제로에너지건축물

왜 배우는가: 제로에너지건축물은 건물 에너지 사용을 줄이는 방향이 기후위기 대응과 맞물려 제도화된 개념이다. 건축, 기계, 전기, 신재생 설비를 함께 다루는 공조냉동기계기술사에게는 설비 효율과 에너지 계획이 평가 기준이 되므로 시험에서 반복해 출제된다.

출제 이력: 제138회 1교시 10번, 제117회 1교시 11번, 제114회 3교시 1번, 제110회 2교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 제로에너지건축물은 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물이다.

핵심 키워드

• 에너지 부하 최소화: 단열·기밀·창호·일사 조절로 냉난방과 조명의 필요량 자체를 줄이는 것이다.
• 신·재생에너지 활용: 태양광, 태양열, 지열 등으로 건물에 필요한 에너지를 직접 생산하는 것이다.
• 1차 에너지 소요량: 건물 사용 에너지를 발전·송배전 손실까지 포함해 원천 에너지로 환산한 값이다.
• 에너지 자립률: 건물 에너지 소요량 중 신·재생에너지로 충당한 비율이다.
• 녹색건축물: 환경 영향을 최소화하면서 쾌적하고 건강한 거주환경을 제공하는 건축물이다.
• 인증등급: 제로에너지건축물 평가 결과를 단계별 등급으로 나타낸다.
• 건축물에너지관리시스템(BEMS): 에너지 사용내역을 모니터링하여 최적 관리방안을 제공하는 통합 시스템이다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 단열과 설비 효율을 높여 건물이 쓰는 에너지를 최대한 줄이고, 남은 수요를 태양광 같은 자체 생산으로 채워 연간 에너지 수지를 0에 가깝게 맞춘 건물이다. 이름의 '제로(Zero)'는 연간 에너지 수요와 공급이 균형을 이룬다는 뜻이다.

정식 정의는 「녹색건축물 조성 지원법」 제2조 제4호에 있다. 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고, 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물을 말한다. 국제적으로는 Zero Energy Building(ZEB)이라 부르며, 국내 제도 용어는 제로에너지건축물이다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

에너지 부하는 실내 온열 환경과 조명 환경을 유지하기 위해 건물이 필요로 하는 열과 빛의 양이다. 부하를 먼저 줄여야 뒤의 설비 용량과 신재생 설비 규모가 작아진다.

1차 에너지 소요량은 건물에서 쓰는 에너지를 생산 단계 손실까지 포함해 환산한 양이다. 전력은 발전 손실이 반영되므로 같은 kWh라도 1차 에너지 값이 더 크게 계산된다. 제로에너지건축물 인증 평가는 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기에 대한 1차 에너지 소요량을 기준으로 한다.

에너지 자립률은 건물 에너지 소요량 중 신·재생에너지가 맡은 비율이다. 인증 평가의 두 번째 기준이며, 자립률이 높을수록 등급 판정에 유리하다.

인증등급은 등급 체계로 구분한다. 등급 구분 기준은 국토교통부장관과 기후에너지환경부장관이 공동으로 고시한다.

3. 등장 배경과 필요성

건물은 사용 단계에서 많은 에너지를 쓰고 온실가스를 배출한다. 이 때문에 건물 에너지 수요를 줄이는 일이 기후위기 대응과 탄소중립 목표의 핵심 과제가 되었다. 「녹색건축물 조성 지원법」은 환경 영향을 줄이고 쾌적한 거주환경을 확보하는 녹색건축물을 제도의 중심에 두었다.

기존 에너지절약 설계는 단열 강화와 설비 효율 향상에 머무는 경우가 많았다. 단열과 설비만으로는 에너지 소요량을 0 가까이 낮추기 어렵다. 그래서 부하 저감, 고효율 설비, 신·재생에너지 생산을 한 건물에서 묶어 평가하는 제로에너지건축물 개념이 나왔다.

국내에서는 제로에너지건축물 인증제가 제도로 시행되고 있다. 국토교통부장관이 인증제를 시행하며, 인증기관이 인증을 신청받아 평가한다. 평가는 건축물에너지평가사가 수행한다. 설계 단계에서는 예비인증을 받을 수 있고, 사용승인 전에 예비인증 등급 이상의 본인증을 받아야 제도적·재정적 지원을 받을 수 있다.