제로 에너지 빌딩(ZEB, Zero energy building) 이란, 건물에서 에너지를 소비하는 만큼 그 현장에서 재생 가능한 에너지를 이용하여 스스로 에너지를 만들어 조명, 냉방, 난방 에너지를 사용할 수 있는 빌딩입니다.
제로 에너지 빌딩 개념
제로 에너지 빌딩(ZEB)은 제로 에너지 하우스로도 불리며, 건물 자체의 에너지 효율이 매우 높아 온실가스와 탄소 배출이 제로이며, 에너지가 필요한 경우 재생 가능한 에너지를 이용하여 전력이 공급됩니다.
온실가스 배출 제로를 위한 친환경 건축물 개념은 패시브 하우스 기술과 액티브 하우스 기술이 접목된 빌딩의 개념입니다.
패시브 하우스란? : 건물 자체의 에너지 효율이 높은 개념으로 냉난방의 효율을 극대화하기 위해 남향에 위치하고 고성능의 새시와 고성능의 단열재 등을 적용하여 특별한 에너지 공급 없이 사계절 실내 온도를 20도씨 정도 스스로 유지할 수 있는 하우스입니다.
액티브 하우스란? : 지속가능한 신재생 에너지를 활용하여 건물 자체에서 스스로 전력을 생산할 수 있는 건축물입니다.
건물의 단열에 대한 기밀성을 높이고 태양열과 풍력, 지열과 같은 신재생 에너지를 공급받는 기술로, 화석연료에 의한 에너지를 공급받는 것이 아니라 지속가능한 신재생 에너지를 공급받기 때문에 온실가스 배출이 제로인 건축물입니다.
궁극적인 기술의 목적은 건축 분야의 탄소배출을 저감 하기 위한 하나의 방법이며, 각국에서 시행하고 있는 탄소중립정책을 이행하고 목표를 달성을 위함입니다.
제로 에너지 빌딩을 달성하는 기술
기본적으로 제로 에너지 빌딩에 필요한 기술은 자연에서 나오는 에너지를 활용하는 것이며, 통풍을 위한 자연의 바람, 태양 에너지, 내부 환기, 열손실, 조명 최적화를 위한 창문설계 등과 같은 지속가능한 에너지를 활용하는 것이 핵심입니다.
1. 에너지 효율을 높이는 건물 설계 기술
기후가 고려되어야 하며 남향의 입지를 선택하는 건축 설계가 필요합니다.
에너지 효율을 고려하여 건물 규모를 선정해야 합니다.
통풍과 단열이 잘 될 수 있는 고성능의 재료를 사용해야 합니다.
2. 태양 에너지 효율을 높이는 기술
자연스러운 태양 에너지를 활용할 수 있도록 거실과 창문을 남향으로 설계함으로써 겨울은 따뜻하고 여름은 통풍이 잘 되도록 설계가 이루어져야 합니다. 결국 생활공간에서 태양빛의 효율을 높일 수 있어야 합니다.
3. 고성능의 단열재 기술
최근에는 제로 에너지 빌딩 설계의 기본 구조로 외벽과 내벽을 초단열재를 사용하여 냉방과 난방의 효율을 극대화할 수 있습니다.
이외에도 탄소 배출 제로를 위해 필요한 전력 수급은 지속가능한 태양열, 풍력, 바이오매스, 폐열을 이용한 지역난방, 지열, 수력, 연료전지 시스템 등에서 도움을 받을 수 있습니다.
미국, 영국, 호주의 제로 에너지 빌딩 관리 방법
미국
- 미국의 제로 에너지 하우스 경우 주택에너지 등급 시스템(HERS)을 운영하여 HERS 지수를 사용하는데 지수의 범위는 0~150로 표현되며 지수가 0이면 에너지 구매를 하지 않는 건물이기 때문에 제로 에너지 건물로 정의합니다.
호주
- 호주는 전국 주택 에너지 등급 제도를 실시하고 있으며, 별 10개 등급으로 제로 에너지 빌딩 등급을 나누고 있습니다.
영국
- 영국은 에너지 성능 인증서(EPC)를 A~G등급으로 나누어 제로 에너지 빌딩 등급을 관리하고 있습니다. 이 인증서를 통해 건물의 에너지 효율이 어느 정도인지 알 수 있습니다.
이러한 노력에도 불구하고 빌딩에서 탈 탄소화를 한다는 것은 매우 어려운 일입니다. 따라서 빌딩의 전력확보를 위해 배출되는 일부 온실가스를 포집하거나 식물을 통해 산소 배출을 늘려 탄소중립에 기여하는 방법도 제로 에너지 빌딩에 가까이 다가갈 수 있는 방법입니다.