• [kharn 칸] 소규모 건물 제로에너지 솔루션 제시
  • 2020-08-05
  • 관리자

    • 국내 건축물의 상당수를 차지하는 소규모건축물의 제로에너지화 촉진방안을 모색하기 위한 세미나가 개최됐다.


      지난 17일 서울 세텍(SETEC)에서 개최된 ‘소규모건축물 제로에너지 솔루션 세미나’는 ‘2020 대한민국 기계설비전시회(HVAC Korea 2020)’의 부대행사로 치러졌다.


      소규모건축물은 우리나라 전체 건축물 동수의 90% 이상, 전체 건물에너지 소비량의 45% 이상을 차지할 정도로 많지만 그간 에너지효율화 정책 및 관리대상에서 배제돼 개선의 필요성이 크다.


      이에 따라 정부는 최근 발표한 한국판뉴딜 중 그린뉴딜에서 공공부문 소규모건축물 중심의 그린리모델링 계획을 밝혔다. 소규모건물 성능개선은 기후위기 대응을 위한 건물부문 온실가스 감축은 물론 시장잠재력도 커 경제성장, 일자리창출의 역할도 기대할 수 있다.


      칸과 메쎄이상이 주최·주관한 이번 세미나는 소규모건축물 에너지성능개선 관련분야 기관, 단체, 기업들이 어떤 솔루션을 통해 소규모건축물 제로에너지를 달성할 수 있을지 방안을 모색하기 위해 기획됐다.


      세미나는 △공공건축물 그린리모델링 지원사업 지원방안(김용수 국토교통부 녹색건축과 사무관) △노후 소규모 기존건축물 에너지성능현황(최현중 한국건설기술연구원 국민생활연구본부 박사) △소규모건축물의 시장규모·전망 및 에너지최적화 연구목표와 비전(최정만 한국패시브건축협회 회장) △소규모건축물에 대한 설비엔지니어의 기대역할(엄태윤 한일엠이씨 상무) △소규모건축물의 소비에너지 최적화 설계·시공 기술개발(김재문 삼우CM 부장) △DOAS 공조-코로나시대에 안전하게 사는 법(김종헌 MTES 대표) △소규모건축물 최적화 냉난방솔루션-주택용 인버터 하이브리드 보일러(김혁중 오텍캐리어 팀장) △제로에너지하우스 최적화 냉난방·환기시스템-소규모 건축물의 소비에너지 최적화 솔루션(이현종 에코에너다임 대표) △소규모건축물 건축사례 적용기술(서형주 포스코A&C 팀장) 등 발표로 구성됐다.


      김용수 국토교통부 녹색건축과 사무관은 ‘공공건축물 그린리모델링 지원사업 지원방안’을 통해 최근 정부가 발표한 그린뉴딜을 통한 공공 소규모건축물 에너지성능개선사업 지원내용을 설명했다.


      올해 지원사업은 사용승인 후 15년 이상, 30년 미만 건축물 중 취약계층이 이용하는 어린이집, 보건소, 의료기관 등 공공건축물의 에너지성능, 실내공기질 등을 개선하는 사업을 대상으로 시행된다. 어린이집 500여곳, 보건소 500여곳, 의료기관 30여곳 등 1,100여동을 3차 추경우로 우선적으로 추진하며 서울은 사업비의 50%, 기타지역은 70%까지 국비지원이 가능하다.


      이번 사업은 사전조사, 사업공모신청, 공사시행·완료, 성과홍보 및 모니터링까지 사업시행 전 단계를 관리해 그린리모델링사업 활성화를 유도하고 이에 대한 성과를 활용하는 방향으로 추진한다.


      특히 추경과정에서 대상건축물을 전수조사하고 이를 토대로 사업범위와 추정사업비를 파악해 추경을 확보한 만큼 사업공모, 설계기간을 단축하고 신속한 예산집행이 가능할 전망이다.


      이번 지원사업 대상이 되기 위해서는 패시브·액티브 관련 필수 기술요소를 적용해야 한다. 패시브부문에서는 △고성능 단열 △고효율 창호 △기밀성능 개선 등을, 액티브부문에서는 △폐열회수형 환기장치 △고효율 조명 △고효율 냉난방장치 △고효율 보일러 △태양광 발전설비 △BEMS 등을 적용해야 한다.


      선택적으로 병행할 수 있는 공사는 △석면제거 △쿨루프 시공 △일사조절장치 △스마트에어샤워 △온수기 △대기전력차단 콘센트 등이 있다.


      김용수 사무관은 “이번 지원사업을 통한 기존건축물 그린리모델링 활성화로 건물부문 온실가스 감축목표량 달성에 기여할 수 있으며 취약계층 등 국민들이 그린리모델링 효과를 체감해 고효율 녹색건축 활성화 기반을 확충할 수 있을 전망”이라며 “이를 통해 내년까지 1만개의 일자리 창출과 12만톤의 온실가스 저감이 기대된다”고 밝혔다.


      최현중 KICT 박사는 ‘노후 소규모 기존건축물 에너지성능 현황’발표를 통해 최근 진행되는 ‘소규모건축물 소비에너지 최적화’ R&D과제의 일환으로 추진하고 있는 실태조사 경과를 공유했다.


      최 박사는 “700만동 이상의 건축물 중 면적기준으로 500㎡ 이하 소규모건축물이 93.5%를 차지하며 층수 기준으로 5층 이하 건축물이 97.1%를 차지하고 있다”라며 “층수기준 소규모건축물은 전체 건물에너지 사용량의 46.9%를 차지하고 있다”고 밝혔다.


      특히 서울시의 경우 건축연도가 15년을 넘은 주택은 전체의 45.5%이며 단독, 다가구주택의 경우에는 78%에 달한다. 2001년 건축물 에너지절약 설계기준의 통합고시 이전에 건축돼 낮은 단열기준을 적용한 건물은 서울시 전체건축물의 83%를 차지하고 있다. 이에 따라 주택에너지 절감을 위해서는 기존 단독, 다가구주택의 에너지효율개선이 필요할 전망이다.


      KICT는 보다 면밀한 실태파악을 위해 50세대를 현장방문조사를 실시할 계획이다. 연재 20여곳의 현장점검이 이뤄졌으며 체크리스트 점검, 도면확인, 육안검사, 시험장비 활용 테스트 등을 진행했다.


      현장점검을 통해 확인한 소규모건물 성능저하의 주요원인은 △단열시공 미흡으로 인한 열손실 및 열교현상 △단열·기말성능이 낮은 창호와 문을 통해 누기 및 열손실 발생 △냉난방설비 성능이상 및 건물벽체 물리적 손상 △높은 층고, 복층구조, 지하층 내부연결로 등에 따른 구조적 부하가중 등으로 나타났다.


      최현중 박사는 “기존건물의 시공성, 비용 등을 감안해 교체기반의 리모델링기술과 함께 보완기반의 리트로핏기술의 적용이 중요하다”라며 “연구단은 리모델링 의사결정 지원플랫폼 구축을 통해 건축주, 발주처의 에너지성능기반 그린리모델링 의사결정을 촉진할 방침”이라고 밝혔다.


      최정만 패시브건축협회장은 ‘소규모건축물의 시장규모·전망 및 에너지최적화 연구목표와 비전’발표에서 “2016년 기준 건축공사 약 15만6,000여건 중 88.2%가 소규모건축물”이라며 “같은해 공사금액기준으로는 전체 건축공사 117조3,549억원 중 41조원이 소규모건축물이기 때문에 시장성이 크다”라고 밝혔다.


      이와 같은 시장·산업규모에 비해 제도는 중대형건축물, 공동주택 위주여서 소규모건축물을 위한 정책, 제도는 미비한 실정이다. 또한 재료, 자재의 경우에도 정량적인 제품성능을 파악할 수 있는 물성정보가 부족하며 규제·감시에 소홀하다보니 설계·시공 단계에서 하자발생이 빈번하다.


      이에 비해 미국·영국·독일·프랑스·일본 등 해외에서는 소규모건축물을 위한 법령, 국가·민간표준, 가이드라인, 등을 통해 소규모건축물의 설계·시공·자재 등 에너지성능·품질을 관리하고 있다.


      최정만 회장은 “현재 소규모건축물의 소비에너지 최적화 설계·시공 기술개발 R&D를 통해 전반적인 소규모건축물의 품질을 확보하고 자재·설계·시공·설비를 위한 기준과 가이드라인을 마련할 것”이라며 “이에 더해 리모델링 공법 등 건축기술, 에너지최적화를 위한 설비개발 등도 병행되는 만큼 소규모건축물 성능·품질이 진일보할 토대를 조성할 것”이라고 밝혔다.


      엄태윤 한일엠이씨 상무는 ‘설비엔지니어 기대역할’ 발표를 통해 “제로에너지빌딩은 패시브·액티브의 합으로 인식하고 있지만 이것만으로는 부족하다”라며 “품질확보와 운용개선을 병행하지 않으면 제로에너지를 달성하기 어렵다”고 지적했다.


      소규모건축물의 경우 동파, 전력부족, 고장, 누수, 결로 등 품질·운용과 관련한 다양한 문제가 발생하고 있다. 그럼에도 이에 대한 내용은 거주자나 사용자의 자가점검, 보수 위주로 권장하는 것이 현실이다.


      엄태윤 상무는 “현재 품질확보를 위해 기획, 설계, 시공, 운영사이클 전반적으로 발생할 수 있는 건축물 설비분야 리스크를 도출하고 개선사항을 정리하고 있다”라며 “또한 스마트홈·HEMS 등 시스템과 각종 센서류를 활용해 사용자에게 효과적인 활용방법을 고지하는 방식으로 운용개선을 도모하고 있다”고 밝혔다.


      김재문 삼우CM 부장은 ‘소규모건축물의 소비에너지 최적화 설계·시공기술개발’ 발표를 통해 소규모건축물의 패시브 시공품질 확보를 위한 방안을 제안했다.


      김재문 부장은 “삼우CM은 소규모건축물 소비에너지 최적화 설계·시공 기술개발 연구단에서 신축 소규모건축물의 공종·부위·자재별 시공기준을 개발하고 있다”라며 “해외 및 국내 시공사례를 분석하고 시장밀착형 시공기준을 개발하는 한편 그림위주의 시공예시도까지 개발하는 것이 목표”라고 밝혔다.


      현재 국내·외 시공기준·가이드라인 분석과 소규모건물 시공기준에 대한 초안이 작성된 상태로 2022년 연구가 종료되면 △소규모건축물 시장밀착형 시공기준(시방서) △그림위주 시공예시도 △사용검사 상세체크리스트 △시공하자 대처방안 매뉴얼 등이 개발될 전망이다.


      소규모건축물의 설계·시공자는 중대형건축 프로젝트에 비해 공사규모나 비용적 한계에 따라 높은 수준의 전문가가 참여하기 어렵기 때문에 발주자가 의도한대로 설계·시공하기 위해 알기 쉽게 원칙을 제공해야 한다.


      김재문 부장은 “실제로 제품, 자재에 대한 사용법을 몰라 설계·시공하자가 발생하고 있으며 이는 공사완료 후 2~3년이 지나서야 하자로 드러나므로 책임소재를 따지기 어렵다”라며 “이에 따라 건축물리를 이해하고 설계·시공방법을 제대로 구현하는 것만으로도 건축물의 성능·수명을 연장시킬 수 있으므로 추가자원의 투입을 막을 수 있다”고 밝혔다.


      김종헌 MTES 대표는 ‘DOAS 공조-코로나시대에 안전하게 사는 법’ 주제발표를 통해 소규모건축물에 적합한 환기솔루션에 대해 소개했다.


      DOAS는 외기를 처리해 각 존으로 직접공급하는 중앙식·개별식 공조장치를 의미한다. 일반공조기가 최대 15% 외기를 도입하고 필터, 냉온수코일, 팬모터 등을 활용하는 것에 비해 DOAS 공조기는 외기도입을 최대치로 끌어올려 환기성능을 높일 수 있으며 일반공조기 외기처리 방식에 더해 공기대 공기 열교환이 가능하다는 차이가 있어 에너지와 공기질을 동시에 관리할 수 있다.


      DOAS 공조시스템은 △로터리 휠타입 △고정식 열교환소자 방식 △고정식 열교환히트파이프 방식 등을 활용해 에너지성능을 향상시킬 수 있다.


      현재 다양한 형태의 DOAS 공조기가 시중에 유통되고 있으며 실제 적용현장에서 모니터링 결과 외기온·습도에 관계없이 실내 온·습도를 쾌적범위 내에서 일정하게 관리하고 있는 것으로 나타난다. 특히 최근의 DOAS 공조기는 실내를 읍압으로 유지하도록 시스템을 구성할 수 있어 감염병 예방, 격리병실 구축 등에 장점이 있는 것으로 평가된다.


      이어 김혁중 오텍캐리어 팀장은 ‘소규모건축물 최적화 냉난방솔루션’ 발표를 통해 주택용 인버터 하이브리드 보일러를 소개했다.


      주택용 인버터 하이브리드 보일러는 가정용 태양광으로 발전된 잉여전력으로 급탕·난방·냉방을 공급하는 친환경 제로에너지하우스 구현시스템으로 개발됐다.


      스펙은 난방 시 △정격능력 8.5kW △정격소비전력 2.5kW △출수온도 60℃, 냉방 시 △정격능력 6.5kW △정격소비전력 2.3kW △출수온도 7~25℃이다. 또한 △실내기소음 41dB △판형열교환기 장착 △R410A 냉매사용 △트윈로터리 압축기 장착 등 특징을 갖고 있다.


      3.5인치 LCD창을 통해 △냉난방운전 온도설정 △자동온도설정 △외출모드 △급탕모드 △정숙모드 △에코모드 △예약설정모드 △운전상태확인 등을 리모컨제어할 수 있다. 특히 특허출원한 ‘에코히트 기능’으로 에너지사용량 및 외기온도에 따라 타 열원설비를 자동운전제어해 편의에 맞춘 쾌적제어 운전이 가능하다.


      김혁중 팀장은 “냉매를 사용해 실외기에서 열을 전달하기 때문에 외기온도 –15℃에서도 동파 없이 안정적으로 55℃ 출수가 가능하다”라며 “바닥난방 전용, 난방·온수 겸용, 냉난방·온수 겸용 등 다양한 용도로 사용할 수 있다”고 밝혔다.


      이현종 에코에너다임 대표는 ‘제로에너지하우스 최적화 냉난방·환기시스템’ 발표를 통해 소규모 건축물의 소비에너지 최적화를 위한 통합플러그인 설비솔루션을 소개했다.


      이현종 대표는 “국내 정부와 전문가들이 제로에너지하우스의 이론적 토대로 삼고 있는 패시브하우스의 경우 유럽기후와 국내기후가 달라 냉난방·제습 측면에서 국내에 그대로 적용하기에는 한계가 따른다”라며 “앞으로는 소규모 제로에너지빌딩에서 이를 통합적으로 다룰 수 잇는 융복합시스템이 필요하다”고 강조했다.


      이에 따라 에코에너다임이 참여하고 있는 소규모건축물 에너지최적화 연구단에서는 데시컨트 제습환기장치와 플러그인 설비통합시스템을 개발하고 있다. 제습·냉방·환기부하를 동시에 처리할 수 있는 설비를 개발하고 기타 난방장치 등 소규모건축물에 주로 도입되는 설비들을 간단하게 플러그인만 시켜도 통합적으로 제어할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다.


      이현종 대표는 “지금까지 우리는 1차측 에너지생성에 있어 최대한의 투입대비 산출을 얻어내는 고효율 에너지사용에 중점을 둬 왔다”라며 “그러나 ZEB에서는 에너지의 가치와 최대활용에 목적을 둔 시스템이 필요하며 이를 구현해 최소한의 에너지로 최대효율을 기대할 수 있다”고 밝혔다.


      서형주 포스코A&C 팀장은 ‘소규모건축물 건축사례 적용기술’ 발표를 통해 최근 포스코A&C가 수행한 제로에너지 단독주택단지 개발사례를 소개했다.


      제로에너지 단독주택 리츠시범사업인 ‘로렌하우스’는 세종·오산·김포에 시행됐으며 최근 2차사업 착공을 앞두고 있다.


      해당 주택단지에는 각 동마다 △선형열교 방지기술 △기밀확보 기술 △고효율창호 △고단열 계획 △창면적비 최적화 △테라스형 온실 △열회수형 환기장치 △태양광패널 등이 적용됐다.


      서형주 팀장은 “세종은 ZEB 2등급 인증을, 김포·오산단지는 ZEB 4등급 인증을 획득했다”라며 “특히 세종의 경우 당초 ZEB 4등급 수준으로 기획했지만 태양광발전 효율이 향상되며 인증등급이 2등급까지 상향됐다”고 밝혔다.


      출처 : http://www.kharn.kr/news/article.html?no=13253