2020년부터 공공기관 1,000㎡ 이상 건축물의 제로에너지건축물인증이 의무화됨에 따라 외부 차양시스템의 필요성이 점차 증가하고 있다.
제로에너지빌딩(ZEB)의 전제조건은 에너지사용량을 최소화하는 패시브기술이다. 외부차양시스템은 냉방에너지 사용량을 최소화할 수 있어 패시브요소의 핵심으로 자리잡아가고 있다. 외부 차양시스템을 설치할 경우 여름철 냉방에너지를 최대 50%까지 절감시킬 수 있다.
또한 자연채광을 조절해 실내로 유입할 수 있어 쾌적성 및 사생활 보호에도 효과가 뛰어나기 때문에 유럽 대부분의 나라에서는 오래전부터 보편적으로 적용되고 있는 아이템이다.
신재생 집광채광루버, 열교차단파스너 등 건축물의 에너지성능 강화와 녹색건축 활성화를 위한 사업을 진행하고 있는 이비엠리더(대표 남동균)는 외부차양장치시장에서도 두각을 나타내고 있다. 남동균 대표를 만나 제품에 대한 설명과 타사대비 차별성에 대해 들었다.
■ 외부차양장치사업 현황은2013년 한국에너지기술평가원의 ‘고기능성·능동형 건물외피시스템 개발 및 단열신소재 상용화’ 과제에 한국건설기술연구원과 공동으로 참여한 것을 계기로 해당 R&D사업결과 개발된 ‘외부 베네시안 블라인드(EVB: External Venetian Blind)’의 특허실시권을 획득해 사업을 개시했다.
이비엠리더는 한국패시브건축협회(회장 최정만), 친환경차양협회(회장 송봉근)에 소속돼있으며 10여개 기업이 활동하는 외부차양시스템시장에서 약 10~15%를 점유하는 것으로 추산된다.
■ EVB를 소개하면
EVB는 블라인드를 창호 외부에 설치해 창호로 유입되는 직사일광 및 빛을 근본적으로 차단하는 가변형 일사조절장치다. 태양일사를 약 60~80% 차단하는 효과가 있어 효율적으로 에너지를 절약할 수 있는 시스템이다.
또한 에너지절감뿐만 아니라 시각적으로 쾌적성을 저해하는 현휘*를 억제해 업무 및 학습효율을 높이고 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.
EVB는 유럽기술기반이 아닌 순수 국내기술의 상하분리 조절형 일사조절장치다. 주광 최적형 EVB는 창호 외부에 설치하며 단일모터를 사용해 블라인드의 상·하부 각도를 달리 조절할 수 있어 주광의 실내유입을 최적화할 수 있다.
상황에 따라 △상·하부 클로즈모드 △상부오픈모드 △하부오픈모드 △상·하부오픈모드 등 4가지로 조절할 수 있도록 구성한 제품이며 이는 세계에서 유일한 기능이다.
에너지 측면에서도 블라인드 작동 시 주광유입이 감소해 초래되는 조명부하 증가를 방지할 수 있으며 일사를 부분적으로 차단해 냉방부하를 낮춘다.
또한 실내가 아닌 건물 외측에 복수의 블라인드 날개를 구성함으로써 건물 내로 유입되는 빛을 조절하기 용이하고 냉난방 부하저감과 함께 사용자의 사생활 보호기능을 수행하거나 건물외부 디자인성 향상이 가능하다.
특히 기존 제품들의 슬랫(Slat, 날개)이 평면형, 곡면형 등인 것에 비해 EVB는 곡면형 슬랫을 교차한 톱니형으로 이뤄져 햇빛을 다양한 각도로 실내에 유입시킬 수 있다.
*현휘: 밝은 광선이 들어왔을 때 생기는 눈의 불쾌감이나 시력저하.
■ EVB성능실험 결과는
EVB 슬랫을 영역별로 구분해 선택적으로 채광과 차양을 조절하는 고효율 능동형 EVB기술이 적용됐다. 능동형 EVB는 상하분리형 EVB에 다중각도슬랫을 적용한 모델이다. 슬랫이 다양한 각도로 움직여 외부로부터 유입되는 빛에 따른 현휘를 줄이고 실내 채광을 극대화할 수 있다.
2017년 능동형EVB의 영역별 제어 시 채광성능을 검증하기 위해 진행된 현장실험 결과 상하분리형 EVB가 기존 롤블라인드대비 조명 소비전력량을 55.9% 감소시킨 것으로 나타났다. 능동형 EVB는 기존 롤블라인드대비 66.4%, 상하분리형 EVB대비 23.8% 조명 소비전력량을 감소시켜 성능이 더 우수한 것으로 측정됐다.
일사획득량 감소를 통한 냉방부하 저감성능도 실험했다. 창문내부에 차양을 설치할 경우 35%, 창 외부에 설치할 경우 75%가량 일사량을 줄일 수 있다.
창호를 통해 실내로 유입되는 태양에너지의 정도를 나타내는 태양열취득률(SHGC) 값도 내부블라인드나 유리사이 블라인드에 비해 우수하다. 내부블라인드, 유리사이 블라인드, EVB의 SHGC값은 각각 0.7, 0.35, 0.15로 나타나 EVB가 태양에너지 차단성능이 가장 우수하다.
이에 따라 EVB설치 시 열환경 측면에서 실내온도를 약 5℃ 낮출 수 있다. 실내온도가 1℃ 낮아질 때마다 냉방에너지는 약 7% 저감되므로 EVB설치를 통해 최대 35%의 냉방에너지 절감효과가 기대된다.
■ 자동제어도 가능한데
EVB는 태양고도에 따라 자동으로 슬랫의 각도가 조절되록 제어할 수 있는 전동블라인드다. 기본적으로 개별제어가 가능하지만 중앙제어도 가능하기 때문에 업무용건축물의 시설관리자나 공동주택 관리실 등에서 통합제어할 수 있다.
이에 따라 태풍, 폭우 등 차양장치의 파손이 우려될 때는 중앙제어 방식으로 창호를 개방하는 것이 안전하다. 만약 풍향센서를 설치해 EVB와 연동할 경우에는 관리자의 조작없이 자동으로 차양의 동작이 가능하다.
이와 같은 자동제어기술의 발달로 외부차양장치가 주로 적용되는 10층 이하 건축물에서는 악천후를 감안하더라도 적용에 큰 무리가 없다.
■ 주요 적용사례는
최근 차양장치 시장확장에 따라 다양한 시공실적을 확보했다. 주요현장으로는 △한국에너지공단 △한국건설기술연구원 △한국도로공사 △서울 강동구청 △서울 은평우체국 △서울시립도서관 △아산시청 본관 △아산 청소년문화센터 △부산시교육청 △대구 수성구청 △연세대 △한국방송통신대 △한국기술대 △신림고 △미성중 △노량진초 △아현초 △백석초 △그린홈 시범주택 △오산·세교 국토교통부 제로에너지 단독주택 시범단지 로렌하우스 등이 있다.
■ 향후 사업계획은
차양장치시장이 제도적 지원에 따라 지속적으로 성장할 전망인 만큼 이비엠리더도 EVB 등 제품을 바탕으로 사업을 확장할 방침이다.
2017년부터 3,000㎡ 이상 공공건축물에는 외부차양이 의무화됐으며 올해부터는 제로에너지건축물인증제 의무화 적용을 받는 1,000㎡ 이상 공공건축물로 의무화 대상이 확대됐다. 1,000㎡ 이상 공공건축물이면 주민센터 등 소규모 공공건축물을 제외한 대부분의 공공건축물이 해당되므로 시장규모가 상당히 커졌다.
또한 신재생에너지 의무공급비율이 30% 이상으로 확대된다는 점도 기회다. 정부나 지자체는 해마다 비율을 높일 계획이지만 기존에 가장 많이 활용하던 태양광만으로는 비율을 채우기가 쉽지 않은 실정이다. 지열, 수열, 연료전지 등 다양한 열원을 이용할 수 있지만 구축비용이 만만치 않은 만큼 건물부하를 낮춰 신재생에너지 설비비를 최소화하는 것이 필요하다.
차양만큼 저비용을 투입해 높은 냉방부하 저감률을 얻을 수 있는 아이템은 많지 않으므로 경우에 따라 차양장치가 대안으로 제시될 수 있다.
다만 현재 ECO2 시뮬레이션에는 차양장치를 통한 부하저감률이 매우 미미하게 계산되는 한계가 있어 개선이 필요하다.
정부는 건축물의 냉방부하 설계기준 마련, 차양장치 의무화 확대, 그린리모델링 시 차양장치 지원제도, ECO2 업그레이드 등을 검토·추진할 계획인 만큼 이와 같은 제도적 미비점이 해결될 것으로 기대한다.
■ 외부차양장치사업 현황은
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