ZEB 핵심요소로 부상 중인 패시브건축이 집중 논의되는 자리가 마련됐다.

 

2-2 세션은 한국패시브건축협회와 공동주최돼 패시브 건축기술과 자재 중심으로 진행됐다.

 

패시브 건축기술은 액티브 건축기술, 신재생에너지 기술과 함께 ZEB 핵심 축을 이루고 있다. 패시브는 건물에너지 손실을 최소화함으로써 건물운영에 따른 에너지수요량을 절감하는 기술이다. 

 

발표는 △ZEB를 위한 평지붕 All-in-One 시스템(김영민 GS건설 건축기술연구수석) △구조체 열교의 이해와 열교차단 적용기술(안상희 정양SG 수석연구원) △공동주택 ZEB 구현을 위한 패시브 창호의 설계와 현장 적용(김지영 에스알펜스터 상무이사) △일사조절 필름 일체형 성능가변 창호기술– 스위치 윈도우(최원기 대진 전문이사) △에너지 절감을 위한 기밀시스템(손진칠 프로클리마 대표) △패시브의 검증, 적정 기술, Fast BEMS(이용준 비이엘테크놀로지 대표) 등으로 구성됐다.

 

최정만 한국패시브건축협회 회장은 인사말을 통해 참석자와 발표자에 감사를 표했다. 최 회장은 “자료 준비에 힘쓴 연사분들의 강연에 주목해 주시길 바란다”라며 “귀한 시간을 내 참석해 주신만큼 패시브건축 현황과 트렌드를 알아가는 중요한 시간 되시길 바란다”고 말했다.

 

옥상 평지붕 태양광 설치효율 개선 기술

김영민 GS건설 건축기술연구수석은 ‘공동주택 ZEB를 위한 옥상 평지붕 All-in-One시스템’을 소개했다. 방수와 단열 태양광을 하나로 통합 시공해 옥상 태양광 설치면적을 기존대비 최대 두 배까지 넓힐 수 있는 기술이다.

 

공동주택은 옥상면적 제약으로 태양광 설치량 확보가 쉽지 않아 ZEB 상위등급 달성 걸림돌로 꼽혀왔다. 이번 기술은 태양광패널을 소형 모듈화한 바닥형 구조로 만들어 설치가능면적을 넓히고 시공기간도 단축했다는 점에서 의미있다.

 

특히 ZEB 4~5등급 이상을 달성하려면 패시브·액티브기술만으로는 한계가 있어 태양광(PV)이나 건물일체형태양광(BIPV) 등 신재생기술 적용이 필수적이다. 개별난방방식은 이 과정에서 개별축열식전기히터(PIPV) 등을 적용해야 해 공사비 상승문제가 있었다. 

 

GS건설은 2030년까지 ZEB 3등급 달성을 목표로 로드맵을 수립했다. 2023년까지는 기존 기술로도 5등급 달성이 가능했으나 4등급 이상을 달성하기 위해 △고성능 복합단열재 개발 △기밀성능 2회 이하 달성 △열관류율 0.7~0.8 이하 고성능 창호 개발 △단위면적당 4W 이하 초고효율 조명 개발 등을 추진했다. 이를 통해 패시브기술과 일부 액티브기술만으로도 4등급 수준 성능확보가 가능해졌다.

 

이번에 소개된 옥상 평지붕 All-in-One시스템은 방수층과 단열층 위에 태양광을 통합시공하는 방식이다. 개발 과정에서는 태양광패널을 바닥에서 얼마나 띄워야 대류현상으로 효과적인 냉각이 가능한지가 핵심과제로 꼽혔다. 하부구조를 플라스틱과 콘크리트 등으로 각각 제작해 용인 기술연구소 옥상에서 시험한 결과 100mm 뜬 바닥 콘크리트 하부구조 투명 백시트 조합이 최적 성능을 나타냈다.

 

완성시스템은 600mm×600mm 크기로 모듈화해 일반 건축 마감재 타일 사이즈에 맞췄다. 태양광패널은 사람의 하중을 견딜 수 있는 강화유리로 제작됐으며 작은 사이즈로도 효율은 20% 이상 향상됐다. 모듈 형태이기 때문에 옥상녹화나 타일 등 다양한 마감재와 조합해 시공가능하다.

 

유지보수 편의성을 높이기 위해 비전문가도 패널을 탈부착할 수 있는 원터치방식을 적용했다. 시공은 점 포인트로 개별교체하는 방식과 라인형태로 대면적을 시공하는 방식 두 가지로 구성했다. 건식 바닥구조는 방수층 위에 단열재를 덮어 방수층을 보호하는 유럽식 역전지붕공법을 한국형으로 간소화해 변형했다. 패시브건축협회 자문을 거쳐 개발해 시공비와 시공성을 함께 개선했다.

 

GS건설은 충북 음성 공동주택 목업단지에 태양광을 3kW 규모로 설치해 기존 거치형 태양광과 성능을 비교했다. 시공성 검토 결과 기존 거치형 태양광은 3kW 설치에 이틀이 소요된 반면 신규시스템은 하루 만에 시공을 마쳐 설치기간이 절반으로 줄었다. 

 

또한 원터치방식을 적용해 비전문가도 시공이 가능하다. 유지보수 측면에서도 전문 청소업체 없이 바닥 청소나 물청소만으로 청결 유지가 가능한 것으로 나타났다.

 

하절기 표면온도 모니터링 결과 바닥형 태양광은 일반 거치형과 유사한 온도변화를 보였다. 다만 축열효과로 인해 아래층 실내환경에 미치는 영향은 상대적으로 줄어드는 것으로 나타나 최상층 환경개선에도 도움이 될 것으로 기대했다.

 

옥상 태양광 설치면적도 크게 늘었다. 기존 거치형 태양광은 파라펫과의 이격거리 음영 유지보수 동선 등을 감안하면 옥상면적의 30~35% 수준까지만 설치가 가능했다. 바닥형 시스템은 패널 크기가 작고 패널 위에서 작업이 가능해 설치면적을 최대 60% 이상까지 확대할 수 있으며 코어나 옥탑 주변 공간까지 활용할 수 있는 것으로 분석됐다.

 

패시브기술과 바닥형 태양광을 함께 적용한 결과 기존대비 에너지절감량도 상당한 것으로 나타났다. 실제 프로젝트 현장의 전 세대를 대상으로 분석한 결과 지역난방 적용 현장은 80~90%대 절감률을 나타냈다. 개별난방 현장은 PIPV 설치량이 상대적으로 많아 절감률이 상대적으로 낮았으나 유의미한 절감효과가 확인됐다.

 

GS건설은 패시브건축협회로부터 목업 설계안에 대해 자문받았으며 관련기술로 특허 2건을 출원해 1건을 등록했다. 옥상바닥에 태양광을 설치한 선례가 없어 외부 전문기관을 통한 다양한 인증도 거쳤다. 역전지붕공법과 결합한 시공성은 아직 검증사례가 충분하지 않으나 GS건설은 일부 포인트 위에 바닥형 태양광을 얹는 방식의 보완시스템을 추가로 개발 중이다.

 

김 수석은 “옥상 태양광 설치면적을 최대한 확보하면서 옥상열섬 효과는 최소화하는 방안을 고민했다”라며 “향후 현장 적용사례를 늘려 시공성을 추가로 검증해나갈 계획”이라고 말했다.

 

구조체 매립형 열교차단재, 열교현상 해결

안상희 정양SG 수석연구원은 ‘구조체 열교의 이해와 열교차단 적용기술’을 주제로 발표했다. 

 

발표를 통해 구조용 열교차단재, LBN 모듈러 공법을 중심으로 열교차단재의 기능과 필요성, 개발된 제품성능과 시공사례가 연이어 소개됐다.

 

정양SG는 1986년 설립돼 40년 업력과 단열 및 열교차단기술을 보유해 과학기술정보통신부 우수연구소로 지정된 연구개발에 특화된 기업이다.

 

발표는 ZEB의 사전적 의미를 점검하며 시작됐다. ZEB개념은 건물에서 사용하는 에너지만큼을 재생에너지로 생산, 건물 외부유입 에너지 없는 에너지자립률 100% 도달 건축물을 뜻한다.

 

태양광 등 재생에너지으로는 건물에너지 자립률 달성의 한계가 있어 ZEB는 패시브건축을 통해 건물에너지 사용량 절감을 기본전제로 삼고 있다.

 

이중 단열성능이 주요요소로 꼽히나 국내 단열성능기준이 주목받은 연혁은 오래되지 않았다. 1980년대 이전 건물단열은 문제 시되지 않았었다. 에너지절약설계기준은 2001년 마련된 이후 2011년부터 2018년까지 7년간 단열기준이 중부지역 4등급 단열재 기준 대략 3배 두꺼운 단열재를 요구하는 등 가파른 요구기준 향상이 이뤄졌다.

 

단열은 건물에너지 효율제고에 도움이 되나 200mm와 400mm 단열재를 비교하면 건물 단열성능과 직결되지 않는다는 실험결과가 공유됐다. 단열성능에 직접적인 영향을 끼치는 열교현상은 내단열이 구조체 접합부마다 단열이 끊어지며 발생한다. 특히 구조체 돌출부에서는 필연적으로 단열이 끊기며 열교현상 발생이 불가피하다.

 

고단열·고기밀 건물일수록 열교로 인한 에너지 손실량이 높아져 건물에너지사용량 30% 증가한다. 특히 결로 발생의 주요원인 열교현상은 곰팡이 증식으로 이어져 건물 유지보수를 저해한다.

 

실물 시험체를 통해 열교현상으로 인한 에너지손실을 확인한 결과 벽체부위 슬래브 관통으로 인한 열교 발생 시 단열성능 82% 저하가 확인됐다. 이는 겨울철 신체일부가 그대로 외기온도에 노출된 것과 같은 현상으로 비유됐다.

 

구조체가 연속되며 단열이 끊기는 열교현상 발생하는 데에 따라 해결방안이 두 가지로 제시됐다. 단열라인의 연속성 여부에 따라 구조체를 단열재로 감싸는 방법과 구조체 안에 매립하는 구조용 열교차단재 설치가 제기됐다.

 

특히 콘크리트 구조체 안에 매립하는 형식은 건물에서 단열재 역할과 함께 구조부재 역할을 동시 수행해 단열 연속시공 효과와 함께 건물구조 안정성을 제고한다.

 

이미 해외에서는 ZEB 건축을 달성하고 탄소중립 실현을 위해 여러 기술을 적용 중이며 이중 열교차단재도 포함된다. 뉴욕시 에너지절약법(ECC)은 5년 전 신축 건물에 열교차단재 적용을 의무화했다. 또한 캐나다는 열에너지요구강도(TEDI: Thermal Energy Demand Intensity)를 기준삼아 벽체와 지붕의 열교현상 관리성능도 규제대상에 포함했다.

 

국내에는 2026년 5월 발표된 ‘제로에너지건축물 인증 기술요소 참고서’를 통해 열교차단재 적용 시 성능효과를 고려하는 등 열교차단성능을 규제 및 성능표준 대상으로 주목하고 있다.

 

정양SG는 열교차단재의 구조체 적용을 위해 구조체 부위별 맞춤 다양한 제품 개발 완료했으며 현재 개발완료된 신제품군은 모듈PC공법에 적용가능하도록 설계됐다. 대표제품은 발코니(슬래브) 적용제품이다.

 

제품은 기존 콘크리트를 단열재로 대체해 제품부위별 단열성능을 20배 이상 향상시켰다. 일반 공동주택 단면 기준으로 결로 발생 시 슬래브 측에 단열보강 및 결로방지재 적용하는 방식의 대응이 일반적이었다. 

 

구조형 열교차단재 적용한 시공 건물은 해당 유지보수 단계가 불필요하다는 점에서 편의성을 높였다. 또한 제품 적용시 80% 열누출을 방지해 열손실 효과를 향상시켰다. 

 

이와 함께 서울대 연구실과 열교차단재 사용 시 난방비 절감 효과를 분석한 결과 열교차단재 미적용 실험체대비 에너지 요구량 15% 절감해 초기투자비 6년 내 회수가능하다.

 

환경성 평가분석 결과 열교차단재를 내재탄소를 고려해 초기 내재탄소는 약 1.5년 이내 상쇄되며 1m당 열교차단재는 연간 31kgCO₂ 탄소저감효과를 구현할 것으로 분석됐다. 이외에도 공인기관 인증과 SCI 학술논문 발표를 통해 개발기술의 성능을 인증했다.

 

안 수석연구원은 “따라서 단열재 두께를 늘리는 방식만으로는 건축물 에너지 성능 향상에 한계가 있다”라며 “단열성능 향상을 위한 핵심 해결방안은 열교차단”이라고 강조했다.

 

창호성능, ‘열·공기·빛·물’ 복합기술관리

김지영 에스알펜스터 상무이사는 ‘패시브 공동건축의 창호기술과 적용’을 주제로 패시브 창호 성능과 개운산마을 가로주택정비사업 사례를 소개했다.

 

창호는 열, 공기, 빛, 물 등 네 가지 요소를 고려한 복합관리 필요성이 강조됐다. 이에 따라 패시브 창호성능도 해당 요소를 고려해 개발됐다.

 

패시브 창호성능은 4단계로 구현된다. 먼저 제품단계에서 창호 열관류율(UW: U-value of Window), 기밀, 수밀 성능이 갖춰진다. 이어 설계단계에서 창호 위치와 열교 차양이 고려된다. 

 

시공단계에서 창호 고정력과 단열 및 기밀성능이 구현된다. 시공 이후 검증단계에서 검수. 기밀시험, 입주 후 성능평가(POE: Post Occupancy Evaluation)를 통해 유지관리 및 데이터 수집이 진행되며 이후 시공품질 개선에 반영한다. 

 

살라만도 창호는 82mm 깊이의 시스템으로 프레임 내부에 여러 개 공기층을 형성한 다중챔버구조를 통해 열전달을 억제한다. 또한 중앙 가스켓 포함 다중밀폐구조로 개·폐부 입력단계와 기밀성능을 확보했으며 3중 유리구조로 열손실 억제성능을 구현했다.

 

창호가 부착되는 모듈접합부에는 층수마다 요구되는 수치조건이 상이해 창호품질의 균일성 확보방안이 논의됐다. 이에 따라 다세대 거주 목적의 공동주택은 작업자 숙련도 외에도 시공순서와 표준설계 등으로 균일품질 유지가 필요하다는 의견이 공유됐다.

 

이에 따라 창호 설치는 △고정 △단열 △기밀 등 세 가지 기능을 구분해 시공해야 한다는 점이 강조됐다. 현장에서 흔히 쓰이는 우레탄폼은 창호 주변 충전용 단열재로 구조 고정재나 기밀·방수재의 역할을 대신할 수 없어 각 기능에 맞는 재료와 시공방식을 적용해야 한다.

 

실내 측은 기밀층, 중간은 단열층, 실외 측은 방수·방풍층으로 구성된다. 실외 측은 비와 바람을 차단하되 접합부 내부에 남은 수분은 외부로 배출되는 구조로 한 시공 특징이 강조됐다.

 

또한 공동주택 시공 시 창호 품질 균일성 확보를 위해 제작공정, 공장출하, 시공현장, 운영 등에서 겹겹이 품질검수와 관리의 중요성이 강조됐다.

 

이어 서울 성북구 종암동 개운산마을 프로젝트를 통해 패시브건축 구현 방안이 소개됐다. 살라만도 창호가 참여한 개운산마을 가로주택정비사업은 국내에서 전례 없는 패시브인증 아파트로 설계된 사례다.

 

단열성능과 기밀성 향상으로 탄소중립을 위해 기존대비 탄소감축량 80% 가까이 감축 달성을 목표로 잡고 있다. 프로젝트는 2028년 6월 준공 예정으로 패시브인증 획득이 목표다.

 

고강도 집성목구조 매스팀버, 공장 사전제작 공법(OSC: Off-Site Construction), 패시브를 하나의 통합품질전략으로 삼아 설계 단계에서 세부사항을 통일하고 반복가능한 현장품질 구현을 목표했다. 

 

매스팀버를 통해 내재탄소 저감과 정밀한 접합 요구를 만족했다. OSC를 바탕으로 공장 제작과 공정 표준화를 도모했다. 또한 패시브건축기술을 적용해 열교·기밀 관리 및 운영에너지 저감효과를 기대하고 있다.

 

개운산마을 현장은 철근콘크리트 구조와 목구조가 함께 적용돼 창호 적합도가 구조 방식에 따라 구분된다. 창호 형식은 TT·TSR·시스템도어로 구성되며 제작과 시공 이력을 체계적으로 관리해 준공 이후 AS 데이터를 축적하고 장기 성능을 검증할 계획이다.

 

개운산마을 프로젝트의 경우 현재 설계부터 시공단계까지 현황이 공유됐으며 향후 성과 공유 가능성도 함께 거론됐다.

 

김 상무이사는 “10년간 독일 시스템창호 현장을 다니며 얻은 결론은 좋은 제품은 출발점일 뿐”이라며 “좋은 건물은 결국 설계·제작·시공·검증에 참여하는 모든 관계자의 협업으로 완성된다”고 말했다.

 

일사조절 필름일체형 성능가변 창호

최원기 대진 전문이사는 일사조절 필름을 일체화한 성능 가변 창호기술 ‘스위치 윈도’를 소개했다. 기존 창호를 교체하지 않고도 개조해 적용할 수 있는 기술로 실내 냉방에너지 절감효과를 기대할 수 있다는 설명이다.

 

스위치 윈도는 PVD 증착 또는 스퍼터링기술로 반사율이 높은 은막코팅을 적용한 일사조절 필름이 핵심이다. 외부 표면 반사율은 65~80% 수준이며 가시광선 투과율은 5~15%로 유지된다. 금속계 코팅 특성상 주간에는 외부에서 실내를 볼 수 없지만 실내에서는 외부를 확인할 수 있으며 야간에는 이 같은 시인성이 반대로 전환된다.

 

필름형 기술을 선택한 배경으로는 기존 차양장치의 성능한계가 지적됐다. 내부 차양장치 성능이 우수해도 태양열취득계수(SHGC: Solar Heat Gain Coefficient)를 0.7 이하로 낮추기 어렵고 외부 오버행을 길게 설치해도 개구부 면적으로 인해 일사유입량의 약 70%는 차단되지 않는 것으로 나타났다. 내부 블라인드 역시 빛샘현상이나 공기유동현상 때문에 실질적인 일사유입 차단효과는 제한적이다.

 

대진은 독일 바우(BAU) 전시회에서 멀티필름, 파버캠프 등 해외제품의 공인성적서를 확인해 필름형 제품의 SHGC 0.3 수준을 확인했다. 이후 수입을 검토했으나 독점계약 등의 제약으로 2010년부터 자체기술개발에 착수해 2023년 초기 버전을 개발했으며 올해 두 번째 버전인 폭 83cm 제품을 선보였다.

 

창호를 통해 이동하는 에너지는 △관류열량 △일사취득열량 △환기·침기열량 등으로 구분된다. 열관류율 0.1을 향상시키려면 상당한 비용과 개발 노력이 필요한 반면 실제 에너지에 미치는 영향은 면적대비 낮은 편이다. 

 

반면 일사취득열량은 SHGC와 일사량의 곱으로 결정되는데 일사량 자체가 최소 500W 수준으로 온도차와 비교해 10배 이상 큰 영향을 미친다.

 

국내 창호는 구조적 딜레마를 안고 있어 중부1지역 기준 창호 열관류율이 0.9 수준까지 개선됐지만 프레임 설계기술 발전없이 저방사 코팅으로 열손실을 줄이는 로이유리(Low-E유리)를 한 장 더 적용하는 방식으로 기준을 충족시키다 보니 SHGC도 함께 낮아졌다. 

 

주거용 건물은 단열성능은 낮아도 SHGC는 높아야 난방기에 유리한 반면 업무용 건물은 SHGC가 낮아야 냉방부하 저감에 유리해 서로 반대되는 성능이 요구된다. 

 

한 번 프레임과 유리가 결정되면 연중 동일한 성능으로 운영될 수밖에 없어 난방에 유리한 창호는 냉방에 불리하고 냉방에 유리한 창호는 난방에 불리한 한계가 있다. 이에 따라 적정수준의 단열성능과 높은 SHGC를 갖추고 필요 시 일사조절장치를 결합해 운영하는 방식이 합리적인 대안으로 제시됐다. 다만 현행 규제체계와 상충하는 측면이 있어 보완이 필요하다.

 

합리적인 고성능 창호를 구현하기 위해서는 프레임기술, 창유리기술, 차양기술이 적절히 결합돼야 한다. 스위치 윈도는 프레임기술과 차양기술을 결합한 사례로 기존 복층유리 내측에 필름형 단열 블라인드를 설치하는 구조다. 컨트롤 타입으로 일체화한 기술은 지난해 10월 녹색기술인증을 받았다.

 

향후 베네시안 블라인드 형태를 유리 사이에 삽입하는 비트윈 블라인드방식도 개발할 계획이다. 기존 28mm 프레임에 적용가능한 30mm 두께 제품을 목표하고 있으나 현재 프로파일로는 로이유리 적용이 어려워 정밀 프로파일과 가공기술 개발이 추가로 필요하다.

 

일사조절 성능은 일반 로이창대비 △차열필름 적용 △롤블라인드 적용 △에코필름 적용 등 조건별로 비교됐다. 창 전체단위 시험(KS F 9107) 기준 에코필름 적용 시 SHGC는 0.1~0.15 수준을 나타냈으며 블라인드만 적용 시 0.3 수준으로 확인됐다.

 

반사율 65% 필름의 분광데이터를 광학 프로그램에 반영해 다양한 유리조합별 성능도 분석됐다. 일반 로이유리는 단층·복층·삼중유리 순으로 SHGC가 각각 0.445 0.25 0.25 수준을 나타냈다. 

 

여기에 에코필름을 적용하면 열관류율 성능이 약 20~30% 향상되고 SHGC는 약 50% 가까이 감소하는 것으로 나타났다. 로이코팅이 적용되지 않은 비트윈 블라인드 형태에서는 개선효과가 더 크게 나타났다.

 

계절별로 겨울철에는 차양을 걷고 여름철에는 차양을 적용하는 단순한 조건만으로도 거실창 1개소 기준 6~15%의 에너지 절감효과가 기대된다.

 

핵심원리는 고반사 특수코팅을 통해 실내로 유입된 태양복사에너지를 재반사시키는 방식이다. 초기 개발한 일반 블라인드 방식은 틈새로 인한 빛샘 현상 때문에 절감효과가 3% 수준에 그쳤다. 이에 따라 엣지부분에 가이드레일을 적용해 밀폐 공기층을 형성하는 단열 블라인드 개념을 새롭게 도입했으며 그 결과 블라인드만으로 SHGC 0.23 수준 단열성능은 최대 15% 향상을 확인했다.

 

에코필름은 광량 조절기능을 선택사항으로 제공한다. 단층·복층·삼중 로이코팅유리조합 시험 결과 기존 창호성능이 낮을수록 개선효과가 크게 나타났으며 삼중유리 기준으로는 단열성능 약 10% SHGC 약 45% 개선 효과가 확인됐다.

 

제품은 롤스크린 형태로 구현돼 커튼월 헤더부에 삽입하는 방식으로 일체화했다. 기존 커튼월 구조에 구멍 두 개만 뚫으면 적용가능한 구조다. 현재 국토교통부 성능평가과제를 통해 베트남 실증을 준비하고 있다.

 

비트윈 블라인드기술은 필름만 적용 시 30mm 필름과 은막을 함께 적용 시 50mm 두께를 목표로 개발 중이며 현재는 제안서 제출단계다. 제로에너지건축물 3등급 관련 과제에서 창호업체와 공동 개발하고 있으며 내년 하반기 실증단지 투입이 목표다. 현 단계에서는 유리 부착형(어태치드) 방식으로 커튼월과 시스템창호 두 가지 유형에 적용되며 창틀과의 간격은 약 60mm 헤더부는 약 45mm 수준이다.

 

공인시험 성적서를 기반으로 이론적 분석과 물리적 실험이 병행됐다. 파장대별 시험 결과 평균 1~8% 수준의 투과율을 확인했으며 에코필름과 다양한 유리 조합별 성능데이터도 정리됐다. 단층·복층 유리대상 물리실험 결과 열관류율은 최대 약 50% 저감됐으며 이를 통해 3등급 창호가 2등급 수준 성능까지 개선되는 효과도 확인됐다.

 

조선대학교 실증실에서 진행한 비교실험에서는 일반 블라인드대비 약 9%의 냉방에너지 절감효과가 확인됐다. 업무용 건물 대상 시뮬레이션에서는 창면적비에 따라 2~3%에서 최대 16%까지 에너지절감효과가 나타났다. 아열대지역 대상 국제공동연구에서는 일반 블라인드대비 8~13%의 추가절감효과가 확인됐다.

 

대진은 이번 기술의 강점으로 기존 창호에 대한 개조 적용가능성을 꼽았다. 알루미늄 프레임 기준 200만~300만원 수준의 금형만으로 다양한 프로파일 설계가 가능해 신축은 물론 기존 건물에도 적용할 수 있다.

 

최 이사는 “창호는 한 번 성능이 결정되면 연중 동일하게 운영되는 한계가 있다”라며 “적정한 단열성능과 높은 SHGC를 확보하고 필요시 일사조절장치를 결합해 운영하는 것이 가장 합리적인 창호전략”이라고 강조했다. 이어 “가변성능 창호는 선택적 운용을 통해 건물에너지절감 효과를 기대할 수 있으며 목적에 맞는 다양한 응용이 가능한 기술”이라고 말했다.

 

창호·배관·콘센트 위치별 구분 시공

손진 프로클리마 대표는 ‘에너지절감을 위한 기밀시스템’을 주제로 현장시공 사례 중심의 기밀자재와 시공방식을 소개했다.

 

프로클리마는 1978년 설립된 기밀전문기업이다. 시공사례로는 해발 3,830m에 완공된 알프스 알파인 야영 오두막을 포함해 극한기후에서 건물에너지절감기술을 보유하고 있다.

 

국내 시공사례로는 노원 제로에너지실증단지, 고덕 강일 2BL 제로에너지아파트 등을 보유하고 있다.

 

기밀층은 방습지, 투습방수지, 기밀자재 등으로 구성된다. 국내에서는 최근 2022년 에너지성능지표 신설을 계기로 비용대비 에너지 절감효과가 큰 기밀층에 관심이 집중되고 있다.

 

독일 건축에너지법(GEG)은 기밀성능은 송풍기로 실내·외 압력차를 만드는 블로어도어 테스트를 50파스칼 기준으로 수행하며 공조기 미설치 시 3회, 공조기 설치 시 1.5회를 법적기준으로 삼는다. 패시브하우스는 0.6회, 권장기준은 0.3회로 더욱 엄격한 수준을 요구한다.

 

기밀층이 없을 경우 제곱미터당 1mm 틈새만으로도 습기 유입량이 약 1,600배 증가하며 단열성능은 최대 4.8배까지 떨어질 수 있다.

 

기밀시공이 필요한 건물부는 실내 방수층, 창호, 배관, 콘센트 등 대류가 발생하는 건물부를 대상으로 삼는다. 공기대류가 발생할 경우 공기 중 습기가 건물 내부에 포진될 수 있어 단열재 시공부에 단열성능향상 목적으로 시공이 진행되기도 한다.

 

건물 외부에는 방수와 투습, 건물 내부에는 방습 성능을 구현하는 테이프 형태의 기밀시공자재를 소개했다. 프로클리마는 오래된 건축물 누수문제 대응을 위해 학교 납품시공 사례를 다수 보유했다. 구축 건물의 경우 시공이 완료된 부위에 기밀시공을 진행해 돌출부 형태에 맞춰 시공이 진행된다.

 

특히 커튼월은 골조 돌출부가 많아 200mm로 넓은 폭의 테이프를 사용하며 돌출부에 맞춰 잘라 시공하는 것이 특징이지만 커튼월 바가 비어있을 경우 그 틈을 메꾼 후 작업해야 한다. 

 

이와 함께 구축아파트 시공사례에서도 외부 비상계단 창호 기밀 시공 시 창호 부착 후 형태에 맞춰 시공이 진행됐다. 실란트 등 창호에 별도 부착물이 있을 경우 기밀자재를 테이프 외에 붓으로 발라 시공하는 방안도 소개됐다.

 

고덕 제로에너지 아파트 시공사례는 창호 부착 전 기밀시공을 진행했다. 이에 따라 기밀테이프가 공장에서 창호에 부착돼 출하됐다. 

 

또한 기밀테이프 부착 시 접착제를 발라 시공해야 탈착방지, 성능구현이 가능하다. 창호와 마찬가지로 배관과 콘센트 시공 시에도 시공 전·후와 에어리스방식의 부착식 시공방식이 함께 소개됐다.

 

콘센트 시공의 경우 통합분전반 측 외부 습기 유입 경로만 차단하면 대부분 막을 수 있다. 시공 이후에는 물을 이용한 조리 테스트를 통해 기밀성능을 확인해야 한다.

 

손 대표는 “습기조건에 따라 투습성능이 바뀌는 탄성도막 가변형 방습제는 콤프레셔·에어리스·붓 등으로 시공하다 보니 기술자 숙련도에 따라 품질 편차가 발생할 수 있다”라며 “테이프 시공 시에도 접착제를 함께 발라야 탈착을 방지하고 기밀성능을 온전히 구현할 수 있다”고 말했다.

 

패시브건축 효과 검증 ‘적정 기술’ 소개

이용준 비이엘테크놀로지 대표는 ‘패시브 검증, 적정 기술, Fast BEMS’을 주제로 내년 상반기 출시될 ‘Fast BEMS’을 소개했다.

 

비이엘테크놀로지는 20년 업력을 보유한 환경분야 엔지니어링 컨설팅기업이다. 건물에너지 평가와 데이터 분석, 현장실측 등을 제공한다. 

 

신제품은 현장중심의 문제의식에서 개발을 시작했다고 소개했다.

 

이용준 대표는 “패기브기술은 보일러나 에어컨처럼 켜고 끄는 패턴에 따라 정보를 수집하는 것으로는 사용량을 모니터링할 수 없다”라며 “다양한 포인트의 정보를 장시간 간격으로 실측해야 기술효과를 확인할 수 있다”고 말했다.

 

이어 “그러나 장기간 건물상태를 측정하다 보면 측정조건 등을 균일하게 통제하기란 불가능하다”라며 “건물에너지 사용에 관한 데이터 수집 정확도를 높이기 위해 3년 전 기술을 개발하게 됐다”고 밝혔다.

 

Fast BEMS는 패시브기술로 해결가능한 상황도 데이터 오염으로 적절한 대응이 불가능한 상황에 대비해 정확한 데이터 수집에 집중했다. 이에 따라 자체 제작한 센서로 실내·외 온·습도, 풍속, 일사량 등 건물정보를 수집한다.

 

자체 개발한 센서는 데이터 외부 송신을 위해 와이파이환경 외에도 LTE 환경을 지원하는 모델도 개발했다. 또한 TS 센서모듈은 4종의 연결방식을 제공해 원활한 데이터 송·수신을 지원한다.

 

Fast BEMS은 컨설팅·솔루션 중심 서비스로 제공된다. 자체개발한 센서로 수집한 데이터기반 건물운영 에너지 분석과 평가가 핵심이다. 

 

특히 건물에너지 운영솔루션(BEMS: Building Energy Management Solution) 기존 개념을 변형해 제품 특성을 강조했다. 비이엘테크놀로지의 BEMS은 건축환경 관리솔루션(Built Environment Management Solution)을 제공해 건물환경 전반 데이터를 수집하고 유지관리 방안을 제안한다.

 

데이터는 스마트폰 어플로 제공된다. 프로그램은 대시보드 형태로 필요 시 폐쇄망 서비스도 함께 지원한다.

 

한편 비이엘테크놀로지는 과제를 통해 패시브건축협회와 기밀성능 실측장비를 공동개발해 간소한 구성의 오차율 1% 이내 고성능 장비가 개발이 완료된 상태다.

 

이 대표는 “Fast BEMS가 궁극적으로 제공하려는 서비스는 데이터기반 솔루션”이라며 “건물 내·외부 실시간 상태를 반영한 에너지절감 솔루션을 제공해 건물에너지효율을 제고하는 것이 목표”라고 밝혔다.