월간 전원주택라이프

에너지를 절약하고 신재생에너지를 활용하는 그린홈(친환경) 건축 기술, 우리나라는 현재 어느 정도 수준일까. 그 현황을 가늠하는 공모전이 최근 진행돼 간략히 소개한다. 그동안 국내창호제품으로는 에너지소비를 최소화한 패시브하우스구현이 힘들다는 업계지적이 있었던 바, 건물에서 에너지손실이 가장 큰 부분인 창호관련 제안이 두드러지게 많았다.정리 박지혜 기자 자료협조 국토해양부 주택건설공급과, 한국토지주택공사 국토해양부는 '한국형 그린홈 아이디어 공모전'을 진행한 결과 총46점의 아이디어가 응모됐고 그 가운데 대상(1), 최우수상(전문가/일반 각 1), 우수상(전문가/일반 각 1) 등 총 31개 아이디어를 선정, 9월 27일 시상했다. 국토부와 한국토지주택공사가 공동 추진하는 그린홈 시범단지는 에너지 저소비형 친환경 주택 보급을 촉진하고 관련 신기술의 테스트베드 역할을 그 취지로 한다. 강남세곡 보금자리지구에 15층 이하 아파트 3~4개 동 200여 세대 규모로 조성하며 사용 에너지를 최소화한 패시브 기법과 신재생 에너지를 적용한 액티브 기법을 적용할 계획이다. 이에 따라 공모를 통해 발굴된 디자인과 기술, 공법 등을 시범단지에 적극 반영할 방침이다.한국토지주택공사 관계자는 "시범단지에 실제 적용 가능함과 참신성부분을 중점 선정 기준으로 삼았다"며 "시범단지 설계, 에너지 절감 기술, 고효율 기자재 및 신재생에너지 활용 방안 등에 대해 전문가와 일반부문으로 나눠 다양한 아이디어를 제출 받아 우수작을 선정했다"고 설명했다. 한편 공사 측은 그린홈 대국민 홍보를 위해 10월 중순경부터 강남보금자리지구 'The Green관'에 31점의 선정작을 전시 중이라고 밝혔다. 대림산업, 진공 복층유리대상을 수상한 대림산업㈜은 '스마트 에코하우스'라는 콘셉트로 고성능 창호, 외단열 시스템, CO2 연동전열교환 환기시스템, 신재생에너지 등 에너지 절약 건축물의 핵심 요소 기술의 통합적 적용을 제안했다.주최 측에 따르면, 시범단지 조성에 필요한 실질적 아이디어를 제공한 점에서 높은 평가를 받았다.대림산업 측은 "건물 외피 구성 요소 중 창호를 통한 열손실이 가장 크기에 에너지 절약적 외피 구현을 위해 창호 성능 개선이 시급하다"며 "기존 복층유리의 단열 성능을 보강한 세계 최고 성능의 진공 복층유리를 적용하고 공기층을 추가해 단열성능을 극대화했다"고 설명했다. "자중 및 외력에 대한 구조성능 강화도 추가했다"고 덧붙였다.대림산업의 창호는 열관류율 0.6~0.8W/㎡K이며 유리 자체는 0.4W/㎡K으로 높은 단열성능을 자랑한다. 게다가 기존 창호에 비해 성능을 향상시켰음에도 슬림한 디자인이 장점이다. 이 창호 제품과 유사한 단열성능을 지닌 일반 3중유리 두께는 52㎜인데 비해 이 창호는 27㎜이다. 얇은 두께로 고성능을 발휘하는 대림산업의 진공 복층유리 창호재는 기존 복층유리 대비 난방에너지 50% 절감한다. 참고로 패시브하우스구현을 위한 창호 단열성능은 0.8~1.0 W/㎡K 수준 이상을 요구한다.업체 측은 "기존 진공유리는 1세대 기술인 펌핑 방식을 채택해 3중유리 수준의 열성능(0.9W/㎡K)을 보유하는 데 비해 대림산업이 개발한 진공유리는 진공챔버 방식으로 제조해 3중 창호 수준의 가격에 성능은 2배 높아 에너지 비용 절감 효과를 크게 높였다"고 전했다. 진공 복층유리는 현재 대전건축환경연구센터, 용산신계 e편한세상 부속동 건물에 적용됐다. LG하우시스, 폐열회수 환기 창호최근 들어 '공기를 살리는'시리즈를 출시하며 실내 공기질을 오염시키지 않거나 향상시키는 건축자재 개발에 주력하는 ㈜LG하우시스는 '공기를 살리는 자동 환기창'을 선보였다. 실내 에너지를 외부로 빼앗기지 않도록 창문을 닫은 채 실시간 환기 가능한 창호 제품이다. 가령 실내 악취 등 오염된 공기를 바깥으로 내보내고 황사나 미세먼지 등 외부오염된 공기를 정화한 채 깨끗한 공기를 실내로 들여 보낸다.패시브하우스의 기술 요소인 폐열회수 환기장치의 방식처럼 실내외 공기를 서로 교차시키는 열교환 시스템을 내장해 창을 연 채 하는 자연환기 시 발생하는 에너지 손실을 줄여 냉난방비를 절약하도록 한다. 또한 실내 공기질을 감지하는 센서가 내장돼 필요에 따라 자동 환기, 취침, 급배기 모드 등을 조작할 수 있다.업체 측은 "LG하우시스 자동 환기창은 실내외 공기를 교환하는 환기 방식으로 외부 공기 유입 없이 실내 공기만 계속 필터링하는 공기청정기와 차별화되며, 일반적으로 많이 사용하는 천장 매립형 환기장치와 달리 덕트Duct의 노후화에 따른 실내공기 오염의 위험이 없다"고 설명했다. 단열성능은 진공유리 적용 기준 1.069W/㎡K, 전열교환효율은 냉방 71%, 난방 45%, 온도교환효율 냉방 61%, 난방 77%, 소비전력16W다. LG하우시스, 진공 복층유리LG하우시스 TPS진공유리는 복층유리 사이를 진공상태로 유지해 복사, 전도, 대류에 의한 열손실을 최소화한 제품이다. 열관류율 0.6W/m²K까지 구현할 수 있어 높은 단열성능을 보여주며, 현재 국내 시판 중인 일반 복층유리 대비 50% 이상의 에너지 절감 효과가 있다.진공 복층유리 단면은 '진공유리 10.25㎜ - 크랩톤(Kr) / 아르곤(Ar) 가스 9~14㎜ - 로이유리 5㎜'로 구성되며 총 두께 24~30㎜다. 단열성능은 복층 가공 시 주입가스 종류와 그 폭에 따라 달라지며 0.55~0.65W/m²K 가능하다. 업체 측은 "3중유리에 비해 두께가 얇으면서 고효율을 얻을 수 있고 진공유리의 높은 단열성으로 단창 시공이 가능하다"며 "이런 특징으로 시공성도 훨씬 수월하다"고 설명했다. 한화건설, 건물 일체형 태양광/태양열 시스템주택에서 가장 보편적으로 사용 가능한 무한 청정 에너지, 태양 에너지의 이용에 대한 제안도 많았다. ㈜한화건설은 건물 외장재 역할과 동시에 전기를 생산하는 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV: Building Integrated Photovoltaic) 및 건물 일체형 태양열 시스템(BIST: Building Integrated Energy System)을 제안했다. 파사드Pacade형 태양열 집열기는 기존 지붕이나 옥상에 설치하던 태양열 패널을 채광이 우수한 건물 남측 입면에 설치해 설치비 절감과 계절별 부하의 편차를 줄이고 의장 측면까지 고려한 아이디어다. 집열된 태양열에너지는 중앙급탕과 난방에 사용한다.건물 일체형 태양광 및 태양열 시스템은 ZeSH-Ⅱ에 시공해 모니터링 중으로 각각 에너지 저감률 1.3%, 5.3%, 탄소 저감률 3.8%, 4.4% 효과를 가져다준다고 한다. 쌍용건설, 차양 겸한 태양광 시스템쌍용건설㈜은 창호 차양 장치를 겸하는 태양광 시스템을 제안했다. 여름철 냉방부하를 절감하도록 기존 태양광 발전시스템과 동일한 기능을 하면서 외부 차양 기능을 고려한 디자인이 특징적이다. 여름철 냉방부하 18%가량 절감하며, 설치비는 1㎾당 700만 원이다. 세종시 정부종합청사에 80㎾ 차양을 겸한 태양광 시스템이 설치 중이다.업체 측은 "청정 무제한 에너지, 필요한 장소에서 필요량 발전이 가능하고 수명이 긴 장점이 있으나 일사량에 의존적이고 에너지 밀도가 낮아 큰 설치면적이 필요하며, 초기투자비와 발전 단가가 높다는 단점도 있으므로 이를 저울질해 적용할 필요가 있다"고 전했다. 제인상사, '단열+태양열+차양' 다목적 창호쌍용건설이 두 가지 기능을 결합한 태양광 시스템을 선보였다면 제인상사㈜는 세 가지 기능의 다목적 창호재를 선보였다. 복층유리로 단열성을 높임과 동시에 태양열을 이용한 급탕용 온수 공급과 채광 조절 기능을 일체화시킨 창호재다. 기존 건물 일체형 태양광시스템(BIPV)은 건물 외벽과 창호를 포괄하는 개념이다. 그러나 제인상사의 창호 일체형 태양열 집열기는 벽체 및 지붕 부분을 제외한 파사드형 창호 부분만 적용 대상으로 해 명칭을 WICE(Window Integrated Solar Colector)라 정했다.이중창호 내부에 태양열 집열기를 삽입해 흡수판과 열매체 이송관을 솔더링 등의 방식으로 접합, 채광창의 기능 확보를 위해 창호 면적의 50%만을 태양열 집열 면적으로 설계했다. 그렇게 함으로써 블라인드 기능이 가능하며 일사각도에 따른 블라인드 슬릿 조절이 가능하다. 열관류율은 기존복층유리 3.1W/㎡K에서 향상된 2.7W/㎡K이다. 집열기 8매 설치 기준 공사비 1,300만 원(부가세 포함). 경질우레탄 적용한 고단열 시스템올해 정부는 외단열 두께를 건축면적 산입에서 제외하기로 한 만큼 외단열 방법에 대한 연구도보다 더 적극적으로 이뤄지고 있다. 한화건설과 쌍용건설은 외벽 고단열 시스템을 제안했다. 철근콘크리트조에 주로 적용하는 기존 스티로폼 대비 얇은 두께로도 높은 단열을 내는 일체형 단열 구조다.한화건설이 선보인 경질폴리우레탄폼 단열재는 열전도율이 0.02㎉/mh℃로 단열재 두께 감소, 비용 절감, 실내외 공간 확보 및 에너지 절감 효과 등을 구현한다. 예를 들어 건축법 '건축물 에너지절약 설계 기준'에 따라 거실 외벽 단열재(단열재 두께 기준 : 중부지역) ' 가'등급은 85㎜가 기준이나 이 단열재는 50㎜로 기준을 충족한다. 이처럼 성능을 높인 일체형 단열 구조는 심재로 경질폴리우레탄폼(PIROCEL)을 사용하고 양쪽 표면재로 부직포와 종이, 알루미늄 등을 적용했다. 결과적으로 기존 표준 주택 대비 에너지 저감률 24.2%, 탄소 저감률 20.1%의 효과를 가져다준다. 쌍용건설 역시 일체형 단열 구조인 '일체형 경질우레탄 단열재(I-BOARD)'를 선보이면서 시공비 절감과 용이한 시공, 우수한 단열성, 공간 확보 등의 장점을 피력했다. 이 단열재를 사용하면 콘크리트 벽면 위에 접착 모르타르 후 일체형 경질우레탄 단열재 적용으로 끝나지만 이에 비해 기존방법은 접착 모르타르 후 스티로폼(EPS)-접착 모르타르-석고보드 순서로 시공하므로 한결 시공방법이 단순화되고 이에 따른 비용 절감과 시간 절약이 가능하다. 업체에 따르면, 이 일체형 단열재는 독립 기포율이 높아 열관류율과 열저항이 우수하며, 겨울철 내·외기 온도차에 따른 변형이 없어 구조적으로 안정적이다. 화학약품에 대한 내성 및 습기가 강하며 결로, 곰팡이 등 발생을 억제한다. 에너지 저감률 21.7%로 평가됐다. * 이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다. 단열성 높인 반건식 바닥시스템대림산업은 층간 에너지 유출을 방지하고 바닥충격음을 개선한 에너지 절감형, 반건식 바닥구조를 제안했다. 바닥충격음에 있어 주택성능등급표시제도 1급에 대응하는 기술을 적용했다. 경량충격음 및 중량충격음이 모두 1급 수준인 제품군 중 초기 투자비가 경제적인데다 단열성능이 표준 바닥구조 대비 3배 이상으로 사용 단계에서도 에너지 절감 효과가 있다. 아래 표에서 볼 수 있듯이 기존 차음재(완충재)와 경량기포콘크리트까지 대체하는 차음재의 열 이동 차단(열적 성능)이 보다 개선됐다. * 이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다.

전원주택의 화두는 앞으로 자연친화형에서 에너지절약형으로 코드가 바뀔 것 같다. 그런 움직임이 곳곳에서 감지된다. 전원주택을 짓고 사는 사람들에게 살면서 가장 부담되는 비용이 무엇이냐고 물어보면 대부분 겨울철 난방비를 꼽는다. 화석연료에 대한 규제도 많고 기름값이 예전 같지 않다. 앞으로 주택에서 연료를 어떻게 효율적으로 사용할 것인가에 대한 고민은 더욱 깊어질 것이며 에너지를 절약하는 집이 좋은 집, 잘 지은 집, 값 비싼 집이 될 것이다.글 박철민 <대정하우징엔/전원주택뉴스 대표> 이제는 재생에너지 시대다. 전원주택도 예외일 수 없다.재생에너지로 에너지 절약하고 자연환경을 깨끗하게 보전하고 다가올 에너지위기와 기후변화에 대처하기 위해서는 단독형 전원주택의 에너지 절약 관련 정부의 정책적 지원이 요구되는 현실에 직면해 있다.우리나라는 1980년대 두 차례 에너지 파동을 거치면서 20여 년간 태양에너지 활용에 상당한 관심을 가지고 기술 개발 및 보급에 정부가 주도적인 역할을 해 왔다. 그 결과 무한한 에너지원인 태양에너지를 이용한 다양한 시스템들이 건물의 냉난방 및 온수 급탕 분야에 활발히 소개됐으며 국가의 대체에너지 이용 촉진에 적지 않은 기여를 했다. 앞으로 녹색성장과 더불어 재생에너지도 정책적으로 더욱 활용될 계획으로 전원주택과 단지 개발에도 재생에너지의 적극적인 접근이 필요한 시점이다. 재생에너지 사용이 활발해진다재생에너지의 종류를 살펴보면 태양광발전은 태양 빛 에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 이용하고 태양열에너지는 태양으로부터 오는 복사광선을 흡수해 열에너지로 변화시켜 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기술이다. 또한 풍력에너지는 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 전기를 생산하는 기술이며 소수력발전은 물의 유동 및 위치 에너지를 이용해 발전하는 기술로 10㎽ 이하를 소수력이라 하며 이를 재생에너지로 규정한다. 해양에너지는 해양의 조수, 해류, 온도 차 등을 변환시켜 전기나 열을 생산하는 기술이다. 지열에너지는 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용해 냉난방에 활용하는 기술이다.바이오에너지는 바이오매스(유기성생물체)를 연료로 얻어지는 에너지로 직접 연소, 메탄 발효, 알코올 발효 등을 통해 발생한다(옥수수에탄올, 사탕수수에탄올, 바이오디젤). 폐기물에너지는 종이, 나무 등의 가연성 폐기물을 파쇄, 분리, 건조, 성형해 고체 연료로 만든다. 보일러에 쓰이는 펠릿이 그 예다. 연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시킨 것이다(연료전지 자동차, 연료전지 노트북). 수소에너지는 물이나 유기물질을 변환시켜 수소를 생산하거나 이용하는 기술이다. 분리해낸 수소를 산소와 결합시키면서 전기에너지를 얻거나 직접 태워서 열에너지를 얻는 것이다.재생에너지 가운데 개별 전원주택에서 사용할 수 있는 에너지는 주로 태양광, 태양열, 지열, 바이오매스 에너지다. 국내 에너지 절약형 주택 현황재생에너지와 함께 건축물 단열 공법도 따라야 한다. 대부분의 에너지를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 경우 총 에너지 소비량 중 건물 부문 사용량이 25%에 달해 건물에서의 에너지 절약 문제는 매우 중요하다. 건축물에서 단열은 에너지 절감으로 직결돼 건물 라이프 사이클 코스트를 전반적으로 낮추고 쾌적한 환경을 제공한다. 열손실 경로와 건물 각 부분별 열손실을 차단해 단열 성능을 강화하면 40~50%의 에너지를 절감할 수 있다.건축물 외피 단열은 외피를 통한 열 획득·손실을 감소시킴으로써 실내측 표면 온도를 실내 공기의 노점 온도보다 높게 유지되게 하여, 표면 결로 발생을 방지하고 이를 통해 마감재의 훼손을 방지한다. 최근 자재의 단열 성능도 개선되면서 기존 자재보다 2~3배 냉난방비를 절약할 수 있게 됐다. 이러한 에너지 절약 건축 기술의 적용으로 외부 에너지가 사실상 필요 없는 제로 에너지 하우스 '제너하임'이 소개됐다. 이는 대우건설이 지난해 선보인 친환경ㆍ신재생에너지 주택상품 전략인 '그린 프리미엄'이 적용된 단독주택이다. 세대 내 냉난방과 전력, 급탕, 취사까지 모든 에너지의 60%가 주택 자체 생산 에너지와 40%의 외부 유출을 차단하는 절감 에너지로 충당된다. 이렇게 해 총 에너지 소비를 제로가 되게 한 것이다. 에너지가 외부로 유출되는 것을 막기 위해 고성능 창호와 단열재, 블라인드 등이 사용됐다. 특히 60%의 자체 생산 에너지를 얻기 위해 태양광 발전 시스템, 태양열 급탕 시스템, 지열 냉난방 시스템, 가정용 연료전지, 가정용 축전지 등이 시공됐다.제너하임은 잉여 전력 생산도 가능해 에너지 소비율이 마이너스(-)가 될 수 있다는데 남는 전력은 차후 단지 공용으로 공급된다. 특히 제너하임은 급탕수, 환기 에너지도 '제로'로 한 것이 여타 제로에너지 하우스와 다른 점이다.한국에너지기술연구원은 기업에 앞서 2005년 화석연료를 전혀 사용하지 않으며 주거환경 전반에 신재생에너지 기술을 통합적으로 적용한 '제로 에너지 타운'을 건립했다. 건물 일체형 태양광발전과 풍력발전, 가정용 연료전지 열병합 발전, 태양열 및 지열을 응용한 냉난방 기술들이 적용돼 있으며 이곳에 적용된 기술들의 효율성을 실증하고 모니터링하는 곳으로 활용되기도 한다. 2010년까지 3단계 연구계획에 따라 100% 에너지 자립형 모델하우스 개발에 목표를 두고 있다. 2011년 한국의 솔라시티 개발된다지식경제부는 고유가 상황 지속 및 국제 온실가스 감축 의무화 등 대내외 에너지환경 변화 추세를 감안, 주거단지 개발 단계부터 신재생에너지를 체계적으로 보급하기 위해 신재생에너지 친화형 시범 단지를 개발한다. 단독주택, 공동주택, 학교 및 공공청사, 테마공원 및 홍보관 등에 태양광, 태양열, 지열, 연료전지 등 신재생에너지 보급 시스템을 구축하고 총 에너지의 5% 이상을 신재생에너지로 공급한다는 내용이다.시범 단지인 평택 소사벌지구는 네덜란드 '솔라시티'와 같은 세계적수준의 신재생에너지시스템 주거단지로 2011년까지 개발 예정이다. 사업목표는 국내 최초·최대의 신재생에너지시스템 주거단지 조성이다.저탄소 녹색성장은 선택 아닌 필수다. 녹색성장의 성공 전략은 우선 탄소세와 탄소시장의 도입, 에너지효율화, 신재생에너지개발 등을 꼽을 수 있다. 정부는 재산세와 자동차세를 탄소 배출량 기준으로 부과할 예정이라 한다. 전원주택시장도 제로에너지주택, 패시브주택, 생태주택이 과거 고급전원주택을 뒤로 하고 인기몰이가 시작될 날도 머지않아 보인다.