한국건축친환경설비학회 부설연구소인 패시브제로에너지건축연구소(IPAZEB)는 지난 8월14일 수원컨벤션센터에서 ZEROFIX 2025 프로그램의 실전 활용과 기술적 특장점을 소개하는 하반기 기술강습회를 개최했다고 밝혔다.

 

 

IPAZEB은 지난 2015년부터 국내 건물에너지해석기술 자립을 목표로 건물리모델링에너지해석프로그램 자체 알고리즘을 개발해 왔다.

 

박성중 부소장에 따르면 IPAZEB은 국제기준인 ‘DIN V 18599: 2018’과 ‘ISO 52000’ 등을 분석해 국내 기후와 건축환경에 최적화된 에너지계산코어를 완성했다.

 

이번 강습회는 ZEROFIX의 활용방법을 공유하기위해 마련됐다. 에너지성능해석, 리모델링 설계, 제로에너지건축물(ZEB)인증 등 다양한 분야에서 실제 적용 가능한 기능들이 소개됐으며 이후 기존건물 에너지시뮬레이션과 리모델링건물 에너지시뮬레이션 실습이 진행됐다.

 

서동현 친환경설비학회 수석부회장은 개회사를 통해 “친환경건물 구현에 있어 건물에너지시뮬레이션도구는 매우 중요하다”라며 “국내는 ECO2 중심의 평가가 진행되고 있지만 기술수준이 글로벌 흐름을 따라가지 못해 기술지체현상이 나타나고 있다”고 말했다.

 

이어 “IPAZEB는 지난 10여년동안 ECO2보다 고도화된 다목적툴을 개발하기 위해 노력했다”라며 “ZEROFIX가 널리 활용돼 교육과 산업에 분야발전에 도움되길 기대한다”고 말했다.

 

ZEROFIX 프로그램 활용법 공유
박성중 IPAZEB 부소장은 ZEROFIX 프로그램을 소개했다. ZEROFIX는 지난 2011년부터 선행연구를 진행함으로써 개발이 진행됐으며 PPHP 에너지 해석프로그램 알고리즘 분석과 한국에너지공단·국토교통과학기술진흥원 등의 지원을 받아 개발돼왔다.

 

프로그램은 신축뿐만 아니라 리모델링까지 고려한 자재·설비데이터베이스와 사용자 중심 3D모델 연계 기능을 탑재해 실무와 교육현장 모두에서 활용가능한 실전형 해석툴이다. 항목은 △파일관리 및 계산버튼 △메인메뉴 △서브메뉴 △입력 및 결과화면 등으로 구성된다.

 

△단열앵커 △열교차단재 △집광채광 △창호 부품별 자재 등 신규자재검토가 가능하며 존의 다중설비 등 멀티설비검토를 할 수 있으며 모든 화면에는 사용자 매뉴얼이 탑재돼 적용된 계산방법과 알고리즘을 바로 확인할 수 있다.

 

에너지해석을 위해 △건물정보 △구조체정보 △3D정보 △층별 존 정보 △공조정보 △설비정보 △결과정보 등을 입력할 수 있다.

 

건물정보에는 △일반정보 △에너지사용량 정보 △장비일람표 등을 넣을 수 있다. 일반정보에는 기밀정보를 입력할 수 있는데 이는 한국에너지공단과 진행한 '건축물 에너지효율등급 인증체계고도화 연구용역’의 결과를 반영한 내용이다.

 

에너지사용량정보에는 전기, 가스, 지역난방의 월별사용량을 입력해 최근 3년이내 에너지사용량정보와 건물에너지평가 계산값을 비교할 수 있다.

 

구조체정보에는 △커튼월 창 △외벽 △지붕 △최하층바닥 △창호 △외부출입문 △차양 등을 입력한다.

 

외벽은 점형·선형열교 등 열교의 세부정보를 알 수 있으며 차양은 제어방식에 따라 냉방에너지 요구량을 절감하거나 빛 유입을 극대화할 수 있도록 하는 제어로직이 프로그램에 구현됐다.

 

연구진들은 3D모델링과 연계해 존별 건물외피와 열교길이, 자연채광 정보 등을 자동추출할 수 있어 열교길이 등 직접 계산할 필요 없다. 주변건물의 음영도 자동계산해 실제 유리에 미치는 일사량을 확인할 수 있다.

 

박성중 IPAZEB 부소장은 “열교부문은 체계를 잡아 쉽게 입력할 방안을 고민했다”라며 “기댓값이 적용돼 해외프로그램들은 일일이 입력해야 하지만 이번 ZEROFIX는 자동으로 추출할 수 있도록 했다”고 강조했다.

 

층별 존 정보에는 해당하는 존의 사용시간과 용도프로필을 설정하고 패시브 컴포넌트를 입력할 수 있다.

 

면적기반 계산으로 축열성능을 확인가능하며 외피면적을 기반으로 기밀성능을 나눠 존마다 성능이 달라지도록 했다. 조명의 경우에도 주광을 체크해 반영할 수 있으며 광덕트기반 집광채광 계산기능도 탑재됐다.

 

공조정보에는 배기팬을 제외한 공조기, 열회수기 등을 작성할 수 있으며 설비정보에는 냉난방·급탕정보와 태양광, 연료전지, 풍력, 태양열 등의 냉난방정보를 입력한다.

 

난방은 태양열과 보일러를 결합한 복합설비 등도 계산가능하다. 기존건물에서 한 실에 중앙식 팬코일로 난방하고 실내에 별도 난방용 에어컨을 설치한 사례도 지원할 수 있다. 또한 사용시간을 기반으로 필요한 에너지요구량을 분배해 기존건물 평가의 정확도를 높였다.

 

결과정보에서는 건물전체리포트, 요소기술별 리포트, 알고리즘 레포트 등을 제공해 해당설비의 건물기여도를 개별로 확인할 수 있다.

 

건물리포트에는 프로젝트 개요, 온실가스배출량, 1차에너지정보 등을 제공한다. 해당등급은 ZEB등급과 동일하게 책정된다. 리포트를 통해 요소기술별 특성값이 한 번에 정리되며 기존건물의 경우 현행법규대비 탄소배출량이 절감효과를 알 수 있으며 설비별 레포트를 통해 바닥면적당 이산화탄소 배출정도를 확인할 수 있다.

 

박 부소장은 “리모델링안 중 패시브부문은 구축이 완료됐다”라며 “총 공사비를 입력하면 각 컴포넌트별 DB를 기반으로 공사비를 알 수 있으며 이에 따른 탄소절감량을 확인 가능할 것”이라고 말했다.

 

한편 IPAZED는 한국에너지공단과 협력해 ZEROFIX에 적용된 알고리즘을 기반으로 ‘ZEB인증평가 개선 및 알고리즘 기술서 작성연구’를 진행 중이라고 밝혔다. 향후 공개를 통해 산·학·연 참여기회 제공과 유지관리체계를 구축할 방침이다.