녹색건축 활성화를 위한 ‘건물 온실가스 감축 및 녹색건축 운영사례발표’가 지난 11월28일 서울대학교에서 열렸다.

한국품질재단(대표 남대현, KFQ)의 ‘제12회 KFQ 협의회’로 열린 이번 행사는 ‘건물에 자연의 숨을 불어넣다’를 부제로 녹색건축관련 연구논문발표와 ISO 에너지경영시스템과의 연계방안을 비롯해 관련 정책 및 사례가 소개됐다.

행사는 1·2부로 나뉘어 진행됐으며 1부에서는 △우수논문발표회 △ISO 50001(에너지경영시스템) 소개 및 녹색건축과의 연계방안(권대욱 KFQ 팀장) △서울대학교 녹색건축인증 건물브리핑(강주혁 서울대 선임주무관) 등이 진행됐다.

2부에서는 △서울시 녹색건축 설계기준개정 소개(공경배 서울시 주무관) △신재생에너지 적용건축물 최신동향 및 소개(김용기 한국건설기술연구원 수석연구원) △건축물 전과정 평가를 통한 온실가스 저감사례(태성호 한양대 교수) △녹색건축인증전문가(G-SEED ID) 제도와 녹색건축의 이해(이기완 에코존종합건축사사무소 대표) △건설현장에서의 G-SEED 유지관리 적용사례(유재봉 SK건설 부장) 등이 발표됐다.

그린리모델링·에너지비용절감 논문발표

우수논문발표회에서는 주로 산업장에서의 에너지효율화와 그린리모델링의 경제성확보를 위한 논의가 이뤄졌다.

장남일 KFQ 심사위원은 ‘CFD를 이용한 친환경 주거단지의 환경특성 분석에 관한 연구’ 논문발표에서 "기존 노후화 된 주택을 정비하고 고층 아파트 단지를 신축할 때 우려하는 것 중 하나가 고층 아파트가 바람길을 막고 도심 열섬화를 일으킬 가능성에 대한 것"이라며 "CFD(전산유체역학) 해석 결과 낮은 고도에서는 오히려 재건축 후가 온도가 낮고 통풍도 잘 되는 것을 볼 수 있었다"고 밝혔다.

이어 "이는 고밀도의 주택단지가 사업시행 후 저밀도의 아파트 단지로 바뀌어 통풍이 잘되고 단지내 녹지화의 영향으로 온도도 낮아진 것으로 판단된다"라며 "결론적으로 바람길을 고려해 단지를 적절히 배치하고 단지내의 녹지화와 같은 녹색건축 요소를 설계에서부터 반영한다면 바람길을 막지 않고 열섬화를 막는 중요한 인자가 된다"고 밝혔다.

이어진 발표에서 홍석진 KFQ 심사위원은 ‘기존건축물에서 패시브 건축물로의 에너지성능개선 최적요소기술 개발’ 논문을 공유했다.

홍 위원은 “2000년 기준으로 건축된 공동주택이 2017년의 설계기준을 반영해 단열·창호·기밀테이프·차양·전열교환기부문의 요소기술을 도입하면 해당 부문에서 기존보다 ㎡당 20여만원의 추가공사비가 발생한다”고 밝혔다.

기존 비드법 1종1호 단열재를 2종2호로, 일반 복층유리를 로이·아르곤 4중창으로 교체하고 기밀테이프, 전동 외부차양장치, PHI인증 열회수환기장치 등을 신규적용하면 기존 ㎡당 2만2,214원에서 22만3,708원으로 비용이 상승하는 것으로 나타났다.

이에 따라 기존대비 에너지절감률은 46% 개선됐지만 정부지원을 최대적용한 투자대비 회수기간은 7.6년으로 나타나 아직은 경제성에 한계가 있다는 분석이다.

이어 이일영 심사위원은 ‘공동주택 중심 그린리모델링 이자지원사업에 대한 연구’ 발표에서 “그린리모델링 이자지원 사업을 이용하면 기존건축물이 녹색건축으로 다가설 수 있는 기회를 잡을 수 있다”라면서도 “시행 4년정도 됐지만 그간 공동주택에 치우쳐 폭넓은 확산이 어려우므로 비주거건물에 대한 인센티브 확대의 필요성이 있다”고 강조했다.

그린리모델링 이자지원사업은 창호 에너지소비효율등급 또는 에너지시뮬레이션을 통한 성능개선비율에 따라 1~3%의 대출이자를 5년간 지원하는 사업으로 최대 지원금액은 비주거건물 50억원, 공동주택 2,000만원, 단독주택 5,000만원 등이다.

2016년말을 기준으로 이자지원사업의 실적은 7,742건으로 2014년 352건 대비 22배 급증했지만 이는 공동주택의 창호교체위주의 사업추진에 근거한 것으로 건수에 집중하다보니 현장에서는 열교·결로가 발생하는 사례가 보고되고 있어 품질문제가 지적되는 상황이다.

이 위원은 “그린리모델링 시 건축사 및 건축물에너지평가사 등 전문가 집단을 활용해 하자책임 및 에너지성능개선 문제를 해결해야 한다”고 밝혔다.

이어진 ‘건축물 전력에너지 최적화 사용을 위한 역률개선’ 발표에서 박기수 에너지닥터 대표는 “사실상 제로금리 시대여서 금융소득을 기대할 수 없기 때문에 건축물 수요관리 측면에서 역률개선을 통한 에너지비용을 절감해 가용소득을 높일 수 있다”고 밝혔다.

역률은 전원에서 공급된 전력이 부하에서 유효하게 사용되는 비율로 역률이 나빠지면 설비이용률이 나빠지고 손실은 증가하게 돼 계통에 악영향을 미친다. 이에 따라 한전은 역률발생 시 요금을 과금하고 있다.

한 기업은 계량기 검침결과 188.4kW 소비전력에 역률이 77.4%로 조사돼 총 7만여원의 추가요금이 발생하고 있었다.

이에 따라 역률개션용 콘덴서를 설치하고 야간 부하감소에 따른 타이머 시간을 조정해 역률을 95% 수준으로 맞춰 비용을 절감했다.

역률개선은 비용측면에서는 다소간의 이익을 제공할 뿐이지만 손쉬운 계산 및 조치로 무효전력감소, 전력최적화 사용 등 수요관리에 기여할 수 있다는 점을 더하면 의미가 있다는 평가다.

ISO·G-SEED 연계로 비용절감

‘ISO 50001 EnMS 이해와 녹색건축 인증기준과의 연계방안 연구’ 발표에서 권대욱 품질재단 팀장은 “에너지경영표준인 ISO 50001과 녹색건축인증제도(G-SEES)와의 중복부분을 고려해 표준·인증 획득의 경제성을 달성할 수 있다”며 “최근들어 온실가스, 에너지가 이슈가 되면서 ISO 50001도 확산되기 시작했다”고 밝혔다.

ISO 50001은 에너지경영시스템의 ISO표준으로서 에너지정책, 에너지계획, 실행 및 운영, 모니터링 및 피드백 등의 체계로 이뤄져있다. 적합성평가는 IAF(International Accreditation Forum)에서 국기기술표준원·한국인정지원센터에 운영을 위임해 KFQ에서 적격성평가를 진행한다.

ISO 50001과 G-SEED 2016은 △에너지의 효율적 사용 △기후변화 해결 △자원절약 △ 온실가스 감축 △환경부하 저감 등의 가치를 공유하고 있다. 결론적으로 두 제도의 평가기준은 약 40% 중복되는 것으로 나타나 연계할 경우 획득부담을 덜 수 있다.

중복되거나 대체할 수 있는 부분은 △탄소포인트제 등 법규 및 제도 △에너지성능 및 절약 △녹색제품 적용 △물사용 및 절약 △자원재활용 △건축물 보수지침 등으로 적지 않다.

반면 ISO는 획득 후에도 매년 확인이 필요하며 3년마다 재인증을 받아야 하는 반면 G-SEED는 유지관리 내용이 없다. 이에 비해 G-SEED는 대중교통·편의시설·자연환기·생태환경 등을 평가하고 있으나 이는 다른 ISO 규격에서 다루는 분야로 50001과의 연계는 어려운 부분으로 제시된다.

G-SEED, 불합리 기준 바꿔야

1부의 마지막 순서로는 ‘서울대학교 녹색건축인증 건물브리핑’이 강주혁 서울대 선임주무관 발표로 진행됐다.

서울대학교 동물복제연구동은 80점 기준의 G-SEED 최우수등급에 80.12점을 획득해 본인증을 획득했으며 연면적 1,374㎡에 지상4층 규모로 건축됐다.

해당 건물이 높은 점수를 받은 부분은 △EPI점수에 따른 에너지성능 △계량기설치 △신재생에너지 이용 △친환경인증제품 사용 △재료의 탄소성적표시 △절수시설 설치 △운영매뉴얼 제공 △녹지 및 생태면적률 △자연환기 등이다.

반면 낮은 점수를 받은 부분은 △ISO 14001(환경인증) 획득 시공사 △중수이용 △일조권 △지역냉난방이용 △기존 건물 주요구조부 재사용 등이다.

강 주무관은 인증과정에서 개선될 필요가 있는 점으로 △자전거 이용 △ISO 14001 시공사 선정 △화장실 손건조기 등을 꼽았다. 그 이유로 관악산산자락에 위치한 지형적 특성으로 자전거를 이용하기가 불가능한 점, ISO 인증을 획득한 중소기업을 찾기가 어렵다는 점, 손건조기와 재생화장지 간 환경부하비교가 필요하다는 점 등을 제기했다.

정부보다 앞선 ‘서울시 녹색건축’

2부의 첫 순서는 서울특별시의 공경배 녹색건축전문관의 ‘서울시 녹색건축 설계기준개정 소개’ 발표로 시작됐다.

2013년 녹색건축물조성지원법이 제정되고 국토부에서 녹색건축 기본계획을 수립하자 서울시도 2015년 자체적인 녹색건축 2020기본계획을 수립했다.

기본계획은 국가계획과 궤도를 같이하면서도 서울시의 특성이 반영됐다. 전국적으로 전체 온실가스 배출량 중 건물이 차지하는 비중은 22.9%인데 서울에서는 63%에 달한다. 또한 에너지사용량에서도 전국평균 약 20%에 비해 57%로 매우 높다.

또한 시가화 면적 중 건물면적이 69%여서 가용부지가 부족하고 자연환경을 이용한 건축, 신재생에너지발전시설 설치에 제한이 많은 상황이다. 게다가 준공 후 20년 이상 된 주택이 45.5%이며 15년 이상된 건축물은 70%가 넘는다.

이에 따라 서울은 제로에너지의무화를 2020년 공공건물, 2023년 민간신축까지 확대한다는 계획을 세우고 있다. 이는 2025년 민간신축 의무화를 목표로하는 국토부 계획보다 빠르다.

서울시는 이를 달성하기 위해 자체적인 ‘녹색건축물 설계기준’을 두고 있다. 2007년 최초로 가이드라인이 마련된 이후 10년차를 맞아 지난 9월 강화된 기준이 전면 시행됐다.

이번 개정에서는 적용대상이 확대되고 적용기준이 변경됐다. 기존 신축 및 증·개축을 대수선, 리모델링으로 확대돼 기존건축물에 변형을 가할 경우 폭넓게 적용된다.

적용대상의 구분기준은 △1,000세대 이상, 10만㎡ 이상은 ‘가’급 △300세대 이상 1,000세대 미만, 1만㎡ 이상 10만㎡ 미만은 ‘나’급 △30세대 이상 300세대 미만, 3,000㎡ 이상 1만㎡ 미만은 ‘다’급 △그 이하는 ‘라’급으로 분류된다.

성능기준도 강화됐다. 기존 가~다급은 각각 G-SEED 2~4등급을 받으면 됐지만 개정에 따라 가급은 1등급, 나급은 2등급을 받아야 한다. 또한 건축물에너지효율등급도 가급은 1+, 나급은 1등급을 받아야 하며 에너지모니터링 및 관리시스템도 등급에 따라 수준별로 설치해야 한다.

이에 비해 적용기준이 완화·합리화 된 부분도 있다. 우선 평가기준은 G-SEED와 건축물에너지소비효율등급만으로 판단해 단순화 했으며 소규모건물에 도입이 어려운 고효율변압기 등의 기준은 삭제했다.

또한 신재생에너지의 경우 비용효율성을 고려해 서울 내 다른 지역에 설치하더라도 인정받을 수 있다. 서울시는 향후 기금으로 대체하고 이를 대규모 단지조성 또는 타 지자체 신재생에너지설치 지원 등으로 활용한다는 방침이다.

주의할 점은 이번 설계기준 개정 이전에 허가를 받은 건물도 2년 이상 기초공사 전에 전면 재설계하는 경우에는 개정된 기준으로 적용받게 된다는 점이다. 이는 규제를 회피하기 위해 미리 허가를 받고 상당기간이 지난 후 착공하는 편법을 방지하기 위한 조치로 풀이된다.

태양광·태양열, ‘글로벌 트렌드’

다음 발표는 김용기 한국건설기술연구원 수석연구원이 ‘신재생에너지 적용 건축물 최신동향 및 소개’를 주제로 이어갔다.

김 연구원은 “현재 신재생에너지분야에서는 세계적으로 전기는 풍력, 열은 태양열이 가장 많이 쓰이고 있다”라며 “향후에는 태양광이 풍력을 제치고 압도적 1위를 차지할 전망”이라고 밝혔다.

세계 에너지시장에서 태양광은 2040년까지 신규발전설비용량의 43%인 3.7TW(테라와트)를 차지할 전망이며 세계 전력수요의 15%를 공급할 것으로 전망된다. 또한 향후 25년간 매년 1,350억달러의 신규투자가 예상된다.

우리나라에서도 전망이 밝다. 우리나라도 유럽과 비슷한 일사량을 보이고 있어 효율이 나쁘지 않고 내구성이 높으며 에너지량이 무한에 가깝다.

단점은 아직 효율이 18%로 낮고 면적이 많이 필요하다는 점이지만 이 부분도 개선이 빠르게 이뤄지고 있다. 현재 연평균 약 1%p씩 효율이 높은 제품이 나오고 있으며 발전단가도 2017년 7월기준 W당 0.3달러로 지난해 0.5달러에 비하면 상당히 하락했다.

열부문에서는 세계적으로 태양열의 전망이 밝다. 유럽을 중심으로 태양열을 이용한 지역난방시스템이 보급되고 있으며 덴마크에서는 이미 구축돼 활용되고 있다. 중국역시 태양열에 막대한 자금을 투입하고 있어 태양열 기술이 상당히 발전할 전망이다.

그러나 국내 태양열은 한 때 호기를 맞기도 했지만 잦은 고장, 신뢰성 하락 등으로 침체 상태다. 글로벌트렌드를 볼 때 이와 같은 상황을 시급히 정리하고 시장상황 및 기술수준을 개선할 필요가 있다.

김 연구원은 “태양열로 하면 온수가 뜨겁고 하절기 과열 문제가 있어 단독주택에는 권하고 싶지 않다”라면서도 “자원이 풍부하고 효율이 높은 만큼 태양열의 확대가 필요하니 CHP를 쓰지 않고 계간축열 등을 활용한 지역난방이 해법이라고 본다”고 밝혔다.

녹색건축, LCC 고려해야

이어 ‘건축물 전과정 평가를 통한 온실가스 저감사례’를 발표한 태성호 한양대 부교수는 “G-SEED가 지난해 개정되면서 건축물 전과정평가 항목이 신설됐으며 이에 따라 건설·운영·폐기단계에서 배출되는 환경영향을 평가하게 된다”라며 “이는 지속가능 건축물을 실현하려는 의지에 따른 것”이라고 밝혔다.

G-SEED에는 여러 평가항목 중 ‘혁신적 디자인 설계’항목에서 이뤄지며 심사위원의 평가 이후 제3자 검증을 실시하면 2점을 획득하게 된다.

평가기준은 건축물의 단위면적(㎡)에서 50년의 수명으로 가정하며 에너지에 의한 환경영향은 1차에너지소요량을 기준으로 한다.

특징은 생산단계에서 자재 생산 시 발생하는 환경영향부터 평가가 시작된다는 점이며 운영·유지보수 등에 의한 1차에너지소모와 이에 따른 환경영향평가도 실시된다는 점이다. 또한 수명을 다한 후 해체, 운송 과정에서의 평가도 이뤄진다.

태 교수는 국내에서 자체적으로 개발한 건축물전과정평가 프로그램 ‘스텝비(STEP-B)’를 이용해 분석한 사례를 소개했다.

지상 35층, 지하 3층, 연면적 1만4,424㎡의 한 공동주택의 경우 기존 24~35MPa* 강도의 콘크리트를 40MPa로 교체할 경우 콘크리트 5.7%, 철근 19.7%를 절감할 수 있다.

*MPa(메가파스칼): 압력의 단위. 1MPa는 약 9.87기압과 같다.

유기적 G-SEED 평가…전문가 필요

이기완 에코존종합건축사사무소 대표는 ‘녹색건축인증전문가 제도와 녹색건축의 이해’ 주제발표에서 “지구면적의 2%인 도시에서 75%의 에너지를 사용하고 있으며 80%가 넘는 온실가스를 발생시키고 있다”라며 “이에 따라 2020년까지 지구평균온도상승을 2℃ 이내로 억제하지 않으면 유럽 상당부분이 물에 잠기게 될 것”이라고 경고했다.

우리나라도 이와 같은 위기의식에 동참해 ‘녹색건축인증전문가(G-SEED ID)’ 제도를 만들었다. G-SEED ID가 초기설계단계에 참여하면 인증평가 시 1점의 가점을 준다.

교육은 대한건축사협회와 한국건설기술연구원이 주관하며 45시간의 과정을 수료하면 획득할 수 있다. 올해 교육은 종료됐으며 현재까지 약 1,000여명이 배출됐다.

G-SEED는 △토지이용 및 교통 △에너지 및 환경오염 △재료 및 자원 △물순환관리 △유지관리 △생태환경 △실내환경 등 방대한 영역을 대상으로 평가가 이뤄지기 때문에 이와 같은 요소가 유기적으로 연계되기 위해서는 인증전문가의 참여가 필요하다.

인증전문가 자격은 누구나 획득할 수 있지만 가점인정의 경우에는 전문가만 받을 수 있다. 현재 건축사 및 소속직원으로 한정하고 있지만 2020년까지 전기·기계·구조·토목·조경 기술사 및 소속직원으로 확대될 예정이다.

친환경 공사현장 ‘그린사이트’

이날 협의회의 마지막 발표는 SK건설에서 맡았다. 유재봉 부장은 ‘건설현장에서의 G-SEED 유지관리 적용사례’를 주제로 SK건설의 시공과정에서의 인증기준 적용사례를 소개했다.

현재 G-SEED의 유지관리부문에서는 시공사의 ISO 14001자격보유 여부와 환경관리계획 및 시행여부를 평가한다. 또한 혁신적인 설계부문에서는 건설현장의 CO₂, 물 소비, 폐기물관리, 공기·수질오염 및 소음·진동 방지 등의 이행여부에 따라 점수를 부여한다.

유 부장은 “SK건설에서는 최고경영자가 서명한 환경경영방침을 두고 있으며 현장 시공자들이 전문지식이 없어도 이와 같은 방침이 이행될 수밖에 없도록 시스템화, 프로세스화 하고 있다”고 밝혔다.

SK건설은 녹색건설현장 환경관리를 수행하는 ‘Green Site’ 프로젝트를 수행하고 있다. 오염영향을 최소화하기 위해 허가된 작업만 시행할 수 있으며 환경영향 시뮬레이션을 가동하고 있다.

또한 현장의 생태계보전을 위해 친환경울타리, 생태연못 등을 조성하고 태양광·풍력발전설비를 설치해 현장에 필요한 에너지나 현장인근 보행자도로의 가로등을 밝히기도 한다.

유 부장은 “SK건설이 추진하는 모든 현장에 그린사이트를 적용하지는 못하고 있지만 경영방침으로 설정돼 추진되는 만큼 더욱 사례가 확장될 것”이라고 밝혔다.

한편 12번째를 맞은 이번 KFQ 협의회에는 연인원 100여명이 참석했으며 질의응답 등 열띤 토론이 벌어지기도 했다.