제로에너지 건축 기술을 도입한 힘펠 공장 / 김희준 © 뉴스1

갑작스러운 한파가 몰려온 지난 5일 아침. 제로에너지 건축물 현장취재를 가는 발길은 조심스러웠다. 제로에너지 건축은 건물을 단열하는 패시브기술부터 전력 사용을 최적화하는 액티브 기술, 자체 에너지를 생산하는 신재생 건축이다. 건축물의 사용 에너지와 생산 에너지의 합이 제로(0)가 되는 건축물로서 에너지 효율화가 극대화된 건축물로 평가된다. 하지만 현장 도착 직전까지만 해도 손이 손발이 꽁꽁 얼 정도로 날씨가 추워 재기능을 살펴보기엔 힘들 것이란 생각이 컸다.

이 같은 고민은 경기도 화성에 위치한 가전기기 전문 기업인 힘펠의 제3공장을 방문한 지 불과 20여분 만에 해소됐다. 제로에너지 기술이 총망라된 건물 회의실에서 건물에 대한 브리핑을 들은 지 불과 5분 만에 한파를 걱정해 입었던 두꺼운 외투를 벗었다. 별도의 난방을 한 것이 아니냐는 질문에 관계자들 모두 자신이 있게 고개를 흔든다. 영하 1도의 날씨에 단지 제로에너지의 기술로 24도 이상의 사무실 온도를 유지한 셈이다. 힘펠의 제3공장은 국내 최초의 제로에너지공장이라는 점에서 시장 선도적인 의미를 가진다. 이제 막 완공을 마친 공장은 본래 일반 공장으로 설계까지 마치고 터파기 공정까지 진행됐으나 김정환 대표이사가 패시브하우스 전문가인 이명주 명지대 교수를 만나고 난 뒤 마음을 바꿔 설계 및 공정을 제로에너지건축물로 수정했다. 김대표는 “힘펠의 이념이 에너지기술로 인간 건강에 기여하는 것인데, 그런 기업의 공장이 에너지 효율적이지 않으면 되겠냐는 이교수의 설득이 마음을 움직였다”고 말했다. 실제 힘펠은 단순 공기청정기가 아닌 외부순환공기까지 정화해 실내에 공급하는 독자적인 기술을 가진 기업이다. 그는 국내 아파트 약 70%의 순환장치를 책임지고 있는 만큼 고객들이 숨쉬는 공기과 환경에 신경쓰지 않을 수 없었다고 설명했다.

공장은 3중창과 단열 공법을 적용한 패시브 기술에 자사의 고효율 전열교환기를 통한 액티브 기술, 옥상 태양광 설치를 통한 신재생 기술까지 적용됐다. 특히 의무 대상이 아님에도 기업이 국내 최초로 자발적으로 시행했다는 점에서 의의를 가진다. 설계변경의 효과는 크다. 힘펠 공장의 건축물 에너지 효율등급은 '1++', 제로 에너지 건축물(ZEB: Zero Energy Building) 인증은 5등급을 획득했다.

또 변경 전 1차 에너지 소요량이 252킬로와트시(kWh)였지만 단열 강화로 8%를 절감했다. 이후 기밀과 열교 등을 포함한 패시브 설계 기술을 더해 35%로 절감 폭을 늘린 후, 건물 표면 및 옥상에 태양광 기술까지 도입해 최종 117.3kWh로 초기 대비 총 53%의 에너지를 줄었다. 실제 사무실을 비롯한 힘펠 현장 내부는 곳곳에 온기가 감돌았다. 비교적 외풍이 심한 지하 작업 공간도 비교적 일정한 온도가 유지됐다.

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◇ 보온효과 톡톡…지열까지 활용한 충남 아산중앙도서관 

2번째 방문지는 충남 아산시의 아산중앙도서관이다. 국내 최초의 제로 에너지 도서관이며 8개 시범 사업 중 가장 먼저 준공된 건축물이다. 지난해 2월 문을 연 아산 중앙 도서관은 에너지 성능 지표(EPI) 98.6점을 획득할 만큼 법적 기준보다 높은 기밀·단열 조치 및 고효율 설비 적용으로 일반 도서관보다 연간 에너지를 45%가량 적게 쓴다. 연간 관리비는 약 8900만원 수준이다. 건식 외단열 시스템, 외부 전동 차양, 열교환 환기 시스템, 지열 냉난방 시스템이 적용된다. 또 지하엔 건물 에너지를 전산 관리하는 건물에너지관리시스템(BEMS)과 지열발전 시설도 구축됐다. 아산 도서관은 유사 공공건축물의 경우 월별 에너지 지출 금액이 1㎡당 1300~1500원 수준인 점을 감안하면, 아산 중앙 도서관은 900원 정도로 매우 낮다.

김진정 아산시 공공시설과 팀장은 "100% 단열재를 적용해 건물 전체를 하나의 거대한 보온병처럼 꾸렸다"며 “여름엔 난방 에너지가 소모되지만 옥상에 설치된 태양광 시스템과 지하의 지열 시스템으로 자체 에너지 생산이 가능한 상황"이라고 설명했다.

국토부에 따르면 제로에너지건축의 기술력은 이미 1위 수준인 독일의 80%를 넘어선 상태다. 다만 제로에너지 건축의 활성화를 위한 숙제도 현장 곳곳에서 눈에 띈다. 특히 힘펠 제3공장의 제로에너지 건축을 주도한 이명주 교수는 현장 브리핑에서 "힘펠3공장의 경우 설계를 변경하며 공사비가 15%가량인 7억원 정도 상승했는데 한국에너지공단과 경기도로부터 7000만원 정도의 지원금을 받았다"며 "향후 제로에너지건축의 활성화를 위해선 정부 지원의 확대가 절실하다"고 전했다. 이에 현장 동행한 박덕준 국토부 녹색건축과 사무관은 "연구개발(R&D)을 통한 기술 지원, 다양한 인센티브 마련 등 장기적 측면에서 제로 에너지 건축이 확산될 수 있도록 노력할 계획"이라고 답하기도 했다.

아산 도서관에서 건물에너지 관리용 BEMS를 도입한 이태원 한국건설기술연구원 화재안전연구소장은 "제로에너지 기술을 컨트롤하기 위한 시스템이 해당사업을 하고 있는 업체별로도 통일되지 않아 제도활성화에 차질이 있을 수 있다"며 "통일되거나 호환 가능한 시스템을 도입해 비용과 효율성을 높일 필요가 있다"고 제언했다.


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