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[HVAC KOREA] 설비공학회 설비건설부문委 학술강연회

민간 ZEB인증 활성화 촉진… 공동주택 요소기술 최적화 모색
주요 개발사례 위주 소개… 신축‧리모델링 적용성 향상



대한설비공학회 설비건설부문위원회와 한국종합건설기계설비협회 등이 공동 주최한 ‘2024년도 설비건설부문 학술강연회’가 서울 강남구 세텍에서 열린 2024 대한민국 기계설비전시회(HVAC KOREA) 부대행사로 컨퍼런스룸에서 관련업계 관계자 80여명이 참석한 가운데 진행됐다. 

액티브요소, 패시브대비 중요  
송창훈 대우건설 대리는 ‘제로에너지건축물(ZEB)인증 기술요소 최적화’를 주제로 발표하면서 패시브와 액티브, 신재생에너지 주요 기술요소 등을 분석한 결과를 공유했다.  

일반적으로 ZEB인증을 획득하기 위해 신재생에너지설비를 추가설치하는 방향으로 검토하지만 이 경우 1차에너지소요량을 늘리게 된다. 그러나 인증제도에서는 1차에너지소요량을 근거로 계산하므로 생산량을 늘리는 것보다 소요량을 최소화시키는 것이 중요하다. 

향은 남향을 유지하며 창면적은 창이 남향일 경우에는 최대화하는 반면 창이 북향일 경우 최소화한다. 이는 공동주택은 일반 건축물과 달리 ZEB인증 시 냉방부하를 전혀 고려하지 않아서다. 

이에 따라 일사투과율을 높여 난방부하를 최소화시키는 것이 인증획득에는 유리하다. 이때 남향일 경우 일사투과율이 더 높게 나오기에 최대화해야 하지만 북향일 경우에는 일사투과율보다 열손실이 커 창을 최소화해야 한다.
 
패시브요소에서는 기밀성능을 최대화하는 것이 효과적이다. 단열재를 늘려도 1차에너지소요량은 소폭 감소에 그치지만 기밀성능을 높일 경우 그 이상 1차에너지소요량이 감소하는 것으로 나타났다. 

액티브요소의 경우 전열교환기 성능만 좋아져도 단열조건을 향상시키는 것과 동일한 효과를 보는 것으로 알려졌다. 액티브요소는 조명밀도를 낮추는 것이 가장 효과가 크며 다른 요소를 모두 더한 값보다 조명밀도만 낮춰도 큰 폭으로 1차에너지소요량이 낮아진다. 

단지 특성에 따라 에너지자립률을 ZEB 각 등급 수준으로 만족하기 위해서는 BIPV보다 PV가 더 적게 투입되고 효율이 높은 것으로 나타났다. 비용적 측면에서도 PV는 상대적으로 경제적이었다. 

또한 PV설치 시 발전효율은 인증획득에 도움을 주지 못하는 것으로 나타났다. 면적을 확보해 PV를 추가설치하는 것이 유리했다. 이는 ECO2에는 설치위치에 따른 차등만 있을 뿐 설비의 발전효율을 입력하는 칸이 없기 때문이다.

단일세대를 남향으로 배치하는 것과 BIPV를 남향으로 설치하는 것에 대해 비교한 결과 분양성과 공사비를 적절하게 비교 검토함으로써 세대와 BIPV 등이 최대한 남쪽을 바라보면서 설치될 수 있는 단지설계가 필요하다. 

송창훈 대리는 “사실상 패시브요소의 효과는 크지 않은 반면 액티브요소가 더 중요한 것으로 나타났다”라며 “보다 중요한 것은 공사비를 고려했을 때 요소기술을 추가 적용하는 것이 아니라 오히려 다른 방법을 모색하는 것”이라고 강조했다.   

리모델링 개선 요소기술 소개  
조남희 포스코이앤씨 부장은 ‘리모델링 맞춤형 요소기술 소개’를 주제로 발표를 이어갔다. 

포스코이앤씨가 개발한 리모델링 맞춤형 건축설비 요소기술은 시스템에어컨 단차마감 개선공법과 난방‧급탕 통합배관 모듈러유니트 등이다.

시스템에어컨 단차마감 개선공법은 노후된 리모델링주택 여건상 시스템에어컨 실내기가 천장마감보다 돌출되는 것이 불가피하다는 점에 따라 개발됐다. 기존 공법에서는 실내기 돌출시공 단차부위를 천장몰딩으로 마감하는 방식을 적용했다.  

포스코이앤씨는 이러한 단차마감 개선공법을 LG전자와 협력해 장비일체형 전용으로 개발하고 있다. 이는 장비일체형 단차마감 키트 설치와 실내기 패널 설치 등으로 시공성 개선과 높이 조절이 가능하다. 단차마감 키트를 개발함으로써 다양한 천장공간 여건에 탄력적인 대응을 할 수 있는 마감품질 개선이 가능해졌다. 

또한 단차마감 키트에 점검구를 적용해 배관 연결부위 유지보수 편의성을 강화함으로써 유지보수측면을 개선하는 효과를 거뒀다.  
 
난방‧급탕 통합배관 방식은 지역난방에서 공급되는 열을 세대별 열교환기인 난방‧급탕 통합배관 유니트를 통해 사용하는 시스템이다. 

난방‧급탕 통합배관 모듈러유니트 개발은 경동나비엔과 협력해 주위배관 일체형으로 개발을 진행하고 있다. 

이에 따라 수도미터기, 역류방지밸브, 난방정유량밸브 등을 포함한 주위배관을 장비일체형으로 사전모듈화 제작함으로써 현장시공을 간소화할 수 있다. 주위 배관 설치면적 축소로 PS 내 공간활용성이 개선된다. 

누수감지기능도 강화됐다. 드레인판과 누수센서 등을 함께 적용해 모듈화 배관부위의 종합누수를 감지함으로써 누수리스크를 줄일 수 있으며 관련기술에 대한 특허출원도 완료했다. 
  
수직밀폐형 기반 지열냉난방시스템 적용 
박정문 롯데건설 대리는 ‘지열을 이용한 세대냉난방 적용사례’를 주제로 마지막 발표를 진행했다. 

롯데건설은 서울시의 한 재건축 대단지 현장에 지열 등 신재생에너지를 적용했다. 

지열시스템은 수직밀폐형을 적용했으며 지열을 활용한 냉난방시스템으로 물-공기형 지열히트펌프를 채택했다. 실내기, 실외기 조합제품으로 시스템에어컨 방식이어서 공기를 냉난방에 사용한다. 

소용량 가정용 지열제품을 별도 개발함으로써 부분부하 대응성이 우수하다. 가정용에 적합한 인버터압축기를 적용해 고효율을 확보할 수 있으며 제품 구성이 단순하고 유지보수가 편리하다.  

난방사용이 가능해 보일러를 병행해 사용할 수 있어 부하분산 및 사용요금을 절감케 한다. 다만 급탕 및 바닥난방용 보일러가 필요하며 제품 1대당 용량이 4~30HP로 적다. 

히트펌프에 EHP를 통합한 개념의 통합 지열냉난방시스템을 적용했을 경우 기존 실외실 면적으로도 히트펌프(실외기)를 설치할 수 있다. 

간절기에 부분부하 대응이 용이하며 열교환설비 외 별도공간이 필요하지 않아 170mm 반자공간 내 설치할 수 있다. 향후 지중열교환기 파손 시 공랭식 실외기로 대체하는데 유용하다. 

그러나 수축열조 방식대비 천공수가 많으며 적용세대가 10층 이하 적용으로 제한적인 점은 단점으로 지적된다.

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