패시브 하우스
패시브 하우스(passive house)는 단열·기밀·환기에 초점을 두고 건축하여 연간 20도 가량을 유지하는 데 냉난방 비용이 아주 적게 드는 집을 말한다.[1]
개요[편집]
패시브 하우스는 첨단 단열공법을 이용하여 에너지의 낭비를 최소화한 건축물을 가리킨다. '수동적(passive)인 집'이라는 뜻으로, 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스(active house)에 대응하는 개념이다. 액티브 하우스는 태양열 흡수 장치 등을 이용하여 외부로부터 에너지를 끌어 쓰는 데 비하여 패시브 하우스는 집안의 열이 밖으로 새나가지 않도록 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않고도 실내온도를 따뜻하게 유지한다.
구체적으로는 냉방 및 난방을 위한 최대 부하가 1㎡당 10W 이하인 에너지 절약형 건축물을 가리킨다. 이를 석유로 환산하면 연간 냉방 및 난방 에너지 사용량이 1㎡당 1.5ℓ 이하에 해당하는데, 한국 주택의 평균 사용량은 16ℓ이므로 80% 이상의 에너지를 절약하는 셈이고 그만큼 탄소배출량을 줄일 수 있다는 의미이기도 하다.
기본적으로 남향(南向)으로 지어 남쪽에 크고 작은 창을 많이 내는데, 실내의 열을 보존하기 위하여 3중 유리창을 설치하고, 단열재도 일반 주택에서 사용하는 두께의 3배인 30㎝ 이상을 설치하는 등 첨단 단열공법으로 시공한다. 단열재는 난방 에너지 사용을 줄이는 것이 주목적이지만, 여름에는 외부의 열을 차단하는 구실도 한다.
또 폐열회수형 환기장치를 이용하여 신선한 바깥 공기를 내부 공기와 교차시켜 온도차를 최소화한 뒤 환기함으로써 열손실을 막는다. 이렇게 함으로써 난방시설을 사용하지 않고도 한겨울에 실내온도 약 20℃를 유지하고, 한여름에 냉방시설을 사용하지 않고 약 26℃를 유지할 수 있다. 건축비는 단열공사로 인하여 일반 주택에 비하여 1㎡당 50만 원 정도 더 소요된다.
1991년 독일의 다름슈타트(Darmstadt)에 첫 패시브 하우스가 들어선 뒤로 독일을 중심으로 유럽에 빠르게 확산되고 있다. 특히 독일의 프랑크푸르트는 2009년부터 모든 건물을 패시브 하우스 형태로 설계하여야만 건축 허가를 내주고 있다.[2]
역사[편집]
1988년 5월 스웨덴의 보 아담슨 교수와 독일의 볼프강 페이스트 교수의 아이디어에서 시작되었다. 독일 헤센 주의 지원을 받아 연구가 진행되었으며, 1991년 다름슈타트에 최초의 주거용 패시브 하우스가 지어진다. 1996년 9월 패시브하우스 연구소(Passivhaus-Institut)가 설립되어 기준안 제정 작업을 진행하였으며 이후 독일과 유럽으로 확산된다. 2000년대 말 기준으로 약 1만 5천에서 2만채 가량이 지어진 것으로 추정된다.[3]
주요 기술[편집]
태양빛을 많이 받기 위해 주로 남향으로 지어지는데, 집의 남쪽에는 크고 작은 창을 많이 내며, 열을 보존하기 위해 3중 유리창이 주로 사용된다. 첨단 단열재를 사용하여 겨울에는 따뜻하게 유지하고 여름에는 외부의 열을 차단하고 온도와 습도를 적절하게 유지한다. 이 첨단단열재들과 3중 유리창이 우리가 흔히 쓰는 보온병의 역할을 한다고 보면 된다. 패시브하우스는 환기가 매우 중요한데, 환기기술 중 대표적인 것이 폐열 회수형 환기장치라는 것이다. 바깥공기와 내부의 공기를 교차시켜 온도차를 최소화 한 후에 환기함으로써 열 손실을 막아주면서 환기를 시키는 장치이다.[3]
보급 상황[편집]
패시브 하우스 건축 개념은 독일에서 시작되었고, 서 북유럽 국가에 건축법이 널리 보급되었다. 환경에 대한 관심이 많아진 요즘에 와서는 한국을 포함한 세계 각국에서 패시브 하우스의 보급에 관심을 기울이고 있다. 벽의 단열 기술, 2중창 로이유리 등 단열 창호의 사용, 기계식 열 회수 환기장치, 햇빛과 가변식 햇빛 가리개의 적절한 활용이 핵심이다. 한국에서는 2017년 12월부터 30세대 이상 신축 공동주택의 에너지 의무절감율을 패시브 하우스라 할 수 있는 수준으로 상향하였다. 정부 24 동네 커뮤니티나 부동산 카페 같은 곳을 보면 신축 아파트에서는 한겨울에도 아주 적은 비용으로 20도 이상 실내 온도 유지가 가능하다는 반응이 많다. 집을 살 때 연식과 세대수를 고려하면 좋을 것이다.[1]
장단점[편집]
장점
- 냉·난방비 절약
- 화석 연료 사용 절감과 미세먼지 감소 : 추운 계절 한국의 도시에서 발생하는 미세먼지는 가정과 공장의 보일러가 가장 큰 원인으로 40% 정도를 차지한다고 한다. 중국과 몽골은 더 심각한데, 2019년 기준으로 이 나라 사람들은 한국보다 훨씬 단열 안 된 집에 살면서 석탄으로 난방을 한다. 때문에 북서쪽에서 날아오는 미세먼지는 공장 등 산업 분야에서 발생한 것 뿐 아니라 일반 가정집에서 나오는 것도 만만치 않다. 패시브 하우스의 대량 보급은 보일러의 사용을 극적으로 줄여버리기에 미세먼지 절감에 엄청난 효과가 있다.
단점
- 꽤나 고도의 시공숙련이 요구되므로 건축 비용이 많이 든다. 특히 단열과 방수, 기밀작업까지 시작하여 열 교환을 위한 덕트설치까지 비용과 시간, 그리고 숙련된 시공기술이 필요하다.
- 특정 상황에서 냉·난방부하가 아주 크게 걸린다 : Low-E 유리(이하 로이유리)는 분명히 열 효율을 올려 주어 좋은 효과를 내는 것은 맞지만 현장에서는 로이유리를 외기와 맡닿는 외부 유리표면을 1번으로 시작해서 안으로 들어가면서 번호를 매기는데 사용환경이 낮이냐 밤에냐에 따라서 코팅을 하는 표면의 번호가 달라진다 이에 유리를 잘못 끼우거나(이중유리의 경우 주거용은 출근 후 퇴근하고나면 밤에 주로 사용되므로 열을 가두어 손실을 막기위해 2번 공장이나 업소등은 낮에 주로 사용되어 3번에 주로 코팅함) 로이유리는 주로 에어컨이나 보일러가 주로 가동되는 시간 즉 사람이 많이 있는 시간에 효과를 보기 위함으로 사람이 없을 시간대에 사용할경우 이상고온이나 이상저온에 시달릴 수 있어 특정 상황에선 냉·난방부하가 아주 크다.[1]
대표적인 사례[편집]
2000년대 후반에 시작되었으나 정확한 정보를 얻기 힘들고, 높은 비용으로 인해 대중화되지 못하고 있다. 2012년 기준 30~40채 정도가 등록되어 있다. 그러나 2015년 12월 파리기후변화협약을 계기로 대한민국에서도 2030년까지 온실가스 감축을 목표로 함에 따라 제로에너지 건축물 활성화 정책을 펴고 있다. 2017년 충북 청주시 서원구 남이면에 가온누리마을이라는 이름으로 패시브하우스단지가 건축되었다. 생태 도시라 불리는 순천에서는 단독주택이나 주상복합건축물을 패시브 하우스로 건립할 경우 공사비의 보조금을 지원하고 있으며, 순천 명말 마을경로당 등 공공건축물들도 패시브 하우스로 짓고 있다. 그리고 성남 전원주택으로 한국 패시브 건축협회의 에너지 컨설팅을 요청한 건축주에 의해 패시브 하우스를 계획하였는데 단위 면적당 난방으로 사용되는 에너지가 2.2ℓ인 주택도 있다. 이 외에 전국 각지에서 세미나, 워크샵 등이 이루어지면서 패시브 하우스에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 또한, 독일의 기후에 맞게 설계된 기존의 패시브 하우스를 변형시켜 온돌과 결합하는 등 국내의 기후와 조건에 맞게 변형시키고 연구하려는 움직임이 활발해지고 있다.[3]
제로 하우스[편집]
제로하우스(zero house)는 태양열, 지열, 풍력 따위의 신재생 에너지만을 이용하는 에너지 자립형 건물을 말한다. 에너지 제로하우스(Energy zero house) 또는 제로 에너지 빌딩(zero-energy building)이라고도 한다.
제로하우스는 외부로부터 에너지를 공급받지 않고 자체적으로 에너지를 생산·사용하며, 내부의 에너지가 외부로 유출되는 것을 차단하여 에너지를 절약하는 친환경 건축물의 일종이다. 화석연료의 사용으로 발생되는 이산화탄소는 온실가스를 생성하고, 이는 지구온난화 및 기후변화로 이어진다. 이러한 현상을 막기 위해 전 세계적으로 탄소 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있으며, 그 일환으로 등장한 것이 에너지 제로 하우스이다. 에너지 제로 하우스는 외부로부터 에너지를 공급받지 않고 자체적으로 에너지를 생산·사용하며, 내부의 에너지가 외부로 유출되는 것을 차단하여 에너지를 절약하는 친환경 건축물의 일종이다. 즉, 에너지 소비량을 0으로 함으로써, 에너지 사용으로 인해 발생하는 탄소 배출량이 0인 집이다.
에너지 제로 하우스는 크게 두가지로 나누어지는데, 먼저 패시브 하우스(Passive house)는 내부와 외부 간 열의 이동을 차단하는 단열공법과 외부 공기가 내부로 들어오거나 내부 공기가 외부로 나가는 것을 막는 기밀공법 등을 적용하여 건물 외부로 열이 빠져나가는 것을 방지하는 형태로, 에너지 효율을 높이는 것에 주안점을 둔다. 액티브 하우스(Active house)는 태양광이나 지열 등 신재생 에너지를 생산하여 에너지를 얻는 형태인데, 최근에는 패시브 하우스와 액티브 하우스를 결합하여 에너지 효율을 높이면서 필요한 에너지를 자체적으로 생산해내는 구조로 발전하고 있다. 에너지 제로 하우스는 에너지 자립률에 따라 인증등급을 나누며, 1차 에너지 소비량 대비 1차 에너지 생산량을 기준으로 1~5등급으로 나누어진다.[4]
특징[편집]
제로하우스란 에너지 절약 건축기술 및 발전 설비 등을 도입하여 주택에서 발생하는 에너지를 최소화하고 신재생 에너지를 적용하여 주택에서 소비될 에너지를 자체적으로 생산해서 외부의 에너지 필요를 최소화한 주택이다. 제로하우스의 종류는 크게 패시브 하우스, 액티브 하우스, 하이브리드 솔라 하우스로 나눌 수 있다. 한국에서 가장 에너지 소비량이 많은 지역인 서울을 기준으로 했을 때 소비분야별 에너지 사용 비율은 가정,상업이 55.9%, 수송이 29.9%, 산업 7.7%, 공공부문 6.5%로 나타난다. 이는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있고 자주 사용하는 건물에서 소비되는 에너지의 양이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 서울에서 소비되는 에너지의 에너지원 비율는 석유, 도시가스, 전력이 전체의 95%를 차지하고 열,신재생에너지는 5%도 되지 않는다. 석유는 가장 잘 알려지고 널리 쓰이는 화석연료이다. 도시가스는 일반적으로 LPG를 기화시켜 각 가정으로 공급하는 가스를 말한다.
여기서 LPG도 석유성분에서 추출한 것이므로 화석연료이다. 또 한국에서 전력생산은 석탄을 이용한 화력발전의 비율이 가장 높고 그 다음이 원자력발전, 가스 순이다. 따라서 95%를 차지하는 에너지원은 모두 화석연료라고 할 수 있다. 이런 화석연료는 대기중으로 이산화탄소를 많이 발생시켜 환경오염과 지구온난와의 원인이 될 수 있으므로 이를 줄일 노력이 필요하다. 대한민국의 건축물에서 소비되는 에너지 중 공동주택, 단독주택이 포함된 주거용 건물에서 소비되는 비중이 비주거용 건물보다 높다. 이를 통해 전체 에너지 사용량중 건물에서 소비되는 양이 높고, 그 중에서도 주거용 건물의 비중이 높기 때문에 주거용 건물의 에너지 소비량을 감축시킨다면 에너지 절약과 탄소배출 감축에 큰 기여를 할 수 있을 것이다. 따라서 제로하우스가 탄소중립의 목표를 달성하기에 중요한 기술이며 앞으로 발전해 나아가야 하는 분야이다.[5]
종류[편집]
패시브 하우스
1996년에 설립된 독일 패시브하우스연구소(Passivhaus Institut)에서 패시브 하우스에 대한 정의가 정립되고 전파되었다. 이에 따르면 패시브하우스는 '에너지 효율적이며, 쾌적하고, 경제적이면서 동시에 환경 친화적인 건축물'이며, 기술적으로는 '전통적인 방식의 냉, 난방 설비를 별도로 설치하지 않아도 열회수형 환기장치'를 통해 공급 가능한 냉각과 가열만으로도 실내에서 쾌적감을 느낄 수 있는 건축물이다. 현재에도 계속 그 의미가 이어져 패시브 하우스는 고효율 기술을 활용한 건물 에너지 성능 향상, 기밀과 환기를 적용한 쾌적한 환경 제공 그리고 에너지 성능 목표 중심의 경제성 확보를 통해 온실가스 배출량을 감소시키는 친환경 건물을 지칭하고 있다. 패시브 하우스의 기준은 연간 소요되는 난방 에너지가 건물 당 15kWh 미만이며 냉, 난방과 온수, 전자기기와 같은 1차 에너지의 연간 소비량도 m²당 120㎾h 미만의 조건을 충족해야 한다.
액티브 하우스
액티브 하우스는 자체적으로 에너지를 생산해 외부의 별도 에너지를 공급받을 필요가 없는 에너지 자립형 주거 양식이다. 액티브 하우스에서는 환경에 대한 부담이 적은 에너지 생산방식인 신재생 에너지가 주로 사용된다. 특히 태양열 에너지가 많이 사용되어 '솔라하우스'라고도 불린다. 이렇게 생산한 에너지로 냉난방을 가동한다.
액티브 하우스의 원칙으로는 다음의 3가지가 있다.
- Comfort
- 건강함, 편안함, 행복을 촉진하는 실내 환경을 제공하는 건물
- Energy
- 에너지 효율적이고 운영하기 쉬운 건물
- Environment
- 환경 및 문화자원에 최소한의 영향을 미치는 건물
하이브리드 솔라 하우스
하이브리드 솔라 하우스란 신재생 에너지를 사용하는 액티브 하우스와 불필요한 에너지 낭비를 줄이는 패시브 하우스의 기능을 합친 집이다. 예를 들어 태양전지를 통해 에너지를 생산하고, 벽과 바닥 등에 에너지를 저장하여 탄소배출을 최소화한다.[5]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈패시브 하우스〉, 《나무위키》
- 〈패시브 하우스〉, 《위키백과》
- 〈패시브 하우스〉, 《두산백과》
- 〈에너지 제로 하우스〉, 《두산백과》
- 〈제로하우스〉, 《나무위키》
같이 보기[편집]
