내년부터 전체면적 1000㎡ 이상 공공건축물을 대상으로 ‘제로에너지 건축’이 의무화된다. 제로에너지건축물은 고단열, 고기밀 등의 각종 패시브 기술과 고효율 설비 기술을 적용해 건축물의 에너지소요량을 최소화하고, 태양광 등의 다양한 신재생에너지 기술을 통해 열 또는 전기에너지를 생산 공급함으로써 궁극적으로 연간 기준에서 화석연료를 전혀 사용하지 않는 건물로 정의된다.
우리 정부는 최근 10여년간 매 2년 주기로 약 30% 수준의 단열기준 강화를 추진해 왔으며, 현재는 유럽의 패시브하우스 수준에 상응하는 매우 높은 단열기준이 책정된 상황이다. 국내에서 ‘제로에너지 건축’은 이제 막 시작하는 단계이지만, 독일은 1990년에 세계 최초로 패시브 하우스(Passive House)를 건설하고, 일찌감치 패시브 하우스 보급 확대 정책을 펼쳐왔다. 독일의 프랑크푸르트 시는 2007년부터 첨단 단열공법을 적용한 건물만 건축허가를 내주는 '패시브하우스 기준법'을 대규모 공공건물부터 시행해 오고 있기도 하다.
1㎡당 연간 에너지(등유) 소모량을 기준으로 저에너지 하우스는 7L, 3리터 하우스는 3L, 패시브 하우스는 1.5L, 제로 에너지 하우스는 0L으로 분류된다. 패시브 하우스는 제로에너지 주택의 핵심 접근 개념이라 할 수 있다. 한국제로에너지건축협회 자료에 의하면 2001년을 기준으로 이전에 지은 국내 건축물은 30L 하우스이고 이후에 지은 건축물은 17L 하우스이다. 본격적인 제로 에너지 건축 의무화 시대를 맞이하며 ‘패시브 하우스’의 개념을 이해하고 이에 대응할 수 있는 고성능 건축 자재를 소개한다.
■ 패시브 하우스란?
새로운 주거 트렌드로 떠오른 패시브 하우스(passive house)는 수동적인 집이라는 뜻으로 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스(active house)에 반하는 개념이다. 1990년 독일의 다름슈타트(Darmstadt)에 패시브 하우스가 처음 들어선 이후로 독일을 기점으로 유럽을 지나 세계 전역으로 빠르게 확산되고 있다.
액티브 하우스가 태양열 흡수 장치 등을 이용해 외부로부터 에너지를 적극 끌어들인다면, 패시브 하우스는 집안의 열이 밖으로 새어나가지 않도록 최대한 차단하면서 화석연료를 사용하지 않고도 실내온도를 따뜻하게 유지한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 열과 공기의 이동을 막아주는 단열성능과 기밀 성능을 강화시켜 결로와 곰팡이, 추위 걱정 없는 쾌적한 실내 환경을 구축할 수 있다. 에너지의 낭비를 최소화하는 미래형 주택인 것이다.
■ 패시브 하우스의 요건
패시브 하우스는 본래 냉방 및 난방을 위한 에너지 사용량이 1㎡당 1.5L 이하여야만 하지만 각 나라마다 기후조건이나 난방 방식이 다르기 때문에 1㎡당 연간 난방 에너지 요구량이 반드시 1.5L여야만 하는지에 대해서는 추가 논의가 필요한 부분이다.
국내에서는 패시브 하우스의 기본 개념을 존중하면서 이를 구현하기 위해 노력한 경우라면 가급적 패시브 하우스라는 범주에 포함시키고자 한다. 한국패시브건축협의회의 정성적 정의에 따르면패시브하우스란 ‘자연 열을 난방의 주된 수단으로 활용해 적절한 실내 온도를 유지하고, 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 알맞은 온도로 공급함으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물’을 말한다. 이에 국내의 패시브 하우스들은 단열과 기밀 성능에 중점을 두고 환기장치를 함께 설계하여 버려지는 에너지가 없도록 한다.
■ 패시브 하우스의 장점
패시브 하우스의 가장 큰 장점은 뛰어난 단열 성능에 있다. 패시브 하우스는 실내에 있는 냉기 또는 온기가 외부로 나가지 못하게 하여 겨울에는 따뜻하게, 여름은 시원하게 생활할 수 있다. 외부로 빠져 나가는 에너지의 손실을 최소화한 덕분에 내부 온도의 변화가 적은 것이다. 패시브 하우스는 초기 건축 및 시공, 설계 비용이 다소 많이 드는 편이지만 일반주택에 비해 냉난방비를 1/10 정도로 줄일 수 있어 장기적인 관점에서는 더욱 경제적이라고 볼 수 있다.
■ 패시브 하우스 시공 팁
패시브 하우스는 일반 주택보다 단열성을 보강하여 시공하는 것이 관건이다. 실내의 열을 보존하기 위해 고성능 삼중유리를 탑재한 창호를 설치하고, 일반주택에 비해 3배 이상 두꺼운 단열재를 사용하는 등 각종 첨단 단열 공법을 적용하게 된다. 이렇게 갖춰진 단열 성능은 집 안에 결로 현상이나 곰팡이 생기는 현상을 예방할 수 있다. 결로 현상은 단열재를 손상시켜 내부의 단열 성능을 떨어뜨리고 집 안에 곰팡이를 생성하여 쾌적하지 못한 환경을 만들기 때문에 발생하기 전 예방이 중요하다.
■ 패시브 하우스 환기 팁
패시브 하우스는 별도의 냉난방 기기를 사용하지 않기 때문에 창문을 열어 환기를 하면 집 안의 온도가 빠르게 변화한다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 패시브 하우스는 별도의 ‘열 교환 환기장치’를 통해 외부의 신선한 공기를 들여오고, 내부의 공기를 내보내면서 서로의 온도를 교환하도록 한다. 이로써 창을 열지 않아도 충분한 환기가 가능한 환경을 만들 수 있다.
■ 패시브 하우스 건축 팁
패시브 하우스는 건축 시 건물의 형태를 비교적 간결하게 건축하는 것이 좋다. 건물이 다양하고 복잡해질수록 에너지 효율이 떨어지기 때문이다. 또한, 패시브 하우스의 핵심은 난방이기 때문에 가급적 남향으로 시공하는 것이 좋다. 만일 남향이 불가능하다면 남동향이나 남서향으로 시공하는 것이 바람직하다. 북향에 위치한 창호는 열이 새어나가지 않도록 작게 내는 것도 방법이다.
■ 패시브 하우스 협회가 인증한 건축자재...이건창호 ‘SUPER 진공유리’
패시브 하우스 요건을 만족시키기 위해서는 창호에 사용하는 유리의 단열 성능에도 주목할 필요가 있다. 창호의 80%가 유리로 이루어져 있기 때문이다. 이건창호는 더 좋은 창호를 만들기 위해 유리 연구에 매진, 마침내 2016년에 SUPER 진공유리를 선보였다. 
이건창호의 ‘SUPER 진공유리’는 유리와 유리 사이에 진공층을 형성해 열과 소리의 흐름을 원천적으로 차단해주는 차세대 유리다. 현재 복층 유리 중 세계 최고의 단열성능을 가지고 있다고 평가 받고 있다. 27.3mm의 얇은 두께로 260mm의 일반 단열 벽체(0.4w/m²K)와 비슷한 탁월한 단열성능(0.36W/m²K)을 구현한다.
일반 단열 유리인 로이 복층 유리와 비교해 단열 성능이 4배 이상 우수해 냉·난방비 절감에 큰 도움을 준다. 30~40평형 아파트 창의 유리를 SUPER 진공유리로 교체할 경우 일반 유리 대비 에너지 소비량을 약 42%(약8,149kWh) 줄여 연간 68만 원 내외의 전기요금 절감이 가능하다. 또한 외부소음을 차단하고 결로와 외풍으로부터 집을 보호하는 효과도 뛰어나 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다.
SUPER 진공유리는 2018년 진공유리 분야에서 세계 최초로 엄격한 성능기준의 독일 패시브 하우스 협회로부터 ‘패시브 하우스 자재 인증(PHI Component Certification)’을 획득함으로써, 한층 경쟁력을 끌어올렸다. 최근에는 제로 에너지 빌딩 등 국내 고효율 건축 흐름이 급속하게 전개되는 가운데, SUPER 진공유리가 수년간에 걸친 검증 기간을 끝내고 2017년부터 본격적인 양산을 시작함으로써 건축시장에 큰 반향을 불러일으키고 있다.
진공유리는 상업시설부터 대규모 아파트까지 다양한 건축물과 공간에 적용됐다. 서울 강남구 타워팰리스, 서울 용산구 하이페리온 등 아파트 일부 세대와 타운하우스, 고급 단독주택 같은 주거용 건물과 알펜시아 리조트, 공공기관인 한국전력기술 김천본사 등에 SUPER 진공유리를 적용했으며, 올해에는 용산구 한남동에 위치한 최고급 주택인 ‘나인원 한남’을 비롯해 ‘반포 센트럴 푸르지오 써밋’과 개포 ‘디에이치(THE H) 아너힐즈’에 공급했다.
기사제공_(주)이건창호
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