개발단위별 탄소저감요소 및 적용기술 파악 1) 건물단위에서의 탄소저감요소별 적용기술 파악

◦재생에너지 관련

－패시브 솔라(Passive Solar)는 별도의 설비장치 없이 태양광을 자체를 그대로 활용하는 것을 의미함. 창의 면적을 넓혀 일조량을 높이고 유리 문을 이중으로 하여 단열성을 높이며, 바닥이나 벽, 천장 등의 축열성 을 좋게 하며 실내공기의 흐름을 좋게 하는 것과 같이 건축계획적 방식 으로 태양열을 이용하는 것을 말함. 열을 얻고 자연채광과 환기조절을 위해 지붕창을 내거나 벽체와 지붕에 자연대류 순환(thermosyphoning) 방식을 채용하기도 함. 특별한 기기나 장치를 사용하지 않기 때문에 건 축경비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기본적인 운영 경비도 들지 않음.

－액티브 솔라(Active Solar Panels)는 태양에너지를 모아서 물로 열을 전 이시켜 급탕에 활용하는 것을 말함. 태양열 축열(active solar thermal)이 대표적으로 태양열 에너지를 물이나 공기로 모아서 그 열을 건물내부 에서 사용하게 됨. 태양열 집열기를 지붕에 설치하여 사용하게 되며, 약 400kWh/㎡y를 양산하게 됨.

－태양광(Photovoltaics)은 태양방사를 통하여 전기를 생산하는 환경친화

적인 시스템으로서 건물에서는 지붕이나 벽에 설치하며 정남방향으로 약 20도 각도로 설치되며, 태양광 판넬은 나무나 다른 건물에 의하여 그늘이 지지 않도록 해야 함. 품질이 높은 단일결정의 판넬은 정남향으 로 30도 각도로 설치할 경우 약 100kWh/㎡y를 양산하게 됨.

－풍력에너지는 거대한 풍력발전 터빈을 돌려 전기를 생성하는 것으로 상업적으로도 활용이 가능하나, 시각적으로나 청각적으로 문제를 발생 시킬 수 있으므로 설치 시 별도의 검토가 필요함. 도시지역의 경우 평 평하지 않은 지형적 특성 때문에 전원지역에 비하여 다소 풍속이 줄어 드는 경향이 있으나, 일부지역에서는 난기류 때문에 풍속저감 작용이 다소 보완됨. 건물들은 높이와 난기류의 이점으로 풍력발전을 위한 돛 대의 역할을 함. 도시지역에 적정한 작은 규모의 풍력터빈은 전반적으 로 약 15∼30%의 효율을 갖으며, 출력은 약 150∼300kWh/㎡y 정도임. 터빈은 일반적으로 수평축 터빈과 수직축 터빈으로 나누어짐. 도시지역 에 적절한 작은 규모의 풍력발전은 건물형태에 따라 세 가지 형태로 나 누어짐²³⁾. 풍력발전 터빈을 설치할 경우 소음²⁴⁾을 고려하여 설치하여

23) 주변이 상대적으로 개방된 높은 건물에 설치되는 바람 포획형(wind-catcher)과 요철이 있어 난기류가 발생하는 낮은 건물지역의 건물에 설치되는 바람 수집형(wind-collector), 그리고 높은 건물이 밀집한 지역으로 높은 풍속과 난기류가 발생하는 지역의 건물에 설치하는 바람 분배형(wind-sharer)으로 나누어짐.

24) 풍속이 5m/s일 경우, 터빈 중심에서 4m 정도 떨어진 곳에서의 소음은 55dBA 정도로 이것은 도시지역의 소음수준에 영향을 주지 않으나, 풍속이 높을 경우 이러한 소음이 도시지역에서 의 풍력 활용에 매우 중요한 요인으로 작용할 수 있음.

야 하며, 미래에는 태양광 판넬과 통합하여 지붕을 디자인하는 방안이 마련될 필요가 있음.

자료：Randall Thomas(2003), Sustainable Urban Design, Spon Press

<그림 5-1> 수직축 풍력터빈 장치들(상)과 도시에서의 풍력발전유형(하)

－지열은 공기에 비하여 항상 균일하기 때문에, 냉난방자원으로 활용하는 것이 가능하다. 이것은 대수층에 자리잡고 있는 물로부터 12°C로 추출 하여 냉방에 활용하고, 그것을 다시 대수층에 다소 높은 온도로 되돌려 주는 방식으로 이루어짐. 지하수로부터 이용이 가능한 에너지는 열을 공급하는 열펌프를 사용함으로써 많이 개선됨. 그러나 대부분의 열펌프

는 오존층을 파괴하고 CO2를 발생시키는 냉각제를 사용하므로, 새로운 물질로 대체할 수 있는 방안이 마련되어야 함.

◦우수 및 중수 등 물의 재활용 관련

－건물단위에서의 물관리는 물의 사용을 줄이고 재활용하는 문제와 밀접 한 관련이 있으며, 단지 및 도시단위의 경우 자연으로부터의 물의 보전 과 관리문제와 관련이 있음.

－따라서, 건물단위에서는 우수 재활용이 중요한 항목으로 고려되고 있으 며, 화장실에서 사용된 것을 제외한 부엌, 세면대, 샤워기 등에서 나온 중수도를 재활용하는 것이 또 하나의 중요한 항목으로 고려되고 있음.

－<표 5-4>에서 보는 바와 같이, 가장 많은 에너지를 소비하는 가정에서

식음에 사용되는 물의 양은 6%에 불과하며, 수세식 화장실에서 사용하 고 있는 물의 양은 35%에 달함. 양질의 물을 필요로 하지 않는 화장실 에서 이러한 중수를 활용하여 물의 사용량을 줄이는 방안이 중수도 재 활용이며, 이러한 방법은 우리나라를 포함한 여러 나라에서 이미 사용 되고 있음²⁵⁾.

구분 식음 정원관리/세차 세면기 세탁 식기세척 세면/샤워 수세식화장실

비율 6% 6% 8% 12% 13% 20% 35%

자료：Randall Thomas(2003), Sustainable Urban Design, Spon Press

<표 5-4> 영국 가정의 물사용 비율

◦재료 관련

－지속적인 도시화는 도시로부터 엄청난 양의 재료유입을 수반하고 있음. Thomas(2003)에 의하면, 영국의 경우, 도로, 건물, 농장, 강의 산성화를 방지하기 위하여 사용하는 재료가 매년 1인당 6ton에 이르고 있는 것으 로 나타남. 이 중에서 콘크리트와 콘크리트에 사용되는 철근이 각각

25) 도쿄의 경우, 연상면적 30,000㎡ 이상 건축물의 경우 우수(Rain Water)를 재활용하고, 중수 (Grey-Water)를 활용하는 시스템을 갖추도록 규정하고 있음.

2ton으로 이들이 대부분의 양을 차지하는 것으로 나타남.

구분 Very-high-energy High-energy Medium-energy Low-energy

에너지

자료：Randall Thomas(2003), Sustainable Urban Design, Spon Press

<표 5-5> 재료별 생산에 필요한 에너지 요구(단위：GJ/tonne)

26) Thomas(2003)에 의하면, 전형적인 오피스건물의 경우, 재료 생성 시 구현된 에너지가 건물 전체 생애에서 사용된 에너지의 7~10%를 차지한다고 함.

2) 단지단위에서의 탄소저감요소별 적용기술 파악

◦단지단위의 탄소저감요소는 녹지 및 식생요소와 깊은 관련

－건물단위에서 단지단위로 개발단위가 넓어지면서 달라지는 것은 무엇 보다도 외부공간의 발생이며, 외부공간의 주요한 요소인 녹지 및 식생 요소가 비중있게 다루어짐.

－식생은 광합성을 통하여 공기 중 탄소를 산소로 전환시켜주고, 미세먼 지와 많은 오염원을 제거하며, 소리를 흡수하고, 습도를 조절하는 한편, 기온을 조절하는 기능을 수행하여 여름에는 온도를 낮춰주고 겨울에는 바람막이 역할을 하여 온도를 조절하여 주는 역할을 함.

－또한, 녹지는 도시에 미학적 가치를 가져다 줄 뿐만 아니라 지역의 미 기후를 개선하고, 환경적 영향을 감소시키며, 도시거주자들에게 정신적 휴식을 제공함. 아울러 도시에서의 자연과 조경은 도시에서의 삶의 질 을 개선시키고 지역을 여러 가지 의미에서 보다 더 지속가능하도록 만 드는데 중요한 역할을 하게 됨. 이러한 녹지 및 식생의 역할을 세부적 으로 살펴보면 다음과 같음.

－우선 미기후 변화를 살펴보면, 식생군은 광합성과정에서 탄소를 흡수하 여 산소를 발생시킴²⁷⁾. 또한, 공중에 부유하는 미세먼지나 오염물질을 흡착하여 부유하는 미세먼지 비율을 줄이며, 소음을 흡수하는 기능을 수행함. 그리고, 습도를 조절하며 여름에는 온도를 낮추고 겨울에는 온 도를 높이는 온도조절기능도 수행한다. 그밖에 풍속을 50%까지 줄여 체감온도를 낮춤으로써 건물의 난방요구를 근본적으로 줄이게 됨.

－이러한 기후조절요인과 함께, 공원, 정원, 식물, 나무와 같은 도시 내 녹 지는 도시지역을 보다 더 살기에 매력적인 장소로 만들어 도시생활의 삶의 질을 높임. 이러한 요인은 사람들을 교외지역으로부터 도시지역으

27) 5개의 나무는 1년간 차1대에서 나오는 탄소를 99년 넘게 흡수하는 것으로 알려져 있음.

로 유입시키는 요인이 되며, 이외에도 사람들의 심리 및 복지에도 영향 을 미치게 됨.

－마지막으로, 녹지 및 식생은 곤충, 새, 작은 포유류들의 식량자원이자 피신처의 역할을 하고, 이것은 다시 다른 동물들의 식량자원이 되는 먹 이사슬을 형성하여 종의 다양성을 유지시켜 주는 요인이 됨. 특히, 식 생은 종의 다양성을 유지하고 창출하는데 중요한 역할을 함. 이것은 하 나의 객체가 아니라, 식물과 나무가 결합되어 이루어지며, 토양, 물, 기 후조건에 의하여 만들어짐. 이러한 조건들이 서로 연계되어 다른 종을 유인하는 지역의 서식지역할을 하게 됨²⁸⁾.

◦녹지 및 식생요소는 물 요소와 밀접하게 관계

－위에서 언급한 바와 같이, 물과 식생은 외부공간을 구성하는 주요 요소 로서 서로 긴밀하게 연계되어 있음. 하지만, 단지차원에서의 수자원은 지표의 포장에 의하여 대부분이 유실되거나 사라지는 경우가 허다하므 로, 이의 보전과 관리가 관건이라고 할 수 있음²⁹⁾.

－지하수는 도로에 사용하는 제빙물질, 산성비, 매립물질에서 발생하는 염화물질과 암모니아 등 다양한 물질에 의해 오염될 수 있으므로, 신중 한 관리가 필요함. 또한, 표층수는 도시화 과정을 통하여 토양이 아스 팔트로 포장됨에 따라 많은 양의 물이 유출되고, 이것은 많은 양의 태 양 복사열을 흡수하여 도시열섬을 야기하는 주요 요인이 되고 있음³⁰⁾.

－Thomas(2003)는 지하수와 표층수를 보호하여 물의 오염과 유실을 줄이

28) 숲, 나무군락, 관목띠, 초지, 방목지, 연못, 강변, 하천 등 서로 다르지만 연계된 많은 서식지 들은 도시에 야생동물을 유인하고 생물다양성을 개선하는 좋은 방법으로 알려짐.

28) 숲, 나무군락, 관목띠, 초지, 방목지, 연못, 강변, 하천 등 서로 다르지만 연계된 많은 서식지 들은 도시에 야생동물을 유인하고 생물다양성을 개선하는 좋은 방법으로 알려짐.