한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 기존 공공건물 대상 에너지성능 개선을 통해 냉·난방부하 50%를 감축할 수 있도록 ‘군자동 행정복지센터’의 에너지효율화 리모델링을 완료했다고 밝혔다.

국토교통부는 「국토교통 2050 탄소중립 로드맵(`21.12.)」을 통해 2050년까지 ‘국민의 생활터전이 되는 모든 공간과 이동수단의 탄소중립’을 목표로 건물, 교통, 국토와 도시 등 분야에서 탄소중립을 위한 여러 정책과 과제를 추진하고 있다. 건물 부문에서는 기축 공공건물에 대한 그린리모델링 지원을 지속적으로 추진하고 있으며 의무화 정책의 단계적 적용을 검토하고 있다. 

군자동 행정복지센터의 경우 외벽, 창호, 옥상을 통한 열손실이 발생하고, 기밀성능이 취약한 상태였다. 이에 건설연 최경석 소장 연구팀은 경제성과 에너지 효율화 측면을 모두 고려하여 군자동 행정복지센터의 그린리모델링 방향을 설정하였다. 냉·난방부하 50% 감축을 목표로 현장 진단결과를 반영하여 에너지성능과 근무환경을 개선할 수 있는 최적 방안을 도출하였고, 실증 완료하였다. 구체적으로 외벽, 창호, 옥상의 외피 단열 강화(프리패브 건식 외단열 공법, 옥상 외단열‧외방수 공법, 고성능 창호)를 진행하였다. 

연구팀은 그린리모델링 전‧후 건물의 현장 성능 측정을 진행하여 건물에너지 성능 개선 효과를 분석하였다. 시뮬레이션을 통해 난방성능, 냉‧난방 부하에 대한 에너지 해석을 진행하였다. 난방성능(L/㎡)이란 1년에 1㎡ 면적에 20°C를 유지하기 위해 들어가는 등유 사용량을 나타내며, 냉·난방부하(W/㎡)는 단위 면적당 건물의 열 손실량에서 열 획득량을 차감한 값을 말한다. 기존 군자동 행정복지센터의 난방성능은 26.6L/㎡로 나타났고, 저탄소 에너지효율화 기술 패키지를 적용한 그린리모델링 후 난방성능은 8.3L/㎡로 약 68.8%가 절감될 것으로 분석되었다. 그린리모델링 전 난방부하는 180.8W/㎡, 냉방부하는 40.1W/㎡로 계산되었고, 그린리모델링 후 난방부하는 60.3W/㎡, 냉방부하는 22.7W/㎡로 나타났다. 결과적으로 난방부하는 66.6%, 냉방부하는 43.4%가 절감되며, 그린리모델링 기술 적용 후 냉‧난방 부하는 약 62.4%가 개선되는 것으로 나타났다. 

또한, 주요 공정이 완료된 후 건물의 실제 에너지사용량 및 요금에 대해 리모델링 전후를 비교 분석하였다. 2020년 12월 대비 2022년 12월 에너지사용량은 29.0%, 요금은 17.2% 절감하여 그린리모델링을 통한 건물 에너지 성능 개선 효과를 확인할 수 있었다.  

그린리모델링 후 군자동 행정복지센터의 온실가스 배출량 감축 효과는 연간 16.5tCO₂으로 추정된다. (계산식: 추정 온실가스 배출량 감축량 = 단위 면적당 온실가스 배출량 감축계수(14.2 kgCO₂/㎡) X 그린리모델링 연면적 물량(1,163.16㎡)) 그리고 10년~30년이 경과한 공공건축물 약 10만 동 중 에너지성능이 취약한 3만 동에 대해 2030년까지 그린리모델링이 완료되면 약 426,000tCO₂의 온실가스 배출량과 약 2,493Gwh의 에너지를 저감할 수 있을 것으로 기대된다. 

건설연 김병석 원장은 “그동안 개발된 기술과 축적된 노하우를 기반으로, 기존 공공건물 그린리모델링을 통하여 제로에너지건축물 수준으로 개선할 수 있는 실증사업을 적극적으로 추진할 예정”이라고 밝혔다. 

본 성과는 국토교통부(국토교통과학기술진흥원) 국가연구개발사업 “저탄소 에너지효율화 기술 기반 에너지공유 커뮤니티 구축 기술 개발(2019~2023)”의 지원을 받아 수행되었다.