올해 6월 연구 종료를 앞둔 저에너지 친환경 공동주택 연구단은 적용기술 개발을 담당하는 1세부와 저에너지 친환경 공동주택 모델 구현을 담당하는 2세부로 구성됐다.

　현재 5차년도 연구를 진행 중이며 4차년도에 완공한 그린홈 플러스는 2006년부터 정부가 국토해양부 연구개발(R&D) 예산을 지원해 산ㆍ학ㆍ연 합동으로 추진하고 있다. 대림산업(통합시공)을 비롯한 32개 업체, 연세대 등 9개 대학, 한국건설기술연구원 등 43개 연구기관이 참여하는 과제다.

　그린홈 플러스는 ‘저에너지 친환경 공동주택 모델개발’의 연구 성과물인 동시에‘저탄소 녹색성장’을 표방하는 명실상부한‘대한민국 친환경 표준주택’이다.

　그린홈 플러스는 4가지 지표로 구성된다. 첫째는 Eco-friendly이며 이는 녹화시스템 구현과 수자원 절약을 위한 친환경기술 마련 및 반영을 의미한다. 둘째는 Comfort Health로 편리한 거주성 건설을 의미한다. 열 쾌적 설계와 실내공기질 향상을 위한 노력이다. 셋째, Low Cost는 초기 투자비의 신속한 회수와 유지관리비 및 에너지 소비 절감을 통한 경제성 실현이다. 그리고 마지막인 Zero Energy는 건물부하 저감으로 시스템 에너지를 낮추고 신재생에너지 기술적용에 도움이 될 실용성 구축이란 의미다.

　그린홈 플러스는 에너지 절감 단계별로 40%, 60%, 80%, 100%의 절감모델과 총 성능 비교를 위한 기존 공동주택 표준모델인 Base Model(에너지 다소비형 주택) 등 5개의 유니트로 구성돼 요소기술별 에너지 절감률과 에너지 소비량을 낮추기 위한 다양한 분석과 실험을 진행하고 있다.

　　

　/그린홈 플러스의 핵심기술

　 그린홈 플러스는 건물 미기후의 조절 및 열섬현상 저감을 통해 건물부하를 저감하고자 하는 외부 환경적 요소 (Site)와 건축물 단열, 기밀 설계 및 시공, 자연형 냉난방 기법을 구현하는 건축적 요소(Building), 그리고 에너지 효율적 설비시스템과 효율적 조명 제어시스템 구축 및 신재생에너지를 사용하는 설비적 요소(System)등에 이르는 3단계의 핵심기술로 이뤄져 있다.

　　

　① SITE 기술

　그린홈 플러스에서는 녹화시스템의 적용을 통해 구조체의 단열성능을 향상시킴으로써 하부 세대의 연간 냉난방 에너지를 절감하고 단위면적당 우수유출 저감과 초기우수 유출 지연시간을 확보했다. 또 수순환시스템을 통해 하수 배출량의 55% 정도를 절감하고, 처리된 용수를 재활용함으로써 화장실용수 및 기타(소방용수, 조경용수 등) 용수로 사용할 때 상수 수요량의 35%이상의 절감효과를 거둘 수 있다.

　　

　② BUILDING 기술

　기존의 내단열 시스템은 슬래브나 측벽 등 단열재 끊김 현상이 발생함에 따라 열교 부위를 통한 열 손실이 상당하다. 특히 겨울철 난방이 가동되는 바닥슬래브를 통해 빠져나가는 열 때문에 난방에너지의 손실이 크다. 이런 손실을 막기 위해 외단열시스템을 적용했고 PCM을 통해 건축자재의 축열 성능을 높여 실내 온도가 안정화되도록 했다. 또 건물의 이중창호시스템 적용과 전략적 자연환기 도입으로 중간기 확장 및 냉방부하 저감효과를 높일 수 있다.

　　

　③ SYSTEM 기술

　재실자의 쾌적성과 시스템 효율을 향상하기 위해 기존 난방패널에 온수 대신 냉수를 공급해 냉방하는 방식을 적용했다. 또 에너지절감 100% 모델에는 Capillary Tube System을 적용했다. 자연에서 모세관을 통해 물이 이동하는 원리를 이용, 개발한 시스템으로 직경이 작은 모세유관에 온수와 냉수를 순환시키며, 천정이나 바닥 혹은 벽을 통한 복사에너지로 열전달이 이뤄지는 냉난방시스템이다. 지열은 우수저장조의 우수를 보조열원으로 사용해 지중열교환기 천공비를 줄이며, 지열원시스템의 최대 약점인 초기 투자비 저감 및 시스템 성능개선이 가능하다. 그린홈 플러스에는 진공관식 태양열 급탕시스템도 적용했다. 안방 발코니 부분에 태양열 급탕시스템을 적용해 4인 가족의 온수 소비량 가운데 66% 이상을 충당하도록 했다. 태양광 발전시스템 또한 건물일체형으로 적용하는 것을 목표로 했다. 경사형 지붕과 파고라, 건물 외벽 등 건축요소와 일체화시켜 공동주택의 적용가능성을 검토했다.

　/GREENHOME PLUS의 향후 목표

　그린홈 플러스는 친환경적 거주성과 경제성을 고려한 실용적 그린홈 모델 수립에 의의를 두고 있으며 고층형 공동주택에도 적합한 저에너지 친환경 모델의 개발과 검증 실현에 노력하고 있다. 그리고 기술발전 단계를 고려한 단계별 에너지 절감모델 확립 및 실증 데이터베이스 구축을 통해 국가적 전략수립을 지원해 한국형 저에너지친환경 주택 모델의 Showcase를 확립하는 게 목표다.

　이를 위해 2세부 과제에서는 그린홈 플러스를 기반으로 설계가이드라인, 시공매뉴얼, 평가 툴을 개발해 실용화를 위한 초석을 마련하는 연구를 진행 중이다.

　그린홈 플러스는 실증 데이터를 토대로 개발한 기술의 실용화와 사업화를 지원함으로써 국내 건설산업의 기술적 발전과 국가 경쟁력 향상에 크게 기여할 것이다. 또 친환경 건축기술을 통합 적용해 성능을 검증하고 전문가와 일반인을 대상으로 지속적인 교육과 홍보를 시행함으로써 친환경 공동주택을 널리 보급, 확산하고자 최선의 노력을 기울일 것이다.



　원종서(대림산업 기술개발원 책임연구원)