기존연구 분석

국내 ZEB관련 연구는 기존 건축물 에너지 효율 개선, 친환경 건축물, 저에너지 건축물, 패시브 하우스 등의 연구에 기반을 두고 발전되어 왔다. 제로에너지건축 물 인증제도가 시행된 2017년 1월 이후로는 제로에너지 건축물과 관련된 키워 드로 많은 연구들이 진행되어 왔으며, 주 연구 분야는 크게 정책 및 현황분석, 설계 및 기술요소 분석, 비용효율 및 공사비 분석으로 구분할 수 있다. 정책 및 현황분석 연구를 살펴보면 신성우(2015)의 연구에서는 현행 제로에너지 인증제 도가 없던 초기 제로에너지 정책 환경에서 친환경 제로에너지 건축시장 조기 활 성화를 위한 국내외 정책을 비교하여 전력요금 요율체계 개편과 제로에너지 빌 딩의 지구화 사업 등의 방안을 제시하였고, 김예성(2017)은 현행 유사 제도인 녹색건축인증, 건축물 에너지효율등급 인증, 제로에너지건축물 인증의 비교를 통 한 개선안 도출과 제로에너지 건축물의 현황 및 기존 건축물 제로에너지화 유도 를 위한 개선과제를 도출하였다. 또한 이승언 외(2017)의 연구에서 국내 제로에 너지건축물 인증제도와 국외의 평가기준 등을 비교하여 가이드라인 및 개선안을 제시하였다. 정책 및 현황 분석 연구들은 대부분 국내외 정책을 비교하고 연구 가 진행된 당시의 정책 및 평가방법 개선안 등을 제시하는 연구가 주를 이루었 다. [표 1-3]

저자 연도 용도 연구분야

평가항목 인증제 현황 시뮬레이션

주거 주거외 법/가이드라인 지원금/경제성 용적률/건폐율

김민경, 김민영 2011 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이충국 외 2012 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

조동우 2014 ◎ ◎ ◎

신지웅 2014 ◎ ◎ ◎ ◎

신성우 외 2015 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

채수권 외 3 2016 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

왕광익 2016 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

조수, 성욱주 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

서동현 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김기태 외 2017 ◎ ◎ ◎ ◎

김미영, 이종영 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김예성 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이승언 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김대익 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김유신 외 2018 ◎ ◎ ◎

[표 1-3] 제로에너지 인증 제도 분야 연구 요약

설계 및 기술요소 분석 분야의 연구로는 정창헌(2017)의 연구에서 PV시스템을 적용한 공동주택의 적정 건축규모를 분석하여 PV만 활용한 경우 현행 제로에너 지 건축물 인증 달성여부를 분석하였다. 결론적으로 PV만 활용한 제로에너지는 달성이 불가능하며, 단독주택인 경우에 한하여 가능한 것으로 나타났다. 공동주 택의 경우에는 지상 3층 6세대까지는 전력수요량을 제로화 가능하지만 열에너지 제로화는 불가능 한 것으로 분석되었다. 윤석열(2012)의 연구에서는 슈퍼단열재 를 적용한 단열성능과 침기량 변화에 따른 패시브하우스 에너지 절감효과를 분석 하였고, 이항주(2018)의 연구에서는 현행 제로에너지건축물 인증제 고도화를 목 적으로 각 부하별 연관성을 분석하였으며, 기후조건, 열관류율, 창 면적 비율과 냉/난방 에너지 소요량 관계를 분석하여 현행 기준의 조정안을 제시하였다.

이명주(2018)의 연구에서는 우리나라의『에너지절약형 친환경주택의 건설기준』

과 독일의 『패시브하우스 기준』을 비교하였고, 공동주택 패시브 디자인 부분에 서 달성할 수 있는 열성능 수준을 세분화하여 향후 패시브하우스 달성을 위한 기 술수준을 제시하였다. 설계 및 기술요소 분석 분야의 연구를 종합해보면 국내외 패시브 기술수준을 비교/분석하여 달성 가능한 건물 자체의 열성능 확보에 주안 점을 두거나, 액티브 디자인의 관점에서 신재생에너지 설비의 조합 또는 신재생 에너지 설비의 에너지 생산량 분석을 통한 제로에너지 달성가능 여부를 판단하였 다.

마지막으로 비용효율 및 공사비 분석 연구분야의 경우 임인혁(2016)의 연구에 서제로에너지 시범단지 공동주택에 대한 추가시공비와 장기수선금을 분석하였 고, 송승영(2012)의 연구에서는 기준모델 건물에 대한 기술수준에 따라 대안별 비용효율 분석을 실시하였다. 분석한 기술수준은 부하저감요소, 고효율설비, 신 재생에너지로 구분하여 각 대안별 시공에 필요한 소요비용과 그에 따른 1차에너 지 저감율을 분석하였다. 조명진(2017)의 연구에서는 제로에너지 건축물 실태조 사와 인터뷰를 통해 제로에너지 건축물 인센티브의 실효성과 인증제도 활성화

방안을 제시하였다. 김미연(2018)의 연구에서는 서울 공동주택 3개 단지에 대 하여 mini-PV, PV, BIPV, STE(Solar Thermal Energy:태양열), GES(Geothermal Energy System:지열)을 적용하여 ECO2 시뮬레이션을 통해 달성가능 여부를 확인하고 각 시나리오별 공사비를 분석하였다. 분석 결과 제로 에너지 인증 달성을 위한 추가 공사비는 면적당 약 3.4만원~3.6만원으로 나타 났으며, 각 단지별로 제로에너지 1등급 달성을 위해서는 면적당 약 20만원의 추 가 비용이 발생 할 것으로 예상하였다. 비용효율 공사비 관련 연구는 해당 기술 의 보급현황과 시장상황에 따라 결과가 크게 변할 수 있다. 따라서 비용-효율 및 공사비 분석 연구의 경우 현재 시장상황에 따라 바로 적용 가능한 기술을 판 단하기에는 적합하지만 향후 가격 변동을 반영하여 분석하기에는 제한된다.

이상의 기존 연구를 종합하면 기존 제로에너지건축물과 에너지 자립에 관한 연 구와 제로에너지 건축물 인증제도 이후의 연구는 정부에서 발표한 제로에너지건 축물 인증제도 계산방법에 따라 분석방법에서 차이를 나타내었다. 2000 년~2015년도 연구에서는 국제적으로 통용되는 제로에너지빌딩의 개념으로 분석 /설명하지만 이후 연구에서는 제로에너지 인증제도의 계산방법에 따라서 연구가 진행되었다. 하지만 제로에너지건축물의 기본적인 개념인 건물성능 향상을 통한 에너지 요구량의 최소화, 설비의 효율화, 신재생에너지 적용 등 큰 틀에서 변화 는 없었으며 향상된 기술들을 반영하고 향후 기술 수준을 예측하는 연구들이 진 행되어 왔다. 또한, 정부에서 제시한 에너지 자립률 기준에 따른 평가 결과는 공 동주택 기준으로 대부분 제로에너지 건축물 인증제에 대응하기 힘든 것으로 나 타났다. 또한 자립률을 확보하더라도 다른 신재생 에너지원을 투입하게 되는 경 우 1차에너지 변환계수로 인하여 불리하게 작용하며, 이를 해결하기 위해서는 지열이나 연료전지보다 PV와 BIPV를 적용해야 비로소 자립률을 확보 할 수 있 게 되는 현상이 발생한다.

저자 연도 용도 패시브 설계 기술 신재생 에너지 적용 기술 연구방법 경제성 분석 주거 주거외 단열 창호 기밀 조명 태양광 태양열 지열 FuelCell 기타 RealCase Simulation

윤종호, 김병수 2007 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

Yasuhiro Hamada et al. 2011 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

송승영 외 2012 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

Ion Visa et al. 2014 ◎ ◎ ◎ ◎

Yuehong Lu et al. 2014 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

신현철, 장건익 2015 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

N.W Alnaser 2015 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이응신 외 2016 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

Shihao Zhang et al. 2016 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

정창헌 2017 ◎ ◎ ◎ ◎

조영진 외 2017 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이순명 외 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

최민주 외 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김미연 외 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이승민 외 2018 ◎ ◎ ◎ ◎

이아영 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

김민휘 외 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

문정현, 김재철 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

이명주 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

Lorenzo Bartolucci et al. 2018 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

Suh, Hye Suh, Kim Daeung Danny 2019 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

[표 1-4] 제로에너지 적용기술/경제성 분석 관련 논문 요약

※ 기타 신재생 에너지 (Wind Turbine, Biomass, BIPV, etc.)