뜨거운 여름철이 성큼 다가오면서 전력 대란에 대한 불안함이 커지고 있다. 여름철에는 단순히 에너지의 사용을 줄이는 것만 강조할 것이 아니라 에너지를 절감할 수 있는 대책을 동시에 시행한다면 획기적으로 에너지를 줄일 수 있는 길이 될 것이다. 또다시 전력난을 걱정하기에 앞서 여름철 에너지를 절감하기 위한 노력을 짚어봐야 할 때 이다.
에너지 절약 정책, 난방과 더불어 냉방 에너지 절감 절실
해마다 건축물에서의 에너지 소비량은 급증하고 있으며 대형 고층건물 증가에 따른 에너지 비용증대, 신규, 재개발 아파트를 중심으로 일반 주택증가, 주상복합, 발코니 확장등 웰빙트랜드에 의한 냉.난방비 급증은 가뜩이나 자원 부족국인 우리나라의 경제에 악영향으로 자리잡고 있다. 이에 정부에서는 건축물에 대한 에너지절약 기준을 강화하고 있으며 건축물에 있어서 에너지 손실이 가장 큰 창호에 관련하여 지속적인 절감정책을 내놓고 있다.
하지만 국내 에너지절약 정책은 열관류율 값을 낮추는데 치중되어 난방에너지 절감에 초점이 맞춰져 있다. 물론 주거공간에서의 우리 생활의 중요한 부분을 차지하는 난방 에너지의 절감은 반드시 선행되어야 한다. 그렇지만 뜨거운 여름철 전력을 많이 사용하는 냉방 에너지에 대한 절감 없이는 절대 에너지절약을 이룰 수 없다.
건축물에서의 에너지 손실이 가장 큰 창호부분에서의 균형적인 절감 정책은 반드시 필요하다.
우선적으로 건축물 창호의 단열 성능 지표인 U-Value의 정립과 함께 냉방성능을 나타내는 G-Value에 대한 규제가 정확히 명시되어야 한다. 현재 시행되고 있는 창호에너지소비효율등급제를 비롯하여 그린홈등 다양한 정책에는 난방에너지만을 강조한 열관류율을 우선적으로 정해놓고 있다. 이는 겨울철 난방에너지를 줄일 수 있는 규정이 있는 반면에 여름철의 태양열선 차단에 대한 기준(G-Value)은 없는 것이 가장 큰 문제점이다.
건축물에 적용되는 유리는 여름철에 덥다고 문제가 아니고 겨울철에 춥다고 문제가 아니라 건축물에서 창호의 U-Value와 G-Value가 모두 검토되어 에너지 소비의 총량을 보고 창세트의 효율등급을 판단해야 한다. 미국 창호등급위원회의 경우 NFRC 인증제도를 통해 창호성능레벨을 구분하고 소비자에게 정확한 창호의 성능 정보를 제공할 수 있도록 열관류율, 태양열 취득계수, 가시광선 투과율, 기밀성능 등을 평가해 제시하고 있다..
정부에서도 여름철 냉방에너지 절감에 필요성을 인지하고 현재 냉방에너지 절감의 지표인 G-Value 평가의 기준을 마련하고 있다. 선
에너지 효율등급 인증화를 통해 냉난방비 절감 정책 시행
난방중심의 에너지 절감 정책에서 점차 냉방 에너지 절감을 위한 강도 높은 정책이 추진되고 있는 시점에서 국토부는 그동안 자율에 맡겨두고 있던 에너지 소비효율등급 인증도 의무한 한다고 밝혔다.
2016년부터는 500가구 이상 아파트나 3000㎡ 이상 대형건물의 경우 자동차나 가전기기처럼 에너지 효율등급을 의무적으로 인증 받아 표시하도록 할 계획이다. 국토교통부는 온실가스 감축목표 달성 및 에너지 위기 극복을 위해 이런 내용을 골자로 하는 ‘건축물에너지 성능개선 방안’을 발표했다.
개선방안의 주요내용을 보면, 우선 신축 건물의 에너지 성능이 대폭 향상 된다. ‘2025년 제로에너지’를 목표로 신축 건축물의 단열기준을 정부 목표에 맞게 단계적으로 강화함으로써 2017년부터는 냉·난방 에너지를 1990년 대비 90% 절감하는 주택설계를 보편화한다. 2017년 창호와 외벽의 단열기준을 단계적으로 각각 0.8W/㎡k·0.15W/㎡k로 낮춰 독일 수준으로 끌어올린다는 것이다.
아울러 냉·난방 수요가 많은 업무용 건축물은 에너지 수요를 줄이는 설계를 적용한다. 가령 단열 성능이 높은 유리는 겨울철 난방에는 유리하지만 차양기능이 없어 여름철에는 높은 열에너지가 실내로 유입된다. 따라서 창 면적을 줄이거나 일사조절장치를 설치하는 등 냉방에너지 절감 설계기준을 올해 마련한다.
개선방안은 또 기존 건축물의 에너지 성능개선도 중요하다고 보고, 초기공사비 부담 없이 20% 이상 성능개선 사업을 진행한 뒤 절감된 에너지비용으로 사업비를 상환할 수 있도록 금융조달 및 이자 지원 시스템을 갖추기로 했다.
여름철 에너지 절약의 일환으로 창면적을 무턱대고 줄이는 것은 쉽지 않을 것으로 보인다. 이는 빌딩등 상업용 공간의 건축물이 전체 유리로 적용되어 외형적인 디자인까지 고려되어 설계되고 있는 시점에서 개방감을 중시하는 우리의 통념상 쉽지 않은 부분이다. 차양시스템과 더불어 차폐계수를 낮춘 기능성유리 및 필름등의 적용이 활발해 질 것으로 예상되며 뜨거운 열에너지를 막아주어 쾌적한 실내공간과 넓은 조망권을 동시에 충족시킬 수 있는 시스템의 정착이 선행되어야 한다.
유리의 차폐계수를 낮춤으로써 냉방 에너지 절약 실현
여름철 뜨거운 태양열로부터 보호하고 쾌적한 생활을 영위하기 위해서는 유리를 통해 들어오는 열을 차단해주는 차폐계수를 낮춰야 한다.
차폐계수(Shading Coefficient)는 햇빛이 유리면에 침입하는 열량을 계산할 때 사용하는 계수로서, 일사 차폐물에 의해 차폐된 후의 실내에 침입하는 일사열의 비율, 즉 투명 유리창으로부터 침입하는 일사열을 기준으로 하여 그것과의 비율을 나타낸다. 여기서 차폐물은 유리를 나타내며 일사는 유리를 통해 들어오는 태양열을 나타낸다.
차폐계수는 유리에 직접 투과된 태양열과 유리 내부로 흡수된 태양열이 실내로 방사열이 전달되는 정도를 나타내며, 일반적인 플로트유리(두께 5mm)의 차폐계수는 0.97이나, 복층유리의 경우는 0.81의 차폐계수를 갖는다. 차폐계수가 작으면 태양열 취득이 낮아지며 결국 좀 더 많은 태양에너지가 차단된다. 따라서 차폐계수의 수치가 낮을수록 여름철 유리를 통해 실내로 유입되는 태양열이 낮다는 것을 의미한다.
하지만 무턱대고 차폐계수가 낮은 제품만을 찾을 수는 없다. 기본적으로 차폐계수를 낮추면 열관류율은 높아지고 가시광선 투과율은 낮아진다. 이는 태양열을 막아줌으로서 시원한 실내공간이 연출되지만 겨울에는 효율이 떨어질 수 밖에 없다. 또, 유리의 투명성을 바탕으로 넓은 조망권을 나타내는 가시광선 투과율도 떨어트려 탁하고 답답함을 느끼게 한다. 과거 차폐계수만을 낮추기 위한 노력이 있었다면 이제는 차폐계수도 낮추면서 열관류율과 가시광선투과율까지 고려한 고기능성의 유리 제품의 적용이 필요하다.
반사유리를 비롯한 기능성코팅유리 적용 확대 필요
일반적으로 국내 상업용 건물에서 차폐계수를 낯추고 열을 차단하기 위해 반사유리를 많이 적용하고 있다.
반사유리(heat reflecting glass)는 보통의 투명유리 표면에 금속질의 얇은 막을 붙여 태양광선의 반사율을 높인 것으로, 건물의 냉방부하를 감소시키며 옥외에서 보면 거울처럼 보이는 특징이 있다.
반사유리는 투명한 것과 색이 들어있는 제품이 있는데 투명한 반사유리도 약 15%의 가시광선이 차단되고 실버나 브라운 같은 어두운색의 반사유리는 약 59%의 가시광선이 차단되어 그만큼 어둡게 된다. 반사유리의 사용이 꾸준히 늘어나는 이유는 비단 냉방비 절감만 있는 것이 아니다. 다양한 색상으로 미려한 건축물의 조형을 이룰 수 있으며 높은 가시광선 반사율로 선명한 반사영상도 얻을 수 있다. 이는 건축물의 미려한 외관을 중시하는 관점에서 반사유리는 주변의 환경을 유리에 그대로 투영되어 보이게 함으로서 건축물을 보다 심미하고 고급스럽게 연출할 수 있는 특징을 갖추고 있다. 이 외에도 건축물 외부에서 내부가 잘 보이지 않아 프라이버시 보호효과도 높다. 최근에는 반사유리로는 블루반사유리가 건축물에 많이 적용되고 있다.
반사유리 이외에도 자동차에 썬팅을 한 것처럼 색상을 넣거나, 그린, 블루등 색유리들도 일반 투명유리 대비 차폐계수를 낮출 수 있다. 하지만 난방에너지를 잡기 위해 로이유리만을 강조하면 냉방효율이 떨어지는 것과 마찬가지로 냉방의 효율만을 강조하면 난방의 효율이 떨어지고 깨끗한 조망권을 방해받기도 하는 것이 사실이다.
기능성코팅유리는 빛을 반사하는 것에서 벗어나 코팅면이 열을 흡수하여 냉방에 효율성은 높이고 유리의 투명성은 보장해주는 제품이 선보여지고 있다. 난방을 위한 로이유리와 냉방을 위한 솔라유리, 더 나아가 4계절용의 복합기능성유리의 적용은 건축물의 에너지 손실을 최소화하는데 필수적용 아이템이다.
기능성 유리 적용 확대로 여름철 냉방에너지 절약
반사유리, 솔라유리를 비롯한 기능성코팅유리에 더해 최근에는 유리 차열 코팅제 제품도 공급이 확대되고 있다.
유리 차열 코팅제는 나노소재 코팅이 주를 이루고 있다. 이 코팅 기술은 일본에서 많이 개발되었으며 과거에도 일본 제품이 국내에 소개되어 공급이 되기도 했다. 일반적인 단열코팅으로 여름에는 실내온도를 낮춰주며 겨울에는 난방열이 외부로 유출되지 않게 해주어 복합기능성 제품으로 공급을 진행하고 있다.
유리코팅제는 우선 간편한 도포방식으로 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있고 차열 이외에도 결로방지등 여러 가지 효과를 누릴 수 있다. 코팅제품은 국내 업체들이 원천기술을 일본에서 들여와 국내에서 개발, 제작하는 제품등 다양한 방식으로 제품을 공급하고 있으며 일반적인 도포방식, 스프레이도포방식등 여러 가지 방식을 통해 제품의 대량생산까지 가능하다. 열을 차단하면서도 유리의 투명도를 그대로 유지할 수 있다는 특징과 다양한 색유리에 적용했을 때 우수한 효과를 발휘할 수 있다는 장점도 갖추고 있다.
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