1. 제로하우스의 정의
제로하우스란 에너지 절약 건축 기술 및 발전 설비 등을 도입하여 주택에서 발생하는 에너지를 최소화하고 신재생에너지를 적용하여 주택에서 소비될 에너지를 자체적으로 생산해서 외부의 에너지 필요를 최소화한 주택이다. 제로하우스의 종류는 크게 패시브 하우스, 액티브 하우스, 하이브리드 솔라 하우스로 나눌 수 있다.2. 제로하우스의 필요성
국내에서 가장 에너지 소비량이 많은 지역인 서울을 기준으로 했을 때 소비분야별 에너지 사용 비율은 가정,상업이 55.9%, 수송이 29.9%, 산업 7.7%, 공공부문 6.5%로 나타난다. 이는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있고 자주 사용하는 건물에서 소비되는 에너지의 양이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 서울에서 소비되는 에너지의 에너지원 비율은 석유, 도시가스, 전력이 전체의 95%를 차지하고 열,신재생에너지는 5%도 되지 않는다. 석유는 가장 잘 알려지고 널리 쓰이는 화석연료이다. 도시가스는 일반적으로 LPG를 기화시켜 각 가정으로 공급하는 가스를 말한다. 여기서 LPG도 석유성분에서 추출한 것이므로 화석연료이다. 또 우리나라에서 전력생산은 석탄을 이용한 화력발전의 비율이 가장 높고 그 다음이 원자력발전, 가스 순이다. 따라서 95%를 차지하는 에너지원은 모두 화석연료라고 할 수 있다. 이런 화석연료는 대기중으로 이산화탄소를 많이 발생시켜 환경오염과 지구온난화의 원인이 될 수 있으므로 이를 줄일 노력이 필요하다.우리나라의 건축물에서 소비되는 에너지 중 공동주택, 단독주택이 포함된 주거용 건물에서 소비되는 비중이 비주거용 건물보다 높다. 이를 통해 전체 에너지 사용량중 건물에서 소비되는 양이 높고, 그 중에서도 주거용 건물의 비중이 높기 때문에 주거용 건물의 에너지 소비량을 감축시킨다면 에너지 절약과 탄소배출 감축에 큰 기여를 할 수 있을 것이다. 따라서 제로하우스가 탄소중립의 목표를 달성하기에 중요한 기술이며 앞으로 발전해나아가야 하는 분야이다.
3. 제로하우스의 종류
3.1. 패시브 하우스
1996년에 설립된 독일 패시브하우스 연구소(Passivhaus Institut)에서 패시브하우스에 대한 정의가 정립되고 전파되었다. 이에 따르면 패시브하우스는 ‘에너지 효율적이며, 쾌적하고, 경제적이면서 동시에 환경 친화적인 건축물’이며, 기술적으로는 ‘전통적인 방식의 냉, 난방 설비를 별도로 설치하지 않아도 열회수형 환기장치를 통해 공급 가능한 냉각과 가열만으로도 실내에서 쾌적감을 느낄 수 있는 건축물이다.현재에도 계속 그 의미가 이어져 패시브하우스는 고효율 기술을 활용한 건물 에너지 성능 향상, 기밀과 환기를 적용한 쾌적한 환경 제공 그리고 에너지 성능 목표 중심의 경제성 확보를 통해 온실가스 배출량을 감소시키는 친환경 건물을 지칭하고 있다.
패시브 하우스의 기준은 연간 소요되는 난방 에너지가 건물 당 15kWh 미만이며 냉,난방과 온수, 전자기기와 같은 1차 에너지의 연간 소비량도 m²당 120㎾h 미만의 조건을 충족해야 한다.
3.2. 액티브 하우스
액티브 하우스는 자체적으로 에너지를 생산해 외부의 별도 에너지를 공급받을 필요가 없는 에너지 자립형 주거 양식이다. 액티브하우스에서는 환경에 대한 부담이 적은 에너지 생산방식인 신재생에너지가 주로 사용된다. 특히 태양열 에너지가 많이 사용되어 ’솔라하우스’라고도 불린다. 이렇게 생산한 에너지로 냉난방을 가동한다.액티브 하우스의 원칙으로는 다음의 3가지가 있다.
- Comfort
- 건강함, 편안함, 행복을 촉진하는 실내 환경을 제공하는 건물
- 에너지 효율적이고 운영하기 쉬운 건물
- 환경 및 문화자원에 최소한의 영향을 미치는 건물
2. Energy
3. Environment
3.3. 하이브리드 솔라 하우스
하이브리드 솔라 하우스란 신재생 에너지를 사용하는 액티브 하우스와 불필요한 에너지 낭비를 줄이는 패시브 하우스의 기능을 합친 집이다. 예를 들어 태양전지를 통해 에너지를 생산하고, 벽과 바닥 등에 에너지를 저장하여 탄소배출을 최소화한다.4. 제로하우스의 기원
맨 처음 열을 보존한다는 개념은 1883년 남극탐험선 Frame에서 생겨났다. 매우 낮은 온도의 극지방에서 탐험하기 위해서는 열을 보존하는 기술이 필요했다. 이에 따라 배의 숙소를 순록의 털로 단열하였고 외부의 눈보라가 들어오지 못하게 문틈에 마감재를 넣어 내부를 밀봉했다.이후 1974년 1차 오일쇼크 이후 에너지 자원과 이에 따른 환경 보전의 관심이 상승하였다. 독일에서 환경 보전과 에너지 절약에 대한 집중적인 연구를 하다가 1988년에 독일 패시브 하우스 연구소 소장인 볼프강 파이스트가 패시브하우스에 대한 개념을 정의하면서 그 역사가 시작되었다. 1991년 독일 다름슈타트에 최초로 주거용 패시브하우스가 건축되었다.
그 후 패시브 하우스에서 어쩔수 없이 손실되는 에너지를 보완하고, 지구온난화를 해결하기 위해 신재생 에너지 발전 기술을 도입하게 된다. 이 것이 액티브 하우스의 시작이다.
한국에서는 2000년대 후반까지 제로하우스에 대한 정보 부족, 높은 초기 건설 비용 등의 요인으로 인해 대중화되지 못하다가 2015년 파리 기후 협정을 통해 2030년까지 온실가스 배출 감축을 목표로 하면서 제로하우스 건축에 대한 정책이 실행되었다. 현재는 국토교통 2050 탄소중립 로드맵을 수립하고 이에 대한 정책 실행을 이어가고 있다.
5. 장단점
5.1. 장점
- 환경적 측면
냉난방 에너지를 최소화했던 패시브 하우스와는 다르게 액티브 하우스는 자체적으로 에너지를 생산한다. 태양광, 태양열, 지열, 풍력, 바이오매스 등 신재생에너지를 주로 활용하기 때문에 화석 연료보다 훨씬 친환경적이다.
한국에너지기술연구원은 2021년 플러스에너지커뮤니티 에너지공유 플랫폼(K-PEC)을 개발했다. 건축물 리모델링을 통해 신재생에너지 융복합 기술을 적용했고, 실험 결과 144%의 높은 에너지자립률을 보였다고 밝혔다. 이 기술이 상용화가 된다면 탄소중립에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.
- 경제적 측면
엑티브 하우스는 태양광에너지, 풍력에너지, 지열에너지 등의 재생에너지를 활용하여 건물 내부에서 필요한 에너지를 생산한다. 에너지 절감과 생산이 가능 하며 전기세와 난방비를 크게 줄일 수 있다.
- 생활적 측면
5.2. 단점
- 경제적 측면
정부가 제공하는 용적률 완화, 신재생에너지 설비 인증비용, 재산세 감면 등의 정책으로는 건설 추가 비용에 대응하기에 부족하다는 의견도 있다.
- 생활적 측면
위의 사례에서는 비교적 제로에너지하우스에 대해 대체로 긍정적인 평가를 보이나, 아래의 사례에서는 상당히 다른 평가를 내리기도 한다.
노원에너지제로하우스는 입주 후에 1년 동안 2,800여건의 하자가 발견되었고, 특히 냉난방 시설에 문제가 발생하였다. 이로 인해 제로하우스의 주된 효과인 냉난방비 절감이 이루어지지 않고, 오히려 10만원이 넘게 책정된 모습을 볼 수 있다. 이는 단독주택과 아파트와의 차이점 때문인데, 단독주택은 총 6면에서 열손실이 일어나지만, 아파트는 공간이 안에서 여러 개로 분리되어있기 때문에 2~3면에서 열손실이 발생한다. 따라서 단독주택에서 살 경우 더욱 더 많은 난방비를 부과받게 된다. 이러한 단점을 사람들이 의식하는지, 위 기사에서 단독주택에 거주하는 사람들 비율상 10명중 8명이 불만족을 표했다고 말하였다. 또한 지열 시스템이 자주 고장나 도시가스를 이용하는 등, 제로에너지하우스의 장점이 많이 사라진 모습을 보이고 있다. 이는 시공사, 설계사, 관리담당이 서로 다른 기관이기 때문에 협업하는 과정이 미숙했던 것이 문제였을 것이라고 추측된다.
이 밖에도 적은 액티브 기술이 적용된 하우스일 경우에, 특정 날씨에서는 작동하지 않을 수 있기 때문에 다양한 재생에너지를 이용하는 발전소를 여러 개 마련해야한다.
이와 같이 에너지 제로 기술이 적용된 거주공간이 더러 있지만, 아직은 안정되지 않고 여러 생활상 불편한 모습들을 보이고 있다.
6. 적용 기술
6.1. 패시브 하우스에 적용되는 기술
<열 회수형 환기장치>
주거공간 내부의 온도를 유지하면서도, 효과적인 환기를 할 수 있도록 설계된 장치이다. 내부의 오염된 따듯한 공기와 외부의 신선한 차가운 공기가 서로 교차하며 열 만을 교환하도록 고안되었다. 투입된 열 대비 75% 이상의 효율을 보이고 있다.
<BEMS>
BEMS란 건물 내 조명, 냉난방 설비, 환기설비, 전기 콘센트에 센서를 부착한 뒤 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하는 빌딩 관리 시스템을 의미한다. 이 시스템은 에너지 사용량과 탄소 배출량을 모니터링하고, 전기 사용량을 최적화하는 방식으로 자동 제어를 진행한다. 건물이나 공장에서 사용하는 에너지를 한 치의 낭비도 없이 실시간으로 관리한다고 생각하면 되는 것이다. 한국에너지기술연구원에 따르면 국내에서 BEMS를 설치한 건물은 에너지 소비량을 평균 10% 이상 감축할 수 있으며 일본 등의 선진국에선 최대 30%까지 절감할 수 있다.현재 LS산전, 삼성전자 서초사옥등 여러 건물에서 쓰이고 있는 기술이다.
<시스템 창호>
창으로 인해 발생하는 열손실을 최소화하기 위해 설계된 장치이다. 3중창으로 이루어져 있으며, 창문이 움직이는 레일과 창문을 일체형으로 고안하거나, 유리를 감싸는 프로파일을 개선하는 등, 밖과 열교환을 하지 못하도록 만들었다.
<건물의 배치>
일사 에너지량을 증가시켜 난방에 도움이 되도록 하기 위해 적절한 배치가 요구된다.주로 남향으로 배치하여 태양열이 집에 잘 전달되도록 돕는다.
6.2. 액티브 하우스에 적용되는 기술
<지열 냉난방 시스템>
물을 땅속으로 흐르게 하면서 땅속의 온도와 평형을 이루도록 온도를 조절하게 한 다음, 온도가 조절된 물을 집안 곳곳 흐르게 하며 냉/난방 기능을 갖추게 하거나 온수로 사용하도록 설계한 시스템이다.
냉방시스템의 동작은 다음과 같다. 먼저 압축기에서 생성된 뜨거운 냉매 증기가 땅속으로 이동하면서 열교환을 통해 다시 차가운 냉매 유체가 된다. 그후 증발기로 들어가 건물 내부를 순환하는 냉수나 공기를 시원하게 만들고 냉매는 다시 증기가 되어 사이클을 돌게 되는 방식이다.
난방시스템의 동작은 다음과 같다. 먼저 압축기에서 생성된 뜨거운 냉매 증기가 상대적으로 온도가 낮은 건물의 순환수나 공기와 열교환을 한다. 그후 증기가 액체로 상변환되고 액냉매는 증발기에서 열을 받아 다시 증기가 되어 사이클을 돌게 된다.
<태양 전지>
태양전지는 P-N 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 태양빛이 조사되면 전자와 양공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전기장이 전자는 N형 반도체로, 양공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생한다. N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 -극과 +극이 되어 직류전류를 취하는 것이 가능해진다.
<풍력 발전>
바람으로 인해 블레이드가 회전하게 되어 그 회전 에너지가 고스란히 터빈에 전달되어 전기에너지로 변환할 수 있게 한다, 이로 인해 전기를 생산하게 된다.- 수평축 풍력발전기
2. 수직축 풍력발전기
바람이 부는 방향에 수직하여 설계했기 때문에 바람의 방향을 고려할 필요가 없다. 따라서 여기서 Yawing 장치는 불요하다.7. 관련 정책
우리나라에서는 '국토교통 2050 탄소중립 로드맵'에서 여러가지 제로에너지하우스 활성화 정책을 펼치고 있다.우리나라는 ZEB평가기준에 따라 건축물에너지효율등급과 제로에너지건축물 인증 등급을 시행하고 있다. 특히 제로에너지건축물 인증을 받기 위해서는 에너지자립률이 20%를 넘어야 한다. 에너지자립률을 계산하기 위한 식은 다음과 같다.
7.1. 신축 건물 에너지 제로화
다음은 신축 건물 에너지 제로화를 목표로 하는 정책들 중 일부이다.
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공공건물 제로에너건축 의무화 대상확대, 등급상향 추진
`30년까지 대형건물(예: 연면적 1천㎡ 이상)에 제로에너지건축3등급(에너지 자립률 60% 이상) 적용, `50년까지 건물 1등급(2050 시나리오) -
민간건물은 제로에너지건축 확산 가속화를 위하여, 공동주택은 제로에너지건축 의무화 조기적용
NDC 상향에 따라, 공동주택 중 공공은 `23, 민간은 '24년에 의무화 우선 적용하고, 소형건물(5백㎡ 이하) 관리방안 등 검토
이에 따르면 30세대 이상 공공주택의 경우 2023년부터 제로에너지 건축 의무화, 민간 공동주택은 2024년부터 의무화한다. 제로에너지건축 5등급 이상, 에너지 자립률 20%이상이 기준으로, 높은 수치는 아니지만 시행 시기를 앞당기는 모습에서 에너지 감축에 대한 의지를 볼 수 있다.
7.1.1. 노후화된 건축물에 대한 문제점
서울의 외곽지역, 또는 개발이 덜 된 지역이 많은 경우에는 신축 건물을 올릴 때 제로에너지하우스를 적용하면 에너지 절감에 기여를 할 수 있고, 이에 대한 정책이 시행되고 있다는 것을 위에서 확인했다. 하지만 서울에는 이미 건물들이 꽉꽉 들어차 있어서 신축건물을 제로하우스로 짓기에는 에너지 감축 효과가 미미할 것처럼 생각된다. 이미 기존에 지어진 건물들에서 소비되는 에너지의 양이 많기 때문이다. 실제로 2021년 기준 서울 전체 건물의 50.4%가 지어진 지 30년 이상 된 노후건축물에 해당한다. 주거용 건축물만 따로 보아도 전체 주거용 건축물 중 지어진 지 30년 이상 된 건물은 49.7%에 해당한다. 30년 이상 된 건물이 아니더라도 오래 전에 지어진 건물은 에너지 효율이 높지 않을 것이고, 에너지 자립률도 0%에 가까울 것이다. 이러한 노후화된 건축물들을 제로하우스로 바꾸기 위한 노력도 필요하다.7.1.1.1. 노후건축물 그린리모델링
위에서 살펴보았던 노후건축물에 대한 문제도 크기 때문에 국토교통부에서는 2050 탄소중립 로드맵에서 기축건물에 대한 그린리모델링 정책에 대한 내용도 담겨있다. 이에 따르면 공공건물에 대한 그린리모델링 지원을 지속적으로 추진하고, 노후 공공건물에 대한 그린리모델링 의무화를 단계적으로 적용하는 방안을 검토한다. 민간건물의 그린리모델링 공사비 대출에 대한 지원을 확대하고 이자지원 사업을 지속 추진한다 등의 내용이 담겨있다.2021년 7월 기준 826개의 건물에 그린리모델링이 추진되고 있으며 앞으로 더 확산될 것이다.
이에 대한 사례로 '세종 쌍류보건진료소'가 있다. 외단열, 로이복층유리 및 태양광 패널 설치로 70%에 달하는 에너지 절감 효과를 달성했다.
'광명시철산어린이집'의 경우 고효율 단열재, 로이복층유리, 고효율 LED, 폐열 회수형 환기장치, 태양광 발전기 등을 설치,도입해 에너지 소요량을 88% 감축했다. 태양광 발전으로 에너지를 생산하면서 에너지 자립률이 79%를 달성하여 제로에너지건축물 3등급 인증을 받기도 했다. 이에 따라 냉,난방비를 연간 520만원을 절감할 수 있게 되었다.
8. 사례
8.1. 대한민국
대한민국의 위치하고 있는 청주의 가온누리 마을은 단독주택 8채 규모의 패시브 하우스 단지이다. 태양광패널 설치, 단열성능 강화, 고성능 프레임 3중 유리, 열 회수 환기 장치, 열교차단재 사용, 친환경 황토구들설치, 차양설계등 열효율이 높고 친환경적으로 지어져 한국 패시브 협회의 인증이 되어있다. 그외에도 수원과 세종에 패시브 하우스가 위치하고 있다.제로하우스의 기술이 단독주택에만 적용된다는 생각을 할 수 있는데, 최근에는 제로에너지아파트의 건축도 아주 활발히 진행되고 있다.
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힐스테이트 레이크 송도
힐스테이트 레이크 송도는 한국의 첫 에너지 제로 아파트이다. 태양광 패널, 에너지 관리 기술 Smart BEMS등을 도입하여 건축물 에너지 효율 등급 1++, 제로에너지건축물 5등급(에너지 자립률 23.37%)를 달성했다. 관리비가 인근 아파트에 비해 33.54% 저렴하다고 한다.
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운정신도시 푸르지오 파르세나
에너지 효율 등급 1++을 받은 제로에너지 아파트이다. 단지 내 실별온도제어시스템, 에너지모니터링시스템 등의 기술이 도입되었다.
이 밖에도 경기도 광주시의 '창원 두산위브 더센트럴',경기도 평택시의 '지제역 푸르지 엘리아츠'등 많은 제로에너지 아파트가 건축되었고, 30가구 이상 공동주택은 제로에너지건축물 인증을 의무화하는 제도에 의해 앞으로 제로에너지 아파트의 수는 훨씬 늘어나게 될 것이다.
8.2. 영국
영국의 무탄소 연립주택 단지 ‘베드제드’는 그 이름에서 화석에너지를 사용하지않고 개발한 지역이라는 뜻을 갖고 있다. 단열, 삼중유리, 열회수 시스템등을 통해서 친환경적인 난방을 실현하였다. 원래는 오물처리장이었으나, 친환경 건축가 Bill Dunster에 의해 지속 가능한 라이프 스타일로 디자인 되었다. 베드제드는 알록달록한 통풍구가 돋보인다. 이는 wind cowls라고 하며 이 통풍구는 바깥과 안의 공기를 적절히 이용해서 실내를 적정온도로 유지하고 바깥공기를 안쪽으로 순환시키는 시스템이다.8.3. 독일
독일은 패시브하우스 기술을 가장 선도적으로 적용하고 있는 국가중 하나다. 독일 남부 프랑스 접경지역인 프라이부르크 시(市) '보봉(Vauban)' 마을은 친환경 에너지마을로 유명하여, 패시브하우스와 액티브 하우스가 적용된 사례가 많은 곳이다. 보봉마을 내 주택들 지붕에 갖추어져 있는 태양광설비들은 매달 300유로 가량의 전기 에너지를 생산한다. 이중 50유로 상당의 에너지는 가정에서 사용하고, 나머지 250유로 가량의 에너지는 판매해 수익을 창출하고 있다. 이 밖에도 가축분뇨와 곡물, 음식물 쓰레기를 활용한 바이오 에너지를 생성해내고 있다.8.4. 오스트리아
오스트리아에는 인스브루크 주의 로데나리얼 단지에 패시브하우스 단지가 위치하고 있다. 이는 세계에서 가장 큰 규모의 패시브 하우스 단지이고, 354세대를 패시브하우스 주택으로 건설하였다.9. 전망
기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)는 온실가스의 증가가 세계경제와 인류의 생존을 위협할 수 있는 문제라고 인식했다. 따라서 지구평균온도가 산업화 이전 대비 2도 이상 상승하는 것을 억제하기 위해서 2050년까지 2010년 배출량의 40%~70%를 감축해야 한다는 결론을 도출했다.이에 따라 선진국에서 온실가스 감축 목표를 설정해 빠르게 대응하고 있다. 우리나라도 온실가스 배출량을 줄이기 위해 지난 2020년에 ‘2050 탄소중립’을 선언하고 에너지 절감 기술을 통해 제로에너지 주택 시대를 준비하고 있다
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우리나라는 2017년 제로에너지 건축물 인증제를 시행해 2020년부터 연면적 1000이상 공공건물을대상으로 인증을 의무화했다. 서울시가 발표한 ‘제2차 서울특별시 녹색건축물 조성계획(2022~2026년)에 따르면 올해부터 주택은 1000가구 이상일 때, 비주거용 부동산은 연면적이 10만 이상일 때 의무적으로 제로에너지 건축물로 지어야 한다. 정부는 오는 2024년부터는 연면적 1000 이상인 민간 건축물이나 규모가 30가구 이상인 공동주택 등으로 의무화 대상을 확대하기로 했다. 이렇게 제로하우스에 관한 여러가지 정책을 적극적으로 재정, 시행하고 있다.
하지만 제로하우스는 비용적 측면에서 어려움이 있다. 예를 들어 단열 성능을 획기적으로 높여주는 이중 단열을 채택할 경우 벽체를 만들 때 들어가는 비용이 2~3배로 늘어난다. 유리창에 태양광 발전지를 까는 BIPV나 지열 냉난방 장치 비용도 상당하기 때문에 부담이 더해지게 된다. KCC에서 연구용으로 만든 제로하우스의 경우 제일 바깥쪽부터 내부 벽까지 두께가 78cm나 된다. 그렇기 때문에 제로에너지 건축물에 대한 인센티브를 확대하고 금융 지원 프로그램도 마련할 필요가 있다는 요구가 나오고 있다.
이렇게 건설 비용은 높지만 최근 높아진 주택 관리비, 제로에너지하우스의 쾌적한 환경 등으로 제로에너지기술이 들어간 건축물에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히 아파트의 경우 관리비가 제 2의 월세라고 불리기도 하며 가계부담을 높이는 고정 지출이었지만, 제로에너지아파트의 경우 이를 굉장히 절감할 수 있기 때문에 앞으로 인기가 더욱 올라갈 것이다. '운정신도시 푸르지오 파르세나'의 경우 에너지효율 1등급을 받은 제로에너지아파트이며 1순위 청약 결과 평균이 36.4 대 1, 최고 273 대 1을 기록하기도 했다. 창원 두산위브 더센트럴의 경우 1순위 청약 결과 평균이 78.6 대 1, 최고 165.8대 1의 경쟁률을 기록했다. 앞으로 분양시장에 제로에너지아파트가 더욱 많이 등장하면서 에제로에너지 기술이 적용된 주거용 건물에서 살아가는 사람들이 점점 많아질 것이라는 것을 예측해볼 수 있다.
국제 사회와 정부의 많은 관심을 받고 있는 제로하우스는 앞으로 더욱 탄소배출 감축과 환경보전에 있어서 중요한 역할을 하게 될 것이다.
9.1. 제로하우스가 앞으로 나아가야 할 방향
'에너지 플러스 하우스'란 에너지 생산량이 소비량을 뛰어넘는 하우스이다. 소비하고 남은 에너지를 저장하거나 근처 건물과 공유하여 사용할 수 있는 기술로, 앞으로 제로하우스가 나아가야 할 방향으로 제시되고 있다.덴마크 남부의 쇠네르보르 시에는 ‘제로플러스 하우스’라는 집이 있다. '제로플러스 하우스'는 쇠네르보르 지방 자치 기구가 건설ㆍ에너지 기업들과 손잡고 탄소 중립을 구현하면서 지속가능한 도시로 성장하기 위해 진행하는 '프로젝트 제로' 사업의 일환이다. '프로젝트 제로' 사업의 매니저인 크리스티안 에릭센은 지속가능한 도시를 만들기 위해서는 우선 자력으로 에너지를 공급하는 집이 늘어나야 한다고 말했다.
한국에서도 에너지 플러스 하우스에 대한 연구가 진행되고 있다. 대전 유성구에 위치한 한국에너지연구원 내에 자리잡고 있는 '플러스에너지커뮤니티'는 4 채의 건물로 구성되어 있다. 이 건축물에 사용되는 건물일체형 태양광,모듈은 태양광과 태양열 발전을 동시에 할 수 있는 차세태 태양광 발전 시스템이다. 과거엔 건물이 단지 에너지를 소비하는 공간이었지만 에너지 플러스 하우스는 생산자와 공급자의 역할까지 할 수 있는 것이다. 플러스에너지커뮤니티의 한 건물에는 태양광 패널을 유색으로 만들어 미관까지 꾸밀 수 있는 기술도 개발되었다. 노후건축물을 리모델링해 주거용 건물 2채에서 시운행해본 결과 에너지 자립률이 144%까지 나왔다고 한다.
이렇듯 에너지 플러스 하우스 기술까지 도달하게 되면 전국의 에너지 소비 중 주거용 건물의 비율은 제로가 되며, 오히려 건물 하나하나가 에너지를 생산하는 주체가 된다. 결과적으로 화석연료와 같은 환경오염을 발생시키는 에너지원의 사용을 줄일 수 있기 때문에 탄소중립에 큰 기여를 할 수 있을 것이다. 하지만 주택의 주거형태별 가이드라인을 각각 맞춰야 하고, 효율이 높은 연료전지와 태양광패널을 사용하기에는 경제적 부담이 없지 않기 때문에 이러한 문제를 앞으로 해결해나가야 한다.
10. 관련 협회
<해외>1. PHI(Passive House Institute)
https://passivehouse.com/
PHI(Passive House Institute)는 1996년 볼프강 파이스트 박사가 지속적으로 성장하는 학제간 직원 팀과 함께 설립한 독립적인 연구 기관이다. PHI는 패시브 하우스 개념의 발전에 특히 중요한 역할을 했다. 최초의 시범 프로젝트(독일 다름슈타트, Kranichstein Passive House, 1990)는 수년간의 상세한 모니터링을 통해 확인된 소비 수준인 10 kWh/(m²a) 미만의 기록된 난방 에너지 소비를 달성한 유럽 최초의 거주자 거주 공동 주택이었다.
그 이후 패시브 하우스 연구소는 에너지 효율적인 건물을 위한 건설 개념, 건물 구성 요소, 계획 도구 및 품질 보증에 대한 연구 및 개발과 관련하여 선도적인 위치를 담당했다. 최초의 패시브 하우스 오피스 빌딩, 패시브 하우스 공장, 패시브 하우스 학교 및 체육관 등 여러 건물에 대한 기술 지침을 담당했다.
현재 패시브하우스 연구소가 하는 일
1. 동적 건물 시뮬레이션, 에너지 균형 결정 및 Passive House Planning Package를 통한 Passive House 건물 계획을 위한 알고리즘과 소프트웨어 도구를 지속적으로 개발 및 개선하고 있다.
2. 본 연구소는 벽 및 건설 시스템, 창문, 문, 연결부, 환기 시스템 및 소형 시스템과 같은 건물 및 건물 구성 요소에 대한 독립적인 테스트 및 인증 센터 역할을 한다.
3. PHI 연구진은 에너지 효율적인 부품 제조업체에 제품 개발 및 최적화에 대한 심층적인 컨설팅을 제공한다.
4. PHI는 Passive House Standard에 의해 설정된 엄격한 품질 요건의 유지를 용이하게 한다
<국내>
국내에서 에너지 효율 등급 인증 및 제로에너지 건축물 인증을 하는 기관은 대표적으로 다음이 있다.
1. 한국건물에너지기술원
https://www.kbet.or.kr/
2. 한국건설기술연구원
https://www.kict.re.kr/
3. 한국교육녹색환경연구원
http://www.kisee.re.kr/rain/index.php
4.한국에너지공단
https://www.energy.or.kr/web/kem_home_new/new_main.asp
5. 한국환경건축연구원
https://www.kriea.re.kr/
노후건축물의 그린리모델링을 시행하는 기관이다.
1.한국토지주택공사
https://www.lh.or.kr/intro.html