2023년 8월 24일, 서울 에너지드림센터에 방문해 제로에너지 건축물에 대해 알아보는 시간을 가졌습니다!

프로그램은 제로에너지 건축물에 대한 강의와 서울에너지드림센터(SEDC)의 제로에너지 건축 적용 기술 탐방으로 이루어져 있었습니다.

<강의 내용>

<견학 내용>

석유, 석탄과 같은 화석연료를 쓰지 않는 친환경 미래도시를 위해, 건축 에너지 전문가들과 함께 우리나라 미래 에너지 절약 건물의 시작이 될, 제로에너지 빌딩을 계획하기 시작했고 2012년에 서울 에너지드림센터를 완공하였습니다.

서울 에너지드림센터는 건물의 에너지 요구량을 최대한 줄이고, 지열 및 태양광을 이용하여 모든 에너지를 자연으로부터 100% 충당합니다. 이러한 제로에너지의 비밀은 자연환경을 최대한 활용하는 건물 디자인과 최첨단 기술의 조화 속에 있습니다.

먼저, 강의 내용을 소개하기에 앞서, 강의 시작 전 보여주신 영상 자료를 통해 서울에너지드림센터에 적용된 기술들에 대해 간략하게 알아보겠습니다.

서울에너지드림센터는 바람개비 형태의 날개와 중앙의 중정을 통해 자연 채광을 최대화하고, 자동조명제어 시스템으로 조명에 필요한 에너지를 최소화합니다.

경사진 건물의 외벽은 여름에는 태양열의 유입을 줄이고, 겨울에는 태양열의 유입을 높입니다.

외부에 설치된 전동 블라인드는 태양열을 좀 더 효과적으로 조절합니다.

지열 냉난방 시스템은 연간 일정 온도를 유지하는 땅속의 특성을 이용하여 겨울에는 땅속으로부터 따뜻한 열기를 가져오고, 여름에는 시원한 냉기를 가져와 실내의 냉난방에 이용합니다.

또한, 폐열 회수 환기장치로 여름철 외부에서 들어오는 더운 공기의 열을 빼앗고, 겨울철 외부에서 들어오는 차가운 공기에게 열을 줌으로써 내부를 환기시키는 동시에 냉난방에 필요한 에너지를 한 번 더 절약합니다.

드림센터의 벽지는 각각의 특성을 지닌 고성능 단열재를 사용하고, 기밀 시공으로 열이 새는 틈을 단단히 막았으며, 삼중창을 설치하여 열 손실을 최소화하였습니다.

이처럼 여러 기술들을 통해 줄어든 건물의 에너지 요구량은 태양광으로 발전된 에너지로 충당되어 건물에서 소비된 에너지와 생산된 에너지가 균형을 이루게 됩니다.

이제 강의 내용에서 제가 중요하게 생각한 부분들에 대해 소개하겠습니다.

에너지 절감 계획에서 가장 첫 번째로 고려해야 하는 것은 디자인 요소입니다. 드림센터의 주변은 아무것도 없는 대지이기 때문에 자연의 에너지를 최대한 받아들여서 태양의 빛, 바람 등을 많이 활용했습니다.

바람개비 모양으로 바람길이 잘 통한다는 사실과, 태양의 에너지를 활용해서 쓰는 방법 등은 이후 견학을 해 보며 자세히 알게 되었습니다!

이제, 제로에너지 건축물에 대해 알아보겠습니다.

제로에너지 건축물이란 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고, 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물입니다. 사전적 의미로는 “사용 에너지와 생산 에너지의 합이 0이 되는 건축물”이지만, 각 나라마다 정책방향과 기술 여건에 따라 조금씩 다릅니다.

제로에너지 건축물을 설명하려면 패시브 기술과 액티브 기술에 대한 이야기를 뺄 수 없는데요!

패시브 기술은 건축물에 있어 전기, 열 등 별도의 에너지가 소비되지 않는 설계로 건물 방위, 형태, 단열성능, 기밀성능 등 건축적 설계 요소를 말합니다.

액티브 기술은 건축물에 있어 에너지가 소비되는 설계로 보일러, 냉동기 등 설비적 설계요소를 말합니다.

단열은 물체와 물체 사이에 열이 서로 통하지 않도록 열의 이동을 차단하는 역할이며, 열교는 건축물에서 실내외의 온도차 발생 시 어느 한 부분의 단열이 약화되거나 끊김으로 인해 열흐름 현상이 발생하는데, 이때 열흐름 통로를 열교(Thermal Bridge)라고 합니다.

기밀은 건물 표면 내외부의 부분에서 원하지 않는 공기의 흐름이 생기는 것을 막는 것이고, 고효율 냉난방 장치는 쾌적한 실내환경을 유지하기 위해 급탕, 냉난방 등을 위한 기계설비가 반드시 필요한데, 보일러, 히트 펌프, 흡수식 냉온수기, 냉방기 등을 의미합니다.

히트 펌프는 저온의 열에서 열을 흡수하여 고온의 열을 생산하는 기기로, 연소에 의해 열에너지를 발생하는 대신 냉매의 응축, 팽창, 증발을 통해 주위의 미활용 열을 모으고 전달하는 역할을 수행하므로 에너지 효율이 높습니다.

폐열회수형 환기장치는 겨울철 외부에서 유입되는 차가운 공기를 실내에서 빠져나가는 더운 공기의 열을 이용해 데워주고, 반대로 여름철에는 외부로부터 유입되는 더운 공기를 실내에서 빠져나가는 냉방된 공기로 열교환함으로써 에너지를 절감하여 냉난방비를 감소시키는 장치입니다.

신 에너지는 수소에너지, 연료전지, 석탄 액화 및 가스화, 중질산 사유 가스화 에너지이며, 재생에너지는 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열 에너지, 바이오 에너지, 폐기물 에너지, 수열 에너지로, 이 둘을 합해 신재생 에너지라 부릅니다.

BEMS(Building Energy Management System)란 건축물의 쾌적한 실내환경 유지와 효율적인 에너지관리를 위하여 에너지 사용 내역을 모니터링하여 최적화된 건축물 에너지 관리 방안을 제공하는 계측, 제어, 관리, 운영 등이 통합된 시스템입니다.

서울에너지드림센터는 BEMS로 운영되는데, 전력이 가장 많이 소비되는 것은 공조기라고 합니다.

또한, 드림센터는 피크전력 관리를 굉장히 열심히 하는데, 자동제어시스템으로 데이터를 30초마다 수집하여 여러 가지로 계산하고 분석함으로써 피크 전력을 낮추려고 노력하고 있습니다.

우리나라는 2017년 제로에너지 건축물 인증제를 도입한 이후, 의무화 범위를 점차 확대해 왔습니다.

2020년 1000㎡ 이상의 공공건축물 의무화로 시작하여 2023년부터는 신축하는 500㎡ 이상 모든 공공건축물에 대해 의무화하였으며, 2030년부터는 민간건축물에 대한 의무화를 추진합니다.

제로에너지 건축물 인증 제도는 건축물 에너지 효율 1??등급 이상을 충족하고, 건물에너지관리시스템(BEMS)을 설치한 건축물 중 에너지 자립율에 따라 5개 등급으로 구분합니다.

건축물 에너지 효율등급과 에너지 자립율은 건물에너지 해석 프로그램(ECO2)으로 평가하며, 계측 및 시스템 설치는 체크리스 평가항목별 적용 여부로 판단합니다.

서울에너지드림센터는 일반 건물의 연간 에너지 소요량 223kWh/㎡을 연간 36kWh/㎡까지 약 70% 절감했으며, 필요 에너지의 30%는 신재생 에너지로 사용했습니다.

이처럼, 100% 친환경 에너지 시스템의 서울에너지드림센터는 유한한 화석 에너지의 한계와 환경오염 문제를 자연과 기술의 조화를 통해 풀어나갈 서울 친환경 에너지 정책의 중심이 될 것입니다.

오늘은 제로에너지 건축물에 대해 알아보았습니다. 제로에너지를 위한 건축 기술들에 대해 더 다양하게 알고 싶다면, 상단의 QR코드로 방문해 주세요!

-경북권 김민지-

<출처>

서울에너지드림센터 홈페이지- 자료실, SEDC 외부영상

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