서울에너지드림센터, 에너지의 미래를 꿈꾸다.

 서울에너지드림센터는 서울 마포구 상암동에 위치한 오픈형 기획전시관이자 국내 최초 에너지 자립형 공공 건축물이다. 서울에너지드림센터는 학생들을 포함한 일반 시민들에게 신재생에너지와 관련된 여러 체험 프로그램과 상설 전시를 제공한다. 친환경적인 에너지 자립을 위해 수많은 녹색기술들이 접목된 건축물인 만큼, 서울에너지드림센터를 소개하기에 앞서 ‘제로에너지빌딩’에 대해 먼저 알아볼 필요가 있다.

 최근 여러 환경문제와 더불어 전세계적으로 대두되고 있는 주제가 바로 미래 에너지 시장의 동향이다. 1997년 체결된 ‘교토의정서’부터 최근 발효된 ‘파리 기후변화협약’까지 수많은 과정을 통해 지구 온난화를 해결하고자 하는 국가적 차원의 노력이 계속되고 있다. 그 결과 현재는 화석 연료에서 신재생 에너지로 주 에너지가 변화하기 시작했다고 할 수 있다. 이러한 가운데 건축물에 태양광발전, 에너지관리시스템 등 발전기술과 에너지 절감기술을 적용시켜 자립적인 에너지 사용이 가능한 '제로에너지빌딩'이 등장하였다. 

 제로에너지빌딩는 외부로 유출되는 에너지양을 최소화, 신재생에너지 생산을 최대화하여 자체적인 에너지 공급이 가능하도록 설계된 건물을 말한다. 이러한 원리를 뒷받침해주는 기술은 크게 패시브 디자인과 액티브 디자인로 나눠진다. 대표적인 패시브 디자인은 건축물의 단열 성능을 높여 냉난방 에너지 사용량을 줄이는 것으로 외피 단열, 외부 창호 등을 통해 단열성을 높이는 기술, 열회수형 환기장치를 이용해 내부의 온도를 그대로 유지한 채 신선한 공기로 환기하는 기술 등이 있다. 건물에 단열효과가 세 배 높은 고성능 단열재를 이용한다면 일반 건물 대비 난방에너지를 약 80% 절감할 수 있고, 여기에 열회수형 환기장치를 함께 사용한다면 열 에너지 배출을 최소화할 수 있어 비용대비 높은 효율을 얻을 수 있다. 액티브 디자인은 태양광 발전, 태양열 발전, 지열 히트펌프 등 직접적인 발전설비를 통해 에너지를 자급자족하는 설계를 말한다. 에너지 자립을 가능하게 하는 액티브 디자인은 ESS(에너지저장시스템)와 같이 연구되어, 과잉 생산된 에너지를 저장하여 필요할 때 언제든지 사용할 수 있도록 개발 중이다. 

 현재 시범사업으로 진행되고 있는 국내의 대표적인 제로에너지빌딩 사업으로는 진천군 제로에너지 시범단지, 천호동 가로주택 정비사업, 행복도시 1-1 생활권, 장위4구역 주택재개발 정비사업 등이 있다. 이러한 정부산업은 에너지 고갈과 기후변화에 대응하여 지속가능한 발전을 이루려는 국제사회의 노력에 발맞춘 것으로, 초기 설비비용이 높지만 설비 후 유지비용이 매우 절감된다는 점에서 크게 각광받고 있다.

 서울에너지드림센터는 국내 최초 에너지 자립형 건축물로서, 에너지 자립형 미래 건축 모델을 제시하고 제로에너지의 실증적 구현과 에너지 자립도시의 꿈을 함께 나누고자 2012년 12월 12일에 설립되었다. 서울에너지드림센터는 다양한 체험 프로그램들과 3개의 ZONE으로 나뉜 에너지 전시관을 통해 수많은 시민들의 신재생에너지에 대한 지적, 체험적 갈증을 충족시켜주고 있다. 센터의 건축물은 동서양의 고전적, 현대적 기술이 융합 적용된 바람개비 모형으로, 제로에너지빌딩을 한눈에 느낄 수 있다.

1. 에너지 효율은 높이고 사용량은 줄이고

  서울 에너지 드림 센터는 패시브 디자인의 대표적 요소라고 할 수 있는 고성능 외피가 적용되어 단열에 뛰어나다. 적용된 단열재로는 내벽에 암면 단열재, 외벽에 진공 단열재, 바닥에 압출 보온판, 지붕에 폴리우레탄 폼 등이 있다. 사용된 단열재는 모두 독일의 패시브 하우스 기준인 열관류율 0.15W/m² 이하를 만족시킨다. 건물에서 열 손실이 가장 큰 부분이 유리창인데, 서울에너지드림센터는 창 면적을 줄이는 것 대신 3중 유리 창호 시스템을 모든 유리에 적용하여 열손실을 줄이고 전체적인 채광을 확보했다. 또한 창마다 설치된 외부 전동 블라인드는 개별로 작동 가능하며 필요에 따라 외부온도 전달을 조절할 수도 있다. 유리 자체도 단열재와 마찬가지로 독일의 패시브 하우스 기준인 0.80W/m² 이하를 만족하였으며, 외부 전동 블라인드를 포함한 창호시스템도 기준인 1.0W/m² 이하를 만족하였다. 이 외에도 중정과 경사지붕, 벽체의 흰 인조대리석은 실내조명에 사용되는 에너지를 줄이기 위해 자연채광을 최대한 활용하도록 설계된 디자인적 요소이다. 중정은 자연채광을 1, 2층에 걸쳐 활용할 목적으로 설계되었으며 인조 대리석을 통해 빛 유입으로 주광성을 확보한다.

 

2. 스스로 생산하는 신재생에너지

 서울에너지드림센터의 옥상과 에코정원에는 864개의 태양광 모듈이 전기를 생산한다. 날씨 등의 변수가 작용하지만, 1년을 기준으로 자체발전 시스템은 건물이 소모하는 총 에너지보다도 많은 전기를 생산한다. 함께 설치된 폐열회수 환기장치는 실내 공기와 외부의 신선한 공기를 환기하는 과정에서 서로 열을 교환시켜 실내 온도를 유지하는 장치이다. 열 교환이 이루어진 공기는 실내공기와 혼합되어 공조기로 공급된다. 결과적으로 창문을 열지 않고 환기하여 열손실을 최소화하고 난방 부하를 크게 절감할 수 있다. 지하에는 지열교환기가 설치되어있다. 지하 온도는 지역조건이나 기후조건에 상관없이 항상 일정한 온도를 유지하는 특성 때문에 지속적인 열원으로 활용할 수 있다. 지열에서 추출된 에너지는 축열 및 축냉 과정을 통해 공기 형태로 탱크에 저장되며 냉방, 난방, 가습 등에 쓰인다.

3. 상설 전시 및 운영 프로그램

 서울에너지드림센터의 전시는 크게 1층 에너지드림관, 2층 녹색테마전시관으로 구성되어있다. 에너지드림관은 다시 3개의 구역으로 나누어지는데, 전시 동선에 따라 에너지 패러다임, 에너지 드림, 에너지 드림시티 순으로 이루어져있다.

- 에너지 드림관(1F)

 에너지 드림관은 에너지 패러다임 존으로 시작된다. 에너지 패러다임 존은 에너지 이용에 따른 인류역사의 변화를 통해 에너지의 의미를 이행하고 신재생에너지 시설을 직접 생산, 체험해보면서 에너지 고갈로 인한 전 세계적인 에너지 위기를 인식해보는 공간이다. 둘째로 에너지 드림 존은 국내 최초 에너지자립형 건축물인 서울에너지드림센터의 통합 맵을 제공하고 건축물 곳곳에 적용된 8가지 핵심기술과 실제로 구현되고 있는 제로 에너지를 눈으로 확인할 수 있다. 마지막 에너지 드림시티 존은 블랙아웃(대정전) 시뮬레이션 체험을 통해 에너지절약에 대한 인식을 직접 느껴볼 수 있는 곳이다. 또한 나만의 제로하우스를 만들어 보고 에너지정책의 새로운 패러다임을 제시하는 '원전 하나 줄이기'와 생활 속 에너지 절약을 통해 시민이 함께 참여하고 공유하며 소통하는 공간을 제공한다. 

- 녹색테마 전시관(2F)

 2층에 위치한 서울 기후변화 배움터는 최근 신설되어 아직 해설이나 운영 프로그램은 없이 개방만 되어있는 상태지만, 오는 3월부터는 교육 및 프로그램을 운영할 계획이다. 서울 기후변화 배움터는 현재 환경오염과 기후변화의 심각성을 알리고 이를 해결하기 위한 국가적, 전세계적 노력과 과정을 한눈에 볼 수 있는 곳이다. 

- 에코투어

 에코투어는 가장 많은 사람들이 참여하는 프로그램으로 CO2를 만들지 않는 친환경 투어이다. 에코투어에 참여하면 전기저상버스와 수소연료전지버스를 타고 이동하고 월드컵 공원 주변의 수소스테이션과 자원회수시설을 방문한다. 과거 지저분한 쓰레기 산이었던 하늘공원이 에너지 산으로 변화하는 과정을 눈으로 확인하고, 국내에 몇 안 되는 수소 충전소에 견학하는 등 평소 쉽게 접할 수 없는 신재생에너지 체험을 한 프로그램으로 할 수 있다는 점에서 많은 인기를 끄는 프로그램이다. 이 외에도 에너지런닝맨, 태양광자동차만들기, 에너지교실, 직업체험 등 다양한 프로그램이 준비되어 있으며 홈페이지를 통해 일정 확인 및 예약이 가능하다.

[박혜영 교육팀장]

Q1.서울에너지드림센터는 어떤 곳인가요?

  서울에너지드림센터는 에너지에 대한 소통, 체험의 장으로서 에너지 관련 프로그램을 운영하고 시민들의 에너지 인식개선을 돕는 곳입니다. 국내 최초의 에너지 자립형 공공건물로 건축되었으며 서울시에서 진행 중인 ‘원전 하나 줄이기’ 운동의 일환으로 그 홍보관 역할도 하고 있습니다. 전문가들과는 협업과 세미나를 통해 녹색기술을 발전시키고자 합니다. 이로써 서울시 내에서 에너지 교육의 허브 역할을 했으면 하는 바람이 있습니다. 서울시 기관이지만 녹색연합 산하 녹색교육센터에서 위탁 운영 중입니다.

Q2. 서울에너지 드림센터는 주로 어떤 사람들이 많이 찾나요?

   주로 초등학교 고학년이 50% 내외의 비중으로 가장 많이 찾으며 유치원생, 중학생이 45%정도를 차지하고 나머지는 성인이 5% 정도 차지하고 있습니다. 물론 대상에 따라 제공되는 프로그램이 상이하며 설명의 수준과 전문성 또한 다르게 제공하고 있습니다.  

Q3. 서울에너지 드림센터를 방문하는 월평균 시민들은 얼마나 되나요?

   사람들이 가장 많이 방문하는 때는 학기를 중심으로 4월과 6월과 사이, 10월과 12월 사이이며 여름방학에도 많이들 찾아주시곤 합니다. 관람객수는 2016년 기준으로 약 8만 명이며 그 중 프로그램에 참여하는 관람객 수는 약 6만9천명 입니다. 가장 많이 참여하는 프로그램은 에코투어 프로그램으로 약 1만 명의 관람객들이 참여하고 있습니다.

Q4. 이용객들의 반응은 어떻게 확인하시나요?

   현재 저희는 1층의 데스크에서 만족도 설문조사를 통해 피드백을 받고 있으며, 다가올 새 학기부터는 사후에 스마트폰으로 만족도 조사를 할 수 있도록 하는 어플리케이션을 개발 중에 있습니다. 

Q5. 서울에너지 드림센터와 협력하는 기관이 있나요?

   현재 저희 기관과 협력하는 기관은 서울 환경 네트워크 입니다. 서울환경네트워크는 노원에코센터, 녹색교육센터,녹색미래, 도봉환경교실, 물푸레 생태교육센터, 북부 환경 정의 중랑천 사람들, 생명의 숲, 생태보전시민모임, 서울에너지드림센터, 서울환경운동연합, 수영산 생태 문화 공동체, 여성 환경 연대, 자연의 벗 연구소, 풀빛문화연대, 한국환경교육연구소, 홀씨연구소, 환경교육센터 등 총 17개 환경단체들이 서울 및 전국적 환경교육 현안대응, 정보교육 및 교류확대, 환경교육 의제발굴 및 환경교육지도자 네트워크 구성 등을 위해 자체적으로 창립된 기관입니다.

Q6. 서울에너지 드림센터 외에도 비슷한 목적 혹은 운영 프로그램을 가진 기관이 있나요? 

  지역 자치구에서 최초로 운영되는 센터인 노원 에코센터가 있으며 금천구청에서는 건물 내부에서 생활에 적용할 수 있는 적정기술에 관련된 교육을 제공하고 있습니다.

Q7. 서울에너지 드림센터 운영에서 가장 신경 쓰는 부분이 무엇인가요?

  관람객 숫자의 압박에서 벗어나 질적으로 보다 좋은 프로그램을 구성하는 것입니다. 일회성이 강한 프로그램들 뿐만 아니라 4~8회 장기적으로 이용할 수 있는 커리큘럼을 구성하여 더욱 깊이 있는 프로그램을 계획하고 있습니다. 

Q8. 새롭게 추진되는 센터 운영 계획 및 프로그램이 있나요?

 작년 11월 서울 기후변화 배움터를 2층에 오픈하였습니다. 서울 기후변화 배움터는 기후변화에 대한 시민들의 인식 및 생활방식을 개선시키고, 시민들이 환경보호와 에너지절감을 실천하는 것을 돕기 위해 조성된 서울시의 기후변화 전문 전시관입니다. 이 전시관은 기후변화의 원인과 결과를 다루는 ‘지구가 변하고 있대요!’, 지구공동체의 기후변화대응 노력과 결실을 보여주는 ‘모든 나라들이 힘을 모아야 해요!’ 등 다양한 학습 콘텐츠를 보유하고 있습니다. 뿐만 아니라 기후변화를 배우고 체험할 수 있는 기후변화 전시관, 소극장, 그리고 체험 학습실 등을 갖추고 있습닌다. 오는 3월부터는 배움터에서 기후변화 관련 교육을 진행할 예정입니다.

Q9. 서울에너지드림센터 운영 고충이 있다면?

  에코랜드 프로그램의 경우 서울시에서 지원해준 전기 버스와 현대자동차에서 지원해준 수소버스를 통해 운영하고 있습니다. 그러나 전기차와 수소차의 인프라 구축이 부족하여 버스가 고장난 경우 수리하기까지 긴 시간이 걸리기 때문에 운영에 차질이 생기는 경우가 있습니다. 이런 변수로 인해 불가피한 사정이 생길 경우 다른 차로 운영하거나 다른 프로그램으로 대체하는 방식으로 운영하고 있습니다.

Q10. 서울에너지 드림센터를 이용객과 예비 이용객들에게 한 말씀

  시민들에게 전달하고자 하는 것은 다름 아닌 에너지에 대한 개념입니다. 어렵고 추상적으로만 알고 있던 에너지에 대한 개념들을 눈으로 직접 보여주고 체험할 수 있도록 다양한 프로그램들을 구성하였습니다. 많은 분들이 와서 직접 체험하고 ‘내가 절약하는 것뿐만 아니라 직접 생산도 할 수 있구나’ 하는 깨달음을 얻어 가셨으면 좋겠습니다.

[시설관리팀장 최성호]

Q1. 서울에너지 드림센터에는 어떤 건축공학적 원리로 설계 되었나요?

 건물의 전체적인 모습이 친환경 건축물이라는 것을 한 눈에 보여줍니다. 다른 일반적인 건물들과 비교해 보았을 때 독특한 외형을 가지고 있는데 바람개비 형태의 하얀색 반사벽은 직사광선을 반사해서 여름철에 에너지를 절감하고, 경사진 창문들과 외부전동 블라인드를 통해 계절에 따른 일사량을 조절할 수 있습니다. 중정과 외부창을 통해 양쪽으로 빛이 들어오기 때문에 주광성도 충분히 보장됩니다. 건물의 전체적인 외피가 가장 큰 컨셉이자 장점이라고 생각합니다.

Q2. 서울에너지 드림센터는 국내최초 에너지 자립형 친환경 건축물인데, 정말로 건물에 사용되는 모든 에너지가 자체 수급 되는 건가요? 

 맞습니다. 가스에너지는 전혀 사용하지 않고 모든 에너지는 전기, 태양광 발전을 통해 공급됩니다. 기상 문제 등으로 하루하루 에너지 자체 수급은 힘들지만 연간 합계로 봤을 때는 총 에너지 소모량보다 많은 전기를 자체적으로 수급합니다. 그렇게 얻어진 잉여전력은 한국전력공사에 판매하고 있습니다.

 Q3. 건물 내 에너지관리는 어떻게 이루어지는지 궁금합니다. 

 건물 설계는 매우 우수하지만, 가장 중요한 것은 운영입니다. 에너지관리 장비 자체가 정상적인 상태로 운행되어야 고효율 유지가 가능합니다. 건물의 각 위치의 에너지 사용패턴 특성에 따라 그에 최적화된 에너지 절감기술을 사용합니다. 또한 에너지 모니터링을 10초 간격으로 실시하여 문제가 일어나는 부분은 바로바로 확인하고 고치고 있습니다.

 Q4. 제로에너지 빌딩은 초기 비용이 많이 드는데, 이에 따라 어떻게 생각하십니까? 

 신재생에너지 기술은 워낙 초기비용이 크기 때문에 무엇보다 선택과 집중이 중요합니다. 건물을 짓기 전 시뮬레이션을 통해 각 기술들을 적용할 때와 적용하지 않았을 때를 비교하여 비용대비 효율성을 하나하나 따지며 최적의 방향으로 설계해야 합니다. 또한 다양한 기술들을 함께 적용하여 사용할 때 기술 간의 충돌은 일어나지 않는지 등을 꼼꼼하게 확인해보아야 합니다. 건물이 목표로 하는 에너지 절감량과 예상비용 중 우선순위를 정해서 건설해야 합니다. 다양한 절감기술이 접목된 서울에너지드림센터의 건물은 일반 건물 대비 70퍼센트에 많게는 80퍼센트까지 절감가능하다고 보고 있습니다.

 Q5. 건물에 적용된 기술 중에 일반적인 건물에 상용화 될 수 있는 기술은? 

 일반적인 건물이라고 하면 주택과 상업용 건물 두 가지라고 생각합니다. 주택은 에너지보다는 비용을 타겟으로 삼기 때문에, 주로 겨울철 난방부하 절감을 위해서 벽체단열과 로이 삼중창 유리 기술을 사용한다면 보다 적은비용으로 큰 효과를 얻을 수 있을 것입니다. 상업용 건물은 변수가 많긴 하지만 위에서 말한 것과 같이 단열제나 유리 기술을 통해 난방비를 절감할 수있을 것입니다.

 이처럼 서울에너지 드림센터는 가까운 서울 상암동에 위치하여 많은 학생들과 일반인에게 다양한 프로그램과 체험관을 제공하고 있으며, 인터넷 사이트를 통해 날짜별로 프로그램 예약이 가능하다. 또 국내 최초의 제로에너지빌딩으로, 미래 건축물의 모범 사례로서의 의의도 함축하고 있다. 에너지를 직접 생산하고 직접 사용하며 신재생 에너지를 건축물에 적용시킨 친환경 기획 전시관인 서울에너지 드림센터가 앞으로는 또 어떤 유익한 프로그램으로 시민들의 이목을 집중시킬지 향후 귀추가 주목된다.    

(참고문헌)

서울 에너지드림센터-Net Zero Energy Building (공사명: 에너지제로하우스 건립공사), 60-64p, 2013, 박재정

Study on Design Method of Ground Source Heat Pump System using the Building Foundation, 10-13 p, 2015, 채호병

기축 건물의 제로에너지 하우스 구축을 위한 단계별 최적 방안, 7-9p, 2015, 김선근