최근 정부에서는 에너지 및 온실가스 감축을 위해 각종 제도를 신설하고 정책을 강화하고 있으며, 산업 및 수송 분야에서의 에너지소비 저감이 쉽지 않음을 감안할 때 국가의 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 전체의 20% 이상을 차지하는 건물 분야의 에너지소비 저감이 중요하고, 또 가장 빠르게 효과를 볼 수 있는 분야이다.

　범정부적인 차원에서도 건물 부문에서의 에너지소비 저감을 위한 각종 정책을 강화 또는 신설하고 있으며, 이에 따라 저에너지 또는 제로 에너지를 달성하면서도 쾌적하고 편리한 삶의 공간을 제공하는 친환경 공동주택인 그린홈의 공급을 위해 건설사로서는 미래 건설 산업을 좌우할 핵심 상품으로 연구하지 않을 수 없으며, 국제적으로도 새로운 녹색기술의 개발을 위한 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 예상된다.

　이에 따라 연구개발본부는 건설 산업 환경의 급격한 변화 속에서 저에너지 친환경 건설기술 개발에 매진하고 있으며 최신 기술의 현장적용에 앞장서고 있다. 세계최초로 ‘수소 직공급 방식 고분자 전해질 연료전지 시스템’을 건축물 내부에 적용하는 방안을 발주처에 제안하여 연간 건축물에서 소비되는 ‘전기에너지’ 및 에너지 소비에 따른 ‘탄소 배출’이 제로가 되도록 구현하였으며, 세대내 에너지 사용을 최소화를 하기 위해 자동화된 에너지절약 제어기술을 접묵하여 에너지·환경관리 시스템(TEEMS, Total Energy & Environment Management System)을 개발하였다, 또한 서머밸브를 적용한 절수형 급탕 시스템을 개발, 세대 급탕 사용시 물 절약과 사용자의 편리성을 향상시켰으며, 현재 쾌적 실내공기환경(Indoor Environmental Quality) 조성 기술 및 소음·진동 저감기술의 연구를 지속적으로 추진해 나가고 있다.

　제로 카본 건축 기술 구현

　국내외적으로 현재 건축물에서 제로 에너지를 위한 규제가 점차 강화되고 있는 현실에서 다목적 홀, 전시관, 영상관으로 구성된 전시 목적의 건축물에 신재생에너지원인 태양광(200kW), 풍력(3kW), 태양열(11MWh, 12㎡), 수소 직공급 방식의 연료전지(50kW) 기술을 활용하여 에너지 제로는 물론 탄소 제로(제로 카본)의 두 가지 목적을 달성하도록 설계 및 시공되었다.

　특히 수소 직공급 방식의 고분자전해질 연료전지 건축물 적용기술 개발을 통해, LNG 가스를 개질하여 수소를 생산하는 기존 연료전지의 문제점인 LNG개질시 발생하는 탄소(전기 1kW생산시 457g의 탄소배출)로 인해 추가의 신재생에너지 생산설비 설치가 요구되는데 이를 해결함으로써 연간 건축물에 소비되는 전기에너지 및 에너지 소비에 따른 탄소 배출이 제로가 되도록 구현하였다.

　본 건물의 탄소배출 저감량 시뮬레이션 분석결과 년간 에너지소비량 997.8MW/yr 화석연료를 사용하는 경우와 대비하여, 연간 약 이산화탄소 210t 저감이 가능한데 이는 소나무 4만2000주 그루에서 CO2를 처리하는 용량과 동일하다. 현대건설은 향후 추진하는 제로에너지, 탄소제로 건축물 시장 및 세계적인 청정 녹색도시 건설분야에 본 시스템을 적극 도입하고 발전시킴으로서 실질적인 탄소제로 건물 구현을 선도해 나갈 예정이다. 또한 다중 재생에너지(태양광, 지열, 풍력 등)와 가정용 연료전지에 대한 연구 및 이를 바탕으로 축적된 기술과 데이터를 바탕으로 하여 국내최초로 단지 전체(세대 및 공용부)의 총 에너지사용량 10%이상을 신재생 에너지로 적용한 친환경, 저에너지 아파트 단지의 구현에 일조하였다.

　통합운영시스템 및 에너지·환경관리 시스템 개발을 통한 에너지 절감

　현대건설은 그린힐스테이트 플러스의 핵심 기술의 하나로서 세대용 토털 에너지·환경관리시스템(TEEMS, Total Energy & Environment Management System)의 개발을 완료하였으며, 환기분야 최초로 녹색기술인증(GT-11-00166호)을 취득하였다.

　개발된 기술의 기존기술과의 차별성 및 특징을 분석하면 <표>와 같으며, 세대용 에너지 기기의 자동화된 에너지절약 제어기술에 의해 에너지 사용을 최소화할 뿐 아니라, 실내환경의 관리, 에너지 사용 정보 와 환경정보의 제공, 날씨 정보 및 생활 편의 정보 등을 제공한다. 향후 매크로 그리드와 연계가 가능한 건물ㆍ단지ㆍ도시 차원에서의 통합운영시스템 및 에너지·환경관리시스템의 개발도 수행하고 있다.

　<표> 기존기술과의 차별성 및 특징

　서머밸브를 적용한 급탕시스템 개발을 통한 수자원 절감기술

　기존의 세대 및 건물에서 온수를 사용하는 경우에, 대부분의 사람들은 적정한 온도의 온수가 토출될 때까지 배관내의 차가워진 물을 버리고 있어 불필요하게 수자원을 낭비하고 있다는 점에 착안하여, 본 기술을 개발하였다. 국토해양부 건설 신기술(제633호)로 지정된 ‘서머밸브를 적용한 절수형 급탕시스템’은 환탕배관을 채용하고 잔류수 순환을 통해 온수사용량을 최대 50%까지 저감할 수 있게 하였다. 또한 동시에 다수의 수전 사용 시 온도편차를 ±0.5℃, 유량편차를 12∼24%로 조정하여 사용자 편리성을 극대화 시켰다.

　<그림> 절수형 급탕시스템 배관공법

　쾌적 실내공기환경 조성 기술 연구

　환경에 대한 인식의 제고와 더불어 웰빙(well-being)에 대한 국민적 관심이 증폭되면서, 거주공간에서의 실내공기질(Indoor Air Quality)에 대한 관심과 우려 또한 증가하여 왔다. 현대인이 하루 중 실내에 머무르는 시간이 이동수단을 포함할 경우 90%를 상회한다는 점을 고려할 때, 실내공기환경은 재실자의 건강과 쾌적감에 직결되는 중요한 요소라 할 수 있다.

　다중이용 시설 및 공동주택에서는 실내공기질관리법에서 제시하고 있는 오염물질 권고기준을 충족할 수있도록 설계 시점부터 시공 및 완공 이후 입주 시점까지 철저하게 현장관리를 수행하고 있지만, 입주 이후 입주자들이 반입하는 가구 등에서 발생하는 유해물질에 대해서는 제거하기가 어려운 실정이다.

　따라서, 실내환경 감지센서가 장착된 환기시스템 개발을 완료하여 건물 사용 중에 발생하는 오염물질에대해서는 환기를 통해 적극적 배출될 수 있도록 대응하고 있으며, 한편으로는 유해물질(포름알데하이드, 휘발성유기화합물 등)을 흡착하여 제거할 수 있는 기능성 벽지를 개발완료(현재 포름알데하이드 흡착율은 80% 수준)하였으며, 지속적 연구개발을 통해 건강하고 쾌적한 실내환경(Indoor Environmental Quality)을 조성 유지할 수 있는 건축물을 공급하고자 한다.

　소음·진동 저감기술 연구

　현대의 건축물은 외부환경으로부터 인간을 보호하는 단순한 보호처의 역할 뿐 만 아니라 사용목적에 적합한 인간의 생활을 담는 그릇의 역할을 해야 한다. 특히 거주자의 질적 요구가 점차 높아짐에 따라 건강과 정신적 영향에 직간접적인 영향을 주는 물리적 인자(소음·진동)에 대한 세분화된 기술과 쾌적성을 확보해야한다. 이에 현대건설에서는 소음·진동분야의 중점사항중 하나로 감성을 설정하였으며 실내거주환경의 쾌적함을 확보하기 위해 요소기술의 개발에 몰두하고 있다.

　보행, 율동 등에 의한 바닥진동 및 2차적으로 발생하는 자려진동(Self exciting vibration)의 저감을 위한 분산형 소형 댐퍼의 개발 및 기계 및 충격 진동에 의한 고체전달음(방사소음)의 해석기술연구 등 거주자의 사용성 향상을 위한 연구를 수행하고 있다.

　현대건설 연구개발본부

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