국내 첫 고층형 제로에너지 공동주택으로 기록된 힐스테이트레이크 송도는 2025년 민간 제로에너지건축물(ZEB) 의무화를 5년여 앞두고 로드맵의 실현가능성을 증명했다는 점에서 의미가 크다.

특히 용적률 등 기존 인센티브만으로 추가공사비를 상쇄해 그간 ZEB확산을 위해서는 인센티브 확대가 필수라는 지적을 무색케 했다.

노원구 이지하우스가 실증단지로서 초기 ZEB의 문을 열었다면 이번 프로젝트는 경제성·현실성을 감안했다는 점에서 한 걸음 나아갔다는 의미가 있다.

기밀성 1.7회/h 확보
힐스테이트레이크 송도는 국토교통부가 2014년 제1차 녹색건축물 기본계획을 발표한 뒤 2015년 실시한 고층형 제로에너지건축물 시범사업으로 선정되며 사업에 착수했다. 국토부·인천시가 인센티브, 행정지원을 제공하고 한국에너지공단·한국건설기술연구원(KICT)이 기술지원하는 등 업무협약에 따른 협업사업으로 진행됐다.

지상 36층 886세대를 건립하는 이번 공사는 2015년 6월부터 2019년 6월까지 4년간 진행됐다. 완공 이후 고층형 공동주택 최초 건축물에너지효율등급 1++ 본인증, 국내 최초 공동주택 제로에너지빌딩 5등급 본인증을 획득하고 지능형건축물대전 국토부장관상을 수상했다.

패시브요소로는 열관류율 0.136W/㎡K 내단열, 창호 0.86W/㎡K, 기밀시공 등이 적용됐다. 단열 및 창호는 현재 패시브수준으로 강화된 ‘건축물의 에너지절약 설계기준’과 큰 차이가 없다. 기밀의 경우 당초 50pa 압력에서 시간당 공기교환율 3회를 목표로 추진했지만 결과적으로 1.3~1.7회로 측정돼 더 우수한 것으로 나타났다.

이정철 현대건설 부장은 “시공사 입장에서 가장 어려웠던 부분은 기밀성”이라며 “다른 부분은 설계사양으로 성능을 인정받을 수 있지만 기밀성은 실제 성능기준을 측정하기 때문에 시공 중에는 결과에 대한 판단이 어려워 우려가 많았던 부분”이라고 밝혔다.

액티브요소로는 열회수형 환기장치(HERV: Hyundai Energy Recovery Ventilation), 에너지환경관리시스템(TEEMS: Total Energy & Environment Management System), Smart BEMS를 적용했다.

HERV는 경동나비엔에서 제조했으며 HERV를 포함해 복합센서(온·습도, CO₂, TVOC), 난방시스템, 원격검침계량기 등에는 현대건설에서 개발한 자동제어·쾌적제어 알고리즘인 TEEMS를 탑재했다.

TEEMS가 세대 내에서 동작하는 제어시스템이라면 Smart BEMS는 공용부에서 에너지생산·소비·저장을 관리하는 제어시스템이다. Smart BEMS는 현대건설이 현대오토에버와 함께 개발했으며 2017년 국내에서 처음으로 에너지공단의 BEMS설치확인 1등급을 획득하기도 했다.

Smart BEMS는 단지 내 모든 공용설비의 가동현황을 감시한다. 문제발생 시 관리자에게 알람을 제공하고 적절한 조치를 취할 수 있도록 가이드한다.

또한 현재 에너지소비량, 신재생에너지생산량을 실시간으로 계측해 보여주며 이를 바탕으로 단지의 에너지자립률을 계산해 현재 수준을 직관적으로 제시하는 기능이 있다.

그러나 현재 BEMS제도로는 향후 민간에서 지어질 ZEB에 이와 같은 수준의 BEMS가 도입되지 못할 수도 있다.

ZEB인증제 기본조건은 건축물에너지효율등급 1++ 이상, BEMS 또는 원격검침자동계량기(AMI) 설치다. 이에 따라 BEMS성능·효과에 따른 혜택이나 제재가 없고 어떤 시스템이든 설치만 되면 조건을 만족하기 때문이다.

연료전지·ESS 보완해야
신재생에너지는 태양광 773.52kW, 연료전지 1kW를 적용했다. 당초 ESS를 적용해 입주자에게 다양한 혜택을 제공할 예정이었지만 최근 ESS화재가 빈발하면서 산업통상자원부가 허가를 중지시켜 도입이 무산됐다.

연료전지도 초기에는 규모를 늘려 도입을 검토했지만 활용성 문제로 축소했다. 현실적으로 수소 직공급을 이용할 수 없고 도시가스를 개질해 사용하기 때문에 효율이 낮다는 점이 고려됐다.

또한 연료전지가 생산하는 열은 공동주택에서 활용하기가 쉽지 않은 것으로 나타났다. 겨울은 난방, 급탕으로 활용할 수 있지만 여름철에는 소요보다 생산량이 많고 저장할 수 없기 때문에 과열을 막기 위해 냉각장치를 가동해야 한다.

ZEB 4등급 경제성 ‘아직’
결과적으로 힐스테이트 송도는 전기에너지 50% 절감, 난방에너지 40% 절감을 달성할 것으로 예상되며 에너지자립률 23.37%를 기록해 ZEB 5등급을 획득했다. 이에 따라 용적률, 세제감면 등 인센티브로 추가되는 공사비를 충당했다.

이정철 부장은 “현재 시점에서 ZEB공동주택이 경제성을 확보할 수 있는 수준은 ZEB 5등급(에너지자립률 20~40%)으로 판단한다”라며 “에너지자립률을 40% 이상으로 끌어올리기 위해서는 많은 시스템이 변경·추가돼야해 경제성이 있을지는 의문”이라고 밝혔다.

[미니인터뷰] 강기남 현대건설 과장