전국 공공건축물의 상당수가 준공 후 20년 이상 경과한 노후 건축물로 분류되면서 건물 부문의 온실가스 감축과 에너지 효율 향상이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 이에 국토교통부는 공공건축물 그린리모델링 사업을 통해 노후 건축물의 에너지 성능을 개선하고 이용자의 건강과 쾌적성을 높이는 정책을 추진하고 있다. 그 대표 사례 중 하나인 동두천시립도서관은 공공건축물 그린리모델링 사업을 통해 노후 시설을 개선하고 친환경 도서관으로 탈바꿈했다. 제 6기 그린리모델링 대학생 기자단 그린노트(박채현, 채수민, 김수현 기자)는 동두천시립도서관에 적용된 핵심 그린테크 기술을 분석해 그 기술적 메커니즘과 기대 효과를 살펴보았다.

어떻게 개선됐을까?기술로 빚어낸 친환경 도서관

노후 도서관에는 소비하는 에너지를 극소화하는 Passive(패시브) 기술과 에너지를 직접 생산하는 Active(액티브) 기술이 융합 적용되었다. 적용된 핵심 기술 요소를 본 기자단이 정밀하게 분석해 보았다.

1. 빈틈없는 에너지 방어선: 외벽 단열패널 및 천장 단열재 설치 (노후 건물의 ′새 외투′)

건물 에너지 손실의 상당 부분은 외벽과 지붕을 통해 발생한다. 동두천시립도서관은 외벽 단열패널을 교체하고 천장 단열재를 설치하여 건물 외피 성능을 향상시켰다. 단열재는 열전도율이 낮은 재료를 활용해 실내외 열 이동을 억제하는 역할을 한다. 겨울철에는 난방열이 외부로 빠져나가는 것을 막고, 여름철에는 외부 열기의 실내 유입을 차단한다.

또한 구조체 연결부에서 발생하는 열교(Heat Bridge) 현상을 줄여 냉난방 효율을 높이고 결로 및 곰팡이 발생을 예방하는 효과도 있다. 이처럼 단열 성능 개선은 건물 에너지 소비를 줄이는 가장 기본적이면서도 핵심적인 그린리모델링 기술로 평가받는다. 실제 국토교통부가 발표한 2021년 공식 보도자료(한국판_뉴딜_대표과제_친환경 새 단장)에 따르면, 그린리모델링 초기 완료 사업장들의 성과를 분석한 결과 단열 및 창호 보강을 통해 건물당 에너지 사용량이 평균 33.6%, 우수 사례의 경우 최대 88%까지 절감되는 압도적인 성과를 거두었다.

2. 열 손실을 막는 방패: 고효율 유리창 교체

창호는 건물 외피 중 열 손실이 가장 많이 발생하는 부분 중 하나다. 동두천시립도서관은 기존 노후 창호를 고효율 유리창으로 교체해 단열성과 기밀성을 높였다. 특히 고성능 창호에는 Low-E(저방사) 유리가 사용된다. Low-E 유리는 가시광선은 통과시키면서 적외선 복사열의 이동을 억제하는 특성을 갖는다.

겨울철에는 실내 난방열이 외부로 빠져나가는 것을 방지하고, 여름철에는 태양열 유입을 줄여 냉방 에너지 사용량을 감소시킨다. 외부 소음을 차단하는 차음 성능도 극대화되어 이를 통해 도서관 이용자는 보다 쾌적한 환경을 경험할 수 있다.

3. 버리던 열을 되살리다: 폐열회수형 환기장치(HRV/ERV) 도입

도서관은 장시간 많은 이용자가 머무르는 공간인 만큼 쾌적한 실내 공기질 유지가 중요하다. 이를 위해 동두천시립도서관은 폐열회수형 환기장치를 설치했다. 이 장치는 실내에서 배출되는 공기의 열에너지를 회수해 외부에서 유입되는 신선한 공기에 전달하는 방식으로 작동한다.

국토교통부 고시인 『건축물의 에너지절약설계기준』에서는 환기 시 에너지 손실을 최소화하기 위해 냉방 시 45% 이상, 난방 시 70% 이상의 전열교환 효율을 확보하도록 규정하고 있으며, 동두천시립도서관 역시 이러한 기준을 준수하기 위해 환기 과정에서 발생하는 냉난방 에너지 유실을 방지하고 있다. 또한 고성능 필터를 통해 미세먼지와 외부 오염물질 유입을 줄여 이용자들에게 더욱 건강한 독서 환경을 제공한다.

4. 같은 쾌적함, 절반의 에너지: 고효율 냉난방장치 교체

한국에너지공단의 건물에너지 소비 현황 조사에 따르면, 냉난방은 상업·공공건축물 에너지 소비에서 약 30%에서 많게는 40% 이상을 차지할 만큼 비중이 높다. 동두천시립도서관은 이처럼 에너지 소비가 집중되는 냉난방 설비를 최신 고효율 냉난방 시스템으로 교체하여 에너지 효율을 정밀하게 높였다. 최신 냉난방 시스템은 인버터 제어 기술을 활용해 실내 온도 변화에 따라 압축기 출력을 자동 조절한다. 필요한 만큼만 에너지를 사용하기 때문에 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다. 또한 기존 설비보다 적은 에너지로 동일한 냉난방 성능을 구현할 수 있어 건물 운영비 절감과 온실가스 배출 저감에 기여한다.

5. 건물 스스로 만드는 에너지: 태양광 발전설비 설치

동두천시립도서관은 태양광 발전설비를 설치해 신재생에너지 활용도를 높였다. 태양광 발전은 태양 빛을 전기에너지로 변환하여 건물 운영에 필요한 전력을 일부 자체 생산하는 기술이다. 에너지 소비를 줄이는 패시브 기술에 이어, 에너지를 직접 생산하는 액티브 기술까지 구축한 것이다.

지속 가능하며 온실가스를 배출하지 않는 신재생에너지는 전기 및 난방 비용을 직접적으로 절감한다. 이는 산업통상자원부가 추진하는 국가 건물 부문 에너지 효율 혁신 대책과도 궤를 같이한다. 국가 전체 에너지 소비량의 약 20%를 차지하는 건물 부문에서 에너지를 효율화하고 자급률을 높이는 것은 고유가 시대에 화석연료 의존도를 줄이고, 막대한 에너지 수입 비용을 절감하여 국가 경제와 환경을 동시에 지키는 중요한 대안이 된다.

기술 적용 후 나타난 에너지 절감과 환경 개선 효과

동두천시립도서관은 단열, 창호, 환기, 냉난방, 태양광 발전 등 다양한 그린테크 기술을 유기적으로 적용해 에너지 효율을 높이고 이용자 편의성을 개선했다. 앞서 언급한 국토교통부의 2021년 공식 보도자료에서도 확인되었듯, 그린리모델링 기술 적용은 노후 건축물의 물리적 한계를 극복하고 실질적인 탄소 배출 저감으로 이어지고 있다. 이러한 성과는 전국의 노후 건축물이 그린리모델링을 통해 충분히 친환경 건축물로 재탄생할 수 있음을 증명한다.

노후 건축물을 ‘미래의 자원’으로 보는 시각

정부의 ′2050 탄소중립 시나리오′에 따르면 건물 부문은 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심 분야 중 하나다. 따라서 기존 건축물의 에너지 성능을 개선하는 그린리모델링은 탄소중립 실현을 위한 필수적인 전략이다.

동두천시립도서관 사례는 단순한 시설 보수를 넘어 녹색건축 기술의 유기적 결합을 통해 노후 공공건축물을 지속가능한 공간으로 재탄생시킬 수 있음을 보여준다. 오래된 건물을 철거하는 대신 기술로 되살리는 것, 이것이 탄소중립 시대가 요구하는 새로운 건축의 형태이다.

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