건축/환경에너지

Nikkei Architecture_2023.5.11 토픽스 (p50~53)

제로 에너지 건축물(ZEB)의 리뉴얼링은 가성비로 승부
다이세이건설(大成建設), 신기술로 가득한 요코하마(橫浜) 지점 빌딩 공개

다이세이건설 요코하마 지점 빌딩은 기존 건축물을 제로 에너지 건축물(ZEB)로 리뉴얼링한 기술들이 가득한 오피스 빌딩이다. 빌딩에 도입된 신기술들의 소개와 함께 다이세이건설의 ZEB 리뉴얼링 전략을 소개한다.

탄소중립 실현에는 오래된 기존 빌딩의 환경 성능 향상이 필수이다. 이것은 건설사에게 있어 새로운 비즈니스 기회이기도 하다.

그러나 이것은 말처럼 쉬운 것은 아니다. 신축 건축물과는 달리 기존 건축물의 에너지 효율화를 위한 규제 강화는 추진되지 않고 있다. 이 때문에 기존 빌딩의 ZEB화에 많은 비용을 투자하는 빌딩 소유자는 드물다.

그렇다면 어떻게 이 난제를 해결해야 할까? 다이세이건설이 추진하는 ‘그린 리뉴얼 ZEB’(이하, 리뉴얼 ZEB)는 범용 기술의 조합을 통한 ‘가성비 중시’의 리뉴얼링을 판매전략으로 내세우고 있다.

포인트는 창문 개수와 단열 강화를 이용한 건물의 ‘외피’ 성능 향상이다. 구체적으로는 유리창을 Low-E 유리로 교체하거나 단열재인 우레탄 폼을 사용하는 등이다.

기존 빌딩의 에너지 효율화 리뉴얼링이라고 하면 ‘조명의 LED화’와 ‘에어컨 설비 갱신’이 정석이지만, 외피 성능 향상을 메뉴에 추가함으로써 “쾌적함을 유지하면서 에어컨 설비를 최소화해 소비 전력 및 코스트를 낮추는 ‘다운사이징(Downsizing)’이 가능해진다”(다이세이건설 ZEB·스마트커뮤니티부의 고바야시(小林) 부장).

이렇게 에너지 효율화를 추진한 뒤 고객의 예산에 따라 태양광 발전 설비 설치 등을 추진하면 건물의 에너지 수지가 한 층 더 개선된다.

-- 지점 빌딩을 쇼케이스로 --
향후, 빌딩 소유자 등을 대상으로 한 영업 활동에서 쇼케이스의 역할을 하게 되는 것이 올해 지은 지 50주년을 맞이하는 요코하마 지점 빌딩. 지하 2층, 지상 9층의 철골 철근 콘크리트로 만든 오피스 빌딩으로, 연면적은 9,340㎡이다. 2017년에 부분 개보수를 실시했지만, 지은 지 50주년을 앞두고 리뉴얼 ZEB를 단행해 올 4월에 오픈했다.

이 빌딩에는 다이세이건설이 개발한 신기술도 많이 도입되어 있다. 주목할 만한 것은 고단열창 시스템인 ‘T-Green DI Window’. 에너지 효율 성능을 높여 에어컨 부하를 줄이는 기술이다. 기존 창문의 실내 측에 이너 샤시를 설치하여 이중창으로 하고, 그 내부에 에어컨의 잉여 공기를 공급함으로써 유리창을 통해 실내로 들어오는 열을 외부로 배출, 창의 단열성능을 높였다. 창문 부근의 온열 환경이 개선됨으로써 에어컨 부하 저감을 기대할 수 있다. 비용 측면 등은 향후 검증해나갈 예정이라고 한다.

빌딩에 있는 사람이 느끼는 쾌적성을 높이면서 설정 온도의 변화를 최소화할 수 있는 기술도 도입했다. 기존 빌딩의 에어컨 덕트를 활용해 공기 방식의 방사 에어컨을 도입할 수 있는 슬림형 방사 에어컨 덕트 ‘T-Green Radiant Duct’이다.

방사 에어컨 방식은 냉각 또는 가열된 공기를 환류시키는 일반적인 에어컨 방식과 비교해 기류의 영향이 적고 실내 온도에 편차가 발생하지 않는다는 장점이 있다. T-Green Radiant Duct의 경우, 방사 패널을 포함한 두께는 최대 약 10cm로 얇기 때문에 천장 높이가 2.4m로 낮은 요코하마 지점 빌딩과 같은 사무실에도 도입하기 쉽다.

다이세이건설 설계본부 전문디자인부 리뉴얼디자인실의 니시다(西田) 실장은 “방사 패널 표면에 요철 가공을 해 조명기구에서 나오는 빛을 효율적으로 확산 및 반사시켜 밝기를 확보하고 있다”라고 설명한다.

-- 건재(建材) 일체형의 태양광 패널 --
독자적인 에너지 효율화 기술도 도입되었다. 다이세이건설이 카네카와 공동으로 개발한 건재 일체형 태양광 발전 시스템 ‘T-Green Multi Solar’이 그것이다. 남동 면의 창문에는 스트라이프 형태의 태양전지가 삽입된 Low-E 페어 유리로 채광과 발전을 양립하는 ‘시스루 타입’을 채택했다.

다이세이건설의 니시다 실장은 “시스루 타입의 개구율은 50%. Low-E막에서 반사된 햇빛도 발전에 이용할 수 있는 것이 특징이다”라고 설명한다. 다이세이건설에서 리뉴얼 본부장을 맡고 있는 우에마쓰(上松) 상무는 “이번에는 창틀도 포함해 교체했지만, 유리만 교환하면 되는 상품도 개발 중이다. 한층 더 베리에이션을 늘려 범용성을 높여 갈 예정이다”라고 밝힌다.

옥상에는 전극선 등이 보이지 않는 '솔리드 타입'을 이용. 비용과 발전 효율, 설치 시 작업 효율을 고려해 모듈화했다 “도시 지역에서는 주위의 빌딩으로부터의 반사광이 많기 때문에 동서남북 4면에 설치했다. 각 면의 발전량을 1년 내내 계측해 결과를 분석할 예정이다”(니시다 실장)라고 한다.

한편, 남동 면의 스팬드럴에는 의장성을 고려해 ‘컬러 솔리드 타입’의 그레이 컬러를 이용했다. 이 타입은 5가지 색 정도를 제공할 예정이다.

-- BEI는 0.7에서 0.39로 --
요코하마 지점 빌딩에서는 에너지 효율화 대책으로 BEI(1차 에너지 소비량 기준)가 0.7에서 0.43으로 개선. 또한 태양광발전 시스템의 도입으로 인한 에너지 효율화로 BEI를 0.39로 낮췄다. 그 결과, 건축물 에너지 효율화 성능 표시제도(BELS)에 기반한 'ZEB Ready'(기준 1차 에너지 소비량에서 50% 이상 절감) 인증을 취득할 수 있었다.

향후에는 자사 시설에 설치된 메가솔라(출력 1메가와트(1,000kw)이상)로부터 전력을 자기 탁송하고 재생에너지를 활용한 요코하마 시의 ‘하마치코 전기’를 구입함으로써 에너지 수지를 제로 이하로 할 방침이다.

요코하마 지점 빌딩에서는 리뉴얼링을 통해 연간 수도광열비를 약 38% 절감, 금액으로 환산하면 연간 700만엔을 절약할 수 있다. 다이세이건설의 리뉴얼본부 리뉴얼추진부의 스다(須田) 부장은 “20년 사이클로 실시하는 에어컨 갱신 공사와 동시에 실시하면, 기존보다 10% 증가된 정도의 비용으로 에너지 효율화(외피 성능 향상)가 가능하다”라고 설명한다.

다이세이건설의 우에마쓰 상무는 외피 성능 향상(창문 Low-E 유리 공사와 단열공사)에 필요한 비용에 대해 “1평 당 단가 10만엔 정도면 된다”라며 리뉴얼링을 통해 런닝 비용도 낮아지기 때문에 14~15년이면 원금을 회수할 수 있다”라고 비용 측면의 장점을 강조했다.

2014년 자사의 기술센터 내에서 ZEB 실증동을 완성한 것을 시작으로 ZEB에 주력해 온 대성건설. 정부가 2021년에 공표한 ‘제6차 에너지 기본계획’에 ‘2050년을 목표로 실현해야 할 주택 및 건축물의 모습으로서, 스톡 주택에서 평균적으로 ZEH(제로 에너지 하우스) 및 ZEB 기준 수준의 에너지 효율화 성능이 확보되고 있다’는 등이 기술되어 있는 것이 리뉴얼 ZEB의 순풍으로 작용하고 있다.

특히 “새로운 내진 기준의 건물은 2050년 시점에서도 존속할 가능성이 높기 때문에 주된 타깃으로 고려하고 있다”(다이세이건설)라고 한다. 다이세이건설은 자사에서 시공을 처리한 새로운 내진 기준의 빌딩 중, 에어컨 갱신 공사를 앞둔 안건부터 우선적으로 영업을 추진할 방침이다. 다이세이건설의 우에마쓰 상무는 "향후 연간 수 백 억 엔의 매출을 목표로 하고 있다"라고 포부를 밝혔다.

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