[비바100] 탄소 배출 '0' 시대…스마트한 제로에너지 건축이 핵심

2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위한 국제사회의 움직임이 갈수록 본격화하고 있다. 그중에서도 ‘제로에너지 건축’을 화두로 삼은 건축 분야에서는 건물 내 모든 에너지 사용을 제어할 수 있는 스마트 빌딩이 탄소 배출을 줄이는 해법으로 떠오르고 있다. 제로에너지 건축이란 건물이 소비하는 에너지와 건물 내 신재생에너지 발전량을 합산해 에너지 소비량이 최종적으로 ‘제로(0)’가 되는 건축물을 말한다. 단열재, 이중창 등으로 건물 외피를 통해 외부로 유출되는 에너지양을 최소화하고, 태양광 등 신재생 에너지를 활용해 냉난방, 전력 공급과 같은 모든 에너지 소비를 자체적으로 해결하는 것이다. 스마트한 건축이 소비자들에게 좀 더 경제적인 거주 환경을 마련해주는 셈이다.

◇제로에너지 건축, ‘탄소 중립’ 핵심

 

영국의 친환경 건축물 인증제도인 ‘브리암(BREEAM)’이 가장 친환경적인 건물로 꼽은 사례는 글로벌 회계법인 딜로이트의 유럽 본사 ‘디 엣지’다. 건물에 설치한 2만8000개 센서가 사람의 움직임이나 온도 등 정보를 실시간으로 취합해 냉난방, 조명 등 에너지 사용을 자동 조절한다. 건물 지붕과 외벽에 설치한 태양광 패널로 전기를 자체 생산하고, 빗물을 모아 화장실과 정원에 사용한다. ‘디 엣지’는 비슷한 규모의 다른 건물에 비해 전기 사용량을 70% 적게 소비할 뿐 아니라, 태양광과 지열 발전을 통해 건물에서 소비하는 에너지 이상(102%)을 생산한다.

전 세계적으로 건축물은 가장 많은 에너지를 소비하는 장소다. 도심의 화려한 초고층 빌딩이 늘면서 에너지 소비량도 증가하고 있다. 환경부와 서울시에 따르면 전 세계적으로 건물이 소비하는 에너지는 지구 전체 소비량의 36%를 차지한다. 서울의 경우 전체 에너지 소비량 중 56%가 건물에서 소비한다. 각국에서는 제로에너지건축을 탄소중립 실현을 위한 핵심 전략으로 삼고, 법·제도 정비와 함께 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

제로에너지 빌딩은 건물 에너지 자립뿐 아니라, 한 걸음 더 나아가 남는 에너지를 팔 수 있어 각광 받고 있다. 미국은 올해 신축 주택을 시작으로 2030년까지 모든 공공건물과 기존 건물의 50%를 제로에너지 건물로 대체할 계획이다. 조 바이든 당선인은 미국 내 상업용 건물의 70%에 해당하는 400만채를 친환경 건물로 개조하고, 2030년까지 모든 신규 상업용 건물의 탄소 순 배출량을 ‘제로’로 만들겠다는 계획이다. 영국은 2016년부터 신규 주택의 이산화탄소 배출을 제로화했고, 유럽은 올해까지 모든 신축 건물을 제로에너지 빌딩으로 짓도록 의무화했다. 유럽의 제로에너지 건축 기술을 주도하는 프랑스 에너지 전문기업 슈나이더일렉트릭은 건물 내 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 센서, 효율적인 전력 관리와 에너지 활용을 돕는 ‘에코스트럭쳐’ 솔루션을 제공하고 있다.

 

◇‘LG씽큐홈’, 국내 첫 제로에너지 건축물 1등급 

 

LG전자가 구현한 미래주택 ‘씽큐홈’. (사진제공=LG전자)

 

우리나라도 올해부터 2030년까지 모든 건축물에 제로에너지 건축을 의무화한다. 오는 2025년에는 500㎡ 이상 공공 건축물 및 1000㎡ 이상 민간 건축물이 의무 대상에 포함된다.

LG전자가 경기도 판교에 세운 미래 주택 ‘LG씽큐홈’은 국내 대표적인 제로에너지 건축물로 꼽힌다. 에너지 자립률 100% 이상을 달성해 최근 국내 첫 제로에너지 건축물 본 인증 1등급 인증을 받았다. LG 씽큐홈에는 에너지 생산부터 저장, 관리에 이르는 에너지 솔루션이 적용됐다. 총 988장의 태양광 모듈을 외벽과 지붕에 부착하는 ‘건물일체형태양광발전(BIPV)’ 시스템을 갖췄다. 생산된 전력은 에너지저장시스템(ESS)에 저장해 필요할 때 사용할 수 있다.

집 안에서는 설치된 스마트미러를 통해 가전과 조명, 센서 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다. ‘홈에너지관리시스템’을 통해 온도·습도·조도·미세먼지·이산화탄소 등의 실내 환경을 체크한다. 또한 거주자의 생활 패턴을 학습해 수면·기상 등의 상황에 맞춰 최적의 조건으로 제어할 수 있다.


◇‘아파트 창문형’ 태양광 발전 개발…달라진 건축 자재

 

SK건설이 창문형 태양광 발전시스템 국내 최초 개발했다. (연합뉴스)

 

다른 국내 건설사들도 속속 에너지 절감 기술개발에 돌입하며 제로에너지 건축 시대를 준비하고 있다. SK건설은 알루이엔씨, 국영지앤엠과 함께 아파트 창문에 태양광 발전설비를 적용한 ‘공동주택 창문형 태양광 발전시스템’을 국내 최초로 개발했다. 외부 조망을 고려해 박막형 태양광 패널을 사용하고 투과율을 10~30%까지 선택해 사용할 수 있는 점이 특징이다. 기존 공동주택 태양광 발전시스템은 대부분 옥탑, 측벽 등에 거치하는 형태라 설치 면적 확보가 어려웠다. 창문형 태양광 발전시스템은 이러한 단점을 보완했다.

토지주택공사 LH는 물이 여름에는 공기보다 차갑고 겨울에는 따뜻한 특성을 건축물 냉난방에 이용해, 임대주택에 친환경 수열 에너지를 적용하는 연구에 착수했다.

에너지 손실을 최소화하기 위해 건축 자재와 방식에도 새로운 변화가 일고 있다. KCC창호와 현대L&C, LG하우시스는 모두 올해부터 제로에너지 건축에 필요한 단열성 높은 창호를 출시했다. 벽지와 바닥재 역시 생산 과정에서 이산화탄소 발생을 줄이고, 건물의 에너지 소비를 줄이는 데 도움을 주는 제품을 선보이고 있다.

윤인경 기자 ikfree12@viva100.com