[쾌적한家, 건강한家] 제로에너지주택 경제성 평가와 관리 방법

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[쾌적한家, 건강한家] 제로에너지주택 경제성 평가와 관리 방법

2019년 2월 26일 (화) 00:00:00 | 지면 발행 ( 2019년 2월호 - 전체 보기 )

제로에너지주택 경제성 평가와 관리 방법

글 최정만 (사)한국패시브건축협회 회장 www.phiko.kr

CONTENTS

01 제로에너지건축물의 정의와 실현 가능성

02 제로에너지주택의 필요 요소 개론

03 열교, 곰팡이, 단열

04 좋은 창호의 선택과 하자를 줄이는 요령

05 차양의 효과적 설치

06 주택은 왜, 기밀해야 하나

07 자연환기와 기계식 환기, 그리고 환기장치 설치 및 관리

08 구조 형식별 패시브주택 실현 전략

09 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략

10 열원의 선택과 신재생에너지

11 제로에너지주택을 위한 물과 열관리

12 제로에너지주택 경제성 평가와 관리 방법

제로에너지하우스임을 증명할 수 있는가

가능하다. 하지만 단열재 두께가 맞느냐, 안 맞느냐로 다툼이 있는 소형 건축물시장에서 제로에너지하우스임을 증명하는 계산은 너무 멀어 보일 수밖에 없다. 사실 건축을 전공한 사람이면 에너지 계산 프로그램을 그리 어렵지 않게 배울 수 있다. 문제는 마음이 없다는 점이다. 그래서 제로에너지하우스임을 증명할 수 있는 사람이 적을 수밖에 없다. 그래도 반드시 에너지 계산은 해야만 한다. 꼭 제로에너지하우스가 아니어도 마찬가지다.

주택을 싸게 짓더라도 건축주는 남보다 조금 더 따뜻한 주택이기를 바란다. 또 누구도 ‘그 돈이면 매우 추운 주택이 되거나 결로와 곰팡이가 난무할 것’이라고 얘기하지 않는다. ‘내가 지으면 따뜻한 주택이 된다’는 사람만 있다. 하지만 그것을 정량적으로 증명하려는 사람은 드물다. 지난 호에도 밝혔듯이 주택을 지은 뒤에 후회한들 아무 소용이 없다.

에너지 계산의 목적은 ‘내가 얼마만큼 에너지비용을 낼까’하는 데 있지 않다. 에너지 계산을 통해 ‘따뜻함의 정도’를 알 수 있다는 데 의의가 있다. 즉 몇억씩 하는 건물을 지어 보기 전에 정말 따뜻하고 시원한 주택인지 알 수 있다는 뜻이다. 그러므로 완공 후의 마음고생을 생각하면 에너지 계산에 들어가는 비용은 조족지혈일 수밖에 없다. 이를 위한 프로그램을 (사)한국패시브건축협회 홈페이지에서 무료로 배포하고 있다. 건축주가 이 프로그램을 배워서 사용하기엔 무리가 따른다면 건축사에게 계산해 달라고 요구하는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 물론 건축사도 일정 시간 배워야겠지만, 배운 게 어디 가는 것도 아니므로 건축사에게도 득이 된다.

협회에서 사용하는 ‘에너지샵’ 프로그램에 신축 예정인 주택의 몇 가지 정보를 입력하면, 그 주택이 어느 정도 따뜻한지 알 수 있다. 이 프로그램의 커다란 장점은 주택을 짓기 전에 열손실이 많은 부분을 찾아내 이를 보완할 수 있게 해주는 것이다. 즉 아래 그림처럼 신축 예정인 주택에서 열손실이 많은 부분이 창문인지 바닥인지 알 수 있다.

건물을 짓기 전에 향별, 창호별로 열의 획득과 손실 부분을 알 수 있다.

또한 더 상세하게 향별, 요소별로 그 결과를 알 수 있다. 따라서 북쪽의 창을 더 줄여야 하는지, 차양을 달아야 하는지 등등도 직관적으로 확인할 수 있다. 이를 통해 건축주는 겨울에 더 따뜻하고 여름에 더 시원한 주택을 짓기 위해 어디에 더 투자하고, 어느 부분에서 공사비를 더 아껴야 할지 판단할 수 있다. 들어가는 비용의 합리적 배분, 즉 동일한 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있다는 의미이다. 그러므로 패시브하우스, 제로에너지하우스(건물)를 떠나서 에너지 계산은 꼭 필요한 과정일 수밖에 없다. 내 돈이 엄한 데 쓰이는 것을 사전에 방지할 수 있기 때문이다.

제로에너지하우스, 정말 에너지비용이 전혀 들지 않는가

그렇지 않다. 들어갈 수도, 들어가지 않을 수도 있다. 에너지 계산으로 명확한 숫자가 나오지만, ‘주택을 어떻게 운영하느냐’에 따라서 에너지 사용량이 달라진다.

이것을 강조하는 이유는 사용자의 노력도 제로에너지하우스의 큰 축을 담당하기 때문이다. 물론 지금까지 우리나라에서 에너지를 과도하게 사용한 건축주는 극히 드물 것이다. 따라서 “나름 최선을 다해 에너지 비용을 한 푼이라도 더 줄여왔는데, 여기에서 또 줄여야 한다는 말인가”라고 반문할 수 있다. 그런 뜻은 아니다. 앞에서 얘기한 에너지 계산을 통해서 난방, 냉방, 급탕, 환기, 조명 등에 대한 예상 사용량을 얻을 수 있고, 이 결과와 매달 나오는 고지서를 비교하면 우리 가족이 표준보다 어느 부분을 아끼고 있는지 또 어느 부분을 많이 사용하고 있는지를 인지할 수 있으므로 보다 합리적으로 에너지 비용을 절약할 수 있다. 또한 최근 집 안의 거의 모든 가전기기의 개별 에너지 사용량을 파악해주는 개당 10만 원 안쪽 하는 똑똑한 기기도 있다. 분전반의 주전원 선에 이 제품을 한 개만 설치하면, 기기별 전력 사용의 특성이 다른 점을 이용해 사용 전력을 자동으로 구분해준다. 이런 것들을 잘 사용하면 설치비용을 뽑고도 남는다.

스크루지의 주택은 그 성능과 무관하게 제로에너지하우스가 될 수 있다.

실시간 기기별 전력 사용량을 확인할 수 있는 측정기기

중요한 것은 제로에너지하우스가 실제로 에너지 비용이 전혀 들지 않는다는 의미는 아니다. 에너지 계산상의 제로와 실제 제로는 다를뿐더러 이른바 전기기기는 너무 과다한 설계가 될 수 있기 때문에 계산에 포함하지 않는다(과다한 태양광발전설비의 설치). 법적으로도 사용자의 취향에 따라 사용량이 천차만별인 전기기기는 계산에서 제외하고 있다.

에너지 비용이 든다면, 왜 제로에너지인가

제로에너지하우스의 정확한 의미는 ‘제로에너지에 가까운 건축물’로, 해외에서 ‘Nearly ZeroEnergy Building’이라고 한다. 주택을 실제 제로에너지에 맞추면 앞에서 기술한 바와 같이 이른바 오버스펙이 되고, 이는 건축주뿐만 아니라 넓게는 국가, 더 넓게는 지구적 차원에서 낭비가 되기 때문이다.

우리나라에서 건축물에너지효율등급을 제로에너지 1등급부터 5등급까지 구간을 나눠서 인증해주는 이유다. 어찌 보면 이 인증에서 1등급을 노리는 것은 무모할 수도 있다. 따라서 이 구간에서 가장 경제적인 등급에 접근하도록 노력하는 것이 중요하다. 최근 어느 언론에서 제로에너지가 실제 제로에너지가 아닌 점을 꼬집어서 비판했는데, 이것은 매우 표피적인 탐색만 한 기사로 여겨진다. 매우 넓은 범위에서 제로에너지를 인정하는 것은 전 세계적인 추세로 봐도 무방할 정도다.

제로에너지하우스는 경제성이 있는가

있을 수도 있고, 없을 수도 있다. 앞에서 언급했듯이 넓은 제로에너지하우스의 범위 내에서 경제성이 있는 구간을 찾아야 한다. 이 구간이 결과적으로 제로에 어느 정도 근접했는가는 그리 중요하지 않다. 즉 열심히 하면서 가장 적정한 지점을 찾으면 된다. 그 결과가 1등급이든 5등급이든 상관없다. 물론 전체 범위 내에서 전혀 경제성이 없다는 결과를 얻을 수도 있다.

경제성이 없다면, 왜 지어야 하는가

본 연재의 첫 번째 글에서 밝힌 바와 같이 두 가지 측면에서 필연성이 있다. 한 가지는 경제성과 상관없이 ‘쾌적’한 생활이 가능하다는 점이다. 쾌적, 건강은 돈으로 환산할 수 없다. 제로에너지하우스의 궁극 목적인 ‘쾌적’이란 말을 반복할 필요도 없이 실현 과정 중에 자연스레 쾌적한 주택이 될 수 있다. 다음은 ‘의무’이기 때문이다. 부모님이 있기에 내가 존재하기에 효가 영원한 숙제이듯이, 자연이 있기에 나의 삶이 있다는 것을 이해할 필요가 있다. 그저 받은 만큼은 아니더라도 극히 일부분이라도 돌려주려고 노력할 필요가 있다는 것이다.

나의 ‘쾌적’과 ‘의무’의 실천, 이 두 가지를 다 잡을 수 있는 것이 제로에너지하우스다. 물론 돈이 있어야 한다. 하지만 돈이 없다면 쾌적도 의무도 지킬 수 없다고 얘기해선 안 된다. 몇 번을 반복하지만, 항상 주어진 비용 내에서 최선을 다해야 한다. 돈이 없으면 선택의 폭이 줄지만, 그렇다고 아무것도 할 수 없는 것이 아니기 때문이다. 모든 의무를 다할 필요도 없다. 그저 집 안에 재활용쓰레기통만 구분해 둬도 족하다.
또한 하자가 없는 주택을 지으려는 노력도 의무를 지키는 것이다. 왜냐면, 하자가 날 경우 그것을 수리하기 위해 쓰는 비용, 수리하는 사람이 왕복하는 데 쓰는 연료, 수리하는 데 쓰는 자재 …, 이 모두 지구로부터 얻는 것이다. 따라서 한번 사용된 자재가 오랫동안 그 기능을 유지하는 하자 없는 주택이 지구를 위하는 건물이다.

경제성을 확보하는 첫 걸음

경제성을 가장 쉽게 확보하는 길은 주택의 외피 면적을 줄이는 것이다. 즉 최대한 단순하게 설계돼야 한다. 외벽은 1㎡당 최소 약 30만 원이 들어간다. 내·외장재가 비싸지거나, 단열에 더 신경 쓰면 쓸수록 이 금액은 50만 원까지도 올라갈 수 있다. 규모가 큰 공공건물은 사용 면적이 동일함에도 공사비는 몇억, 몇십억이 그냥 늘어난다.

아래 그림의 두 건물은 같은 30평이지만, 외벽 면적이 45㎡ 차이가 나면서 공사비가 약 1,500만 원이 올라간다. 이 비용은 전체 창문 비용과 거의 같다.

유럽 여행을 많이 한 사람이라면 유럽의 그 많은 주택이 모두 사각 박스 형태라는 것을 보았을 것이다. 하지만 돌아와선 잡지에 실린 다양한 형태의 주택을 따라 해야 한다고 생각하는 오류를 범하고 있다.

경제성을 확보하는 두 번째 걸음

욕심을 줄여야 한다. 이 욕심은 대개 집들이가 끝나면 다 무용해진다. 집들이에만 필요한 것이 아닌가, 냉정하게 생각해야 한다. 이는 꼭 마감재만이 아니다.

파티는 순간, 삶은 지속

물론 누구만큼은 꼭 눌러주고 싶다면 그리해야 한다. 그러나 그 한 번을 위해 들어가는 비용이 너무 많다는 점을 명심해야 한다.

경제성을 확보하는 세 번째 걸음

설계비와 시공비를 가장 싸게 제시하는 곳은 피해야 한다. 가장 싼 곳과 그 다음의 가격을 제시한 곳의 차액은 공사 중에 그냥 메꿔진다. 결코 쉽지 않은 결정이지만, 100번이고 되뇌어야 한다. 건축은 동일한 제품을 다양한 가격에 파는 온라인 마켓의 상품이 아니기 때문이다.

비용이 없다면, 어떤 것부터 적용해야 하는가

열 회수 환기장치 ⇒ 기밀 ⇒ 열교 ⇒ 단열 순이다. 단열재를 법적 기준보다 두껍게 하는 것이 가장 후순위다. 단열재를 늘리는 것보다 열교를 차단하는 것이 더 중요하고, 열교 차단보다 기밀이 더 중요하며, 기밀보다 환기장치가 더 중요하다. 이는 최소한 숨은 제대로 쉬고 살아야 하기 때문이다. 어린 자녀, 특히 수험생을 둔 주택일수록 그 중요도는 더 높다. 이산화탄소 농도가 암기력에 미치는 영향이 너무 커서, 단언컨대 유명 개인교사한테 과외를 받는 것보다 더 성적을 쉽게 올릴 수 있는 유일한 방법이 주택에 환기장치를 다는 것이다.

완공 후 무엇을 관리해야 하는가

삶의 시간이 늘어갈수록 나름의 요령이 생기기에 별도로 설명하는 것이 무의미할 수도 있겠으나, 그 시간을 당기기 위해 몇 가지 필수적인 것만 아주 간단하게 언급한다. 주기적인 관리는 연초마다 달력에 표시하는 버릇을 가지면 더 좋다.

습도 관리_ 겨울을 기준으로 쾌적하게 살 수 있는 습도의 범위는 의외로 좁다. 실내 습도가 40% 아래로 떨어지면 바이러스가 활동하므로 감기에 쉽게 걸리며, 60%를 넘어가면 곰팡이의 발생 위험이 커진다. 그러므로 실내 습도가 40~60%로 유지되도록 적극적으로 개입해야 하는데, 이를 알 수 있는 유일한 방법이 습도계를 비치하는 것이다. 이는 냉장고보다 더 중요하다.

습도 조절은 결로 방지를 위해 꼭 필요하다.

열 회수 환기장치 관리_ 환기장치는 24시간 가동해야 하며, 이를 위해서 필터를 정기적으로 청소 또는 교체해야 한다. 겨울철 기기 내부에 결로수가 고일 수 있기 때문에 일주일에 한 번쯤 내부를 살펴보는 것도 중요하다.

관리하지 않은 열 회수 환기장치 필터의 최후

외벽 관리_ 유럽 주택 건물의 외벽이 우리나라보다 깨끗한 이유는 공기가 좋기 때문이 아니라 정기적으로 청소하기 때문이다. 건물의 외벽은 재료와 무관하게 5년마다 한 번씩 청소해야 한다.

건물 외부는 나의 것만이 아닌 마을 이미지를 구성하는 공동 재산이기에 더더욱 관리가 중요하다.

배수구 관리_ 외부 배수관은 낙엽이나 이물질 때문에 언제든지 막힐 수 있다. 그러므로 한 달에 한 번 배수구를 점검할 필요가 있다. 특히 평지붕의 빗물 배수구는 꼭 청소해야 한다. “물이 좀 고여도 방수에만 문제없으면 되는 것이 아니냐”고 생각하기 쉬운데, 물은 매우 무거운 물질이기에 고이면 방수가 무용해질 확률이 높다. 예를 들어 유럽의 방수재 성능 표기 방법이 ㎜인데, 이는 해당 방수재 위에 최대한 고일 수 있는 물의 높이를 의미한다. 반대로 얘기하면 이 이상의 물이 고이면 방수층의 기능이 제 역할을 못할 수 있다는 것이다. 그러므로 지붕, 발코니에 물이 고이지 않도록 노력해야 한다.

외부 배수관이 막혀서 물이 고이지 않도록 관리해야 한다.

봉수 관리_ 생활하수가 빠지는 실내 배수구에서 냄새가 올라오지 않도록 물이 살짝 고이게 한 부분을 봉수라고 한다. 눈에 보이지 않지만, 배수구 뚜껑을 열면 볼 수 있다. 하수구 냄새가 빈번하게 느껴지면 봉수가 없어진 것을 의심해야 한다. 물을 자주 사용하지 않는 화장실에서 특히 그러하다. 봉수가 증발해서 없어졌기 때문이다. 보일러실에 만든 배수구에서 그런 경우가 흔하다. 그러므로 귀찮더라도 이틀에 한 번은 배수구에 물을 버려서 봉수를 유지해야 한다.

창문 관리_ 슬라이딩 창의 관리는 지난 호에 설명했듯이 기밀을 담당하는 모헤어를 3년에 한 번은 새것으로 교체해야 하며, 풍지판은 필수적으로 필요하다. 시스템창은 준공 후 1년이 흐른 시점에서 유리의 무게에 따른 미세한 틀어짐이 있을 수 있기에 조정해야 한다. 그 방법은 어렵지 않기 때문에 창호회사로부터 조정법을 배워두면 좋지만, 창호회사에 A/S의 책임이 있기 때문에 이를 알려 주는 곳은 거의 없다. 문제는 유리의 청결도를 신경 써야 한다는 것이다. 이는 주택의 얼굴이라서 그렇기도 하지만, 다음의 논리로 볼 때, 겨울이 다가오면 유리창의 외부면을 닦아줘야 한다.

1. 우리나라의 남향 일사량이 매우 풍부하다.

2. 일사는 남향의 유리창을 통해 들어온다.

3.유리가 청결하지 못하면, 이 일사량의 20% 정도가 들어올 수 없다. 이를 겨울철 난방비로 계산하면, 거의 10만 원이 넘는 비용이다.

더러운 유리는 일사에너지의 유입을 현저히 감소시킨다.

살면 살수록 건강해지는 집

우리는 건강을 위해 운동하고, 몸에 맞는 음식을 챙겨 먹고, 명상하고, 정기검진도 받고 있다. 그리고 살기만 하면 건강해지는 주택이 있다면 얼마나 좋을까 상상한 적이 있었다.

쾌적한 집, 보약과 운동 못지않게 건강을 위한 필수조건이다.

건강을 위한 실내 조건은 열환경, 빛환경, 음환경, 실내 공기질이라고 정의할 수 있다. 원적외선과 같은 거짓말을 할 필요도 없이 열교가 없는 패시브하우스는 열적으로 안락하다. 또한 고기밀이기에 외부 소음이 거의 침투할 수 없어 극히 조용하다. 겨울철 남향의 매우 큰 창을 통해 풍부한 일사와 더불어 채광을 온 감각으로 느낄 수 있으며, 여름철에 차양과 맞통풍이 결합해 실내를 시원하게 해준다. 환기장치를 통해 필터링된 공기가 24시간 쾌적한 실내 공기질을 지켜줄 수 있다. 여기에 최근 이슈가 된 라돈으로부터도 안심할 수 있는 조건이 된다.

건강을 위한 실내 환경 조건을 모두 갖춘 주택, 그래서 살면 살수록 건강해지는 주택. 바로 패시브하우스라고 할 수 있다. 또한 이 모든 것을 증명할 수 있다. 여기에 적절한 태양광발전설비를 갖추면 쾌적한 제로에너지하우스를 가질 수 있다. 평생 건강을 위해 투자하는 각종 비용을 조금씩 아껴서 주택에 투자하는 셈이다. 보양식 삼계탕을 먹고 들어온 날 춥고, 시끄럽고, 침침하고, 곰팡이 가득한 주택에서 잔 들 무슨 소용이 있겠는가 ……. 패시브하우스, 제로에너지하우스는 어느 누구를 위한 투자가 아니다. 바로 나와 내 가족을 위한 투자인 셈이다.

※ 쾌적한家 건강한家 연재를 이번호로 마칩니다. 12회에 걸쳐 귀한 글을 연재해주신 (사)한국패시브협회 최정만 회장님께 독자들을 대신해 감사의 말을 전합니다.