에너지를 자급자족하는 미래 건축-제로에너지건축물
에너지를 자급자족하는 미래 건축-제로에너지건축물
안녕하세요. 지속 가능한 사회를 위한 건축의 최종 목표이자 미래 건축의 표준으로 주목받는 제로에너지건축물에 대해 이야기해보겠습니다.
제로에너지건축물, 왜 필요할까요?
기후 변화 대응과 에너지 위기 극복은 전 세계적인 과제입니다. 건축물은 전체 에너지 소비에서 상당 부분을 차지하며 온실가스 배출의 주요 원인 중 하나입니다. 따라서 건물의 에너지 성능을 획기적으로 개선하는 것이 지속 가능한 사회로 나아가기 위해 매우 중요합니다.
제로에너지건축물(Zero Energy Building, ZEB)은 이러한 필요성에서 출발했습니다. 제로에너지건축물은 건물 자체의 단열 성능과 기밀성을 극대화하여 에너지 사용량을 최소화하고, 필요한 나머지 에너지는 태양광, 지열 등 신재생에너지를 활용하여 자체적으로 생산함으로써 외부로부터의 에너지 공급 없이 자립하는 건축물을 의미합니다. 궁극적으로는 에너지 소비량과 생산량이 ‘제로(0)’가 되는 것을 목표로 합니다.
제로에너지건축물의 핵심 요소
제로에너지건축물을 실현하기 위해서는 ‘에너지 요구량 최소화’와 ‘신재생에너지 생산’이라는 두 가지 핵심 전략이 반드시 필요합니다.
- 고단열 및 고기밀 설계: 건물의 외벽, 지붕, 바닥 등에 고성능 단열재를 사용하여 외부와의 열 교환을 최소화합니다. 또한, 창호나 문틈 등 건물 외피의 틈새를 최소화하여 외부 공기 유입이나 내부 공기 유출을 막는 고기밀 시공이 중요합니다. 이는 냉난방 에너지를 획기적으로 줄이는 가장 기본적인 단계입니다.
- 고효율 창호: 창호는 건물에서 열이 가장 많이 빠져나가거나 들어오는 부분입니다. 단열 및 기밀 성능이 우수한 시스템 창호나 3중 유리 등을 사용하여 에너지 손실을 최소화합니다. 또한, 차양 장치 등을 활용하여 여름철 일사량을 조절합니다.
- 폐열 회수 환기 장치: 실내 공기는 쾌적한 환경을 위해 주기적으로 환기해야 합니다. 이때 버려지는 실내의 따뜻하거나 시원한 공기의 열을 회수하여 새로 들어오는 외부 공기를 데우거나 식히는 장치입니다. 이를 통해 환기 시 발생하는 에너지 손실을 줄입니다.
- 고효율 설비: 조명, 냉난방 장치, 가전제품 등 건물 내에서 사용되는 모든 설비는 에너지 효율이 높은 제품을 사용합니다. LED 조명, 고효율 냉난방 시스템 등이 필수적입니다.
- 신재생에너지 생산 시스템: 건물에서 최소화된 에너지 요구량을 충족시키기 위해 태양광, 지열, 풍력 등 신재생에너지를 생산하는 시스템을 구축합니다. 우리나라에서는 주로 태양광 발전 시스템이 많이 활용됩니다. 지붕이나 건물 외벽에 태양광 패널을 설치하여 전기를 생산하고, 남는 전기는 전력망으로 보내거나 에너지 저장 장치(ESS)에 저장하여 필요할 때 사용합니다.
- 건물에너지관리시스템 (BEMS): 건물의 에너지 사용량과 신재생에너지 생산량을 실시간으로 모니터링하고 분석하여 에너지를 효율적으로 관리하고 제어하는 시스템입니다. BEMS는 제로에너지건축물이 목표하는 에너지 자립을 달성하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
제로에너지건축물 인증 단계
우리나라는 제로에너지건축물 보급 활성화를 위해 단계별 인증제를 운영하고 있습니다. 건축물의 에너지 자립률(에너지 소비량 대비 신재생에너지 생산량 비율)에 따라 5단계로 구분되며, 단계가 높을수록 에너지 자립률이 높습니다.
- 1단계: 에너지 자립률 100% 이상 (에너지 소비량 < 신재생에너지 생산량)
- 2단계: 에너지 자립률 80% 이상 100% 미만
- 3단계: 에너지 자립률 60% 이상 80% 미만
- 4단계: 에너지 자립률 40% 이상 60% 미만
- 5단계: 에너지 자립률 20% 이상 40% 미만
제로에너지건축물로 인증받기 위해서는 해당 단계의 에너지 자립률을 충족하는 것 외에도 에너지 효율 등급 1++ 이상, 건물에너지관리시스템(BEMS) 설치 등 추가적인 요건을 충족해야 합니다.
제로에너지건축물의 기대 효과
제로에너지건축물은 다양한 긍정적인 효과를 가져옵니다.
- 에너지 비용 절감: 에너지 사용량을 최소화하고 자체적으로 에너지를 생산함으로써 운영 단계에서의 에너지 비용을 획기적으로 절감할 수 있습니다.
- 온실가스 배출 감축: 에너지 소비가 줄어들고 신재생에너지 사용이 늘어나면서 온실가스 배출량이 크게 감소하여 기후 변화 대응에 기여합니다.
- 쾌적하고 건강한 실내 환경: 고단열, 고기밀 설계와 폐열 회수 환기 장치는 외부 소음 차단, 실내 온도 및 습도 유지, 미세먼지 유입 방지 등에 효과적이어서 쾌적하고 건강한 실내 환경을 조성합니다.
- 건축물의 가치 상승: 에너지 효율이 높고 친환경적인 건축물로서 자산 가치가 상승하며, 임대 또는 매각 시 유리하게 작용할 수 있습니다.
- 에너지 자립: 외부 에너지 공급에 대한 의존도를 낮추고 에너지 안보를 강화할 수 있습니다.
- 미래 건축 기술 선도: 제로에너지건축물 구현을 위한 기술 발전은 관련 산업의 성장을 이끌고 미래 건축 기술을 선도하는 역할을 합니다.
제로에너지건축물 보급 현황 및 미래
우리나라는 정부 주도로 제로에너지건축물 보급을 적극적으로 추진하고 있습니다. 공공 건축물을 시작으로 단계적으로 민간 건축물에 대해서도 제로에너지건축물 의무화를 확대할 계획입니다. 초기 투자 비용 부담이라는 과제가 있지만, 장기적인 에너지 비용 절감 효과와 함께 다양한 지원 정책을 통해 제로에너지건축물의 보급은 점차 확대될 것으로 전망됩니다.
기술 발전과 함께 건축 자재 및 설비의 성능은 더욱 향상될 것이며, 신재생에너지 생산 효율도 높아질 것입니다. 또한, 에너지 저장 기술과 스마트 기술의 발전은 제로에너지건축물의 자립성을 더욱 강화하고 운영 효율을 극대화하는 데 기여할 것입니다.
마무리하며
제로에너지건축물은 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 에너지를 스스로 생산하고 소비하는 똑똑한 건물은 우리 모두가 함께 만들어갈 지속 가능한 미래의 핵심 요소입니다. 제로에너지건축물에 대한 관심을 높이고, 우리의 주거 및 생활 공간이 에너지 효율을 높이고 환경을 생각하는 방향으로 변화할 수 있도록 함께 노력하는 것이 중요합니다.
건물에너지관리시스템BEMS의-역할과-미래-전망-알아보기
