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LH, 공동주택 ZEB·BIM 선도적 기술적용 추진

설비공학회 동계학술대회 특별세션서 ZEB·BIM 적용계획 발표

대한설비공학회(회장 김민수) 50주년 기념 동계학술발표대회가 열린 지난 11월19일 한국토지주택공사(LH, 사장 김현준)는 공공주택부문 특별세션을 개최해 LH가 추진하는 공동주택 제로에너지건축물(ZEB) 및 BIM 현황에 대해 소개했다.

이번 특별세션은 박정기 LH 공공주택설비처장이 좌장을 맡아 진행됐으며 △LH 제로에너지건축 기술선도 시범사업 기계설비 및 신재생에너지 적용계획(고영민 LH 차장) △국내 공동주택 스프링클러배관 현황 및 개선방향(박시효 LH 차장) △LH 공동주택 BIM 추진현황 및 활성화 방향(정승호 LH 차장) 등으로 구성됐다.



냉난방 전체부하 지열로 충당
LH는 ZEB활성화를 선도하기 위해 세종시 행복도시 6-3생활권 M1BL을 시범사업 대상지로 선정, 에너지자립률 60% 수준인 ZEB 3등급을 목표로 건립을 추진 중이다.

시범사업지는 21·26·36㎡ 면적의 238세대가 4~10층 규모로 들어설 예정인 지역난방 대상지다. 2016년 12월 최초승인 이후 내년 1월 실시설계, 3월 발주, 6월 착공 예정이며 공급은 2023년, 준공은 2024년으로 계획됐다.
적용기술을 검토하기 위해 국내 대표 제로에너지공동주택인 △노원 이지하우스 △힐스테이트 송도 △과천지식 S3BL △고덕강일 2BL 등 사례를 참고했다.

기계설비는 환기설비의 전열교환 효율을 현재기준인 냉방 70%, 난방 45% 수준에서 강화해 난방 시 80% 이상, 냉방 시 45% 이상으로 계획 중이다. 보온재는 난방 인입배관을 기존 10t에서 15t로 강화하며 환기덕트의 경우 보온일체형 구조에 25t 보온을 추가한다.

또한 배관 관통부위는 기밀강화를 위해 내화충전재·우레탄 폼 시공에 기밀테이프를 추가시공할 계획이며 부대시설 원격검침이 중앙과 연계되지 않았던 기존과 달리 이번 시범사업에는 중앙 원격검침시스템을 연계한다.

신재생에너지는 냉난방 모두 지열시스템으로 추진되며 급탕은 지역난방을 사용한다. 부대시설을 포함한 냉방부하는 총 42만5,758kcal/㎡·h이며 평균 단위부하는 64kcal/㎡·h로 산출돼 지열용량은 141RT, 세대별 0.6RT가 필요한 것으로 나타났다.

난방부하는 25만7,593kcal/㎡·h로 평균단위부하는 28kcal/㎡·h로 산출됨에 따라 지열용량은 85RT, 세대당 0.4RT로 책정됐다. 이에 따른 장비용량은 55RT 2대, 32RT 1대 등 총 142RT(497kW)가 적용될 예정이다.

고영민 차장은 “난방 공급온도는 50℃, 냉방은 7℃로 설계하되 향후 민원에 대비해 58℃ 이상 공급이 가능토록 설계할 방침”이라며 “부분부하 운전비율이 높고 부하변동이 큰 공동주택 특성을 고려해 부분부하 대응이 가능한 히트펌프를 선정할 계획”이라고 밝혔다.

시범단지는 순환펌프 인버터 적용 및 버퍼탱크 용량을 충분히 확보할 계획이며 공사비 최적화를 위해 냉난방 겸용배관을 사용, 유량밸런싱을 위한 냉난방 밸런싱 밸브를 각각 설치할 계획이다.

세대 설치를 위한 적정용량과 기능의 FCU를 선정하고 세대배관 보온을 강화하며 지열시스템과 2차측 부분의 자동제어 통합설계를 추진한다.

이에 따라 이번 사업의 추정공사비는 △환기 △보온재 △배관관통부 기밀강화 △부대시설 원격검침 △지열 냉난방시스템 등을 포함해 총 16억3,929만원이 증가할 것으로 추산되며 세대당으로 환산하면 689만원 증가가 예상된다.

그러나 에너지자립률은 환기설비 강화에 따라 0.2% 상승, 지열 냉난방시스템에 따라 9.27% 상승이 예상되며 매월 관리비가 세대당 5,312원, 단지 전체적으로는 연간 1,517만원 절약될 전망이다.

고영민 차장은 “2020년 LH 공동주택 에너지현황 분석결과 난방, 급탕 등 열에너지가 건축물에너지의 80%를 차지하고 있어 열에너지 절감과 관련된 기계설비의 효율이 중요하다”라며 “그러나 현재 에너지자립률을 산정하는 ECO2 에너지시뮬레이션은 기계설비의 가장 기본적인 요소만 입력가능하며 에너지절감에 영향이 있는 많은 요소들이 누락돼 다양한 기계요소와 에너지절감 신기술을 반영할 수 있는 제도가 필요하다”고 지적했다.

이어 “대부분의 기계요소를 상당한 수준으로 개선해도 2kWh/㎡yr 미만으로 변화하는 등 인증프로그램의 기계설비 요소 영향도 분석결과 패시브요소에 비해 액티브요소가 매우 낮아 후순위로 밀리게 된다”라며 “또한 동일한 에너지자립률 달성을 목표로 할 때 전기생산 시보다 열 생산 시 신재생에너지설비 설치용량 및 비용이 과다하게 책정됐다”고 밝혔다.

고 차장은 또한 “전기에 대한 가중치가 높은 것이 옳은 방향으로 생각되나 전기를 사용하는 히트펌프시스템에 대해서는 제도 보완이 필요하다”라며 “지열·수열 등 신재생에너지 활성화를 위한 ZEB 제도개선이 필요하다”고 강조했다.

2022년 신규공모 50% BIM 발주
정부가 건축 BIM 활성화 로드맵을 발표하면서 올해부터 BIM 공모의 대폭확대가 불가피해 진 가운데 LH는 이에 대응해 ‘공동주택 BIM 지원센터’ 설립 및 BIM 공모지구 선정확대 등으로 업계부담을 경감하고 낮은 BIM 활용성을 극복하는 한편 인적·물적 교육 및 평가인프라를 확대하기 위해 노력하고 있다.

LH는 최근 BIM설계 공모지구를 확대하고 있다. 2022년 신규공모의 50%, 2024년 100%로 확대할 방침이다. 올해는 전체 공모지구의 약 30% 수준인 남양주양정 등 38개 블록 2만2,896호를 BIM 공모지구로 선정했다.

LH는 이러한 BIM 공모확대에 대한 업계부담을 경감하기 위해 △BIM 공모 이원화 △BIM 대가기준 마련 △BIM 설계도서 표준화 등을 추진할 계획이다.

공모 이원화는 공모 시 부담경감을 위해 용역비 20억원 미만의 중소형 프로젝트는 BIM 착수시점을 당선 이후로 조정하며 20억원 이상의 중대형 프로젝트는 축소모형을 생략하고 BIM태블릿만 제출토록 변경한다.

대가기준의 경우 추가업무에 따른 실비정액 보수가산방식으로 지급토록 건축법령 개정을 추진한다. 현재 LHI 연구를 바탕으로 내년 상반기까지 기준이 마련될 전망이다.

또한 형식적인 BIM을 탈피해 실무의 체감효과와 활용성을 높이기 위해 △표준상세 3D 내비게이터 개발 △활용중심 S/W 개편 △애드인(Add-in) 및 체커개발 등을 진행한다.

표준상세 3D 내비게이터는 가상의 3D건축물에 2D표준상세를 매칭하거나 태블릿 등 모바일 환경에서 직관적으로 상세확인 및 활용이 가능한 툴이다. 이는 단기간 내 BIM 환경구축이 곤란한 여건을 개선하기 위해 3~5급 실무기술직원이 BIM 활용에 익숙해지도록 유도하기 위해 추진된다.

활용중심 S/W 개편을 위해 무료 또는 저렴한 BIM 뷰어를 중심으로 체계를 구축한다. LH 내에서 전면적으로 BIM 프로그램을 활용할 경우 H/W, S/W 유지에만 300억원 이상이 소요될 것으로 추산되며 이에 따라 현장설계 및 현장감독이 BIM 성과품 확인이 불가능해지는 문제가 발생할 것으로 예상된다. LH는 성과품 확인 및 검증을 주업무로하는 LH 실무직원으로 BIM S/W 구매를 최소화하고 뷰어중심으로 구매를 추진한다.

이와 함께 현장에 부족한 전문인력 양성 및 전문성 증대를 위한 교육·지원강화 차원에서 △BIM 수행능력 검증 △S/W업계와 협력강화 △성과품 검증 및 인센티브 마련 등을 수행할 예정이다.

BIM S/W업계의 오토데스크코리아 등과 협업해 S/W를 공동주택용으로 커스터마이징하고 교육용 프로그램을 지원하는 한편 BIM 지원센터 S/W는 무상지원을 받아 운영비를 절감할 수 있도록 추진할 계획이다.

성과품 검증과 인센티브는 자발적 BIM품질 확보를 유도하기 위해 추진된다. BIM지원센터가 성과품 접수·평가·검증 등을 체계적으로 수행할 수 있도록 여건을 조성할 방침이며 BIM Award 등과 평과결과를 연계하는 방안을 통해 기업에게 인센티브를 제공하는 내용이 검토되고 있다.

정승호 차장은 “현재 체계상 BIM의 B(Building)와 M(Modeling)은 작동하고 있지만 I(Information)는 찾아보기 어려운 것이 현실”이라며 “앞으로 LH가 선도적으로 기준·체계를 정립해 I를 찾아오도록 노력할 것”이라고 밝혔다.