건축물에너지효율등급

왜 배우는가: 건축물 에너지효율등급은 건축물의 에너지 성능을 등급으로 표시해 설계와 인증 단계에서 관리하는 제도다. 건축기계설비 분야에서는 난방·냉방·급탕·조명·환기 설비가 등급 점수에 직접 반영되므로 설비 설계자가 반드시 알아야 한다. 에너지 소요량 평가 항목과 인증 등급 체계가 여러 회차에 걸쳐 반복 출제되어 기초 개념을 정확히 정리해 둘 필요가 있다.

출제 이력: 제114회 1교시 1번, 제101회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 건축물 에너지효율등급은 건축물의 연간 단위면적당 1차 에너지 소요량을 계산해 등급으로 표시하는 제도다.

핵심 키워드

• 1차 에너지 소요량: 건물에 공급되는 에너지를 1차 에너지로 환산한 양
• 단위면적당 에너지소요량: 연간 1차 에너지 소요량을 연면적 또는 바닥면적으로 나눈 값
• 에너지 용도 5개: 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기
• 주거용·주거 이외 건축물: 인증 대상을 구분하는 기준
• 등급 체계: 1++부터 7등급까지의 에너지효율등급
• 제로에너지건축물 인증: 에너지효율등급과 별도로 운영되는 상위 인증
• 인증기관: 인증 평가와 등급 부여를 맡는 지정 기관

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 건물이 한 해 동안 1㎡당 얼마의 에너지를 쓰는지 재서 등급으로 나누는 제도다. 건물을 짓고 나서 실제로 쓰는 에너지뿐 아니라, 설계 단계에서 계산한 필요 에너지를 기준으로 평가한다.

정식으로는 건축물의 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기에 필요한 에너지를 각각 산출하고, 이를 해당 공간의 바닥면적으로 나눈 뒤 합산해 단위면적당 1차 에너지 소요량을 구한다. 이 값을 기준으로 등급을 정한다.

1차 에너지는 석탄, 석유, 천연가스처럼 자연에서 얻는 원래의 에너지를 말한다. 전력이나 지역난방 열은 생산 과정의 손실을 반영해 1차 에너지로 환산해야 비교할 수 있다. 이 환산 방식 때문에 같은 전력을 쓰더라도 등급 점수가 달라질 수 있다.

에너지 소요량은 설비 시스템에 투입된 에너지량이고, 에너지 요구량은 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위해 필요한 에너지량이다. 두 개념은 혼동하기 쉬우므로 구분해서 쓴다.

인증은 주거용 건축물과 주거 이외 건축물로 나누어 진행한다. 주거 이외 건축물은 업무, 교육, 판매 같은 용도별 특성을 반영하여 평가한다.

3. 등장 배경과 필요성

기후변화와 에너지 위기에 대응하기 위해 건물 부문의 에너지 사용을 줄여야 한다는 요구가 커졌다. 건물은 국내 에너지 소비와 온실가스 배출에서 큰 비중을 차지하므로 설계 단계부터 에너지 성능을 관리하는 제도가 필요해졌다.

녹색건축물 조성 지원법에 따라 건축물의 에너지 성능을 등급으로 공개하는 인증제가 도입되었다. 이 제도는 건축물 소유자와 설계자가 에너지 성능을 높이도록 유도하고, 수요자가 건물의 성능을 비교할 수 있게 한다.

최근에는 제로에너지건축물 인증이 함께 운영되고 있다. 제로에너지건축물은 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신·재생에너지로 소요량을 줄이는 건축물을 말한다. 등급 인증의 상위 목표로서, 설계 단계에서 패시브 기술과 액티브 설비를 함께 검토하게 한다.

인증기관은 국토교통부장관이 지정하며, 인증 평가 업무는 건축물에너지평가사가 수행한다. 이 체계는 평가의 객관성과 전문성을 확보하기 위한 장치다.

4. 구성요소·원리·절차

건축물 에너지효율등급은 건물 한 채의 연간 단위면적당 1차에너지 소요량을 계산해 등급을 정하는 체계다. 계산 대상은 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기의 다섯 가지 에너지 사용 용도다. 각 용도의 소요량을 그 용도가 적용되는 공간의 바닥면적으로 나눈 값을 합산해 전체 값을 얻는다.

위 표는 용도별 에너지 소요량의 구성을 보인다. 각 용도는 설비 효율과 환산계수를 거쳐 1차에너지로 바뀐 뒤 합산된다. 설비 효율이 높을수록 같은 부하에서 1차에너지 소요량이 줄어든다.

핵심 원리는 1차에너지 환산이다. 전력이나 지역난방처럼 다른 에너지로 바꿔 쓰는 에너지는 생산 단계의 손실까지 포함해 1차에너지로 환산한다. 그래야 서로 다른 에너지원을 같은 기준으로 비교할 수 있다.

계산 절차는 다음과 같다.

• 건물 용도와 규모를 정하고 주거용과 주거 이외 건축물을 구분한다.
• 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기 각 용도의 에너지 요구량을 산정한다.
• 설비 효율과 환산계수를 적용해 용도별 1차에너지 소요량으로 바꾼다.
• 용도별 값을 해당 공간의 바닥면적으로 나눈다.
• 단위면적당 값을 모두 합산해 연간 단위면적당 1차에너지 소요량(kWh/㎡·년)을 구한다.
• 합산 값을 등급 구간표에 대입해 등급을 정한다.

계산 식은 다음과 같다.

$E_{total}=\sum_{i=1}^{5}\frac{E_{p,i}}{A_i}$

여기서 E_{total}은 연간 단위면적당 1차에너지 소요량(kWh/㎡·년), E_{p,i}는 i번째 용도(난방·냉방·급탕·조명·환기)의 연간 1차에너지 소요량(kWh/년), A_i는 그 용도가 적용되는 공간의 바닥면적(㎡)이다.

5. 관련 법령·기준·표준

건축물 에너지효율등급 인증은 「녹색건축물 조성 지원법」에 근거한다. 인증 업무는 국토교통부장관이 지정한 인증기관이 수행한다. 인증기관 지정은 국토교통부 고시 「건축물 에너지효율등급 인증기관 지정 고시」에 따른다.

고시의 주요 내용은 다음과 같다.

• 인증기관은 재지정 심사 때 제시한 전담조직, 업무수행체계, 사업계획, 보유 장비를 지정 유효기간 동안 유지하고 이행해야 한다.
• 인증업무 처리규정을 운영해야 한다.
• 제로에너지건축물 인증제도와 별도로 구성한다.
• 거짓이나 부정한 방법으로 지정을 받으면 「녹색건축물 조성 지원법」 제19조에 따라 지정이 취소되거나 1년 이내의 기간을 정해 업무의 전부 또는 일부가 정지될 수 있다.
• 재검토기한은 2024년 7월 1일 기준으로 매 3년째의 6월 30일까지를 말하며, 그때마다 타당성을 검토해 개선 조치를 한다.

인증 등급 기준과 관련 수치는 다음 표로 정리한다.

위 표에서 등급 체계와 계산 용도는 인증 기준의 골격이다. 제로에너지 연계 조건은 에너지효율등급과 자립률을 함께 보는 점이 핵심이다.

개정 연혁은 확인된 범위에서만 기술한다. 제로에너지건축물 인증제도는 「녹색건축물 조성 지원법」 제17조에 근거하며, 인증기관과 운영기관을 지정해 업무를 위임할 수 있다. 인증 기준과 절차는 국토교통부와 기후에너지환경부의 공동부령으로 정한다.

6. 유형과 비교

건축물 에너지효율등급은 주거용 건축물과 주거 이외 건축물로 나눠 평가한다. 두 유형은 용도별 에너지 사용 특성이 달라 평가 항목과 기준이 구분된다. 아래 표는 두 유형을 비교한 것이다.