국내 대표적 건축박람회인 코리아빌드 2021이 21일 폐막한 가운데 부대행사로 지난 18일 치러진 ‘그린뉴딜: 제로에너지건축 컨퍼런스’가 개최돼 건물분야의 그린뉴딜 대응을 위한 다양한 정책 및 기술정보가 공유됐다.

대한민국 정부는 친환경, 저탄소 등 그린 경제로의 전환을 가속화하고 ICT를 기반으로 디지털 초격차를 확대해 위기극복과 코로나 이후 글로벌 경제선도를 위한 국가발전 전략인 한국판뉴딜정책을 수립해 대한민국 전 산업의 그린·디지털화에 박차를 가하고 있다.

2021 코리아빌드에서는 이러한 K-뉴딜 태동에 발맞춰 건설·건축산업의 뉴딜을 통한 혁신을 선도하고 비전을 제시하는 컨퍼런스 K-뉴딜 서밋을 개최했다.

이번 제로에너지건축 컨퍼런스는 K-뉴딜 서밋의 일환으로 개최됐다. 그린리모델링 정책을 통한 공공건축물 제로에너지를 실현하는 미래 비전과 시범도시 등 우수사례를 공유하는 내용으로 채워졌다.

‘공동주택 제로에너지건축(ZEB) 발전방안’을 주제로 열린 컨퍼런스는 파트1 △제로에너지건축, 그린리모델링 등 국가 녹색건축 정책방향(김유진 국토부 과장)을 시작으로 파트2 △2050 제로에너지건축 도시 비전 수립방향(정승호 LH 차장) △제로에너지주택 로드맵 및 고덕강일2단지 시범사업 추진(박철규 SH 처장) △제로에너지 공동주택 사례 및 BAPV 적용방안(강기남 현대건설 책임연구원) △공동주택 제로에너지건축 구현을 위한 시장 및 기술현안(윤종호 한밭대 교수) 등으로 구성됐다.

파트3은 △KCC 패시브시스템 창호(신석필 KCC 창호개발팀 차장) △공동주택 제로에너지건축 완성을 위한 열교차단 솔루션(이정현 쉐크코리아 대표) △태양광 산업기술 트렌드 및 건물형 모듈기술(홍근기 신성이엔지 수석연구원) 등으로, 파트4는 △공동주택의 단지 형태별 에너지자립률 확보방안(유정현 LHI 수석연구원) △공동주택 에너지절감 통합설계에 따른 에너지자립률 확보방안(신지웅 KOSATA 회장) △공동주택 열회수형 환기장치 제어방법을 통한 팬 에너지 절감방안(조경주 KICT 전임연구원) △공동주택 에너지자립률 향상을 위한 태양광(BIPV) 설비 적용확대 방안(김준태 공주대 교수) 등으로 꾸며졌다.

김유진 국토부 녹색건축과장은 ‘국가 녹색건축 정책방향’ 발표를 통해 기후변화, 탄소중립, 그린뉴딜 등에 대응하기 위한 녹색건축 정책내용을 설명했다.

정부는 신축건물의 에너지성능 확보를 위해 ZEB 의무화 대상을 단계적으로 확대해 건축물 에너지성능 개선을 추진한다. 2020년 1,000㎡ 공공건축물에 의무화를 시작으로 2023년 500㎡ 이상 공공건축물, 2025년 1,000㎡ 이상 민간건축물, 2030년 500㎡ 이상 민간건축물로 ZEB의무화 대상이 확대된다. 정부는 이를 확산하기 위한 시범사업 및 컨설팅·보조금 등 지원사업을 병행할 예정이다.

기존건축물의 에너지성능개선을 위해 한국판뉴딜 10대 과제인 공공건축물 그린리모델링(GR)사업을 지난해부터 신규추진해 GR저변확산 등 본격적인 활성화의 전기를 마련할 방침이다. 공공건축물 GR은 취약계층이 이용하는 노후 어린이집, 보건소, 의료원 등 공공건축물을 대상으로 추진하는 에너지성능개선사업으로 2020년 추경, 2021년 예산으로 2년간 국비 약 4,500억원이 투입된다. 민간건축물 GR확산을 위해서는 이자지원사업을 지속 추진한다. 공사비에 대한 이자비용 1~3%를 지원하는 사업으로 2014~2020년까지 약 5만2,000호를 지원했다.

이와 함께 녹색건축 실현을 위한 기반구축도 핵심사업으로 추진한다. 전국 700만여동의 건축물을 대상으로 에너지 통합관리를 위한 시스템을 구축함으로써 에너지절감정책을 지원할 방침이다. 현재 건물에너지사용량 통계의 국가승인이 완료됐으며 이를 기반으로 효과적인 건물 에너지정책을 수립하고 국가 건물에너지 절감에 기여할 방침이다.

김유진 과장은 “건물부문에서는 2030년까지 온실가스 2,230만톤을 감축한다는 목표를 세우고 있다”라며 “2050 탄소중립 실현을 위해 건축·도시·국토를 유기적으로 연계하고 참여형 로드맵 수립과정을 통해 탄소중립에 대한 공감대를 형성할 것”이라고 밝혔다.

이어 정승호 LH 차장은 ‘2050 제로에너지건축 도시비전 수립방향’ 발표를 통해 정부의 그린뉴딜, 탄소중립 실현을 위한 LH의 선도적 역할을 강조했다.

정승호 차장은 “LH는 정부 그린뉴딜 4대 요소인 에너지복지, 수요감축, 탄소중립, 청정에너지 공급 등을 목표로 설정했다”라며 “이를 통해 2030년 에너지빈곤가구 제로, 2030년 국제수준 패시브건축물 달성, 2040년 신축건축물 100% 에너지자립, 2050년 탄소중립 도시 달성 등을 추진전략으로 삼았다”고 밝혔다.

LH는 이를 위해 에너지기본계획 등 타 국가계획과 연계할 방침이며 △그린뉴딜 국가재정 △에너지이용합리화자금 △주택도시기금 △전력산업기반기금 △EERS △DR △탄소배출권 거래제 등을 통한 재원조달 계획을 밝혔다.

박철규 SH공사 처장은 ‘제로에너지주택 로드맵 및 고덕강일2단지 시범사업 추진’ 주제발표를 통해 정부계획보다 1년 앞선 2024년 ZEB의무화 전면적용 계획을 밝혔다.

이를 위한 시범사업인 고덕강일2단지는 △외단열 △외부 전동블라인드 △결로하자 저감 △에너지절감형 스마트설비 △열회수형 환기장치 △지붕·벽면·가로변 태양광 △BIPV △지열시스템 △소규모 풍력발전 △BEMS 등 패시브·액티브 요소를 도입해 △건축물에너지효율등급 1++ △에너지자립률 40% 이상 △열교 허용범위 0.15W/㎡K △기밀 0.8회/h △환기장치효율 난방 82%·냉방 65% △태양광발전 115kW 등을 목표로 추진할 계획이다.

강기남 현대건설 책임연구원은 ‘제로에너지 공동주택 사례 및 BAPV 적용방안’ 주제발표에서 “고층형 공동주택으로는 국내 최초로 ZEB인증을 획득한 인천 힐스테이트레이크송도는 현대건설만의 고도화된 기술이 적용되기도 했지만 정부·지자체·민간이 협력하는 새로운 방식의 사업체계가 적용됐다”라며 “건설사는 보유한 R&D기술을 접목하고 지자체는 사업관리를 통해 리스크를 저감했으며 정부는 재정지원·규제완화를 통해 사업성을 확보하는 협력체계를 구축했다”고 밝혔다.

최근에는 다양한 패시브·액티브기술을 실증·상용화하며 ZEB를 위한 기술경쟁력을 높이고 있다. 특히 정부·지자체의 태양광 보급확대 정책에 따라 PV 적용이 활성화되고 있다. 다만 설치면적 부족, 입면설치 시 잦은 수정·변경, 음영발생, 빛반사, 에너지생산량 부족 등 문제가 발생하고 있어 PV, BAPV, BIPV 등 태양광 관련설비 적용 시 고려해야 할 것으로 나타났다.

윤종호 한밭대 교수는 ‘공동주택 ZEB 구현을 위한 시장 및 기술현안’ 주제발표를 통해 “ZEB가 지속적으로 강화·확대시행되고 있으나 현재 ZEB는 플러그부하를 제외한 5대 부하를 대상으로 하는데 그치며 그마저도 20% 자립률만 확보하면 ZEB라고 부르고 있다”라며 “이를 명확히 인식하고 대응해야만 그린뉴딜, 탄소중립으로 나아갈 수 있다”고 강조했다.

이어 “인증제도와 실제 에너지소비·생산량에 차이가 있으므로 소비량을 대폭 절감할 수 있는 U-value, SHGC 기준값 등에 대한 고려가 필요하다”라며 “또한 주택단지 내 주간·야간, 세대·공용부 전력배분을 위한 대책마련도 필요하다”고 밝혔다.

신석필 KCC 차장은 ‘KCC 패시브 시스템창호’ 주제발표를 통해 KCC의 창호기술과 단열재·유리와 연계한 종합적 단열솔루션에 대해 발표했다.

KCC는 패시브성능을 갖춘 수평밀착형 미서기창호, 틸트&턴 여닫이 시스템창호를 개발해 국내 패시브제로에너지건축연구소(IPAZEB)의 Z1등급 인증을 획득했다. 또한 정밀시공을 위한 시공디테일을 개발, 창호기밀·열교방지 솔루션을 제시하고 있다.

이와 함께 최근 강화되는 단열재 난연성능 강화와 관련해 미네랄울·글라스울 등 무기단열재 외단열 적용사례를 공유했다.

이정현 쉐크코리아 대표는 ‘공동주택 ZEB완성을 위한 열교차단 솔루션’ 발표에서 열교의 중요성과 이를 개선할 수 있는 쉐크의 솔루션을 공유했다.

건축물에서 열교는 주로 파라펫, 발코니, 중단열 연결부재, 기초부위 등에서 발생하며 결로·곰팡이 등 하자발생과 냉난방 에너지손실 등을 유발한다.

쉐크는 △내단열 △외단열 △중단열 △콘크리트 벽체용 등 다양한 구조용 열교차단재를 보유하고 있다. 특히 발코니, 파라펫, 태양광패널, 콘크리트 벽체·기둥 등 주요 열교발생부위에 대한 개별적인 전용제품모델과 시공디테일을 제공하며 프리캐스트 공법 적용 시에도 활용할 수 있는 솔루션을 보유하고 있다.

홍근기 신성이엔지 수석연구원은 ‘태양광산업 기술트렌드 및 BIPV 기술’ 주제발표를 통해 글로벌 태양광·전지 시장동향 및 건물적용 시 이슈사항을 공유했다.

글로벌 태양광시장이 2019년 기준 중국이 30.1GW, EU가 16GW, 미국이 13.3GW 시장을 형성할 정도로 글로벌 태양광산업이 급격히 성장하면서 태양전지 모듈가격 역시 Wp당 20~30센트로 낮아졌다.

최근 건물용 태양광제품은 BIPV, BAPV 형태로 적용되고 있으나 미관저하, 발열에 따른 효율저하, 내부 열온도 상승, 내구성 및 유지보수 등 문제가 발생하고 있다. 이에 따라 컬러BIPV 등 색상을 적용해 미관을 개선하려는 시도와 함께 외장재로서의 성능 강화, 시공·유지보수 용이성 향상 등을 중심으로 기술개발이 이뤄지고 있다.

유정현 토지주택연구원 수석연구원은 ‘공동주택의 단지형태별 에너지자립률 확보방안’ 주제발표에서 “ZEB인증에 대응하기 위해서는 현재 태양광 발저시스템을 기본으로 추가적인 신재생에너지시스템 설치가 필요하다”라며 “자립률 1% 향상 시 투입되는 총공사비를 기준으로 보면 개별난방 단지가 가장 낮고 지열시스템이 가장 높았다”고 밝혔다.

이어 “향후 비용 최적화된 에너지자립률 확보를 위해서는 연료전지 등 도입하려는 신재생에너지시스템이 기존시스템과 어떻게 연계될지를 감안하는 통합설계가 필요하다”라며 “실증사업을 통해 연구단계에서 검토하지 못한 요소를 도출하는 등 공동주택 에너지공급원 다양화를 도모할 필요가 있다”고 밝혔다.

신지웅 한국녹색건축기술협회 회장은 ‘공동주택 에너지절감 통합설계에 따른 에너지자립률 확보방안’ 발표에서 태양광 구성에 따른 ZEB 등급별 용량·면적·공사비를 도출할 수 있는 S/W 개발현황에 대해 공유했다.

신지웅 회장은 “이번 프로그램은 사업타당성 검토 및 설계 초기단계에서 태양광발전설비와 관련한 빠른 의사결정이 가능하다”라며 “비전문가도 쉽게 활용이 가능해 ZEB보급확산에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

프로그램은 △건축개요 입력 △단위세대 구성정보 입력 △태양광모듈 설정 △태양광 배치계획 입력 △분석결과 도출 등 단계를 거치도록 구성됐으며 실제 적용사례와 검증한 결과 오차율은 10% 이내로 나타났다. 향후 협회는 소형타입, 공동주택 냉방, 비주건축물 등에 프로그램을 적용할 수 있도록 개선하는 한편 민간배포를 통해 정부 그린뉴딜 정책에 기여할 방침이다.

조경주 한국건설기술연구원 전임연구원은 ‘공동주택 열회수형 환기장치의 제어방법을 통한 팬 에너지 절감방안’ 발표를 통해 열회수형 환기장치의 바이패스, 실별제어 기능을 통한 에너지절감 방안에 대해 공유했다.

조경주 전임연구원은 “국내에서 가장 많이 신축되고 있는 84타입 공동주택을 기준으로 거실 1개, 방 3개로 구성된 실험주택 내에서 현장실험을 실시했다”라며 “열교환모드에서 거실만 환기했을 때 전체환기대비 39~57% 팬동력을 절감했으며 바이패스 모드에서 거실만 환기했을 때는 36~39% 팬동력을 절감했다”고 밝혔다.

이어 “열교환모드와 바이패스 모드를 외기온도에 따라 적절히 운용하기만 해도 약 13~17%의 환기에너지 절감이 가능하다”라며 “실별환기를 적용 시 25~62% 환기에너지를 절감할 수 있다”고 밝혔다.

김준태 공주대 교수는 ‘공동주택 에너지자립률 향상을 위한 태양광(BIPV) 설비적용 확대방안’ 주제발표에서 공동주택 BIPV 적용 시 고려사항과 활성화 방안에 대한 내용을 공유했다.

공동주택 BIPV 적용 시 일반적인 고려사항으로는 △구조(안전성, 하중분석, 결합방식) △화재(방화성능 확보 시 발전성능 저하 여부, 화재전파 재료 및 결합구조 배제) △환경성(방수, 환기 등 영향 여부) △안전성(감전, 화재위험 방지) △소음(음차단막 파손방지) △에너지성능(건축단열 파손방지, PV커미셔닝 수행, 유지보수) △지속가능성(온실가스 저감도, 건물에너지성능등급) △외관디자인(미관, 주변과의 조화성) 등이 있다.

김준태 교수는 “공동주택 BIPV 활성화를 위해 공동주택 신재생에너지로 BIPV 적용 시 가산점을 적용해야 하며 BIPV 모듈 및 시스템의 국제표준 부합화를 추진해 신뢰성을 높여야 한다”라며 “또한 BIPV 보조금 및 인센티브 부여 시 행정편의를 제공해야 하며 BIPV 모듈 및 시스템의 개발과 함께 디자인·발전량·경제성 등 설계정보의 공유가 가능해야 상세정보 DB구축, BIM 연계 등을 통해 보급활성화를 꾀할 수 있다”고 밝혔다.