‘건축물 에너지효율화’는 기축건물을 빼놓고는 생각할 수 없다. 국토교통부에 따르면 지난해 전국 건축물은 700만동이 넘고 이 중 30년 이상 노후건축물이 36%에 달하고 있다. 30년 전 건축물의 에너지기준이 지금보다 턱 없이 낮았던 점을 고려하면 개선의 필요성이 크다.

상황이 이렇지만 ‘건축물에너지 효율등급 인증제’에서 제도시행 전의 노후기축건물은 다뤄지지 않고 있으며 제도시행 후 신축당시 인증을 받았다 해도 사후관리 차원에서 노후화에 따른 건축물·설비의 성능저하 부분은 반영하지 못하고 있다.

이를 위해 기축건물의 에너지평가 프로세스가 표준화돼야 한다는 지적이 제기돼 왔다. 설계대비 노후화에 따른 효율저하를 에너지평가에 반영하는 등 기축건물의 에너지평가 표준화가 인증제도 개선의 선행단계이기 때문이다.

이에 따라 한국에너지기술평가원은 제로에너지건축물을 위한 연구과제로 ‘건물에너지 효율향상을 위한 통합평가진단시스템 개발 및 실증’을 진행했다. 연구는 지난 5월로 종료됐으며 현재 종료평가가 진행 중이고 향후 상용화와 표준화가 추진될 전망이다.

건물·설비 열화예측 및 평가
과제는 3,000㎡ 이상 1만㎡ 이하 중대형건축물의 에너지평가·진단기술개발을 목표로 진행됐으며 EMS(Energy Management System)·IBS(Intelligent Building System)·자동제어 전문기업 (주)우리젠(대표 고상원)의 주관으로 이뤄졌다.

이를 위해 △실측기반 건물에너지 시뮬레이터 △기계학습기반 소형빌딩 에너지평가 프로파일러 △미터링 기기 및 센서 설치용이성 확보를 위한 PLC(Power Line Communication modem) 무선스마트미터링 △에너지평가 프로세스 표준안 △가시화 솔루션 등이 개발됐다.

이번 연구의 핵심은 ‘실측기반 시뮬레이터’ 개발이다. 패시브·액티브 요소별 에너지모델을 기반으로 진단하고 분석하는 시뮬레이션 기술을 이용하며 ISO 13790, EN 15232 기반으로 시작품이 제작됐다.

특히 건물노후화에 따른 성능저하를 반영하기 위해 열화(劣化)방정식과 베이지안분석*을 적용했다. 시범사업 3곳의 건물의 에너지소비를 분석한 결과 시뮬레이션 결과값과 실측값 오차율이 에너지시뮬레이션 툴 ECO2-OD보다 최대 18%p 적은 것으로 나타났다.

이는 건물 및 설비의 노후화에 따라 효율이 저하되면서 에너지소비량이 더 높아지기 때문으로 분석된다. 일반적인 시뮬레이션은 이와 같은 열화현상을 고려하지 않기 때문에 대부분 실측값보다 에너지소비량이 낮게 도출되는 경향이 있었다.

이와 같은 에너지평가 프로세스로 표준화 작업도 추진된다. 표준안에는 △시범평가 개요 △국내외 기존 건축물에 대한 에너지평가자료 △기존건축물 평가 대상·체계·방법·결과산정 △체크리스트 △평가매뉴얼 등이 담겼다.

손영균 우리젠 기술연구소장은 “현재 표준화 안은 IBS Korea 등에서 단체표준으로 등록됐으며 이를 토대로 KS 등 국가표준을 위해 접수를 진행한 상태”라며 “대한설비공학회에 의뢰해 ISO 13790과의 정합성이 98% 이상임을 인증 받았기 때문에 표준화가 잘 이뤄질 것으로 기대한다”고 밝혔다.

* 베이지안분석; 주관적 확률을 수치화 하는 분석방법. 기계학습에 활용되는 확률론으로 확률적 건물에너지 모델을 보정하기 위해 적용됐다.