제로에너지 하우스

제로에너지 하우스는 주택에서 소비되는 에너지가 제로인 주택을 말합니다. 기후변화와 지구온난화는 화석연료 및 에너지의 사용에 의해 온실가스 배출이 증가하기 때문에 발생합니다. 건물은 국가 전체 에너지의 약 18~40%를 사용하는 곳으로 건물에서의 에너지 절약은 기후변화를 막는 중요한 방법입니다. 따라서 에너지 사용이 제로인 제로에너지 하우스는 국제적, 사회적으로 매우 중요하다 할 수 있습니다. 넓은 범주에서 제로에너지 하우스도 그린빌딩의 하나입니다.

 

 

제로에너지 하우스란

제로에너지 하우스는 주택의 외벽을 단열재와 이중창 등으로 단열을 강화하고, 기밀 성능을 높여 외부로 손실되는 에너지양을 최소화하고 고효율 보일러, 고효율 에어컨, 배관 단열, 고효율 팬 및 펌프 등을 통해 에너지 효율을 높이며, 지열, 태양열, 태양광과 같은 재생에너지 시스템을 통해 필요한 에너지를 생산하여 소비함으로써 주택에서 소비되는 에너지를 거의 없도록 한 주택을 말합니다.

아직까지는 실제 주택에서 사용되는 에너지가 전혀 없도록 하는 것(에너지 소비 제로(0))은 어려운 일입니다. 거의 제로에너지에 가까운 하우스(Nearly Zero Energy House)를 제로에너지 하우스라 부르고 있으며, 실제 에너지가 제로가 되는 하우스는 순 제로에너지 하우스(Net-Zero Energy House)라고도 부릅니다. 현재 녹색건축물 조성 지원법 등에서 추진하는 제로에너지 하우스 또는 제로에너지 빌딩은 Nearly Zero Energy House에 가까우며, 에너지 범위도 냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기에 해당합니다. 즉 주택에서 사용되는 에너지 중 가전제품, 취사 등의 에너지는 범주에서 제외되어 있습니다.

제로에너지 하우스는 에너지 요구량을 줄이는 패시브 기법과 에너지 효율을 높이는 액티브 기법, 에너지를 생산하는 신재생에너지 시스템을 통해 구현됩니다.

 

제로에너지 하우스를 위한 패시브 기법

제로에너지 하우스를 구현하기 위한 패시브 기법은 건축적인 기법으로써 주택의 주변환경과 형태, 건물의 건축적 요소를 통해 패시브 기법이 이루어집니다. 

주택의 주변환경과 형태는 주택의 방위, 대지의 위치, 주변 건물과 자연환경의 활용이 해당됩니다. 주택의 방위는 남쪽을 향하도록 배치하여 태양의 일사 등을 냉난방에 유리하도록 하며, 일반적으로 남향, 남동향이 에너지 측면에서 유리합니다. 주택이 위치한 대지의 위치도 에너지 요구량에 영향을 미치며 주변 건물과 자연조건에 따라 미기후, 통풍, 바람길, 수목에 의한 그림자 등도 에너지 측면에서 검토하여 설계될 필요가 있습니다. 주택의 형태는 정사각형의 건물 형태가 보다 유리하며 동서로 긴 직사각형이 남북으로 긴 직사각형의 형태보다 에너지 측면에서 좋습니다. 창의 크기는 남쪽의 창은 크게 하고 북쪽의 창은 작게 하여 겨울철에 많은 햇볕이 집안 깊이 들어오도록 하고 창에 차양장치를 통해 여름철 햇볕을 차단하면 냉방에 유리합니다.

건물의 건축적 요소는 내부와 외부의 열이 이동하는 것을 차단하는 단열, 건물의 조절된 공기가 외부로 새어나가지 않도록 하는 기밀, 외부 공기가 들어오게 하는 환기 등이 중요한 요소입니다. 보온병과 같이 차갑거나 뜨거운 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이 단열이며 건물에서는 벽체의 단열, 창호의 단열, 지붕 및 바닥의 단열이 패시브 기법의 매우 중요한 열쇠입니다. 벽체의 경우는 단열재를 통해 단열을 강화할 수 있습니다. 창은 유리를 통해 열이 빠져나가지 않도록 2중 구조, 3중 구조의 유리를 설치하고 단열 필름 등을 시공하여 단열성능을 높일 수 있습니다. 또한 창틀을 통해 열이 빠져나가지 않도록 열전도가 낮은 창틀의 재료를 사용하거나 열교차단재를 설치하면 좋습니다.

 

제로에너지 하우스를 위한 액티브 기법

제로에너지 하우스를 위한 액티브 기법은 실내의 환경을 유지하는 냉난방 설비, 조명 설비 등을 고효율 제품으로 사용하는 것입니다. 주택에서 난방은 에너지를 많이 사용하는 요인이며 이와 관계된 핵심 기술은 고효율 보일러입니다. 에너지효율이 높은 보일러를 사용하면 난방과 급탕에 사용하는 에너지(가스, 석유, 전기)를 절감할 수 있습니다. 또는 지역난방 방식을 통해 난방과 급탕을 공급하는 것도 에너지 효율화 측면에서 유리합니다. 여름철 냉방을 위해 사용하는 에어컨도 고효율 제품이면 전력소비를 줄일 수 있습니다. 조명기구는 고효율제품으로 인증된 LED 등기구 또는 고효율의 램프를 사용하는 것이 에너지 절약의 방법입니다. 

제로에너지 하우수의 액티브 기법으로 주택의 각 방의 온도조절기가 있습니다. 각 방에 생활하는 사람에 맞추어 방의 온도를 조절하는 것은 에너지 절약에 도움이 됩니다. 난방 또는 냉방이 불필요한 방은 온도를 조절하거나 끄는 것이 유리합니다. 주택의 내부 온도를 유지하기 위해서는 내부의 열 또는 냉기를 외부로 빠져나가지 않고 공기를 순환하는 방법이 중요합니다. 이때 전열교환 환기장치를 사용한다면 외부로 버려지는 에너지를 잡을 수 있습니다. 전열교환을 통해 실내공기를 쾌적하게 하기 위해 밖으로 내보내야 하는 따뜻한 실내 공기의 열기를 외부에서 들어오는 차가운 공기를 데움으로써 버려지는 열을 줄이게 됩니다. 이때 실내의 따뜻하지만 오염된 공기와 차가운 신선한 외기가 섞이지 않고 열 교환만 하도록 하는 장치가 바로 전열교환 환기장치입니다. 전열은 공기가 가지는 열적 상태로 현열과 잠열을 합한 열량입니다.

 

최근 우리나라도 건축물에너지절약설계기준 등이 강화되고 친환경, 저에너지 건축 및 설비 기술이 개발되면서 주택이나 아파트에 패시브 및 액티브 기법을 적용하고 있습니다. 대표적인 제로에너지 하우스는 서울시 노원구에 있는 노원 이지하우스(EZ House)입니다. 제로에너지 하우스로 건설을 하면 비용은 일반 주택보다 더 많이 든다는 단점이 있지만 에너지 사용을 최소화하여 에너지 비용을 줄이고, 에너지 소비를 줄여 온실가스 배출량을 감소시키므로 기후변화 및 지구온난화에 매우 이로운 주택이 됩니다.