자우어란트 피라미드의 독특한 에너지 개념
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자료 : TRACTD-TECHNIK
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배경
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지금은 없어진 갱도 바로 옆, 독일 메그겐 자흐틀레벤 1 산업단지에 높이 솟아 있는 일곱 개의 피라미드 탑이 하늘과 맞닿아 있다. “왜 하필이면 피라미드인가?”란 질문이 가장 많으며 또 타당한 질문이기도 하다. 어느 쪽이건 피라미드 형태가 가장 싼 건축형태도 아니고 자우어란트 지역의 대표적 건축물도 아니다.
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피라미드 공원 조성에 초점을 맞추고 있는 장기적 목표로 그 이유를 설명할 수 있다. 2000년에 이미 TRACTO-TECHNIK과 RAYONEX 소유주인 볼프강 슈미트(Wolfgang Schmidt)가 지역 거주민과 관광객에게 평소에는 겪지 못했던 세련된 명소를 선사하겠다는 주제로 계획을 세우기 시작했다.
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“자우어란트 피라미드는 놀랍고 경이로운 곳이다. 단순히 가벼운 놀이장소가 아니라 인간 지식 저변의 탐험과 전시, 공연에 대한 새로운 관심을 일깨우고 또 반영한 정교한 매력이 가득한 곳이다” 라며 소유주 볼프강 슈미트가 전하였다.
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이런 종류의 전시는 “일반 공장 건물”에서는 개최하기가 적합하지 않아 독특한 주제와 어울리는 특별한 광학적 “수단”이 필요했다.
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피라미드 형태는 조기에 선정되었다. 피라미드 (이집트 기자)는 “고대 7대 불가사의" 중 현존하는 유일한 불가사의이다. 심미성과 세월이 흘러도 변치 않는 아름다움의 상징이며 신비롭고도 불가사의의 세계를 연결해준다. 이와 함께 피라미드 형태는 인지도와 인식을 끌어올려 주기도 한다.
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매 전시회를 열 때마다 자우어란트 피라미드의 유명세는 높아지고 있고 이곳을 방문한 사람들은 열정적으로 방문 후기를 쓰고 있다. 한편 자우어란트 피라미드의 인기와 이미지로 전시회와 다른 행사는 수익을 올리고 있다. 공동 상승 효과의 매우 단편적인 실례라 할 수 있다.
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GRD의 원리
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첫 번째 피라미드 건설 중
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공사 단계
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1. 공사 구획
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첫 번째 공사 구획은 2005년에 공사를 시작하였다.
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6개월이 지나지 않아 2개의 피라미드가 개장하며 축하연을 벌였다. 그 후 이 피라미드는 복잡한 생물-공명 시스템 제조사 RAYONEX GmbH의 본사로 사용하고 있다.
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2. 공사 구획
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2007년 3월 2차 구획 공사가 시작되었다. 이 때 갈릴레오 공원(Galileo Park)에 들어가는 피라미드 네 개를 건설하였다. 향후 이 공원에서는 재미있는 학습을 목적으로 한 양방향 전시회가 열릴 것이다. 정교한 명물이 자우어란트 피라미드를 놀라운 공간으로 만들었다.
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에너지 개념
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자우어란트 피라미드를 기획할 때 외관을 독특하고 매력적으로 만들겠다는 것만이 목표는 아니었다. 피라미드는 고도로 혁신적인 에너지 개념을 담아내야 한다.
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따라서 첫 번째 피라미드를 짓기도 전에 지열로 건물 냉난방을 하기로 결정하였다. 이렇게 한 이유 중 하나로 이 지역은 아직 가스 개발이 이루어지지 않았고, 유일한 대안이라고는 석유 밖에 없었다는 점이 작용했다.
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TRACTO-TECHNIK의 노하우와 필수 굴착 기술로 재생 에너지를 선택하겠다는 결정은 신속하게 이루어졌다.
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RAYONEX 피라미드의 1300m2 에 달하는 사무실과 생산지대의 난방을 해결하려면, 수평 굴착 기술을 이용해 산에 각각이 60m가 되는 사면 보어를 총 15개(도합 900m) 만들고 이중 난방관을 설치해야 한다. 이렇게 했을 때 가열 능력은 32.6kW가 된다. 난방은 열 교환기 없이 피라미드 밖으로 나온 소금물을 산으로, 산에서 다시 피라미드로 직접 순환하는 방식으로 가열한다. 이 지역은 쓰지 않는 갱도를 다시 메워 구축했기 때문에 보링공을 낼 때 가급적 함수도가 높게 하기 위해 각별히 주의를 기울였다. 즉 열 추출률이 높고 재생용량도 극대로 끌어올릴 수 있다.
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갈릴레오 공원 부지 건평 1400m2 를 냉방 및 난방을 하려면 다른 보링법을 적용하여 지열을 더 추출해야 했다. TRACTO-TECHNIK의 수직 보어 장비 Geodrill 20V를 이용하여 99미터마다 굴착하여 총 9개의 수직 보어를 만들었다. 후에 이 보어 공에는 이중 U자형 관(직경 32mm)을 설치하였다.
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열 전달 매체로는 물에 25% 모노-에틸렌-글라이콜을 섞은 혼합액을 이용하였다. 지구물리학적 지면 순환 설계를 위해 기획 소프트 웨어 “Earth Energy Designer”를 사용하였다. 소위 "에너지 사원(Energy temple)”이라 하는 에너지 공급 기지에서 다른 피라미드의 냉난방을 중앙 제어한다. 여기에 설치한 63kW 용량의 히트펌프가 공원 내 모든 피라미드를 안락한 환경으로 만들어 준다.
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갈릴레오 공원의 경우 건물 냉난방 만 필요한 게 아니라 200m2에 달하는 연못도 관리해야 한다. 겨울에는 지열로 데워주고 여름에는 (조류가 자라지 못하게) 식혀 주어야 한다. 여기에는 혁신적인 GRD 기술을 도입하였다.
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연못 중앙에 있는 작은 섬에 원통형 시추 챔버를 설치하고, 거기부터 시작하여 50m 마다 방사상으로 보어를 굴착하여 총 10개의 시추공을 냈다(직경 114mm). 식수를 열교환 매체로 이용하였다. 순환계 내에 히트펌프를 쓰지 않고 직접 난방/냉방하는 방식이다. 지열의 가열 및 냉각력은 15kW이다.
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피라미드 다음으로 난방을 해야 하는 곳이 “코아티(coati) 구조물이다”. 코아티는 한때는 피라미드의 수호신으로 알려졌기 때문에 이 지역에 중요한 상징이기도 하다. 코아티에 연중 눈이나 얼음이 얼지 않도록 하기 위해 지열 히터에 8kW 공기/물 히트펌프를 연결했다.
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그리하여 자우어란트 피라미드의 가장 큰 특징이라면 다양한 재생 에너지원을 사용하는 네 가지 난방관 필드라고 할 수 있다. 평평한 사면 수평 보어에서 추출한 지열은 산으로 들어간다. 건물은 수직 보어로 난방한다.
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호수에는 GRD 방사형 시추 기술을 적용하였다. 마지막이긴 하나 그 중요성 만큼은 뒤지지 않는 코아티 내부의 공기/물 히트펌프를 사용했다.
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아래 표(생략)는 오일 및 가스와 직접 비교해 본 다양한 난방법의 연간 비용이다.
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히트펌프는 수력발전으로 돌아가므로 탄소 발생에 대해서는 중립적이다. HP
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