국토교통부 녹색건축과는 건축물에서 에너지를 사용해 발생하는 온실가스 배출량을 줄이며 에너지성능이 좋고 친환경적인 녹색건축물 확대를 통해 녹색성장을 실현하고 국민의 복리 향상에 기여하고자 신축 및 기축 건축물을 대상으로 다양한 정책과 제도를 운영하고 있다. 이중 일정 규모 이상 신축건축물은 건물에너지성능이 제로에너지수준으로 설계될 수 있도록 유도하고 있다. 김연희 국토교통부 녹색건축과장을 만나 제로에너지건축에 있어 패시브 요소의 중요성과 정책적 성과 등에 대해 들어봤다.
⬛ 제로E건축에서 패시브 기술요소의 중요성은
민간건축물의 경우 2024년 30세대 이상 공동주택을 시작으로 제로에너지설계가 의무화될 예정이다. 또한 건축기준을 제로에너지수준으로 상향할 계획이므로 상향된 건축기준을 준수하거나 제로에너지인증을 취득하는 경우 모두 제로에너지설계로 인정할 계획이다.
녹색건축물 조성지원법에서 제로에너지건축물은 ‘건축물에 필요한 에너지부하를 최소화하고 신재생에너지를 활용해 에너지소요량을 최소화하는 건축물’로 정의하고 있다. 제로에너지건축물 설계를 위해서는 패시브, 액티브, 신재생에너지기술 등 적용이 필요하다. 먼저 고성능 단열 및 창호 적용, 기밀성능 강화 등 패시브 기술을 활용해 건물이 요구하는 에너지요구량을 줄이며 고효율 냉난방설비 등을 활용해 건물의 에너지사용 효율을 높이는 액티브기술을 적용한다. 또한 건물에서 스스로 에너지를 생산할 수 있도록 태양광, 지열 등 신재생설비를 도입한다.
이와 같이 제로에너지건축물에 적용되는 기술은 다양하지만 액티브 및 신재생 기술은 시설 투입비, 설치가능 면적 등을 고려할 때 기술 적용의 한계가 있을 수 있다. 만약 충분한 패시브 설계가 고려되지 않은 상태에서 액티브, 신재생 전략을 적용하는 경우 냉난방 설비 용량이 커지며 이를 보완하기 위한 태양광, 지열시스템 등도 비효율적으로 설계될 수 있다. 이에 따라 비용 효율적인 제로에너지건축물 설계를 위해서는 건물의 방향, 형태, 창면적비 등 패시브 설계 기법을 활용하며 고단열, 고기밀 등 패시브기술을 적용해 건물이 요구하는 에너지요구량을 최소화하는 것이 매우 중요하다.
특히 2024년부터 민간건축물에도 단계적으로 제로에너지설계가 의무화되며 2025년에는 일부 용도 및 규모의 공공건축물의 제로에너지인증 의무 등급이 4등급으로 상향됨에 따라 시장에서는 비용효율적인 제로에너지설계방법에 대한 관심이 증대될 것으로 예상된다. 제로에너지건축물 구현을 위한 첫 단추인 패시브기술에 대한 중요도는 더욱 커질 것으로 보인다.
⬛ ZEB정책 추진 시 패시브 관련 성과는
국토부는 1979년 9월 최초로 단열기준을 마련한 이후 건물의 에너지성능 향상을 위해 무려 5회에 걸쳐 그 기준을 지속 상향해 왔다. 그 결과 30년전 사용승인을 받은 공동주택과 비교했을 때 최근 사용승인을 받은 공동주택의 난방에너지사용량은 약 43% 가량 절감되고 있다.
또한 국토부는 2001년부터 다양한 기술 적용 효과를 종합적으로 평가하는 건물의 에너지총량 평가제도인 ‘건축물 에너지효율등급’을 시행했으며 2017년부터 건물 5대 에너지소요량대비 신재생에너지 비율인 에너지자립률을 평가하는 ‘제로에너지건축 인증제도’를 운영해 건물의 에너지성능 강화를 추진하고 있다.
시뮬레이션 툴을 활용한 건물의 에너지총량평가로 인해 패시브설계의 가장 기본이라 할 수 있는 건물의 방향, 창면적비 등 패시브설계의 에너지절감효과가 평가될 수 있다. 또한 ‘건축물 에너지효율등급’과 ‘제로에너지건축물 인증제도’의 본인증 단계에서는 기밀성능을 현장 측정하며 그 값을 시뮬레이션 툴에 입력하도록 하고 있다. 이에 따라 설계자는 설계 초기단계부터 다양한 패시브 설계요소들을 반영하며 시공자는 시공 품질 확보를 위해 노력하도록 유도하고 있다.
대표적인 제로에너지건축물 성과인 세종시 로렌하우스(ZEB 2등급, 2019년 2월 입주)와 화성시 남양뉴타운(ZEB 5등급, 2022년 12월 입주) 사례를 소개한다. 세종시의 로렌하우스가 준공된 지 벌써 4년이 지났다. 그동안 입주민 인터뷰를 통해 확인해보니 거주 쾌적성이 높아 만족도가 높았다. 실제 납부하고 있는 전기요금을 확인한 결과 기본료 및 부가세를 합해 약 6,000원 수준이었다.
화성시 남양 뉴타운은 신재생 설치 면적 제한으로 제로에너지인증이 어려운 고층형 공동주택임에도 불구하고 옥상과 벽면 태양광 설계로 ZEB 5등급을 취득했다.
이 두가지 사례의 공통점은 제로에너지건축물 설계 시 건축물 에너지요구량을 최소화했다는 것이다. 고성능 단열, 창호 등을 사용하며 기밀성능을 강화했다.
특히 화성시 남양 뉴타운의 경우 단열재와 단열재 연결 부위 사이로 세어나가는 열을 막기 위해 단열재를 엇갈려 시공하는 등 다양한 시공품질 확보 노력을 기울였다. 즉 기본적으로 건물의 에너지요구량 최소화 설계 후 고효율 설비 도입과 최적의 신재생에너지설계를 통해 제로에너지건축물 인증을 취득했다.
⬛ 패시브기술 관련 정책 추진과정에서 난제는
국토부는 1970년대부터 국민의 쾌적한 삶, 에너지절감과 기후위기 대응을 위해서 단열기준을 단계적으로 상향해왔다. 단열기준이 상향됨에 따라 건설현장에서는 단열재의 두께가 두꺼워지거나 열관류율이 우수한 자재를 사용하기 위해 창호, 단열재 등에 투입되는 비용이 높아지는 등 많은 어려움이 있었다.
그러나 건축주, 설계사, 자재사, 시공사 등 건축시장에서 그 필요성에서 대해 공감해주며 적극적으로 참여해줘서 현재는 국제적인 수준의 단열기준을 보유하게 됐다.
우리나라도 폭염과 한파가 길어지는 등 기후위기가 더욱 가속화되고 있다. 이러한 기후변화 속도를 늦추기 위한 2050탄소중립 목표달성을 위해 전 세계적으로 건물 에너지성능기준은 앞으로도 강화될 전망이다. 이에 따라 건물에너지사용량 절감을 위해 더 많은 노력이 필요하며 패시브 요소를 포함한 모든 요소기술의 성능 향상 및 참여자의 공감대와 노력이 더욱 중요해질 것으로 본다.
⬛ 제로E건축 활성화를 위한 향후 계획은
국토부는 2021년 12월 발표한 ‘국토교통 탄소중립 로드맵’ 및 올해 3월 발표한 ‘탄소중립 기본계획’ 내 포함된 제로에너지건축 의무화 로드맵 등 세부 과제를 충실히 이행할 예정이다.
유사 인증제도인 ‘건축물에너지효율등급’과 ‘제로에너지건축물인증제도’를 통합한다. 이해관계자들과 충분한 소통을 통해 세부적인 이행방안을 포함한 통합안을 마련할 계획이다.
이어 제로에너지건축물 의무화 로드맵 이행을 위한 연구를 진행할 예정이다. 2025년에 4등급으로 의무대상이 상향되는 공공건축물의 용도와 규모를 확정하도록 하겠다. 또한 민간건축물 연면적 1,000m² 이상 건축물의 제로에너지수준의 설계기준을 마련해 인증을 보다 간편하고 효율적인 제도로 운영될 수 있도록 노력하겠다.
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