벽난로

3. 벽난로의 종류

• 제조 벽난로: 판금 또는 유리 파이어 박스로 만들어진다.
• 전기 벽난로: 나무 또는 가스 벽난로를 대체하거나 개조하여 설치할 수 있다. 벽걸이형, 스토브형, 멘틀형, 고정형, 독립형 등 다양한 유형이 있다.

• 고체 연료:
• 장작 또는 땔감 및 기타 바이오매스
• 목탄 (탄화된 바이오매스)
• 다양한 등급의 석탄
• 코크스 (탄화된 석탄)
• 여러 종류의 무연탄
• 기체 연료:
• 가연성 가스: 프로판, 부탄, 메탄 (천연 가스는 주로 메탄이고, 액화 석유 가스는 주로 프로판임)
• 액체 연료:
• 에탄올 (액체 알코올, 젤 형태로도 판매됨)

• 조적조 굴뚝: 벽돌 또는 돌로 만들어지며, 타일로 연도를 라이닝하는 경우도 있다.
• 철근 콘크리트 굴뚝: 설계 결함으로 인해 미국 제조업체가 파산하고 설계가 쓸모없게 되었다. 외부에서 수직 균열이 자주 나타난다.
• 금속 라이닝 연도: 이중 또는 삼중 벽 금속 파이프로, 새롭게 설치하거나 기존의 목재 프레임 또는 조적조 체이스 내부에 설치한다.

4. 벽난로의 구조 (일본어 위키백과 참고)

벽난로는 내화 벽돌이나 석재 등을 사용하여 실내 벽면에 만든 화로와, 연기를 배출하는 굴뚝으로 구성된다. 화로 안에서 장작이나 석탄을 태워 그 열로 실내를 난방한다.

스토브와 벽난로의 가장 큰 차이점은 연소용 공기 조절 밸브의 유무이다. 벽난로는 모닥불처럼 개방 연소 방식이므로, 연료의 양으로만 연소를 조절한다. 실내에서 불을 피우는 구조이므로, 화재 예방과 연소 효율을 높이기 위해 화로 바닥에 내화 벽돌을 사용하는 등 단열에 주의해야 한다.

굴뚝과 연결되는 부분에는 스로트(throat, 목구멍)라는 구조가 있다. 스로트는 배연만을 배출하고 외부 공기가 거꾸로 유입되는 것을 막기 위해 조임쇠(댐퍼)가 설치되어 있다. 댐퍼는 열고 닫는 정도를 조절할 수 있으며, 벽난로를 사용하지 않을 때는 닫아둘 수 있다. 스로트가 없으면 데워진 실내 공기까지 과도하게 굴뚝으로 빠져나가 난방 효율이 떨어지고, 사용하지 않을 때 틈새 바람이 들어올 수 있다.

하지만 스로트가 있어도 벽난로는 난방 효율이 낮아, 장작을 태워 얻은 에너지의 90%는 굴뚝을 통해 외부로 방출된다.^[25] 따라서 방 안 공기를 데우는 능력은 제한적이다. 그러나 노출된 화염에 의한 복사열은 매우 높다.

최근에는 장작을 태운 에너지의 절반 이상을 난방으로 사용할 수 있는 장작 난로를 벽난로처럼 벽에 매립한 빌트인 장작 난로를 벽난로라고 부르기도 한다. 빌트인 장작 난로는 외부 공기만으로 장작을 연소시키고, 유리창을 통해 불꽃을 볼 수 있다. 문을 열어 장작을 넣지만, 그 외에는 외부와의 연결을 차단하여 연기가 실내로 새거나 벽난로 밖으로 공기가 드나들지 않는다. 이러한 방식은 고기밀 주택에도 적합하며, 일반적인 장작 난로에서도 비슷한 제품이 많아지고 있다. 해외에서는 대기 오염 방지 차원에서 도시 지역에서 벽난로 사용을 금지하는 곳도 있어,^[26] 이러한 유형의 벽난로가 널리 보급되고 있다.

불꽃 전방에는 내열 유리 문을 설치하기도 하지만, 복사열이 감소하므로 벽난로 뒤쪽에 통기구를 설치하여 데워진 공기를 아래에서 분출시켜 열효율을 높이는 방식도 있다.

5. 벽난로 부속품

숯 받침대(또는 화구)는 일반적으로 쇠 막대로 만들어진 프레임으로, 화재에 사용되는 연료를 담아둔다. 화재 방지 망, 장작 상자, 앤드아이언, 펠릿 바구니는 모두 연료를 받쳐주고 연소를 촉진한다. 두껍고 튼튼한 금속 방열판은 열을 포집하여 재방사하고, 벽난로 뒷면을 보호하며 장식용으로 사용되기도 한다. 펜더는 벽난로 앞에 설치되어 불씨, 그을음, 재를 담아두는 낮은 금속 프레임이다. 벽난로를 관리하기 위한 도구로는 부집게, 풀무, 집게, 삽, 솔 및 도구 받침대가 있다. 이 외에 더 넓은 범위의 액세서리로는 장작 바구니, 컴패니언 세트, 석탄 통, 캐비닛 액세서리 등이 있다.

6. 난방 효율

대부분의 오래된 벽난로는 효율이 낮은 편이다. 하지만 표준적이고 현대적인 목재 연소 조적조 벽난로는 최소 80%의 효율을 가질 수 있다.^[10] 이는 오스트리아 잘츠부르크의 법적 최소 요구 사항이기도 하다.^[10]

벽난로의 효율은 불 뒤쪽에 설치하여 열을 실내로 반사하는 금속 조각인 파이어백(fireback)을 사용하여 높일 수 있다. 파이어백은 전통적으로 주철로 만들어졌지만, 스테인리스 강으로도 제작된다.^[9]

효율을 더욱 개선하기 위해, 벽난로는 특수 헤비 파이어박스를 삽입하여 수정할 수 있다. 이러한 벽난로는 훨씬 더 깨끗하게 연소하도록 설계되었으며, 공기를 가열하는 데 최대 80%의 효율을 낼 수 있다. 대형 화재 창을 통해 초기 열을 제공하고, 내화 벽돌 구조가 열을 흡수하여 여러 시간 동안 균일하게 방사하는 두 단계 난방 과정을 거친다. 유리 화재 창이 없는 조적조 벽난로는 표면에서 방사되는 열만 제공하기 때문에, 외부 온도에 따라 하루 1~2회의 점화로도 실내 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

일부 벽난로 장치는 송풍기를 통합하여 대류를 통해 열을 공기로 더 많이 전달함으로써 공간을 더 균일하게 가열하고 난방 부하를 줄이기도 한다.

7. 건강 영향

독성학 및 환경 보건 저널에 게재된 문헌 검토에 따르면, 가정용 목재 연소는 광범위한 건강 위험을 초래한다.^[11] 목재 연기를 장기간 흡입하면 만성 기관지염, 만성 간질성 폐 질환, 폐동맥 고혈압 및 폐성 심장증 (폐 심장 질환)이 발생하며 폐 면역 방어 기전이 변형된다. 어린이에게 가장 큰 위험이 있는데, 나무 난로로 난방하는 가정에 사는 어린 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 중등도 및 중증 만성 호흡기 증상이 더 많이 발생한다는 연구 결과가 있다. 나무 난로나 벽난로가 있는 집에서 생활하는 미취학 아동의 노출은 어린 천식 환자의 폐 기능 감소, 급성 기관지염 발생률 증가 및 천명 및 기침의 심각도/빈도 증가, 급성 호흡기 감염의 발생률, 지속 기간, 그리고 아마도 심각성 증가를 야기할 수 있다.

가정용 목재 연소 배기 가스는 황 산화물, 질소 산화물, 일산화탄소, 잠재적으로 발암성 화합물(예: 다환 방향족 탄화수소, 벤젠, 포름알데히드, 다이옥신)을 포함한다. 이러한 오염 물질 중 일부는 암을 유발하는 것으로 알려져 있다.^[11] 워싱턴 주 환경부는 목재 연기가 인간의 폐와 호흡기 계통에서 걸러지지 않고 폐 깊숙이 침투하며, 수개월 동안 발암 물질이 호흡기 계통 내에서 변화와 구조적 손상을 계속해서 유발할 수 있다고 설명한다. 어린 아이, 노인, 임산부, 흡연자 및 호흡기 질환이 있는 개인이 가장 취약하며, 목재 연기는 하부 호흡기 감염과 관련되어 어린이에게 질병과 심지어 사망을 유발할 수 있다.^[12] 가정용 벽난로는 치명적인 일산화탄소 중독을 유발하기도 한다.^[13]

프로판, 부탄, 메탄은 모두 벽난로에 사용되는 가연성 가스이다. 이러한 가스가 연소되지 않고 축적되면 공기를 대체하여 질식을 유발할 수 있으며, 가스 폭발을 일으킬 수도 있다. 에탄올 화재 또한 심각한 화상을 유발할 수 있다.^[16]

탄화수소를 태우면 실내 공기질이 저하될 수 있다. 배출물에는 공기 중의 미세 입자 물질(예: 블랙 카본) 및 질소 산화물과 같은 가스가 포함된다. 이들은 건강에 해로우며, 면역 체계를 약화시키고, 감염, 혈압, 심혈관 질환, 인슐린 저항성을 증가시킨다.^[17]

탄화수소 연료를 불완전 연소시키면 일산화탄소가 생성될 수 있으며, 이는 매우 유독하며 사망 및 장기적인 신경 질환을 유발할 수 있다.^[18] 벽난로에 설치되는 굴뚝에는 그을음이 쌓이기 때문에 굴뚝 청소부라는 직업이 존재한다. 굴뚝 청소부 사이에서는 피부암이 다발하여 굴뚝 청소부 암이라고 불렸다. 그을음에는 발암성이 있으며, 19세기에 굴뚝 청소부의 건강 복지 문제로 주목받아 소년이 굴뚝 청소 직업을 갖는 것이 금지되었다.^[28]

8. 환경 영향

탄화수소 연료 연소 시 이산화 탄소와 수증기가 배출된다. 질소 산화물 및 황산화물과 같은 다른 배출물은 환경에 해로울 수 있다.^[24]

9. 관련 용어 (영어 위키백과 참고)

• 앤드아이언(Andiron) — 화실에서 장작을 받치기 위한 짧은 다리에 놓인 두 개의 수평 금속 막대 중 하나이다.^[19]

• 아치(Arch) — 벽난로 입구의 아치형 상단이다.^[20]
• 재 배출구 — 재를 "재 구덩이"에서 나중에 제거하기 위해 재를 쓸어낼 수 있는 화실의 구멍이다.^[20]
• 백(파이어백, Fireback) — 열을 방으로 반사하는 벽난로의 내부, 후면 벽으로 벽돌이나 금속으로 만들어진다.^[20]
• 벽돌 트리머 — 벽난로를 지지하거나 벽난로 앞에서 장선을 보호하는 벽돌 아치이다.^[20]
• 굴뚝 가슴(Chimney breast) — 벽난로를 수용하기 위해 방으로 돌출된 굴뚝의 일부이다.^[20]
• 크레인(Crane) — 핀틀에 장착된 금속 팔로, 불 위에서 냄비를 흔들고 잡는다.
• 댐퍼(Damper) — 벽난로를 사용하지 않을 때 연도를 닫는 금속 문이다.
• 연도(Flue) — 굴뚝의 통로이다.^[20]
• 화실(Firebox) — 벽난로의 바닥이다. 방으로 돌출된 화실의 일부를 "앞" 또는 "외부 화실"이라고 부를 수 있다.^[20]
• 화실석 — 화실 재료로 사용되는 큰 돌 또는 기타 재료이다.
• 인서트(Insert) — 벽난로 인서트는 기존 벽돌 또는 조립식 나무 벽난로에 삽입되는 장치이다.^[21]
• 잼(Jamb) — 벽난로 입구의 측면이다.^[20]
• 멘틀(Mantel) — 벽난로 위 선반 또는 벽난로 위 벽돌을 지지하는 구조물이다.^[22]
• 연기 선반 — 연기 챔버 아래와 댐퍼 뒤에 있는 선반이다. 연도에서 떨어지는 파편과 물을 수집한다.^[23]
• 목(허리, Throat) — 일반적으로 댐퍼가 위치한 벽난로 위의 좁은 영역이다.^[20]
• 날개(Wing) — 목 근처의 입구 위 벽난로 측면이다.^[20]

참조

_[1] 웹사이트 Chimney filters can save billions http://www.biopress.[...] 2021-05-13
_[2] 웹사이트 Wood Smoke and Your Health https://www.epa.gov/[...] 2021-05-13
_[3] 웹사이트 Best Ventless Fireplace Logs Review {{!}} Expert Guide {{!}} Updated {{!}} https://www.ventless[...] 2021-05-13
_[4] 서적 Architectural Graphic Standards https://books.google[...] Wiley (publisher) 2017-07-02
_[5] 웹사이트 History of Antique Fireplaces {{!}} Victorian, Georgian & Edwardian Fireplaces https://www.fireplac[...] 2021-05-13
_[6] 뉴스 Tile Town: Century-Old Illustrated Fireplace Delights Students https://urbanmilwauk[...] 2023-03-21
_[7] 웹사이트 Hôtel https://www.pop.cult[...] 2024-05-10
_[8] 서적 Bucharest Architecture - an annotated guide Ordinul Arhitecților din România 2017
_[9] 웹사이트 Three Steps to a More Efficient Fireplace https://www.fireplac[...] 2021-05-13
_[10] 웹사이트 RIS - Heizungsanlagen-Verordnung 2010 - Landesrecht konsolidiert Salzburg, Fassung vom 14.05.2021 https://www.ris.bka.[...] 2021-05-13
_[11] 간행물 The Toxicology of Inhaled Woodsmoke http://citeseerx.ist[...] Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B 2002
_[12] 웹사이트 Smoke health effects & burning alternatives https://ecology.wa.g[...] 2021-05-13
_[13] 뉴스 Derek Kehler and Helena Curic identified as young couple killed in Kurrajong cabin https://www.smh.com.[...] 2021-05-14
_[14] 논문 Liquefied petroleum gas (LPG) poisoning: report of two cases and review of the literature. 1996-10-25
_[15] 논문 Immunohistochemical detection of early myocardial damage in two sudden deaths due to intentional butane inhalation. Two case reports with review of literature. 2011-04
_[16] 논문 Severe Burn Injuries Caused by Bioethanol-Design Fireplaces—An Overview on Recreational Fire Threats American Burn Association 2001-03
_[17] 논문 Household air pollution and its effects on health 2016
_[18] 논문 Effectiveness of Hyperbaric Oxygenation Versus Normobaric Oxygenation Therapy in Carbon Monoxide Poisoning: A Systematic Review. 2019-10-15
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_[24] 뉴스 【住まいナビ】薪や火のない暖炉ぐらし 手入れ簡単・子どもがいても安心 https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2017-12-27
_[25] 서적 暖炉づくりハンドブック　その働きと詳細 建築資料研究社 1991
_[26] 뉴스 フランス 暖炉使用ダメ、パリっ子嘆く https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2014-03-18
_[27] 뉴스 大気汚染対策で暖炉が使用禁止に、仏パリ首都圏 https://www.afpbb.co[...] afpbb news
_[28] 문서 Publications | Human Nature https://human-nature[...]
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