ZEB, 에너지 비용 절감…복지·쾌적한 공간 구현

[기획]

ZEB, 에너지 비용 절감…복지·쾌적한 공간 구현

패시브 하우스를 넘어 제로에너지건축으로

 

출처 : 매일건설신문 2018. 03. 15. 변완영 기자

 

침체된 건축 산업의 활력 줄 것으로 기대

자재국산화 등 과제 해결하면 산업전망 밝아

▲ 제로에너지빌딩 개념도

 

내부의 공기가 외부로 방출되는 것을 막고 지열과 태양광 등을 사용해 에너지 효율을 극대화한 제로에너지 건물(ZEB)이 2020년에는 쉽게 볼 수 있을 것 같다. 정부는 2020년에는 공공건물, 2025년에는 민간 건축물까지 제로 에너지 주택 건설을 의무화할 방침이기 때문이다.

 

에너지 비용을 줄이면서도 건강과 쾌적성까지 담보할 수 있는 건축물이 갈수록 늘어날 전망이다. 건축물이 고효율, 에너지 절약설계 기법을 도입해 패시브 건축물 보급에 앞장서는 전문가와 기업이 증가하고 있는 이유이다.

 

리츠결합 대형제로에너지 단독주택사업 활기

 

국토교통부는 리츠를 결합한 합리적 비용으로 냉난방 등 에너지 효율을 누리는 ‘대형 제로에너지 단독주택사업’을 세종시·김포시·오산시등 3개단지에 298호를 본격적으로 개발하고 있다.

 

그동안 추진해온 저층형 제로에너지건축 시범사업(행복도시 1-1)이 리츠로 사업방식이 변경되면서 사업규모가 확대되고 건축물 에너지성능이 향상(에너지효율등급 1++ 이상)된 것이다. 이로써 수요자에게 합리적인 비용의 고성능 단독주택을 제공하고 정체된 건축시장에 새로운 사업모델이 될 것 기대하고 있다.

 

단독주택의 장점인 쾌적한 전원생활, 층간소음 해방과 건강한 육아 등으로 수요는 증가하고 있으나 단독주택에서 지내는 것을 선뜻 결정하기 어려운 몇 가지 이유가 있다. 단독주택을 직접 건축하거나 구입할 때의 경제적 부담과 이주 시 환금의 어려움, 겨울철과 여름철의 냉･난방비 부담 등이 대표적이다.

 

이에 따라 선진 부동산금융방식인 리츠(REITs)와 제로에너지 건축기술을 동시에 적용해 단독주택을 선호하는 수요층이 합리적인 비용으로 단독주택을 경험하고 고성능 건축기술의 효과를 누릴 수 있도록 했다.

 

일반아파트 대비 65%에너지 절감효과…연간20만원 절약

 

국토부가 조성하는 단독주택 단지는 교통이 편리하고 쇼핑, 의료 등 주거환경이 우수한 전국 3곳의 신도시에서 동시에 건설되며, 주택도시기금, LH공사 등의 출자금과 민간자금으로 구성된 REITs(부동산투자회사)가 사업 시행자로 참여해 주택을 건설하고 4년 간 임대운영한 후 분양하는 형태로 추진된다.

 

그간 리츠를 통한 임대주택 공급은 아파트 중심으로만 이루어져 왔으나, 이번 단독주택 단지 공급에도 리츠 방식이 활용됨에 따라 리츠의 투자자산 다양화 측면에서도 의의가 크다고 할 수 있다.

 

모든 주택은 개별 주차장과 앞·뒤 정원 및 다락방을 가지고 유형에 따라 테라스와 작업실을 갖춘 곳도 있다. 특히, 단독주택의 취약점으로 지적되어온 개별 유지관리 및 방범 등 보안문제를 해결해 전문 임대관리사업자를 통해 방범, 원격검침, 커뮤니티 생활 서비스 등을 제공, 아파트와 단독주택의 장점을 모두 누릴 수 있도록 했다.

 

임대형 단독주택의 보급･확산을 위해 임대료 수준을 인근 아파트의 유사규모 임대료 수준 혹은 그 이하로 책정 중이며, 제로에너지건축 기술을 통한 에너지 절감효과, 실내 쾌적성 등을 감안할 때 높은 경쟁력을 가질 것으로 기대된다.

 

제로에너지 단독주택은 고성능 외벽단열, 열교 차단, 고성능 3중 창호, 고기밀 시공, 열회수 환기장치를 적용한 ‘패시브 요소’와 태양광 패널을 활용한 ‘엑티브 요소’를 모두 적용해 전기료, 냉･난방비 등 동일규모의 기존 일반 아파트 대비 약 65%의 에너지 절감이 가능할 것으로 예상된다.특히, 난방비의 경우 고단열 등 패시브 기술을 통해 연간 20만원대로 절감이 가능할 것으로 예상되고 있다.

 

제로에너지 단독주택은 일반 아파트의 내단열 공법과 달리 바닥, 지붕 등 주택 외벽 전체를 끊김 없이 감싸는 외단열 공법과 열교 차단 공법을 적용해 외벽과 내벽 단열재 사이의 온도차에 의한 결로와 이로 인한 곰팡이의 발생을 원천 차단하여 주거 공간의 쾌적성을 극대화했다.

 

아울러 열 회수 환기장치는 환기를 통해 발생하는 열손실을 최소화하면서 지속적으로 쾌적한 공기를 공급하는 시스템으로 최근 문제가 되고 있는 미세먼지를 필터를 통해 걸러주어 쾌적한 실내공기 환경을 유지할 수 있게 해준다.

 

이번 사업은 한국토지주택공사(LH)가 지난2016년 9월 공모를 통해 (주)패시브하우스순환형임대주택위탁관리부동산투자회사라는 ‘리츠’설립하고 영업인가를 획득해 자산관리 회사로서 사업 전반의 관리를 담당하며, 건축 인허가 및 토지 매매 등 사업 준비를 마치고 올해 하반기 착공 및 임차인 모집에 나서 내년 12월 준공해 입주할 예정이다.

 

제로에너지 건축물 인증제도…건축기준완화 등 인센티브

 

단독･공동 주택, 업무시설, 근린생활시설 등 대부분 용도의 건축물을 포함해 건축물 에너지효율등급 인증대상 중 건축주가 제로에너지건축물 인증을 신청하는 건축물이 인증대상이다.

 

건축물 에너지소요량(효율등급 1++ 이상)과 모니터링 시스템이 설치된 건축물을 대상으로 신재생에너지를 통한 ‘에너지자립률’을 기준으로 5개 등급으로 평가한다.

 

즉 건축물에너지 소비량 대비 신재생에너지 생산량을 나타내는 ‘에너지자립률’이 100%이상인 건축물이 1등급이고, 80~100%미만은 2등급, 60~80%미만은 3등급 등이다.

인증절차는 인센티브 지급·설계점검 등을 위해 예비인증단계를 거쳐 준공 후 본인증으로 구분해 진행되며 인증유효기간은 10년이다.

 

인증주체는 제도운영 초기 평가기준 정립 및 제도개선·운영 절차 간소화 등을 위해 한시적으로 운영·인증기관 단일화해 한국에너지공단에서 하고 향후 에너지효율등급 인증기관 등으로 확대 추진할 예정이다. 또한 인증수수료는 초기 인증 수요 창출 및 민원인 부담 완화 등을 위해 한시적으로 수수료면제하고 있다.

 

제로에너지건축물인센티브 내용을 보면 ▶건축기준완화 ▶신재생에너지 설치보조금 우선 지원 ▶주택도시기금 대출한도 확대 ▶주택건설사업 기반시설 기부채납 부담률 완화 ▶에너지성능 모니터링 ▶세제 혜택 등이다.

 

먼저 용적률, 건축물의 높이 등 건축기준 최대 15% 완화해주고 태양광, 지열 등 신재생에너지 설치보조금 30～50% 우선 지원해준다. 또한 제로에너지건축물 인증을 받은 공공임대주택 및 분양주택에 대해 주택도시기금 대출한도 20% 상향시켜주고, 주택건설사업 기반시설 기부채납률을 최대 15%경감해준다.

 

이외에도 에너지사용량 확인, 에너지 효율개선방안을 제공해주고 신･재생에너지설비·건물에너지관리시스템(BEMS, Building Energy Informaition System) 등 에너지절약시설 투자비용 일부(최대 6%)에 대한 소득세 또는 법인세 공제해준다.

 

기술력 및 건축 자재국산화 등 과제…ZEB전망 밝아

 

하지만 넘어야 할 과제도 만만치 않다. 건물 외벽에 단열재와 태양광을 설치하면서 다른 아파트에 비해 30% 정도 건축비가 추가로 들어간다. 독일은 패시브건축을 최초로 제시했기 때문에 관련 이론이나 기술에서 독보적이다. 기후환경이 다른 독일의 인증기준에 맞추다보면 자재나 기술력이 부족해질 수 있다.

 

불연단열재는 법적기준처럼 두껍게 생산하고 붙이기가 어렵다. 따라서 에너지효율을 고려하되 안전측면에서 단열재두께를 더 깊이 고민할 필요가 있다. 현재 불연단열재 회사는 법적인 단열재 두께수준을 따라갈 자재 생산기술조차 없는 상황이다.

 

무엇보다 패시브건축이 구현되려면 기술자가 깨어있어야 하고, 장기적으로는 우리나라 시장에 적합한 패시브건축의 설계·시공디테일과 시방서를 개발해야한다.

 

전문가들은 연간 패시브건축물 수가 2~3배 많아질 것으로 전망하고 있다. 성장속도가 너무 빠르다는 것이다. 하지만 패시브라고 주장하는 건축물은 크게 증가하고 있는 반면 제대로 설계·시공되는 경우는 드물다. 건축물은 작은 열교에도 단열성능이 크게 저하되기 때문에 디테일에 심혈을 기울여야 한다. 정부는 낮은 등급의 제로 에너지 주택 보급을 늘리는 방법으로 과제들을 순차적으로 해결해 나갈 방침이다.

 

국토교통부 관계자는 “제로에너지건축물의 보급･확산은 새 정부의 공약사항인 ‘신･재생에너지 비율 20%로 상향‘을 위한 건축 분야의 핵심 수단으로서 국민들이 에너지걱정 없이 보다 쾌적한 생활을 영위할 수 있도록 제로에너지건축 등 지속가능한 건축을 활성화하는데 더욱 노력하겠다”고 말했다.

 

 

 

탄소 제로 ‘착한 건물’ 지었다… 오늘 지구의 날 맞아 준공

 

출처 : 동아일보 2011. 04. 22. 김윤종 기자

 

66개 그린에너지 기술 적용… 국내 첫 에너지 자급자족

지구온난화로 인한 기상재해가 심각한 가운데 ‘지구의 날(Earth Day)’을 하루 앞둔 21일 국내에서 처음으로 온실가스가 전혀 배출되지 않도록 설계된 건물이 준공됐다. 지구의 날은 1970년 4월 22일 미국에서 자연보호론자들이 모여 대규모 자연보호 캠페인을 전개하고 시위한 날을 기념해서 제정됐다.

 

○ 이산화탄소 배출 ‘0’

 

환경부 산하 국립환경과학원은 “각종 자연에너지 등 66가지 기술을 활용해 3년간 공사를 한 끝에 에너지를 스스로 해결하는 ‘탄소제로건물’을 건립했다”고 밝혔다. 인천 서구 경서동 환경과학원 안에 지어진 이 건물(지하 1층, 지상 2층, 총면적 2500m²·약 756평 규모)은 태양광으로 전기를 공급하고 태양열과 지열로 냉난방을 해결하는 방식으로 건물에 필요한 에너지의 60%를 조달한다. 나머지 필요 에너지 40%는 일반건물(60∼80mm)보다 두꺼운 125mm의 슈퍼단열재를 이용해 에너지를 보존하는 방식으로 충당한다고 과학원은 설명했다.

 

이 건물은 창문에 설치된 유리 사이에 아르곤 가스를 투입해 열이 빠져나가는 것을 방지했다. 건물 곳곳에 일사량에 따라 이동하며 태양광을 흡수하는 장치가 설치됐다. 창문 블라인드는 일사량에 따라 자동으로 각도가 조절돼 열손실을 없애준다. 사무실 내 각종 조명은 사람의 움직임이 없거나 주변이 밝으면 자동적으로 꺼진다. 이런 에너지 절약 기능으로 연간 100t의 온실가스 방출을 줄일 수 있다는 게 과학원 측 설명이다. 온실가스 100t은 중형차 기준으로 서울과 부산을 500회 왕복할 때 나오는 양이다. 이재범 환경과학원 연구사는 “공사비는 1m²(약 0.3평)당 355만 원(총공사비 89억 원)으로 일반건물에 비해 1m²당 93만 원이 더 들었지만 효율적인 에너지 활용으로 연간 1억200만 원이 절감된다”고 말했다. 이 건물은 연구동으로 활용될 예정이다.

 

○ 지구공학 활성화

 

환경 전문가들은 국내에서도 지구온난화를 막기 위한 기술, 즉 ‘환경 테크놀로지’에 대한 연구와 상용화가 본격화되고 있다고 지적했다. 환경부에 따르면 지난해부터 범정부 차원에서 공기 중 이산화탄소를 모아 저장하는 ‘온실가스 포집·저장(CCS·Carbon Capture and Storage)’ 기술 개발이 진행 중이다.

 

산업계에서도 기후변화 대응 기술 개발이 한창이다. 특히 그동안 넓은 공간이나 지붕 등에만 설치됐던 태양광 에너지 흡수시스템을 창문, 건물 벽 등 도심 곳곳에 설치해 활용하는 시스템 개발이 진행 중이다.

 

해외에서는 지구공학(Geo-engineering) 연구가 활발해지고 있다. 현재 수백만 t의 에어로졸을 인공적으로 발생시킨 후 지구 성층권을 뒤덮게 해 태양 빛을 반사시키는 기체양산과 원반 모양의 유리판을 우주로 올려 햇빛을 막는 거대양산 등이 연구되고 있다.

 

 

 

학교 외벽 태양광발전 시스템(BIPV) 적용

 

출처 : ENB 교육뉴스방송 2018. 03. 20. 김효정 편집국장

서울시교육청(교육감 조희연)은 3월 20일(화) 14시에 교육청 903호 회의실에서 ‘친환경 디자인의 태양광 신재생 에너지(건물일체형 태양광 발전시스템, 이하 BIPV)학교 구축’을 위해 한국건설생활환경시험연구원(원장 김경식, 이하 KCL)과 업무협약을 체결했다.

 

※ 건물외장재형 태양광 발전시스템 [BIPV(Building Integrated Photovoltaic System)] : 건물 일체형 태양광모듈을 건축 외장재로 사용하는 태양광발전 시스템

 

이번 업무협약은 정부의 재생에너지 3020 이행계획과 발맞추고 학교 환경의 디자인 변화를 추구하기 위해 마련되었다.

 

이번 업무협약을 통해 서울시교육청은 전국 최초로 서울 학교 외벽에 ‘친환경 디자인의 BIPV’ 기술을 적용하게 된다. KCL은 산업통상자원부 에너지기술개발사업 과제(학교 건물일체형 태양광 제품 및 융합시스템 개발)의 일환으로 3개년(‘18~’20)동안 서울 관내 학교 2개 교에 외벽개선사업 시, 친환경 디자인의 BIPV(약 30kW급 내외)시스템을 지원한다.

 

올해는 첫 단계로 월계중학교(서울 노원구 소재) 외벽개선 사업 에 다양한 디자인의 BIPV 시스템(외벽형 Color BIPV, 블라인드형 BIPV, 경량형 BIPV 등, 그림참조)을 적용하여 학교 외벽을 기존과 차별화된 새로운 모습으로 디자인하게 된다.

 

출처 : 한국건설생활환경시험연구원 학교 건물일체형 태양광 제품 및 융합시스템 개발 자료

 

또한, 설계 단계에서 신재생에너지 교육을 실시하고 사용자 참여디자인을 적용해 환경문제에 대한 학생들의 인식을 개선하고자 한다. 이 밖에도 태양광 에너지에 대한 체험교육을 확대하여 에너지 절약 의식을 높이고, 학교운영비(전기료 등)를 절감하고자 한다.

 

※ BIPV 연간발전량(약 30kW설치시) : 47,714kW(학교 연간 총사용량의 10%)

 

조희연 교육감은 “이번 업무협약을 통해 기존과 차별화된 디자인을 학교 외벽개선에 적용해 학교 환경을 새롭게 조성할 수 있게 되었다. ”라고 말하며 “또한, 서울 학생들이 신재생에너지를 경험함으로써 기후변화에 대응할 방안을 함께 생각하는 기회가 되기를 기대한다. ”고 밝혔다.

 

학생들과 관계자들은 매해 여름이면 또는 겨울이면 난방과 에어컨 가동시 전력때문에 어려워하곤 했는데 이제는 태양광으로 인해 전력에 문제가 생기지 않을 것 같아 시원하고 따뜻한 교실에서 공부를 할 수 있을 듯 해 기쁘다고 전했다.