미래형 주택의 패러다임을 찾아서
‘제로카본 그린홈’ 그곳에 답이 있었다
건기연에서 지난 2009년부터 그린홈 정책과 관련된 R&D사업을 본격적으로 진행했으며, 지난해 드디어 그 화려한 성과물을 드러냈다. 경기도 일산 건기연 본원에 있는 ‘제로카본 그린홈’이 바로 그것이다. 2012년 2월부터 착공해 2012년 11월에 완공된 ‘제로카본 그린홈’ 프로젝트에 참여한 최경석 박사와 함께 미래형 주택의 진면목을 살펴보았다.
고기밀·고단열 창호 시스템
연두, 연노랑, 주황 등 아기자기한 색색의 외벽과 그 외벽을 가득 수놓고 있는 투명한 창들의 8층짜리 건물. 바로 ‘제로카본 그린홈’이다. 사이보그적인 느낌이 강할 것이라는 예상과 달리 어린이 집을 연상시키는 외관이다.
진공단열유리로 만들어진 출입문을 들어서면 ‘제로카본 그린홈’이 완성되기까지의 모습을 고스란히 담고 있는 사진들로 가득 찬 판넬이 보인다. 그 뒤편에는 이곳의 온수와 난방을 관리하는 그린홈 기계실이 자리한다. 2층에는 ‘제로카본 그린홈’ 방문객들을 위한 홍보실이 준비되어 있다. 이곳은 ‘제로카본 그린홈’에 적용된 다양한 시스템들을 한 눈에 살펴 볼 수 있도록 전시한 곳이다.
먼저 ‘제로카본 그린홈’의 동, 서, 북측 전면에 사용된 LG하우시스의 진공유리를 적용한 창호 시스템이 있다. 초단열 진공유리와 융합한 이 제품은 마이크로 스페이서 기술을 도입해 2장의 판유리 간격을 0.25mm 진공 상태로 유지시켰다. 그 옆에는 LG하우시스의 진공단열유리와 로이유리를 융합해 난방에너지 손실을 60% 이상 절감시킨 초단열 진공복층유리를 진열했다.
어디서나 흔히 볼 수 있는 한국형 미닫이 방식의 창호도 있다. 창호 에너지소비효율등급 1등급을 획득한 이 창호는 외동과 내동의 융합 개폐 방식을 착용했다. 외동구조의 경우 슬림형 이중창호 시스템을 사용해 내풍압성과 수밀성을 향상시켰다. 또한 외부 LF(Lift-up)시스템과 내부 자동 잠금 시스템을 사용해 기밀성뿐 아니라 작동 편리성도 신경 쓴 모습이 엿보인다.
복도에 전반적으로 사용된 창호도 홍보실에 배치했다. 열관류율 1.0W/㎡•K 이하의 단열 성능과 1등급 이하의 기밀성능을 지닌 이 창호는 프레임 폭이 85mm이며 알루미늄과 PA단열재 그리고 PVC로 구성된 복합 재질 시스템 창호다. 최 박사에 따르면 이종 결합 소재 간 변형을 최소화 시킨 알루미늄과 PVC의 결합구조라고 한다.
창뿐 아니라 문짝 내부에 열교차단형 플래그힌지와 핀 모헤어를 설치해 단열 및 기밀성능을 한층 더 강화한 에스와이의 초단열문과 프로클리마코리아의 기밀테이프도 홍보실 한 편에 자리 잡았다. 내부에는 방습성능이 강화된 기밀테이프 ‘Contega SL’를 사용했고, 외부에는 방수 및 투습성능이 가미된 ‘Contega EXO’를 적용했다.
최경석 박사는 “고성능 창호뿐 아니라 창호와 벽체 연결부의 기밀성능 확보에도 심혈을 기울였다”며 “뿐만 아니라 배관·배선과 벽체 연결부분에도 기밀테이프를 적용해 기밀층을 형성했다”고 설명했다.
신재생 에너지 공급 시스템
조금 독특한 외형의 창호 시스템이 설치되어 있는 3층, 303호에는 거실 한 면을 가득 메운 단축추적식 태양광 발전 창호 시스템이 있다.
최 박사는 “복층유리 내부의 각 슬랫에는 결정질 태양전지를 입혔으며, 이 8개의 슬랫들은 태양 고도에 따라 각도 조절이 자동으로 가능하다”며 “창호와 결합한 건자재 일체형 BIPV 시스템으로 별도의 태양전지 설치 공간이 필요하지 않아 설치비용을 절감할 수 있다”고 설명했다.
304호에는 박막형 BIPV 유리를 적용해 태양광 발전을 가능케 한 창호가, 복층유리 내부 공기층에 전동 조절이 가능한 블라인드 차양을 내장시킨 창호는 302호에 사용되었다. 박막형 BIPV유리는 창호뿐 아니라 7층 발코니 난간에도 적용해 신재생 에너지 생산에 일조하게 만들었다. 8층 옥상에는 지붕 전반을 덮는 널찍한 태양광발전(PV)시스템이 설치되었으며, 이 시스템은 ‘제로카본 그린홈’ 15세대에 연간 46MWh의 전기에너지를 공급한다.
최경석 박사는 “태양광발전 시스템뿐 아니라 1층 기계실에 있는 목재팰릿 보일러도 신재생에너지 공급 시스템의 일원이다”며 “폐목재를 재활용한 목재팰릿은 재생가능 자원일뿐더러 탄소배출권의 규제를 받지 않아 ‘제로카본 그린홈’ 구현에 아주 적합하다”고 말했다.
에너지 관리 및 모니터링 시스템
이 외에도 ‘제로카본 그린홈’에 주목해야 할 점이 있다. 바로 거주자의 에너지관리 효율성 향상과 에너지 소비 절감을 위한 그린홈 에너지관리 및 모니터링 시스템이다. 여기에 사용되는 서버는 크게 그린홈 통합 서버와 그린홈 서버로 나뉜다. 그린홈 통합 서버는 전체 단지를 관리하는 서버로 세대별 에너지 사용량 및 사용 패턴 분석이 가능하다. 그린홈 서버는 세대 내 거주자의 에너지 관리 및 에너지 사용량 모니터링용으로 탄산가스 배출량 통계 분석도 할 수 있다.
최경석 박사는 “‘제로카본 그린홈’에 적용한 에너지 관리 및 모니터링 시스템은 개별 가전기기에 대한 에너지 절약뿐 아니라 거주자의 에너지 절약을 유도하는 역할도 하게 될 것이다”고 전했다.
‘제로카본 그린홈’은 경기도 고양시 일산서구 고양대로 283(대화동 2311)에 위치해 있다. 이곳을 관람하려면 별도로 연구원 견학신청을 해야 한다. 관람대상에는 크게 제한이 없지만 고등학생 및 대학생은 최소 10인이어야 가능하다. 신청은 견학희망일 최소 2주 전에 전화(031-910-0282)로 하면 된다.
미니인터뷰
한국건설기술연구원 최경석 박사
Q. 이번 ‘제로카본 그린홈 공동주택’ 프로젝트를 진행하게된 계기와 맡은 일은?
국내에서도 이미 제로에너지주택 조성이 시범적으로 진행되고 있지만 아직까지 고층 아파트를 대상으로 적용한 사례는 없었습니다. 이에 제로에너지주택을 접목시킨 고층 아파트를 구현해보고자 이번 프로젝트를 진행하게 되었습니다. 저는 여기서 시공 감독 및 전체적인 코디네이터 역할을 했으며, 국내 기술을 기반으로 ‘제로카본 그린홈’을 실현하려고 노력했습니다.
Q. 향후 ‘제로카본 그린홈 공동주택’의 에너지 절약 효과는?
시뮬레이션을 통해 에너지 소요량 산출을 한 결과 기존 공동주택 대비 난방에너지 87%, 전기에너지 70% 이상 절감이 가능한 것으로 분석되었습니다.
Q. 올해 계획은?
현재 ‘제로카본 그린홈 공동주택’에서 거주조건에 따른 에너지 사용량에 대한 모니터링과 적용기술에 대한 검증이 이루어지고 있습니다. 4~5월이면 대략적으로 모든 검증이 마무리 될 것으로 예상되며, 올 말에는 바람직한 미래형 그린홈 공동주택 모델을 제시할 계획입니다.
