“제로에너지건축물은 연간에너지 사용량과 생산량의 합이 ‘0’이 되는 건물입니다. 기계설비는 액티브 요소를 담당하고 있으며 고효율 설비, 전열교환 환기장치, 태양열, 지열, 연료전지 및 캐스케이드 등 다양한 기술로 제로에너지 달성에 기여하고 있습니다. 특히 2050 탄소중립로드맵에 따라 공공분야 30세대 이상 공동주택의 제로에너지건축물 의무화가 2023년에 도입된 만큼 열에너지절감 및 최적화를 통한 제로에너지건축물 달성에 기여하고자 ‘기계설비 에너지로드맵’을 수립했습니다”

한국토지주택공사 공공주택설비처는 공공주택사업본부에 편재돼 공동주택 기계설비(소방, 가스 포함) 설계와 함께 설계기준 개선 업무를 담당하고 있다. 외부적으로 기계분야 법령 제·개정 및 제도개선을 포함해 정부 및 대외기관 협의를 총괄하는 부서이자 크게는 기계분야 대외환경 분석과 발전 정책에 기여하고 있다.

LH 공공주택설비처의 전신은 ‘기전설계처’와 ‘주택시설처’였으며 올해 LH 공공주택설비처장으로 부임한 이문수 처장은 기전설계처와 주택시설처에서 실무자인 차장으로 2011년부터 2016년까지 근무하기도 했다. 이문수 처장을 만나 공공주택설비처의 역할과 향후 사업방향에 대해 들어봤다. 

■ 공공주택설비처는 어떤 조직인가

LH에는 기계직 370여명이 있음에도 여러 사업본부와 지역본부에 흩어져 있고 공공주택설비처만 온전히 기계직 직원으로만 구성된 유일한 부서이다 보니 내부적으로는 기계업무 관련 주요 결정을 하는 주요 조직임과 동시에 기계직 직원들의 각종 애경사를 알리는 사랑방이자 어려울 때는 함께하고 힘이 되어주는 친정집이 되고 있다.

우리 부서는 국민 주거안정을 위한 주택공급 및 ESG 경영체계 구축, 기후변화 대응, 탄소중립 녹생성장 추진, 제로에너지 건축물 의무화 등 정부정책의 실질적 성과가 나타날 수 있게 해주는 핵심 가교로서 역할하고 있다.

조직 구성은 △냉난방, 친환경 제로에너지분야 및 대내·외 업무를 총괄하는 설비계획부 △환기설비, 자동제어, 위생설비와 표준평면 및 모듈러주택 기술기준 수립을 담당하는 설비기술부 △소방·가스 관련 기술기준 수립과 대내·외 업무총괄, 소방법 제·개정 및 제도개선, 소방안전 전문인력 양성교육을 담당하는 소방기술부 등으로 구성돼 있다.

올해 공공주택설비처는 ‘국민을 위한 변화, 변화를 위한 혁신’이라는 비전을 갖고 ‘기본에 충실한 생활 밀착형 주거 핵심기술 구축’ 업무추진목표를 실현하기 위해 △체감가능 품질로 신뢰회복 △미래기술 선도로 성장지향 △재해·위험 걱정없는 안심주택 구현 등 3가지 과제를 추진할 계획이다. 

■ 정부의 공공주택 관련 기계설비정책을 평가한다면

기계설비분야는 건설공사에서 차지하는 중요성에도 불구하고 관련 법 부재로 그동안 기계설비인의 숙원이었던 기계설비법령체계가 ‘기계설비법’ 시행(2020년 6월) 및 ‘기계설비 기술기준’ 고시(2021년 6월), ‘기계설비 기술기준 매뉴얼’(2022년 7월) 제정으로 드디어 완성됐다.
 

도입 시 내부적으로 일시적 진통을 겪었지만 기계설비 기술기준으로 인해 기계설비에 대한 체계적인 기준이 마련됨은 물론, 안전 및 성능을 확보하게 됐다. 특히 유지관리를 고려한 설계 및 시공은 그동안 제대로 확보하지 못했던 보수공간을 확보하는데 법적기준을 제공하는 등 기계설비 설계 및 시공에 큰 도움이 되고 있다. 

현재는 순차적 성능점검 의무화 확대와 기계설비유지관리자 선임이 정착해가는 단계로 일부 어려움을 토로하는 목소리도 있으나 제대로 정착될 경우 대한민국 기계설비품질 향상과 성능 확보의 토대가 될 수 있을 것이다.

또한 신재생에너지는 태양광 외 대부분 기계설비에 해당됨에도 불구하고 관련 공종인 전기 관련법에는 포함된 반면 기계에 해당되는 법조항이 없었으나 ‘기계설비 기술기준’에 신재생에너지가 포함된 것은 큰 의미가 있다. 추후 기계설비법 개정 시 기술기준보다 상위인 기계설비법에도 신재생에너지 내용이 반영되길 기대해본다.

■ 기계설비법 시행으로 LH 공공주택설비처의 중요성이 부각되고 있는데 

LH 시방서는 건설기술진흥법에 따른 전문시방서로서 오랜 기간 기술검토·실증으로 정비돼 공동주택에 최적화된 기준으로 표준시방서인 KCS와 양립돼LH 건설현장에서는 LH 전문시방서에 따라 시공했다. 

그러나기계설비 기술기준이 KCS·KDS를 근간으로 작성되면서 LH 시방서는 전면 수정이 필요했으며 유예기간없이 적용된 기계설비 기술기준 고시로 건축구조와 관련된 조항 만족을 위해 건축·기계 재설계·사업승인 변경과 함께 대대적인 시방서 정비를 하게 됐으며 내부적으로 이에 따른 혼란이 있었다. 

기계설비 매뉴얼은 기술기준 적용의 모호성을 해소하기 위해 실제 현장에 맞게 조정하는 과정이 필수인데 수많은 종합건설사 및 전문설비업체, 설계사가 있음에도 불구하고 검토 및 보완에 참여가 부족해 의견 제시를 사실상 LH가 도맡게 됐다. 

매뉴얼 제정 시 보완 요청의견 중 일부는 KCS·KDS 또는 기계설비 기술기준 개정이 수반돼야 하는 문제로 미반영돼 추후 기계설비기준 전체를 대상으로 통합 검토 및 보완하는 시스템이 필요해 보인다. 

공공주택설비처는 국토교통부 산하 최대 공기업으로 기계·소방·가스 관련 법령 제·개정에 적극 참여해 법령정비를 위해 노력하는 등 공공기관의 책임을 다하고 있다. 앞으로도 기계설비 관련 기준 및 매뉴얼의 현장 부합성 등 완성도를 높이기 위해 지속적으로 개정 의견 개진에 앞장서도록 하겠다. 추후 기계설비 관련 법령 및 기준·매뉴얼 개정 시 건설사, 설계사, 건설자재업체에서도 적극 참여를 부탁드린다.

■ 제로에너지건축에서의 기계설비 역할은

제로에너지건축물은 연간에너지 사용량과 생산량의 합이 ‘0’이 되는 건물이다. 단열 및 기밀성능을 개선하고 일사를 조절하는 등 건물 자체 성능을 개선하는 것을 패시브기술이라 하고 설비효율이나 재생가능한 에너지생산과 관련된 것을 액티브기술이라 한다. 제로에너지건축물은 패시브와 액티브기술을 사용해 만들어 진다.

이중 기계설비는 액티브 요소를 담당하고 있으며 고효율 설비, 전열교환 환기장치, 태양열, 지열, 연료전지 및 캐스케이드 등 다양한 기술로 제로에너지 달성에 기여하고 있다. 

최근 국제유가와 가스비 상승으로 인한 난방비 부담이 국가적 이슈가 되고 있는데 LH의 경우 임대주택단지에 태양광, 지열 등 친환경에너지 설비 등을 통해 연간 192억원 상당의 전기요금을 절감했다. 지속적으로 제로에너지주택의 확대 등을 통해 관리비를 줄여갈 계획이다.

또한 난방효율을 높이기 위해 단열성능 강화 외 다양한 열원설비시스템의 시범적용 및 지열에너지를 이용한 세대별 냉난방시스템과 수소연료전지시스템을 도입할 계획이다.

LH는 2020년 과천지식 S-3블럭을 제로에너지주택으로 착공한 이래 21곳의 적용 사례를 통해 관련 기술을 습득해왔으며 ‘제로에너지 건축물 의무화’ 정부정책을 공공기관으로서 성실히 수행할 계획이다.

■ 기계설비 에너지로드맵 수립배경 및 주요내용은

2050 탄소중립로드맵에 따라 공공분야 30세대 이상 공동주택의 제로에너지건축물 의무화가 2023년 도입됐다. LH 공동주택 에너지현황 분석결과, 전체 에너지 중 열에너지가 약79% 비중을 차지하고 있어 열에너지절감 및 최적화를 통한 제로에너지건축물 달성에 기여하고자 ‘기계설비 에너지로드맵’을 수립했다. 

에너지로드맵에서는 제로에너지등급별 달성을 위한 공급유형 및 난방방식별 세부기준을 정립했다. ZEB 5등급은 태양광 적용으로 달성이 가능하지만 고등급 ZEB 달성을 위해서는 지열히트펌프시스템, 캐스케이드, 연료전지 등의 설치를 고려해야 한다.

구체적으로 개별난방을 사용하는 임대주택단지의 경우 ZEB 4등급 달성을 위해 지열히트펌프로 난방을 공급해야하고 ZEB 3등급 달성을 위해서는 난방과 급탕을 공급해야 한다. 분양주택은 임대주택보다 ZEB달성이 어려워 ZEB 4등급부터 난방과 급탕 모두 지열히트펌프를 적용해야 한다. 

■ 기계설비 에너지로드맵 기대효과

LH는 ‘제로에너지주택 구축방안’을 수립(2021년)해 ZEB 등급별 패시브기술요소 및 신재생에너지를 제안했다. 추후 열에너지분야 세부기술기준 정립을 통한 요소기술 로드맵인 ‘기계설비 에너지로드맵’을 수립(2022년)해 당초 제로에너지주택 구축방안대비 약5~18% 에너지를 절감해 제로에너지등급 달성에 기여하는 효과를 보였다.

분석결과 난방·급탕 등 열에너지가 건축물 열에너지의 약 80%를 차지하고 있어 고효율 등급의 ZEB 달성을 위해 열에너지 절감이 필수이며 에너지로드맵은 현 기준대비 ZEB 5·4·3등급을 위한 필요한 요소들에 대한 구체적 내용을 포함했다. 이에 따라 정부정책에 따른 LH 공동주택의 제로에너지인증을 받기 위한 목적 외에도 그동안 제로에너지실증 계획과 기술연구·검토를 바탕으로 만들어진 중·장기 계획이므로 건설사의 표준모델로도 활용할 수 있을 것이며 ESG 경영실천 및 2050 탄소중립에도 기여할 것으로 기대한다.

■ 탄소중립을 실현을 위한 신재생에너지 적용 확대 방안

LH는 공동주택 및 도시에 적용 가능한 다양한 신재생에너지원을 발굴하고 고도화해 제로에너지정책을 선도하고 있다. 먼저 그동안 지열설비는 공동주택 내 부대시설에 소규모로 적용했으나 제로에너지 3등급 시범단지인 ‘행정중심복합도시 6-3생활권 M1블럭(행복주택 238세대)의 세대 냉난방에 확대 적용했다. 특히 공동주택 지열 냉난방 표준화를 위해 한국지열·수열에너지학회와 연구용역을 수행하는 등 제로에너지등급의 안정적 달성을 위해 노력하고 있다.

또한 정부의 수소도시 조성사업에 발맞춰 수소에너지원을 공동주택, 일반건축물, 교통시설 등에 활용할 수 있도록 도시기반시설을 구축할 예정이다. 수소도시 핵심설비인 연료전지는 화성향남2 A20BL(행복 99세대)에 시범적용(2019년)해 안정적으로 운전 중에 있어 추후 확대가 용이할 것으로 보인다.

수열은 신재생에너지법 등 관련법령이 개정되면서 신규 에너지원으로 뜨거운 관심을 받고 있다. LH는 ‘제로에너지도시 및 주택 실현을 위한 수열에너지 적용방안 연구’ 용역을 통해 수열적용을 준비 중이나 난방성능 부족 등의 선결과제가 남아있어 관련기술이 확보되는 즉시 적정지구를 선정해 적용할 방침이다. 

■ 기축 공동주택 탄소중립 방안은

정부는 2030 온실가스 감축목표 및 재생에너지 2030 이행계획 등을 차질없이 이행하고 탄소중립을 목표로 경제‧사회의 과감한 녹색전환을 추진 중이다. 특히 국토의 저탄소화를 통한 탄소중립사회로의 전환을 위해 탄소중립 녹색성장 추진전략(2022년 10월)을 발표했다. 이에 따라 LH는 건물의 에너지효율화 및 에너지자립률 제고를 통한 탄소중립을 이행하기 위해 신축 건물의 에너지효율 기준의 점진적 강화는 물론 기존 건물의 리모델링 활성화 등을 통해 에너지성능 개선을 추진 중이다.

LH는 약110만호의 임대주택을 관리(건설91만, 매입 19만) 중이다. 특히 이중 1990년대 건설된 영구임대주택은 노후화에 따른 에너지성능 저하 및 취약계층 주거비 부담을 야기하고 있어 에너지성능 및 주거환경 개선을 위한 리모델링 사업을 추진(국비, LH 5:5 매칭펀드) 중이다. 창호, 단열, 친환경 주방가구 교체 등을 통한 건축 패시브요소는 물론 LED조명, 콘덴싱보일러 등 고효율기자재 사용을 통해 에너지성능까지 강화하고 있다. 

또한 149개 단지(11만3,738호) 임대주택 내 태양광발전을 통해 연간 1만1,000tCO₂의 온실가스를 저감하고 있으며 중앙난방방식 영구임대단지의 연료전환(Bc유→LNG)사업 및 난방방식 변경(중앙난방→개별난방)추진으로 기축 공동주택의 탄소중립 및 국가 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

■ 히트펌프의 공동주택 보급을 위한 선결조건은

지열 및 수열시스템 등 신재생에너지 확대 핵심기술인 히트펌프는 수요처에 따라 생산하는 온도 및 열매체가 상이해 보급조건이 까다롭다. 하나의 열원으로 냉난방을 하는 상업용과 달리 일반 가정은 온수난방, 공기냉방을 필요로 해 시스템구성에 어려움이 있다. 

세대별 요구온도 만족을 위해 중앙집중식 히트펌프가 아닌 세대별 히트펌프 시스템이 적합할 것이나 이에 따른 설치비용 및 관리요소 증가는 해결해야 할 과제다. 또한 세대에 설치되는 만큼 저소음, 고효율, 소형히트펌프 기술개발이 필요하다.

또한 축열조와 부대시설 설치공간 확보와 관련해 LH의 소형평형의 경우 에어컨 실외기실을 확대한 법적기준 반영 등으로 입주자가 만족할 만한 욕실 크기를 확보하기위한 평면구성에 어려움을 겪고 있는 상황이다. 이런 가운데 추가 공간 확보는 쉽지 않은 문제로 소형주택에 반영하기 위한 컴팩트한 제품개발이 필요할 것으로 보인다.

■ ZEB등급 상향을 위해 캐스케이드 적용이 늘어날 것으로 보이는데 

LH는 ‘기계설비 에너지로드맵’에서 난방방식에 따른 ZEB 등급별 요소기술을 제시해 건축물 열에너지 절감과 탄소중립 실현을 목표로 하고 있다. 이중 하나가 개별난방지구에 캐스케이드시스템을 적용하는 것이다. 

캐스케이드시스템은 기존 세대별 개별보일러 대신 중앙(동 지하)에서 보일러를 병렬로 연결해 난방과 급탕을 공급하는 열원방식이다. 전체 보일러용량은 약 1/4로 줄일 수 있으며 부하에 따른 대수제어방식으로 에너지비용도 10% 이상 절감 가능하다. 또한 각 세대 보일러를 공용공간에 설치함으로써 주거공간 효율성을 개선할 수 있다.

특히 보일러의 총용량이 개별난방대비 약 1/4로 줄어 배기가스 감소가 예상되며 미세먼지와 CO₂저감 측면에도 유리할 것으로 보인다.

■ 올해 공공주택설비처 핵심사업은 

LH는 정부 주택공급 정책의 핵심 역할을 하는 공공기관이며 공공주택설비처는 기계·소방분야 핵심부서로서 올해도 다양한 사업을 계획하고 있다. 올해는 제로에너지건축 인증 대상 확대(공동주택 5등급 20% 30세대 이상)와 2025년부터 순차적 등급상향(4등급 40%)에 대비해 ‘기계설비 에너지로드맵’이행기반 마련 및 제로에너지주택 기술 표준화, 수열·지열 적용 방안 개선 등을 추진코자 한다.

또한 고효율 열원방식(cascade) 확대와 자동제어시스템 고도화(AI기반 능동자동제어)를 통한 에너지효율 향상, BIM 활성을 통한 기계설비 표준화, 배기시스템 최적화, 욕실 생활소음 저감 방안 수립 등을 통해 고품질 주택건설의 기반을 마련하겠다.

특히 이음매 없는 소방배관시스템(3중 복합관: 알루미늄+내외부합성수지) 적용, 하이브리드 주방자동소화장치 및 옥내소화전 개선(호스릴방식)을 통한 주거공간 내 소방안전을 강화할 계획이다. 건설현장 임시소방시설 개선과 지하주차장 전기차 화재 대처 방안 등 안전 취약시설 보완, 폭우로 인한 침수피해방지를 위한 설계기준 강화 등 국민안전을 위한 안전·재해예방을 위해 힘쓰겠다.

관계기관 협의를 통한 법령·기준·지침 정비를 지속 추진하겠으며 LH 기계설비의 대외 위상 정립을 위해 산·학·연 워킹크룹인 △기계설비전시회(HVAC KOREA) △학술발표 대회 △탄소중립 컨퍼런스 등을 성공적으로 개최하겠다. 

■ 마지막으로 하고 싶은 말이 있다면

LH는 국민 주거안정이라는 최우선 가치 실현과 정부정책을 수행하는 대표 공기업으로서 기계설비 발전을 위해서도 노력하고 있다. 기계설비는 탄소중립을 실현할 핵심이며 급수·환기·냉난방처럼 주거의 기본적인 영역 대부분을 담당한다. 고품질 도시와 주택을 건설하는 일을 주도할 산업이 기계설비산업이라는 점을 국민께 명확히 보여드리고자 한다. 

LH의 현재 중점 추진 목표인 ‘주택품질 향상’과 ‘지속성장 미래전략 강화’와 관련 층간소음 해소 등을 통한 임대주택 이미지 혁신과 장수명·모듈러주택 등 스마트주택 구현에 기계설비가 중심이 될 수 있도록 관련 기술개발을 선도하고 고품질 주택 건설에 앞장서도록 하겠다.

LH 기계직원은 1기 신도시 신속추진, 주택 품질혁신, 미래주거환경 선도라는 임무를 달성하고 산·학·연과의 소통을 통해 △에너지·환경시설 개선 △저탄소 사회 구현 △기후변화대응 △건강안심주택·제로에너지주택·장수명주택 건설 △안전 및 재해예방 강화 등에 있어 중추적인 역할을 하고자 하오니 여러분의 많은 관심과 동참을 부탁드린다.