14 The Magazine for Energy Service Companies
ESCO Column 1
친환경 건축물은 자연친화적인 건물을 실현해 사용에너지를 최소화하고 탄 소배출을 줄이는 것을 목표로 한다. 에너지사용을 먼저 줄인 후 그 다음 신 재생에너지로 필요한 에너지를 충당해야 한다는 것. 때문에 친환경 건축 설 계기법으로 최적향 선택과 에너지효율화를 높일 수 있는 외피시스템, 고성 능 단열재, 고 단열 창호, 폐열회수환기시스템 등이 거론되고 있다. 친환경 건축의 바른 길을 위해 숙지해야 할 요소를 짚어보았다.
글 최영호(㈜삼우종합건축사사무소 실장)
그린 빌딩 설계기법과 기술
친환경 건축의 바른 길
2010 May + Jun 15
친환경건축이란?
그린빌딩, 지속가능한 건축, 자연친화건축 등 많은 유사용어들이 친환경건축과 관련하여 건축분야는 물론 경제, 문화 등 우리 사 회 전반에 널리 회자되고 있다. 영문표기로는 Green Building, Sustainable Architecture 등으로 일반화 되어 있다. 그러나 최근 들어 건축가협회에서 친환경건축분과위원회를 신설하고 활동하는 가 하면 국토해양부에서 후원하고 건축사협회, 건축가협회, 새건축 사협의회가 공동주관하여 목천김정식 문화재단과 국내 건축사사 무소 13개사 등이 후원하는 친환경건축설계 전문인력 양성을 위 한 교육기관의 명칭이 ‘친환경건축설계아카데미’로 명명되는 등 유 사한 관련용어들이 ‘친환경건축’이란 용어로 정리되고 있다고 해도 과언이 아니다. 그러나 친환경건축(Green Building, Sustainable Architecture)은 생태건축(Ecological Architecture)과는 구분할 필요가 있다.
생태건축이란 용어는 1979년 독일의 P.&M. Krusche가 연방환경 정부에 보고서를 내며 최초로 사용한 용어로 자연환경과 조화된 다. 자원과 에너지를 생태학적 관점에서 최대한 효율적으로 이용 하여 건강한 주생활 또는 업무가 가능한 건축이라 할 수 있다. 국 내 친환경건축물 인증기준에 의하면 친환경건축물이라 함은 지속 가능한 개발의 실현을 목표로 인간과 자연이 서로 친화하며 공생
할 수 있도록 계획 및 설계되고, 에너지와 자원절약 등을 통하여 환경오염부하를 최소화함으로써 쾌적하고 건강한 주건환경을 실 현한 건축물로 정의하고 있다. 여기서 친환경건축과 생태건축은 모 두 생태학적 측면과 하이테크놀로지의 결합이라 할 수 있다. 그러 나 생태건축은 생태학적 측면이 좀 더 강조된 건축물인 반면, 친 환경건축은 하이테크에 더 많이 의존하고 있는 건축으로 구분할 수 있다.
왜 친환경건축을 구현해야만 하는가?
친환경의류, 친환경음식, 친환경교통, 친환경인증 등 친환경이란 용 어가 난무하는 오늘날 왜 우리가 친환경건축을 구현해야만 하는가
Green Building, Sustainable Architecture
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에 대해 살펴보고자 한다.
극심한 가뭄과 홍수, 폭염과 해수면의 상승 등 세계 곳곳에서 일 어나고 있는 기상이변은 지구온난화 때문이며, 이러한 지구온난화 는 이산화탄소가 주범이라고 유엔 산하 정부간 기후변화협의체인 IPCC에서 공식적으로 밝힌 바 있다. 따라서 유엔을 주도로 기후변 화협약을 체결하여 화석연료의 사용을 줄이고 이산화탄소 배출을 최소화하려는 노력이 범지구적 차원에서 진행되고 있다. 이러한 상 황에서 이산화탄소의 배출이 가장 많은 분야가 산업부문이나 교 통부문이 아니라 건물부문이라는 사실은 왜 우리가 친환경적으로 건물을 설계하고 시공하며 유지 및 관리해야 하는가에 대한 명쾌 한 답이라 할 수 있다. 물론 나라마다 다소 차이가 있지만 지구 전 체 이산화탄소 배출의 절반 가까이를 건물분야에서 배출하고 있으 며 앞으로 더욱 증가될 것으로 예측되고 있다. 따라서 세계 각국은 친환경건축물을 장려하기 위한 인증제도를 마련해 각종 인센티브 를 부여하고 있으며 점차 의무화하는 추세다.
친환경건축물을 어떻게 구현할 것인가?
친환경건축의 가장 기본적인 접근은 건축자재에 있다. 적지 않은 사람들이 친환경건축을 흙집, 통나무집, 스트로우베일하우스(볏
짚단을 이용한 집) 등 자연재료를 활용한 건물로 인식하고 있다.
그러나 현대건축을 구현하는데 있어 이러한 자연재료를 이용하는 것은 한계가 있다. 따라서 친환경건축재료를 판단하는 기준은 첫 째, 건축재료를 생산하고 운반하여 시공하고 사용한 후 이를 폐기 하기까지의 전 과정에 투여되는 에너지 즉, 내재에너지(Embodied Energy)가 가장 적은 재료가 친환경적이라 할 수 있다. 내재에너 지가 가장 적은 재료는 자연건조 활엽수이며 가장 많은 재료는 무 려 340배가 많은 알루미늄이다. 둘째, 재사용(Reuse)이 가능하거 나 재활용(Recycle)이 가능하며 폐기물의 발생이 적은(Reduce) 재 료가 친환경적이라 할 수 있다. 이를 ‘3R’이라 하며 친환경재료를 판 단하는 중요한 기준이 된다. 셋째, 휘발성유기화합물(VOC)을 배출 하지 않는 재료가 친환경재료이다. 실내마감재나 접착제 등에서 실 내 공기질에 나쁜 영향을 끼쳐 새집증후군 등의 질병을 유발하는 물질인 VOC저방출 자재가 친환경재료라 할 수 있다.
이렇듯 친환경건축의 가장 기본적인 접근이 자재라면 가장 중요한 접근은 에너지라고 할 수 있다. 그런데 여기서 친환경건축을 구현 하는데 있어 에너지를 어떻게 고려할 것인가에 대한 고민의 출발 을 신재생에너지(태양에너지, 풍력, 지열 등)를 어떻게 활용할 것인 가로 시작하는 오류를 범하는 경우가 많다. 그러나 친환경건축을 구현하기 위해 에너지 측면을 고려할 때는 가장 먼저 에너지의 사 용을 근본적으로 줄이는 방법에 대해 고민하기 시작해야 한다. 즉, 단열에 대한 부분을 가장 먼저 고려해야 한다. 건물의 내·외부의 온도차에 의해 열교환이 이루어지게 되는 부분을 최소화하기 위해 서는 고효율 단열재를 써야 하고, 외단열을 통해 벽체와 지붕 등의 접합부로 새어나가는 열을 차단하며, 고성능 유리와 단열바를 채 택한 창호를 사용해 전체 열손실의 40%를 차지하는 개구부를 통 한 열손실을 차단해야 한다.
이보다 앞서 건물의 향을 지역 여건에 맞게 최적향으로 배치한다거 나 외피면적을 최소화하는 매스디자인을 하는 것은 에너지 사용량 을 줄이기 위한 기본적인 방법이라 할 수 있으며, 고효율 설비기기 를 사용하거나 기기의 운용시간을 효율적으로 채택하는 방법 등
은 부가적인 방법이라 할 수 있다. 또한 환기를 하면서 발생하는 열 손실을 최소화하기 위해 열회수 환기장치를 적용하는 방법과 계절 의 변화나 시간의 변화에 따라 개구부를 통해 들어오는 일사량을 조절하기 위한 블라인드를 외부에 설치하는 방법이나 서향에 버티 컬 블라인드를 설치하여 여름철 난방부하를 최소화하는 방법 등 은 친환경건축 구현을 위한 패시브디자인(Passive Design) 기법이 라 할 수 있다.
이렇게 건축적으로 에너지 사용량을 줄이기 위해 노력한 다음 신 재생에너지의 활용을 고려해야 한다. 첫째, 태양에너지의 경우 태 양광발전패널(PV Panel)을 건축화시켜 입면디자인에 반영하는 BIPV(Building Integrated PV)기법의 활용과 태양열온수급탕 시스템, 광선반(Light Shelf), 광덕트(Light Duct), 광전등(Solar Spot) 등의 다양한 기법이 있다. 태양에너지는 PV패널의 효율이 더욱 향상되고 생산단가가 저렴해지면 친환경건축의 훌륭한 에너 지원이 될 것이다. 둘째, 풍력의 경우 신재생에너지원 중에 가장 많 은 발전량을 보이고 있지만 이를 건축화시켜서 에너지를 얻어내기 에는 아직까지 많은 기술의 발전이 필요한 단계라 할 수 있다. 즉 풍력은 4m/sec 이상의 풍속이 발생해야 경제성이 있으며 회전날 개(Blade)가 회전하면서 발생하는 소음과 진동 그리고 시각적 공 해를 유발하는 문제 등이 기술적으로 해결되어야 하는 과제를 안 고 있다. 셋째, 지열을 이용하는 방법이다. 지열은 미연방환경청에
서 가장 친환경적인 에너지원이라 발표할 정도로 비교적 안정적이 며 경제적인 에너지원이다. 지열은 지하 150~200m가량 굴착하여 열교환을 하는 지열히트펌프시스템과 5~10m로 얕게 굴착하는 쿨 튜브시스템 등이 있으며 현재로서는 초기투자비를 가장 빨리 회수 할 수 있는 신재생에너지원이라 할 수 있다.
이밖에도 소수력, 연료전지, 폐기물에너지 등을 건축적으로 활용 하는 방법이 있으나 더 많은 기술적인 발전을 필요로 한다. 또한 빗 물을 저장하고 이를 활용하는 시스템이나 벽면과 지붕에 넝쿨식물 이나 지피식물을 식재하여 단열효과를 높임과 동시에 건축행위를 통해 빼앗은 자연을 돌려주는 방법 등이 친환경건축을 구현하는 기법들이라 할 수 있다.
이러한 친환경건축의 구현은 미래세대뿐만 아니라 우리 세대를 위 해 지금 시작하지 않으면 안 되는, 오늘을 살아가고 있는 건축가들 의 책무라 할 수 있다.