전통한옥에는 어떤 과학적 원리가 있나요?

Question

예전에 과학관련 기사를 본거 같은데요. 전통 한옥의 우수성에서 보면 과학적인 원리가 많이 있다고 들어서요. 외국인들도 한옥의 우수성을 높게 평가하던데 혹시 어떤 과학적 원리들이 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 도심 속 먼발치 시야에서도 한옥의 독특한 지붕은 눈에 먼저 들어옵니다. 현대적 건축물들은 대부분 지붕이 없는 직육면체 형태지만 한옥 은 사다리꼴 모양의 지붕으로 덮여있죠. 지붕의 형태도 다양한데, 그 안에는 과학적 아이디어가 동원되어 있습니다. 한옥지붕 중 사각형과 사다리꼴이 붙어있는 모양을 팔작지붕' 형식이라고 하는데, 이는 모퉁이 기둥이 비에 젖고 강한 햇빛에 노출되면 뒤틀림이 발생하기 때문 에 보호를 위해 나온 구조입니다.

한옥지붕에는 '사이클로이드(cycloid) 곡선' 원리도 적용됩니다. 빗물이 지붕에 고였다가 내부로 스며들면 나무로 된 부분이 썩을 수 있기 때문에 빗물이 최대한 빨리 흘러내리게 만든 구조입니다. 사이클로이드 곡선은 원에 한 점을 찍고 직선 위에 굴렸을 때 나오는 곡선을 뜻하 는데, 한 바퀴 굴리면 그릇을 엎어놓은 것 같은 곡선이 그려지죠. 높이 올라갈수록 경사가 급해져 강하속도가 빨라집니다. 경사가 직선일 때보다 사이클로이드 곡선일 때 강하속도가 더 빨라 최단강하곡선이 되죠. 빗물이 최대한 빨리 떨어지도록 한 구조입니다

한옥마을을 둘러볼 때는 가옥의 특징만이 아니라 마당 주위로 배치된 전체적인 공간도 고려해보면 좋습니다. 한옥은 지형에 순응하는 공 간 활용. 주변과의 조화와 소통을 중요하게 여깁니다. 건물 사이의 거리와 통로에는 바람의 원리가 숨어있죠. 건물사이 바람이 드나드는 간 격을 남쪽은 넓게 북쪽은 좁게 만들어두었습니다. 이는 좁은 길에서 바람의 속도가 빨라지는 원리 베르누이의 원리를 활용한 것입니다. 남 서풍이 부는 여름에는 넓은 안마당을 통과한 바람이 건물 뒤편의 좁은 통로를 지나면서 속도가 빨라져 안채의 툇마루가 시원해지게 됩니 다. 반대로 겨울에 불어오는 매서운 북서풍은 이 좁은 입구를 통과해 넓은 안마당으로 나오면서 속도가 출고. 한기 또한 누그러들게 됩니 다.

전통한옥의 낮은 천장은 외풍을 막는 데 도움이 됩니다. 방 천장은 낮은데 그 위로 지붕과의 사이에 큰 공기층이 만들어지기 때문에 지붕 쪽에서의 단열효과가 발휘됩니다. 방문과 창문의 창호지 역시 일반종이보다 단열성이 좋아 두 겹 세 겹으로 바르면 문과 문 사이에 공기층 이 만들어져 단열효과를 돕는 것이죠. 두 건물 사이의 간격을 넓힘으로써 곳간에 처마의 낙수물이 안채 기단에 떨어져 기단이 습기로 상하 는 것을 막을 수 있게 합니다.

출처 : 과학기술정보통신부 - 그 자체가 과학이다! '한옥'

Answer 2

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

전통 한옥은 우리나라의 고유한 건축 양식으로 많은 과학적 원리가 적용되어 있습니다.

먼저 전통 한옥의 지붕은 기와로 이루어져 있어서 비가 내리면 물이 잘 흐르게 됩니다. 이는 기와의 모양과 각도가 물이 흐르기에 적합하게 설계되어 있기 때문입니다. 그리고 지붕의 넓은 부분은 태양열을 흡수하여 집안을 따뜻하게 유지하는 역할을 합니다.

그리고 전통 한옥의 벽은 흙으로 만들어져 있어서 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻한 온도를 유지할 수 있습니다. 이는 흙이 열을 잘 전달하지 않는 특성 때문입니다. 그리고 벽의 두께가 얇아서 자연스럽게 환기가 이루어지며 이는 공기의 순환을 통해 실내의 공기를 깨끗하게 유지하는 역할도 합니다.

그리고 전통 한옥의 창문은 남쪽으로 향하도록 설계되어 있습니다. 이는 남쪽에서 들어오는 태양열을 최대한 활용하기 위함입니다. 그리고 창문의 크기와 위치가 잘 조절되어 있어서 자연스러운 환기와 적절한 채광을 제공합니다.

전통 한옥의 구조는 지진이 발생했을 때도 안전하게 유지될 수 있도록 설계되어 있습니다. 지붕과 벽 기둥이 서로 교차하면서 서로를 지지하고 있어서 지진이 발생해도 건물이 무너지지 않도록 합니다.

이처럼 전통 한옥은 과학적 원리를 적용하여 건축된 건물로 우리나라의 자연환경과 문화를 고려하여 설계되었습니다. 외국인들도 이러한 우수성을 높이 평가하고 있으며 우리나라의 전통 건축물을 보존하고 발전시키는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 감사합니다.

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Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

네, 전통 한옥에는 과학적인 원리가 많이 적용되어 있습니다. 그 중에서도 대표적인 것은 온돌 창호 처마가 있습니다 이 세 가지는 한옥의 과학적 원리를 가장 잘 나타내는 요소라고 할 수 있습니다.

온돌은 흙과 돌의 열전도율을 이용한 난방 방식으로, 겨울철에도 따뜻하게 생활할 수 있도록 합니다. 또한, 온돌은 습기를 제거하는 효과도 있어, 한옥은 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있습니다.

창호는 겨울에는 열 손실을 줄이고, 여름에는 통풍을 시켜 실내 온도를 조절합니다. 겨울에는 창호의 틈을 좁게하여 열 손실을 줄이고, 여름에는 창호를 활짝 열어 통풍을 시켜 실내 온도를 낮춥니다. 또한, 창호의 재료로 한지와 유리를 사용함으로써, 햇빛을 적절하게 조절하고 실내를 밝게 합니다.

처마는 빗물을 효과적으로 배수하고, 태양광을 차단하여 실내를 시원하게 유지합니다. 처마의 길이는 2미터 이상으로, 빗물이 창문에 직접 닿지 않도록 하고, 태양광이 실내로 들어오는 것을 막아줍니다. 또한, 처마의 곡선은 아름다운 미적 감각을 더합니다.

Answer 4

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

전통 한옥의 우수성중에 하나는 온돌 시스템입니다.

이 온돌은 효과적으로 방을 데우고 온기를 유지할 수 있는 방법으로 외국의 벽난로등과는 비교도 되지 않을 정도의 효율과 난방을 자랑합니다.