지은 지 100년이 넘는 오래된 한옥을 잘 살펴보면 놀라운 과학적 요소를 찾을 수 있습니다.
한옥에서 찾을 수 있는 첫 번째 과학은 바람을 이용하는 방법입니다. 우리나라는 여름에는 남동풍이, 겨울에는 북서풍이 붑니다. 우리 조상들은 여름에 시원한 바람을 얻기 위해 한옥에 남동 방향으로 바람길을 만들었습니다. 바람이 지나다니기 좋도록 집의 끝에서 끝까지 일직선으로 뚫기도 하고, 여러 개의 사선을 교차시켜 더하기(+) 모양의 바람길도 만들었습니다.
충남 논산에 있는 명재 윤증 선생의 고택에는 단연 최고라 할 만한 바람길이 있습니다. 이 집 안채의 처마와 창고로 쓰이는 곳간채가 마주 보고 있는 곳인데요. 두 건물은 나란하지 않고 삐뚤어지게 놓여 있습니다. 그 이유는 무엇일까요?
두 건물을 비스듬하게 놓으면 바람길의 양쪽 간격이 달라집니다. 남쪽이 넓고 북쪽이 좁죠. 이렇게 되면 길이 넓은 남쪽에서 들어온 바람이 좁은 북쪽 길로 빠져나갈 때 바람의 속도가 빨라져 더 시원한 바람이 붑니다. 반대로 북쪽에서 들어온 바람은 남쪽으로 빠져나가면서 속도가 느려지고 순해지죠.
여기에 숨어 있는 과학이 바로 '베르누이의 정리'입니다. 이는 비행기가 하늘에 뜨는 이유를 설명할 때도 이용되는 원리입니다.
물이나 공기처럼 흐르는 유체는 같은 거리를 이동할 때 같은 시간에 도착하려고 합니다. 그래서 같은 공간을 지나는 유체의 속도는 일정합니다. 만약 유체가 지나가는 길이 좁아지거나 장애물이 생기면 장애물과 만나는 유체의 속도가 더 빨라집니다.
윤증 고택에서는 두 건물의 간격을 다르게 만들어서 바람이 시작하고 끝나는 지점의 속도를 조절했습니다. 고택의 주인은 바람이 빨리 흘러 들어가는 곳에는 차갑게 보관해야 할 곳을 놓아두는 공간도 마련했다고 하니 정말 제대로 과학적인 집이라고 할 수 있습니다.
한옥에서 찾을 수 있는 두 번째 과학은 햇빛을 조절하는 방식입니다. 지구의 자전축은 23.5° 기울어져 있습니다. 북반구에서 해는 여름에 높이 뜨고 겨울에 낮게 뜹니다. 여름과 겨울에 각각 다르게 뜨는 햇빛을 잘 막고 불러들일 수 있어야 여름에는 시원하게, 겨울에는 따뜻하게 지낼 수 있죠.
첫 번째 햇빛 조절 장치는 대청마루와 기단을 넘어 마당까지 닿는 처마입니다. 쭉 뻗은 처마는 여름에 빛을 막아 튕겨내고 겨울에는 햇빛을 통과시킵니다. 또 여름엔 시원한 공기가, 겨울엔 따뜻한 공기가 빠져나가는 것을 막아줍니다.
한옥은 방의 깊이를 얕게 지어 추운 겨울에도 방 끝까지 햇빛을 들였습니다. 이 햇빛은 난방과 소독을 도왔죠. 창문도 여름과 겨울의 햇빛이 처마와 만나 이루는 각도의 중간 지점에 냈습니다. 여름에는 햇빛을 피하고 겨울에는 햇빛을 불러들이기 위해서였습니다.
마당에는 꼭 왕모래를 깔았습니다. 모래에 반사된 햇빛이 대청마루와 방안으로 들어와서 간접조명의 역할을 하도록 만든 것입니다. 이렇게 한옥에는 바람과 햇빛을 다스리는 지혜가 숨어 있습니다. 잘 보존된 한옥을 찾아가 숨어있는 과학적 원리를 찾아보는 것도 좋겠죠?
/글 : 박태진 과학칼럼니스트 <자료 : 한국항공우주연구원>
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