제로에너지 건축물(ZEB)

왜 배우는가: 제로에너지건축물(ZEB)은 건축물의 에너지 소요량을 줄이고 신·재생에너지로 자립하는 목표를 법제도로 구현한 개념이다. 건축전기설비 분야에서는 조명·동력·설비 제어와 신재생설비 연계가 인증 요건에 직접 연결되므로 실무에서 중요하다. 인증 등급과 에너지자립률 기준이 여러 회차에 걸쳐 반복 출제되어 기본 정의와 용어를 정확히 익혀야 한다.

출제 이력: 제135회 4교시 6번, 제129회 3교시 6번, 제126회 1교시 12번, 제121회 2교시 6번, 제96회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의는 다음과 같다.

제로에너지건축물(ZEB)은 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신·재생에너지를 활용해 에너지 소요량을 최소화한 녹색건축물이다.

핵심 키워드

• 제로에너지건축물(ZEB)
• 에너지자립률
• 연간 단위면적당 1차에너지 소요량
• 건축물 에너지효율등급
• BEMS(건물에너지관리시스템)
• 신·재생에너지
• 녹색건축물 조성 지원법
• 인증 등급(플러스등급~5등급)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 건물이 쓰는 에너지를 최대한 줄이고, 남은 수요를 건물 안에서 만든 신·재생에너지로 메우는 건물이다. 에너지를 거의 쓰지 않는 건물이라는 뜻이 아니라, 연간 소요량과 생산량의 균형을 맞추는 건물이라는 뜻이다.

정식으로는 「녹색건축물 조성 지원법」 제2조 제4호가 정의한다. 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고, 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물을 말한다.

에너지자립률은 건물이 연간 사용하는 1차에너지 소요량 대비 건물 안에서 생산한 1차에너지의 비율이다. 인증의 최하위 등급을 받기 위한 핵심 조건으로 쓰인다.

1차에너지 소요량은 건물에서 사용하는 에너지를 발전·정제 등 변환 과정까지 포함해 원천 에너지 기준으로 환산한 값이다. 전력처럼 1차에너지를 변환해 쓰는 에너지는 이 환산을 거쳐야 건물 간 비교가 가능하다.

BEMS는 건물 에너지 사용을 계측·제어·관리하는 통합 시스템이다. 인증 요건으로 설치를 요구하는 대표 설비다.

건축물 에너지효율등급은 단위면적당 1차에너지 소요량을 기준으로 매긴 건축물의 등급이다. 제로에너지건축물 인증의 선행 조건이다.

3. 등장 배경과 필요성

건물 부문은 국내 온실가스 배출과 에너지 사용의 큰 비중을 차지한다. 건물에서 쓰는 에너지가 곧 건물 부문의 온실가스 배출로 산정되므로, 건물 에너지 사용을 줄이는 것이 탄소중립 이행의 핵심 수단이 되었다.

기존 건물은 설계 단계에서 에너지 성능을 고려하지 않는 경우가 많았다. 이를 바꾸려면 설계·시공·운영 전 과정에서 에너지 부하를 먼저 줄이고, 남은 수요를 신·재생에너지로 충당하는 체계가 필요해졌다. 제로에너지건축물은 이 흐름에서 등장한 제도다.

국내에서는 「녹색건축물 조성 지원법」에 근거해 제로에너지건축물 인증제도를 운영한다. 인증은 건축물 에너지효율등급, 에너지자립률, BEMS 또는 원격검침 전자식 계량기 설치의 세 조건을 모두 충족해야 받을 수 있다. 공공건축물부터 인증을 의무화하여 제도를 본격 시행하였다.

해외에서도 같은 흐름이 있다. 유럽연합은 건축적·설비적으로 매우 높은 에너지 성능을 갖춘 건축물과 대지 내·인근의 신·재생에너지를 포함하는 방향으로 정의한다. 미국은 연간 사용 에너지와 생산 에너지가 같은 건물을 중립 건물로 본다.