환경을 위한 주택 패러다임 ! 서울시 노원구 ‘제로에너지주택단지’

환경을 위한 주택 패러다임 !

서울시 노원구 ‘제로에너지주택단지’

 

 

'제로에너지주택단지'란 에너지절약기술을 통해 주택 및 단지 에너지 요구량을 최소화하고, 신재생에너지기술을 사용하여 단지 전체에 5대 에너지인 냉방, 난방, 급탕, 환기, 조명 - 1차 에너지소요량 제로를 달성하는 경제적이면서도 친환경적인 주택단지이다. 국내 최초 노원구 ‘제로에너지주택단지’는 전 121세대 가구 남향 배치, 3중 유리시스템, 외부 단열재, 태양광 발전, 펠릿 보일러, 지열 등의 방식을 활용하여 넷제로 에너지주택 실현을 준비하고 있다.

 

- 노원구의 주택패러다임

  제로에너지주택단지는 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원이 발주한 연구개발(R&D) 사업과제였는데, 2013년 9월 서울 노원구가 세종특별자치시, 대구시와 경합 끝에 단지를 유치한 바 있다. 그 당시 서울시 노원구는 급속한 도시화 과정에서 80%이상이 아파트로 주택단지가 구성되어 있었다. 이런 상황 속에서 에너지를 절약하지 않으면 화석연료를 획기적으로 줄이기 어렵기 때문에 주택패러다임을 바꿀 수 있다고 생각했던 노원구는 이 사업에 하계동 토지를 내놓고 공모사업에 뛰어들었고 최종 선택되었다. 실증단지는 쾌적한 환경을 조성할 뿐 아니라 에너지비용 절감으로 국민 주거비 부담을 완화할 것이다.

노원구는 2014년에 서울시ㆍ명지대와 함께 정부로부터 일반건축비 202억원, 국토교통부 연구개발비 240억원을 지원받았고 2017년 하반기에 노원구 하계동에 완공될 예정이다.

 

-실험용 MOCK-UP주택을 통해 제로에너지주택 미리보다.

  집안의 에너지가 밖으로 나가지 않는 '제로 에너지 주택’은 단열강화, 고효율 기기 설치 등을 통해 집 안에서 밖으로 나가는 열을 차단하고, 태양력과 풍력 등 재생에너지를 활용해 에너지를 자체적으로 생산하는 제로에너지하우스는 크게 액티브(active)하우스와 패시브(passive)하우스로 나누어진다.

      

<실험용 MOCK-UP주택>                                                        <제로에너지주택단지 이명주 연구단장님 (SM-PAIR)>

 실험용 MOCK-UP 주택은 2층, 85.17㎡ 규모로 미래형 제로에너지하우스를 미리 만나 볼 수 있다. 실증단지가 준공되기 전까지 기술검증, 교부재, 시공기간 동안의 에너지체험 및 홍보관 으로 이용된다. 제로에너지주택단지의 홍보를 위해 월요일부터 금요일까지 예약제로 김문정 연구원님의 설명을 들으며 관람할 수 있다.

 

* 패시브 하우스

<외부 단열재, 3중 창호, 기밀테이프>

 패시브 하우스는 첨단 단열공법을 이용하여 에너지의 낭비를 최소화한 것으로 완벽에 가까운 기밀 상태로 집안의 열이 쉽게 빠져나가지 않도록 하는 주택이다.

건물은 남향으로 단열이 잘 되는 3중 창호를 설치하고, 내부단열재가 아닌 30cm 외부단열재를 사용한다. 또한 열 손실을 막기 위해 폐열회수 환기장치가 설치되어 있기 때문에 바깥의 공기와 실내의 공기가 교차되어서 온도차를 최소화 한 후 환기가 진행할 수 있다. 열은 그대로 보존하되 깨끗한 공기가 실내로 들어와 쾌적함을 유지시킬 수 있다. 그 외에도 열교차단 발코니로 실내에서 실외로 빠져나가는 에너지를 차단, 외부 전동 브라인드로 여름철 열기가 집으로 들어오는 것을 최대한 막았다.

실험용 MOCK-UP주택인 만큼 자재 성능을 비교실험하기 위해 국내산과 스위스, 독일, 미국 등 선진국의 자재를 같이 시공했다. 실증단지에 경제성 및 효율성 등을 분석하기 위해 열화상카메라, 기밀테스트를 통해 성능시험을 꾸준히 실시하고 있고 그 결과를 제로에너지주택단지에 반영할 예정이라 했다.

                                       

기획단계에서부터 연구, 행정, 설계, 시공까지 책임지는 ‘제로에너지 주택 실증단지 연구단’의 오랜 연구 끝에 다른 단독주택과 달리 전혀 열손실이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다.

 

제로에너지주택단지 내 패시브하우스 기술 : 3중 유리 시스템창호, 개별 열회수형 환기장치, 단열문, 블라인드 등 150여개의 기술

 

* 액티브하우스

 액티브 하우스는 여러 장치를 이용하여 능동적으로 외부로부터 에너지를 끌어드리는 개념으로 태양열 흡수 장치 등으로 외부 에너지를 적극적으로 활용하는 주택이다. 건축물에 에너지 절약요소(패시브 하우스)를 도입하게 되면 난방 부하율을 90%까지 감소시킬 수 있으나 이용자에 따라 차이가 나는 급탕, 조명 등을 고려하였을 때, 전체 에너지 요구량의 절감효과는 약 50~60% 정도가 된다. 이 이외의 에너지는 신재생 에너지를 통해 충당할 수 있다.

 

<펠릿 보일러, 태양광 패널>

 실험용 MOCK-UP주택은 지붕에만 태양광전지판을 설치하지 않고 지붕, 서쪽, 남쪽 외벽에 일체형 태양광 전지판 26장을 설치해 시간당 7.4kwh 연간 5,371kwh를 생산할 수 있다. 이는 25평 가정집에서 통상적으로 사용하는 연간 3600kwh보다 많다. 또 난방을 위해 나뭇가지와 폐목재를 톱밥으로 만들어 연료로 사용하는 친환경 펠릿보일러도 설치해 화석에너지를 사용하지 않는다. 제로에너지주택단지는 친환경 펠릿보일러 대신 태양광전지판과 같이 지열에너지로 에너지 자립을 실현할 것이다.

 

<에너지밸런스 그래프, zedtown 홈페이지>

 

 

 목표는 넷제로 에너지 주택

 영국은 내년부터 모든 신축 주택에 대해서 제로에너지주택이 아닌 제로카본홈(이산화탄소 배출이 제로인 주택)을 의무화하기로 했고, 유럽의 경우 EU 에너지효율 가이드라인에 따라 2020년까지 유럽 내에는 에너지를 거의 사용하지 않는 건축물을 만들어야한다. 선진국으로 갈수록 전기가격이 비싸고 에너지 가격이 높아져서 화석연료를 대체할 노력을 서둘러 하고 있다.

 우리 정부의 경우, 2025년까지 제로에너지주택 의무화를 목표로 공동주택에 적용되는 '에너지절약형 친환경주택의 건설기준'을 2009년부터 단계적으로 강화해 왔으며, 연구 개발를 통한 기술개발과 공공임대주택 저에너지 주택시범사업 등을 추진해왔다.

                                                                                                 

                                                                                             

             <건축물에너지분야 로드맵, zedtown 홈페이지>

 

 2013년, 서울시는 건물부문에서 전체 에너지 중 56.8% 소비, 온실가스 발생량의 68%가 건물서 배출됐었다. 이 수치는 자원 고갈에 대비하고 이산화탄소 배출 억제로 기후변화에 대응해야 하는 상황과는 모순된 수치였고 값싼 전기세, 열손실이 많은 주택이 만들어낸 결과였다. 만약 넷제로 에너지주택이 실현된다면 저만큼 에너지를 절약할 수 있고 온실가스 발생량을 줄일 수 있다는 뜻이다. 

아직 제로에너지주택 사업이 초기단계라 보급이 쉽지 않을 것이고 투자비가 많이 들어 아직은 경제적이지 못하 다. 하지만 현재는 상대적으로 투자 경제성이 떨어지기 때문에 부담되지만 서서히 기반 구축을 하고 나서 보급을 촉진을 해야 한다.

 국내 최초제로에너지주택단지는 한국의 제로에너지주택의 시작이자, 영국 ‘베딩통 제로 에너지 단지’, 네덜란드 ‘뉴랜드’, 독일 ‘아들러스호프’ 등과 같이 환경보호와 온실가스 감축을 위한 다양한 노력을 하고 있는 친환경 주거 단지가 될 것이다.