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건축물 E절약 설계기준 개선 요구 ‘빗발’

PH수준 개정안 내달 시행 ‘의미’
신기술 수용 및 합리성 강화 필요
궁극적 방안 ‘총량제’ 단계적 시행


‘건축물의 에너지절약 설계기준’ 개정안이 한 달 후인 오는 9월부터 시행된다.

 

이번 개정안은 의미가 크다. 제로에너지건축물 로드맵에 따라 2030년 민간 신축건물의 대부분을 제로에너지빌딩으로 조성하게 되는데 첫 관문인 패시브하우스(PH) 수준으로 설계기준이 상향됐기 때문이다.

 

향후 녹색건축물의 확산과 건물부문에서 온실가스 감축을 최대한 이끌어내기 위한 신축건물대상 핵심정책으로서 효과가 기대되는 상황이다.

 

이번 기획에서는 에너지절약 설계기준의 내용과 달라지는 점을 살펴보고 부족한 부분과 추가 개선이 필요한 부분을 짚어본다.

 

정부주도 녹색건축이 유효한 이유

해마다, 계절마다 ‘기록적’, ‘관측사상 최고·최저’라는 수식어가 붙은 날씨예보가 계속되고 있다. 전 지구적으로는 지진, 해일, 폭염, 폭우, 폭설, 가뭄이 발생하고 이에 따른 홍수와 화재가 빈번하다.

 

모두 기후변화 때문이라는 주장이 주류이며 UNFCCC, IPCC 등이 이를 검증하는 보고서를 수시로 발간하고 있다.

 


그러나 이와 같은 혹독한 날씨를 경험하면서도 온실가스 감축문제는 여러 사건·사고이슈보다 관심을 받지 못하는 것이 보통이다. 기후변화 대응과 온실가스 감축은 개념이 크고 범위가 넓어 한 명의 개인 행동변화에 따른 결과를 체감하기가 쉽지 않기 때문이다.

 

이는 국가적, 정책적 추진이 중요하며 필수적이라는 의미다. 우리나라도 2008년 저탄소녹색성장을 선포한 이후 다양한 온실가스 저감노력이 이뤄지고 있다.

 

특히 건물부문의 경우 ‘녹색건축물 조성 지원법(녹색건축법)’ 제정에 따라 다양한 하위 법령이 만들어졌고 설계기준 등 의무규제가 비교적 빠르게 강화되면서 타 부문대비 성과를 내고 있다.

 

지난 5년간 산업·수송 등 다른 모든 부분에서 온실가스 배출량이 증가했지만 건물부문만 유일하게 감소했다. 이에 따라 개정된 ‘2030년 온실가스감축 로드맵’에서도 건물부문은 기존 BAU대비 18.1% 감축에서 32.7% 감축으로 높아졌다.

 

추가 감축여력에 대한 각계의 공감대가 형성됐다는 의미로 앞으로 보다 적극적이고 과감한 추진이 기대되는 대목이다. 이와 같은 정책·제도 중 산업의 일선에 가장 가까이 닿은 부분이 ‘건축물 에너지절약 설계기준’이다.

 

E절약 설계기준 ‘지속강화’

에너지절약 설계기준은 국내 건축물의 설계 시 에너지성능의 세부적인 사항을 규정한 행정규칙이다.

 

녹색건축정책의 3가지 기본틀인 △신축건물 성능강화 △기축건물 성능개선 △소비자 행태개선 중 신축건물 관련정책의 핵심으로 작용하고 있다.

 


2008년 1월 기존 규칙 및 연관된 법령·제도를 통합해 새롭게 제정된 이후 같은해 8월 저탄소녹색성장이 선포되며 지속적으로 기준이 강화되다 2013년 녹색건축법이 제정되면서 가속도가 붙었다.

 

일례로 중부지역 창호 열관류율의 경우 2008년 3.0W/㎡·K에서 7년만인 2015년 1.2W/㎡·K로 2배 이상 강화됐다.

 

이 규칙의 주요내용은 △에너지절약계획서 △에너지성능지표(EPI) △건축 △기계설비 △전기설비 △신재생에너지설비 △인센티브 △건축물에너지소비총량제 등이다.

 

개정안, ZEB 로드맵 ‘전환점’

이번 개정안은 신축건축물의 PH 수준으로 성능강화를 골자로 하며 세부적으로는 △단열분류 지역세분화 및 조정 △단열재 기준 강화 △에너지절약계획서 면제기준 강화 △폐열회수환기장치 기준명시 △공공건물 에너지절약계획서 및 EPI 배점예외 기준마련 △건축물에너지총량제 적용대상 확대 및 기준강화 등이다.

 

지역구분은 기존 중부·남부·제주의 3가지 구분을 기후조건에 맞게 세분화해 중부1·중부2·남부·제주로 구분하고 지역을 조정했다.

 

단열기준은 거실 외벽의 경우 중부1지역이 열관류율 0.15W/㎡·K로 독일 PH 기준과 동일하며 다른 부위 및 지역의 열관류율 기준이 30~40% 강화됐다.

 

두께기준도 같은 조건에서 기존 ‘가’급 단열재의 155mm를 220mm로 대폭강화했으며 등급과 지역에 따라 35~95mm 두껍게 설계토록 했다.

 

창호역시 중부1지역에서 외기에 직접 맞닿는 경우 1.2W/㎡·K에서 0.9W/㎡·K로 강화돼 독일 PH 기준인 0.8W/㎡·K에 근접한다.

 

단열재의 등급분류는 관련 KS표준을 명시하고 페놀폼, 분무식 폴리우레탄폼, 폴리에스테르 흡음단열재 등 신기술자재를 기준에 포함했다.

 

또한 에너지절약계획서를 면제받을 수 있는 조건을 기존 건축물에너지효율등급 1등급에서 1+등급 이상으로 강화하고 공공기관의 경우도 기준이 없었지만 1++등급 이상이면 면제토록 했고 EPI도 같은 등급 기준을 적용했다.

 

이에 더해 민간·공공 모두 제로에너지건축물 인증을 획득하면 에너지절약계획서를 면제받을 수 있다.

 

폐열회수환기장치는 고효율인증제품을 사용토록 했지만 올해부터 품목에서 제외되면서 제도적 공백이 발생했다. 하지만 개정안에서는 ‘KS B 6879 부속서 B에서 정하는 시험방법에 따른 에너지계수값이 냉방 8 이상, 난방 15 이상, 유효전열교환효율이 냉방 45% 이상, 난방 70% 이상’으로 명시했다.

 

에너지소비총량제도 대상이 연면적 3,000㎡ 이상 교육시설로 확대됐다. 이때 1차에너지소요량은 기존 320kWh/㎡에서 200kWh/㎡로 강화됐으며 공공건축물의 경우는 260kWh/㎡에서 140kWh/㎡로 강화됐다. 이 기준은 3,000㎡ 이상 업무시설에도 동일하게 적용된다. 이밖에도 EPI상 외벽의 평균 열관류율도 30%가량 강화됐다.

 

E절약계획서, 가이드라인 제시

건축물의 에너지절약 설계기준에서 규정하는 사항 중 건축물 인허가과정에 영향을 크게 미치는 부분이 에너지절약계획서다.

 

이는 건축물의 효율적인 에너지관리를 위해 열손실 방지, 에너지절약형 설비사용 등을 비롯해 에너지절약 설계에 대한 의무사항과 EPI를 규정하고 있기 때문이다.

 

계획서는 연면적 500㎡ 이상 신축건물의 건축허가 신청 시 제출하는 서류로 △건축(평균열관류율, 기밀성 창호, 옥상조경 등 에너지절약설계) △기계·전기(고효율인증제품 및 에너지절약제어기법 채택) △신재생에너지(냉난방, 급탕부하 및 전기용량을 신재생에너지로 충당) 등 부문의 내용이 담겨야 한다.

 

건축주는 건축·기계설비·전기설비의 의무사항과 EPI를 작성해 검토기관에 제출하고 수수료를 납부하면 검토기관은 이에 대해 자문하고 자문결과를 허가권자에게 송부하게 된다.

 


업계, “일부 개선 필요”

에너지절약계획서는 건축물의 성능향상의 구체적인 부분을 제시해 준수토록 함으로써 관련분야에 생소한 건축주나 업계 관계자들도 일정수준 이상으로 건축할 수 있는 순기능이 있다.

 

다만 몇 년새 녹색건축 및 기계설비관련 제품·시스템기술이 급성장함에 따라 일부 행정적 측면의 비효율적인 부분과 신기술제품·솔루션이 간과되는 부분이 나오고 있다.

 

물론 향후 건축물에너지소비총량제가 전면적으로 적용되면 품목·솔루션 등을 특정하지 않더라도 다양한 기술을 창의적으로 적용해 에너지성능을 맞출 경우 허가를 받을 수 있을 전망이다.

 

그러나 단계적으로 추진되는 만큼 어느 정도 시간소요가 불가피함에 따라 당장 시급한 건물부문 온실가스 감축 및 에너지절감을 위해 부분 개정이 필요하다는 지적이 나온다.

 

행정절차 실효성·효율성 개선

먼저 설계기준 제4조의 2는 건축물에너지효율등급 1+등급 이상 또는 제로에너지건축물인증을 취득한 경우 EPI 및 에너지소요량평가를 적용하지 않을 수 있도록 예외규정을 두고 있다.

 

그러나 사실상 건축물에너지효율등급과 제로에너지건축물인증을 받으려면 대부분의 건축·설비시스템 설계가 결정된 실시단계 수준의 도면이 필요한데 에너지절약계획서는 간략한 내용만을 담은 인허가단계에서 제출하는 것으로 시기상 맞지 않아 적용을 예외하는 실효성이 없다는 지적이다.

 

다른 문제는 설계기준 제4조의 3은 지방건축위원회가 기준적용이 불합리하다고 인정하는 경우 설계기준의 특정조항을 적용하지 않을 수 있게 한다.

 

그러나 현장에서는 불합리하다고 판단하는 기준과 위원회의 구성에 대한 기준이 없어 납득하기 어려운 경우가 많다고 토로한다. 다만 세세한 기준까지 마련하기는 현실적으로 어렵기 때문에 허가담당 공무원 등 전문가로 위원회가 구성되면 해결될 수 있을 전망이다.

 

또한 설계기준 제4조의 8은 에너지소요량평가서를 제출해야하는 3,000㎡ 이상의 공공·민간 업무·교육시설이 제21조에 따라 1차에너지소요량이 민간 200kWh/㎡, 공공 140kWh/㎡ 미만이면 EPI의 제출을 면제한다.

 

그러나 같은 에너지소요량평가서 제출대상인 500㎡ 이상의 공공건물은 제21조에서 정하는 1차에너지소요량 최저기준이 없어 EPI를 면제받을 수 없는 만큼 형평성을 고려해 최저성능기준을 마련해야 한다는 의견이 나온다.

 

이와 함께 EPI 등록절차의 번거로움에 대한 의견도 나왔다. EPI는 담당 주무관을 통해 세움터에 등록하고 이를 인증기관에서 검토받는 형태로 절차가 진행된다.

 

현재 인증기관-주무관-사업체의 절차를 인증기관-사업체로 간소화하고 결과서·인증서 발급 후 주무관에 제출하는 형식으로 간소화가 필요하다는 지적이다.

 

또한 세움터 등록작업 자체가 데이터를 일일이 입력해야 하는 체계여서 시간이 많이 소요돼 비효율적이라는 지적도 나온다.

 

이 때문에 현장에서는 별도의 프로그램을 만들기도 하는데 최근 국토부가 BIM을 적극 장려하는 만큼 BIM데이터를 받아들이는 시스템을 구축해 업무효율성을 높여야한다는 의견이다.

 

축냉설비도 열원설비 인정돼야

축냉업계는 에너지절약계획서의 열원설비에 축냉설비가 빠져 있는 것에 대한 개선을 요구하고 있다.

 

‘에너지 성능지표’ 평가항목에 난방설비는 △기름보일러 △가스보일러, 냉방설비는 △원심식 △흡수식 등으로 나눠 해당 제품의 점수를 매기고 있다. 또한 기타항목으로 에너지공단의 고효율인증, 에너지소비효율 1등급을 획득하면 공공건축물에 적용될 수 있는 요건이 충족될 수 있지만 축냉설비는 고효율인증대상에도 포함되지 않아 보급의 걸림돌이 되고 있다.

 

결국 ‘에너지절약설계기준’에서 축냉설비를 배제함으로써 공공건물에 적용될 수 있는 근거자체를 없애버렸다.

 

하지만 동일 고시 제9조에는 ‘냉방기기는 전력피크부하를 줄일 수 있도록 해야 하며 상황에 따라 심야전기를 이용한 축열·축냉시스템……(중략) 신재생에너지를 이용한 냉방방식을 채택한다’고 규정돼 있다.

 

결국 같은 고시 안에서 전력피크를 줄이는 방법으로 심야전기를 이용한 축열·축냉시스템을 채택하도록 권장해 놓았지만 정작 평가항목에서는 빠져있는 모순이 발생하고 있다.

 

특히 이 기준보다 상위 단계에 있는 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’ 제23조에도 건축물에 중앙집중냉방설비를 설치하는 경우 축냉식 또는 가스를 이용한 중앙집중 냉방방식을 사용하도록 명시돼있다. 산업부의 에너지관련 해당 법규에도 전력피크를 줄일 수 있는 축열·축냉시스템을 설치하도록 규정돼있다. 결국 상위 규정과 상충되는 결과가 현재까지도 개선되지 못하고 있다.

 

이에 대해 축냉업계는 “축냉설비는 전력피크를 줄이는데 이미 검증된 설비”라며 ‘건축물의 에너지절약설계기준’에 대한 신속한 개정이 필요하다고 주장한다.

 

에너지성능지표 기계부문의 0.9점 이상을 요구하는 ‘건축물의 에너지절약설계기준’에서 △냉난방설비용량의 60% 이상을 축열·축냉시스템으로 설치하는 경우 △냉방설비용량의 60% 이상을 축냉시스템으로 공급하는 경우를 해당 요건의 예외사항으로 삽입할 것을 제안하고 있다.

 

업계의 한 관계자는 “상위규정인 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’에 축열·축냉시스템을 사용하도록 권장하고 있는데 그걸 구체화하는 기준에 평가배점이 누락된 것은 현실적으로 축열·축냉시스템이 공공건물 설계에 적용을 막는 것”이라며 “상위법 위반은 물론 같은 고시 안에서도 상충되는 내용이 있다는 점은 행정의 자기모순으로 보인다”고 강조했다.

 

열원설비 최적화 ‘수배관설비’

건물에 적용되는 열원장비인 냉동기, 보일러, 열운송장비인 펌프, 열원 사용기기인 공조기, 팬코일 유니트, 그리고 이 모든 장비를 제어하는 자동제어로 나뉘어 공급, 설치, 운영되고 있다. 이 열원설비와 운송장비, 자동제어를 원활하게 연결하는 것이 바로 ‘수배관시스템’이다.

 

미국냉동공조학회(ASHRAE) 기술기준은 빌딩 내 30%의 에너지절감 실현방안으로 △냉온수 온도 편차를 ±0.5℃로 지속 유지, 공급 △정밀도 100% Rangeability Valve 사용 △펌프 Head를 20~30m이내 설계 설정 △환수온도를 13~15℃로 유지 △수배관 설계방법을 Hyselect 수배관 Program 이용 수배관 최적화(대한설비공학회 권장) △EQM 특성을 갖는 Valve 사용 △부분부하 운전 시 수배관내 측정 진단 조정 가능 밸브 사용 등을 제시했다. 이는 바로 수배관 최적화만으로 빌딩 내 에너지를 30% 이상 절감할 수 있다는 뜻이다.

 

그러나 수배관시스템 최적화는 에너지절약계획서 어디에도 찾아볼 수 없다. 에너지절약의 절대적 해법처럼 늘 이슈화되고 있는 BEMS를 보면 결국 에너지절약의 키워드는 수배관 최적화, 즉 설계된 대로 수배관시스템이 운영되고 있는지를 확인할 수 있어야 하고 공조장치에서 정확한 열사용 후 냉동기 측으로 사용후 열을 보내고 있는가를 평가할 수 있어야 한다.

 

하지만 국내에서는 아직까지 이를 충족시키지 못하고 있다. 그렇다고 뻔히 눈에 보이는 에너지절감방법을 외면할 수 없다. 결국 냉동공조 기술기준을 선도하고 있는 ASHRAE의 수배관 최적화 요구조건을 수용하는 것이 빌딩에너지를 절감하는 최선의 방법이 될 수 있다.


 

기계설비 성능검증·신기술 도입해야

기계설비분야는 BEMS, 환기장치, 펌프 등에 대한 의견이 제시됐다.

 

현행 EPI는 BEMS 또는 원격검침전자식계량기를 설치할 경우 배점하고 있다. BEMS 설치기준에 따른 솔루션적용 시 가장 높은 1점을 부여하는데 여기에는 데이터수집·표시, 모니터링, 에너지 소비현황 및 설비효율분석 등 9가지 기능의 포함여부만을 기록하고 있다.

 

이는 각 시스템의 탑재여부만 묻고 정상작동, 정확도, 신뢰도 등 제품의 품질은 고려하지 않는 기준이어서 실효성이 떨어진다는 지적이다.

 

환기장치도 고효율인증기자재에서 제외되면서 다소 혼란스러웠지만 이번 개정안에서 성능기준이 냉방 45%, 난방 70% 등으로 명시됐다.

 

그러나 바닥환기의 경우 시험방법이 명확히 규정돼있지 않아 해당 성능기준을 제대로 지키는지를 판단하기 어렵다는 이야기가 나오는 만큼 바닥환기의 성능평가기준을 정립하는 작업이 필요할 전망이다.

 

또한 펌프부문은 에너지절약설계기준의 의무사항과 EPI에 포함됐다. 의무사항 기계설비부문 2번째 항목에는 펌프의 신설·교체 시 KS인증제품 또는 KS규격에서 정한 효율 이상의 제품을 사용해야 한다고 명시하고 있다.

 

EPI는 펌프의 대수제어·가변속제어 등 에너지절약 제어방식을 채택해 전체 동력의 60% 이상을 적용하면 배점한다.

 

업계에서는 이와 같은 조항이 현재 시장의 기술발전을 따라가지 못한다고 지적한다. 고효율제품이 다수 출시된 상황에서 KS인증, 에너지절약 제어방식 60% 이상 적용과 같은 일률적인 방식으로 규제하고 있어 보다 효율이 높은 시스템 적용이 제한적이라는 것이다.

 

근본적 대책은 총량제 정착

전문가들은 궁극적인 대책은 성능중심의 결과론적 체계를 마련하는 일이라고 지적한다.

 

설계기준은 대체로 추산(시뮬레이션)을 사용한다. 실측이 가장 정확하지만 상당한 물량을 일일이 실측하기는 현실적으로 어렵기 때문에 정교한 작업은 인증제에서 다루고 인허가단계의 설계에서는 시뮬레이션으로 접근하는 것이 합리적이기 때문이다.

 

현재의 에너지절약설계기준도 이와 유사한 방식을 사용하고 있다. 검증된 표준모델을 중심으로 ‘특정 품목, 기술을 특정 사양 이상으로 적용’하면 ‘어느 정도 성능이 도출될 것’으로 보는 것이다.

 

다만 에너지절약계획서 및 EPI는 전자에 초점을 맞추고 특정 품목·기술·사양을 규정하고 있다. 그러나 이는 포지티브 규제의 일환으로 그 외에는 적용할 수 없다는 한계가 있다.

 

4차 산업혁명시대에 빈번한 혁신과 급격한 기술발전이 이미 일어나고 있는 상황에서 이와 같은 제도는 시장성장을 저해할 우려가 있다.



 

이미 국토부는 ‘건축물 에너지소비 총량제’ 대상을 단계적으로 확대하고 있다. 현재의 시방(사양별) 기준을 총량(에너지소요량) 기준으로 전환을 추진한다.

 

다양한 자재, 제품, 열원, 시스템 등을 적용하고 시뮬레이션을 통해 1차 에너지소요량 등을 평가한 뒤 ‘건축물 에너지소요량 평가서’를 제출하는 제도다.

 

국토부는 2017년 민간 업무용 3,000㎡ 이상, 공공 모든용도 500㎡에 총량을 허가기준으로 삼고 있으며 2018년 민간 업무용 교육연구시설 3,000㎡ 이상으로 대상을 확대했다. 아직 초기단계여서 총량기준과 시방기준 중 선택해 허가를 신청할 수 있다.

 

향후 건축물 에너지소비 총량제가 신속히 체계를 갖추고 시장에 정책해 관련산업의 기술혁신을 촉진할 수 있을지 주목된다.