스라엘에서 가장 높은 굴뚝
프로방스 발전소300m 프랑스가르당느1984년프랑스에서 가장 높은 굴뚝
비슈케크 화력발전소300m 키르기스스탄비슈케크1989년키르기스스탄에서 가장 높은 굴뚝
도쿄전력 가시마 화력발전소231m 일본이바라키현카미스시？일본에서 가장 높은 굴뚝
주부전력 오와세미타 화력발전소230m 일본미에현오와세시？발전 설비의 폐지에 따라 굴뚝도 2020년 12월 5일까지 거의 철거되었다.[16]
도쿄전력 히타치나카 화력발전소230m 일본이바라키현토카이무라？히타치나카 레인보우 타워
주부전력 니시나고야 화력발전소230m 일본아이치현토시마무라？
중국전력 타마시마 발전소230m 일본오카야마현쿠라시키시？
도쿄 23구 청소 일부 사무 조합 토시마 청소 공장--210m 일본도쿄도토시마구1998년
JFE스틸 JFE스틸 동일본 제철소
207m 일본지바현지바시1991년1991년, 철강 제품의 고급화와 니즈의 다양화에 대응하기 위해 리프레시 공사를 착공.
다이오페이퍼 미시마 신공장207m 일본에히메현시코쿠추오시1985년애칭은 엘리어 타워. 엘리베이터, 전망대 완비. 완성 당시 콘크리트제 굴뚝으로는 동양 제일의 높이였다. 영화『서도 걸즈!! 우리들의 고시엔』에 마을의 심볼로 등장.
간사이전력 히메지 제1발전소--204m 일본효고현히메지시2005년일기 예보를 겸한 라이트 업이 시행되고 있었지만 2011년 3월의 동일본 대지진 이후, 절전을 위해 휴지하고 있다.
중국전력 오사키 화력발전소200m 일본히로시마현오사키카미지마정？
판퍼시픽 카퍼 사가세키 제련소200m 일본오이타현오이타시1972년높이 167.6m의 제1굴뚝(1916년 완성 당시에는 세계 제일이었다)에 이어 제2굴뚝으로서 2012년까지 2개가 나란히 서 있었다. 제1굴뚝은 2013년 5월에 해체 공사 완료.


9. 굴뚝과 관련된 문화

굴뚝은 문학, 예술, 민속 등 다양한 문화 속에서 상징적인 의미로 사용되어 왔다. 산타클로스는 크리스마스에 굴뚝을 통해 방에 들어와 아이들에게 선물을 준다고 알려져 있는데, 이는 성 니콜라스가 가난한 소녀의 집 굴뚝으로 금화를 던져 넣었다는 전설에서 유래한다.

독일에서는 히틀러가 집권한 1930년대에 "굴뚝 청소법"이 제정되었다. 이는 "굴뚝 청소부를 순수 독일인으로 제한한다"는 내용이었으며, 각 가정이 나치에 반항적인지 여부를 감시하는 역할도 겸했다. 제2차 세계 대전 후 서독에서는 조항이 개정되어 형식적으로는 외국인도 참여할 수 있게 되었지만, 독일 통일 후에도 굴뚝 청소업계에 의해 독일 전역이 7888개의 "굴뚝 청소 구역"으로 구분되어, 사실상 각 가정이 청소를 의뢰할 때는 지역의 직인에게 의뢰해야 하는 상태가 계속되었다. 그러나 EU의 압력으로 2008년에 법이 개정되어 기득권이 해체되고 자유화가 이루어졌다.

영국 등지의 굴뚝 청소부들에게는 음낭 부근에 암이 다발적으로 발생하여 굴뚝 청소부암이라고 불렸다. 굴뚝에 쌓인 그을음에는 발암성이 있기 때문에, 음낭의 주름 속에 그을음이 고여 거기서 종양이 생기는 것이다. 그래서 "그을음병"이라고도 불렸다. 이를 알게 된 도쿄 제국대학의 야마기와 가츠사부로 교수와 대학원생 이치카와 아쓰이치는 석탄 부산물인 콜타르를 660일 동안 토끼의 귀에 문지르는 실험을 실시하여, 1915년에 세계 최초로 인위적인 피부암 발생에 성공했다.

참조

[1] 서적 The Southern Sierras of California http://www.hundredpe[...] 1923
[2] 웹사이트 Around the World in Eighty Days https://www.literatu[...] 2006-07-30
[3] 서적 Connections Little, Brown and Co. 1978
[4] 서적 The English house: how to judge its periods and styles Eveleigh Nash 1908
[5] 웹사이트 Lead Mining https://www.thenorth[...] Newsquest Media Group 2012-04-10
[6] 서적 Roofing, flashing & waterproofing Taunton Press 2005
[7] 서적 Troubleshooting guide to residential construction: the diagnosis and prevention of common building problems Builderburg Group 1997
[8] 웹사이트 Field Installation of Draft Hoods https://www.hotwater[...] A.O. Smith Water Products Company 2009-01-06
[9] 웹사이트 Guide to Draft Hoods on Gas Fired Heating Equipment https://inspectapedi[...] InspectApedia.com 2016-01-06
[10] 웹사이트 Water Heater Backdrafting, Part 1 of 2: Why it Matters and What to Look For http://structuretech[...] Structure Tech 2013-09-24
[11] 웹사이트 Chimney Problems and Warnings Signs http://www.charmedch[...]
[12] 웹사이트 Chimney Airflow Problems https://www.highschi[...] 2022-06-08
[13] 뉴스 「煙突、テント材料で開発／太陽工業 日立造船重さ、コンクリ製の10分の1」 https://www.nikkei.c[...] 日経産業新聞 2018-06-27
[14] 서적 雑学おもしろ事典 日東書院
[15] 서적 日本のもと : 技術 講談社 2011-11
[16] 웹사이트 「非常に寂しい」　尾鷲三田工事所　煙突の撤去ほぼ完了　三重 https://web.archive.[...] 伊勢新聞 2020-12-08
[17] 웹사이트 Q20：煙突のマーク：文字や模様の意味は? https://www.jsanet.o[...] 日本船主協会 2019-09-30
[18] 웹사이트 125　形状さまざま、客船の化粧煙突 https://www.jsanet.o[...] 日本船主協会 2019-09-30


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