혁신도시 공공기관 청사 에너지 절약 설계 가이드라인

제 1 장 총 칙

제1조(목적) 이 가이드라인은 「공공기관 지방이전에 따른 혁신도시 건설 및 지원에 관한 특별법」에 따라 혁신도시내에 건축하는 공공청사 건축물에 대하여 에너지 부하 저감, 신․재생에너지 활용 등 에너지 절약형 건축을 권장하기 위한 설계기준을 정함을 목적으로 한다.

제2조(용어의 정의) 이 설계지침에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.

1. “자연지반 보존율”이라 함은 국토해양부 고시 “조경기준”에 따라 지하에 인공구조물이 없으며, 물의 자연순환이 가능한 지반의 보존율을 말한다.

2. “신․재생에너지”라 함은 「신에너지 및 재생에너지 개발․이용․보급촉진법」에서 규정하는 에너지(태양, 풍력, 수력, 지열 등)를 말한다.

3. “외피”라 함은 거실 또는 거실외 공간을 둘러싸고 있는 벽․지붕․바닥․창 및 문 등으로서 외기에 직접 면하는 부위를 말한다.

4. “열관류율”이라 함은 표면적 1제곱미터인 물체를 사이에 두고 온도차가 섭씨 1도일 때 물체를 통한 열류량을 와트(W)로 측정한 값을 말한다.

5. “평균 열관류율”이라 함은 지붕, 바닥, 외벽 등의 열관류율 계산에 있어 세부 부위별로 열관류율값이 다를 경우 이를 면적으로 가중 평균하여 나타낸 것을 말한다. 이 경우 면적은 거실의 실내측 유효면적으로 계산한다.

6. “방풍구조”라 함은 출입구에서 실내외 공기 교환에 의한 열출입을 방지할 목적으로 설치하는 완충공간(방풍실) 또는 회전문 등을 설치하는 방식을 말한다.

7. “열저항”이라 함은 열전도율의 역수로 나타낸다. 열전도율은 길이가 1미터인 물체를 사이에 두고 온도차가 섭씨 1도일 때 물체를 통한 열류량을 와트(W)로 측정한 값을 말한다.

8. “기밀성창호”라 함은 창호로서 고효율에너지기자재인증제품 또는 한국산업규격 규정(KS F 2292)에 의하여 기밀성 등급에 따른 통기량이 10㎥/h․㎡ 미만인 창호를 말한다.

9. “고효율에너지기자재인증제품”이라 함은 지식경제부 고시 「고효율에너지보급촉진에관한규정」에서 정한 기준을 만족하여 에너지관리공단에서 인증서를 교부받은 제품(이하 “고효율인증제품”이라 한다)을 말한다.

10. “고효율열원설비”라 함은 지식경제부 고시 「고효율에너지기자재보급촉진에관한규정」에 의하여 고효율에너지기자재로 인증을 받은 가스보일러를 포함하여 이와 동등 또는 그 이상의 효율로 난방 또는 급탕열을 공급하는 설비시스템을 말한다.

12. “고효율조명기기”라 함은 광원, 안정기, 반사갓, 기타 조명기기로서 고효율인증제품 또는 지식경제부 고시 「효율관리기자재의운영에관한규정」에서 고효율조명기기로 정의하는 제품을 말한다.

13. “에너지자급률”이라 함은 건물 내의 에너지소요량에 대한 에너지생산량의 비율을 나타낸다.

14. “에너지투과율”이라 함은 투과체 표면에 입사된 에너지량에 대한 투과체를 통과하여 실내로 입사되는 에너지량의 관계를 백분율로 나타낸 것을 말한다.

15. “에너지요구량”이라 함은 일정한 수준의 쾌적한 실내환경을 유지하는데 필요한 에너지량을 말한다.

16. “에너지소요량”이라 함은 에너지 요구를 충족시키기 위해 설비시스템에 투입된 에너지량을 말한다.

17. “소형열병합발전”이라 함은 열병합 발전시스템이 건축물 부지내에 설치되어 열 및 전기를 공급하는 소규모 열병합발전시설을 말한다.

18. “빗물관리”라 함은 빗물을 대상으로 하여 물순환 건전화, 지속가능한 생활환경의 실현을 목적으로 빗물의 저류, 저장, 침투, 증발산 등의 현상을 유도하고, 이들의 제어와 감시까지 포함하는 일체의 모든 행위를 말한다.

제 2 장 에너지 저감형 공공청사 설계기준

제3조(다른 기준과의 관계) 이 지침은 혁신도시에 건축하는 이전기관건축물(이하 “공공청사”라 한다)을 에너지 저감형 건축물로 건축하기 위한 권장 설계기준이며, 이 지침에서 규정하고 있지 아니한 사항은  「건축물의 에너지절약설계기준」에 따른다.

제4조(에너지 요구량 최소화 계획) 공공청사의 에너지 요구량을 최소화하기 위하여 다음 각 호 사항을 감안하여 설계한다.

1. 생태환경 부지조성계획

가. 토지의 절·성토량을 최소화하고 생태환경과 주변 생태자원들의 높은 질을 유지하기 위하여 자연지반 보존율을 최대한 확보할 수 있도록 계획하여야 한다.

나. 기존의 생태자원의 용량산정을 기반으로 대상지가 감당할 수 있는 개발밀도를 산정하여 장기적인 관점에서 인간의 개발이 적정 수준을 넘어서지 않도록 한다.

다. 토양기능, 미기후조절 및 대기의 질 개선기능, 물순환기능, 또는 동식물 서식처 기능 등 생태적 기능을 가지는 생태면적률을 최대한 확보하도록 한다.

라. 신·재생에너지를 설치할 경우에는 신·재생에너지 시설의 생산효율성을 높이는데 장애가 되지 않도록 최적의 위치에 설치하여야 한다.

마. 미기후를 최대한 개선하기 위해 비음용 용수공급방안으로 빗물 등 대체 수자원을 이용하여 온·습도를 유지하거나 생태녹지의 조성으로 공기를 신선하게 유지하는 기법을 계획한다.

바. 빗물관리는 개발로 인해 왜곡된 물순환을 건전화하고 빗물순환을 복원하기 위한 것으로, 최대한 저장하여 활용하거나 지반으로 침투시키는 방식(침투정, 침투트랜치 등)을 도입하도록 한다.

사. 부지 내 수량 확보와 물순환시스템 활성화를 위하여 우수, 집수, 저류기법을 고려하여 계획한다.

아. 토양오염 및 열섬현상 방지를 위하여 부지내 자연지반은 가급적 투수공간으로 조성하고 차량이 통행하는 도로를 제외한 공간은 투수성 포장을 한다.

2. 조경녹화계획

가. 녹지를 확대하기 위하여 건축물 녹화, 주차장 녹화, 투수포장, 유수공간 조성, 실개천 조성, 밀집 및 다층식재, 자연지반 보존 등의 다양한 녹지공간 조성방안을 고려하여 계획한다.

나. 부지내의 불필요한 도로를 최소화하여 도로면적을 줄이고, 녹지율을 30퍼센트 이상 되도록 한다.

다. 도로의 열섬화 억제 및 탄소 흡수를 위하여 탄소 흡수력이 우수한 수목 식재를 계획한다.

라. 건축물의 옥상, 벽면, 테라스 등을 녹화하고, 부지 내 바람길을 조성하는 등 대기순환 및 열섬 완화 계획을 수립한다.

3. 건축물의 배치계획

가. 도로는 가능한 바람통로와 녹지가 단절되지 않도록 계획한다.

나. 건축물의 배치는 대지의 향, 일조, 주풍향, 도로와의 관계, 주변대지환경 및 지구단위계획 등을 고려하되, 가능한 남향, 남서향 또는 남동향으로 한다.

다. 대상지의 일조량, 풍속, 풍향, 외기온도 등 기후여건을 분석하여 에너지 손실이 최소화되도록 건물을 배치한다.

라. 건축물의 인동간격을 넓게 하여 저층부의 태양광 입사량을 증대시킨다.

4. 건축물의 평면계획 등

가. 거실의 층고 및 반자 높이는 실의 용도와 기능에 지장을 주지 않는 범위 내에서 가능한 낮게 한다.

나. 자연채광을 적극적으로 이용할 수 있도록 계획한다.

다. 창에 직접 도달하는 일사를 조절할 수 있도록 차양장치(루버 등)를 설치한다.

라. 건축물의 체적에 대한 외피면적의 비 또는 연면적에 대한 외피면적의 비는 가능한 작게 한다.

5. 건축물의 단열계획

가. 건축물 외벽, 천장 및 바닥으로의 열손실을 방지하기 위하여 관계 법령에서 정한 단열두께보다 두껍게 설치하여 단열부위의 열저항을 높이도록 한다.

나. 외벽 부위는 외단열공법을 적용하여 축열성능을 최대한 활용하도록 한다.

다. 외피의 모서리 부분은 열교가 발생하지 않도록 단열재를 연속적으로 설치하고 충분히 단열되도록 한다.

라. 건축물의 창호는 계절별 에너지 효율이 극대화 될 수 있는 적정 크기로 설계하고, 특히 열손실이 많은 북측의 창면적은 최소화 한다.

마. 태양광선이 투과되는 외피는 외부측에 가변형 차양장치를 설치하여 냉·난방부하를 최소화 하도록 권장한다.

바. 건축물 옥상에 조경을 하여 최상층 지붕의 열저항을 높이고, 옥상면에 직접 도달하는 일사를 차단하여 냉방부하를 감소시킨다.

사. 고단열·고기능 외피구조, 기밀설계, 친환경자재 사용 등을 통해 건물의 에너지 및 환경부하를 절감한다.

아. 단열조치를 하여야 하는 부위의 열관류율이 위치 또는 구조 특성상 일정하지 않는 경우에는 해당 부위의 평균열관류율값을 면적가중 계산에 의하여 구한다. 다만, 부분적으로 열저항이 낮은 부위가 발생할 경우, 그 부위는 결로가 발생하지 않도록 하여야 한다.

6. 건축물의 기밀계획

가. 틈새바람에 의한 열손실을 방지하기 위하여 창호는 기밀성 창호를 사용한다.

나. 발코니는 독립구조체로 설계하여 열교 발생을 최소화한다.

다. 건축물 외피 단열부위의 접합부, 틈 등은 밀폐될 수 있도록 코킹과 가스켓 등을 사용하여 기밀하게 처리하여야 한다.

라. 외기에 직접 면하고 1층 또는 지상으로 연결된 출입문은 방풍구조로 하여야 한다.

마. 방풍구조를 설치하여야 하는 출입문에서 회전문을 설치하거나  방풍실 구조의 이중문을 설치하여야 한다.

바. 창문은 필요한 개방면적만을 확보하여 열손실을 최소화하고, 자연환기를 고려하여 창과 문의 개폐방식을 정한다.

7. 건축물의 설비계획

가. 외기에 접하는 창문은 동력설비에 의하지 않고 충분한 환기 및 통풍이 가능하도록 일부 수동으로 여닫을 수 있는 개폐창을 설치한다.

나. 대공간 또는 아트리움의 최상부에는 자연배기 또는 강제배기가 가능한 구조 또는 장치를 채택한다.

다. 계절과 외기조건에 따라 자연환기 또는 강제환기를 선택할 수 있는 환기시스템을 도입하여 환기에 소요되는 에너지를 최대한 줄인다.

라. 거실별 온·습도 조건을 고려하여 엔탈피 조건을 효율적으로 이용하여 에너지 절감을 최대화 한다.

마. 열생산 시스템을 도입하고자 하는 경우에는 지역열병합발전시스템, 구역형 열병합발전시스템 등 고효율 시스템을 선택한다.

바. 고효율 열원설비, 최적 제어설비, 고효율 환기설비 등을 이용하여 건물에서 사용하는 에너지를 절감한다.

사. 펌프는 한국산업규격(KS B 6318, 7501, 7505 등) 표시인증제품 또는 KS규격에서 정해진 효율 이상의 제품을 설치하여야 한다.

아. 건축물내 노출되는 기기배관 및 덕트는 ‘건축기계설비공사표준시방서’의 보온두께 이상 또는 그 이상의 열저항을 갖도록 단열조치를 하여야 한다.

자. 난방 및 냉방설비의 용량계산을 위한 실내온도는 난방의 경우 18℃～20℃, 냉방의 경우 26℃～28℃를 기준으로 하되, 거실의 특성에 따라 설비의 용량이 과다하지 않도록 한다.

차. 열원설비는 운전효율이 좋은 것(부분부하․전부하)을 선정한다.

카. 난방기기, 냉방기기, 냉동기, 송풍기, 펌프 등은 부하조건에 따라 최고의 성능을 유지할 수 있도록 대수 분할 또는 비례 제어 운전이 되도록 계획한다.

타. 건축물 내에 설치되는 기계설비(환기장치, 반송장치, 자동제어시스템, 냉난방기기 등 모든 기계설비) 및 전기설비(전동기, 변압기, 승강기 조명기기 등 모든 전기설비)는 고효율인증제품 또는 이와 동등 이상인 것을 사용한다.

파. 보일러의 배출수·폐열·응축수 및 공조기의 폐열, 생활배수 등의 폐열을 회수하기 위한 열회수설비를 설치한다. 폐열회수를 위한 열회수설비를 설치할 때는 환절기를 대비한 바이패스(By-Pass)설비를 설치한다.

하. 냉방기기는 전력피크 부하를 줄일 수 있도록 하고, 상황에 따라 심야전기를 이용한 축열·축냉시스템, 가스를 이용한 냉방설비, 집단에너지를 이용한 지역냉방방식, 소형열병합발전을 이용한 냉방방식, 신·재생에너지를 이용한 냉방방식, 수냉식 히트펌프를 이용한 방식을 채택한다.

거. 건축물에너지 정보화 기술, 스마트 계량기, LED 조명, 자동제어장치 등을 이용하여 건물의 에너지를 절감한다.

제5조(에너지 자급률 최대화 계획) 공공청사의 에너지 자급률을 최대화하기 위하여 다음의 각 호 사항을 감안하여 설계한다.

1. 저탄소 도시환경을 조성하기 위해 건축물 에너지효율화 기술을 적극 도입한다.

2. 화석에너지 사용을 지양하고 재생에너지 및 신에너지의 기술을 적극 활용하도록 계획한다.

3. 태양전지판, 태양열집열판은 음영이 발생하지 않는 곳에 설치하되, 가능한 방위각은 남향으로 경사각은 최대 일사량을 받을 수 있는 각도로 하여야 한다. 다만, 건축물의 디자인 등 현장여건에 따라 최적의 방위각과 경사각을 조정할 수 있다.

4. 건축물의 규모와 계절별 부하특성, 부하용량 등을 고려하여 태양열과 보조열원과의 유기적 연동이 원활하게 이루어지도록 제어장치를 설치하여야 한다.

5. 대상 건축물 및 대지의 특성, 유효공간, 지질의 상태, 경제성 등을 고려하여 지열시스템의 종류를 선정해야 한다.

6. 지열시스템은 열용량을 감안하여 정확한 지열루프의 크기, 부동액의 용량을 설계해야 하며, 지열루프는 적정 열교환을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.

7. 풍력발전설비는 건축물의 설치 유효공간, 연중풍향 및 풍속, 경제성, 안전성 등을 고려하여 풍력발전 적용여부 및 적용시스템의 종류를 선정하여야 한다.

8. 신·재생에너지설비는 시스템의 설치에 따른 하중으로 건축물의 구조적 강도에 영향을 미치지 않는 범위에서 설치하여야 하며, 필요시 구조기술사 등 관계전문기술자의 자문을 받도록 한다.

제3장 공공청사 에너지 성능 기준

제6조(에너지 절약 목표 설정) 이전기관은 공공청사에 대하여「건축물의 에너지 절약 설계기준」에 따라 건축된 일반 건축물과 비교하여  에너지소요량을 50퍼센트 이상 저감할 수 있도록 한다.

제7조(에너지 성능 기준) 제6조에 의한 에너지소요량 저감 목표를 충족하기 위하여 다음 각호의 기준을 최대한 반영하도록 한다.

1. [별표 1]의 건축물 에너지성능 검토서에 의하여 에너지절감 정도를 검토한다.

2. 공공청사의 부위별 허용 열관류율, 기밀성능 및 에너지투과율 등

가. 외벽, 최상층 지붕, 최하층 바닥의 열관류율 : 0.15W/m2K 이하

나. 외기에 면하는 창호․문의 열관류율 : 0.8W/m2K 이하

다. 창호의 에너지투과율 : 50퍼센트 이상

라. 가변형 차양장치의 에너지투과율 : 20퍼센트 이하

마. 고효율 조명기기의 소요전력 : 8W/m2 이하

3. 건축물의 에너지요구량 및 소요량

가. 건축물에 소요되는 에너지는 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기로 구분하여 산출하고, 부분별 에너지절약계획을 구체적으로 수립하도록 한다.

나. [별표 2]의 공간별 표준운전프로필 운영 조건하에서 건축물의 에너지요구량은 100kWh/m2yr 이하가 되도록 한다.

다. [별표 2]의 공간별 표준운전프로필 운영 조건하에서 건축물의 에너지소요량은 175kWh/m2yr 이하가 되도록 한다.

4. 건축물의 에너지자급률을 10퍼센트 이상 되도록 한다.

5. 태양전지모듈 또는 태양열집열판은 건축물의 외피와 일체화하는 방안을 검토하도록 한다.

부   칙

①(시행일) 이 가이드라인은 2010. 1. 부터 적용한다.

[별표 1]

건축물 에너지성능 검토서
1. 일반사항
건축물 개요		건물명
		주 소										지역구분			중부	남부	제주
		주용도			연면적					㎡		외벽면적					㎡
		층수(층고)		층 ( m)	냉난방면적 (체적)					㎡ (㎥)		창면적					㎡
설계책임자		소속			직위							대표자			□
2. 확인사항
구 분				평가기준			시공 및 설치 현황								검토결과
건 축 부 문	① 단열조치 (해당 부위 열관류율)			0.15W/m2K 이하			외 벽						W/㎡K		□적합 □부적합
							최상층지붕						W/㎡K
							최하층바닥						W/㎡K
				0.8W/m2K 이하			창						W/㎡K		□적합 □부적합
							문						W/㎡K
	② 외단열			적용여부			□적합 □부적합
	③ 방습층			설치여부			□적합 □부적합
	④ 방풍구조			회전문, 방풍실, 기밀한 문 설치 여부			□적합 □부적합
	⑤ 기밀성창호			KS F2292에 의한 통기량 2m3/hm2 이하			□적합 □부적합
	⑥가변형 외부차양장치			설치여부			□적합 □부적합
	⑦생태환경 부지조성			빗물 등 대체 수자원 관리 이용여부			□적합 □부적합
건축 확인자			소속			직위					성명			□

구 분				판단기준				검토결과
기 계 설 비 부 문	① 설계용 외기조건			준수여부				□적합 □부적합
	② 폐열회수환기장치			- 3,000Nm3/h 이하인 경우, 고효율인증제품 설치여부 - 3,000Nm3/h 초과하는 경우, 고효율 인증제품에 준하는 성능을 가진 제품 설치여부				□적합 □부적합
	③ 난방기기			- 기름보일러 효율 92% 이상 - 가스보일러 효율 87% 이상 - 기타 고효율인증제품 사용여부				□적합 □부적합
	④ 냉방기기			고효율인증제품 설치여부				□적합 □부적합
	⑤ 공조용 송풍기			효율 60% 이상 제품 설치 여부				□적합 □부적합
	⑥ 펌프(급수,급탕, 냉․난방 순환용)			효율 1.16E 이상 제품 설치 여부				□적합 □부적합
	⑦ 기기, 배관 및 덕트 단열			건축기계설비 표준시방서에서 정하는 기준 이상 단열재 적용 여부				□적합 □부적합
기계 확인자		소속			직위			성명			□
전기설비부문	① 조명기기			고효율인증제품 또는 동등 이상의 제품 설치 여부				□적합 □부적합
	② 변압기			고효율인증제품 설치 여부				□적합 □부적합
	③ 역률개선콘덴서			콘덴서 부설용량기준표 만족여부				□적합 □부적합
	④ 역률자동조절장치			역률자동조절장치 적용여부				□적합 □부적합
	⑤ 대기전력 저감형 콘센트			대기전력저감 우수제품 설치 여부				□적합 □부적합
	⑥ BEMS(건물에너지 관리시스템)			BEMS 설치 여부				□적합 □부적합
	⑦ 조명기구의 구역별 점멸회로			조명기구의 구역별 점멸회로 설치여부				□적합 □부적합
전기 확인자		소속			직위			성명	□
성능	① 에너지 요구량			100 kWh/m2·yr 이하				□적합 □부적합
	② 에너지 소요량			175 kWh/m2·yr 이하				□적합 □부적합
건물성능 확인자			소속		직위			성명	□
신재생	① 태양광			다음 항목 중 하나 이상을 충족하는 신·재생인증제품을 사용한 경우: - 태양광 규모: 13Wp/m2사용면적 이상 - 태양열 면적: 0.024m2/m2사용면적 이상 - 지열 규모: 8.5Wp/m2사용면적 이상 - 17.5kWh/m2사용면적 이상의 에너지를 신·재생에너지로 생산하는 경우				□적합 □부적합
	② 태양열
	③ 지열
	④ 기타
신재생 확인자			소속			직위		성명		□

* 각 분야별 확인자는 필요시 건축사 및 관계전문기술자 확인

[별표 2]

건축물 공간별 표준운전프로필

≪ 그룹사무실 ≫

그룹사무실 (2인 ~ 6인까지)				2
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		19
냉방 해석 시 최대온도		27
감소가동시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		36
면적당			4
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		2	3
공기에 대해서만 환기횟수		4	8
조명
조도에 대한 요구값		500
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.92
상대적 부재율	-	0.3
실내인덱스	-	1.25
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	0.7
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	10	7.5	5
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	6	7	9.3	10
업무 보조 기기	6	16	21	32
일일 열유입		138	181	252
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 대규모사무실 ≫

대규모사무실 (7인 이상)				3
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		19
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		60
면적당			6
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		2	3
공기에 대해서만 환기횟수		4	8
조명
조도에 대한 요구값		500
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.93
상대적 부재율	-	0
실내인덱스	-	2.5
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	10	7.5	5
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	6	7	9.3	10
업무 보조 기기	6	16	21	32
일일 열유입		138	181	252
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 회의실, 세미나실 ≫

회의, 세미나				4
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		19
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		25
면적당			15
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		5	7
공기에 대해서만 환기횟수		10	15
조명
조도에 대한 요구값		500
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.93
상대적 부재율	-	0
실내인덱스	-	1.25
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	5	3.5	2
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	4	14	20	35
업무 보조 기기	4	1	2	3
일일 열유입		60	88	152
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 로비 ≫

로비				5
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		19
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		20
면적당			-
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		200
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.87
상대적 부재율	-	0
실내인덱스	-	1.5
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	16	12	8
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	6	4.5	6	9
업무 보조 기기	6	1.5	4	9.5
일일 열유입		36	60	111
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 구내식당, 매점 ≫

구내식당, 구내매점				12
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		8:00	19:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		6:00	19:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		6:00	19:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		19
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		17
면적당			18
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		200
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.97
상대적 부재율	-	0
실내인덱스	-	2.5
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	공차 있음
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	1.8	1.4	1.0
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	3	39	50	70
업무 보조 기기	5	1	2	3
일일 열유입		122	160	225
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 화장실(비주거용) ≫

비 주거건물의 화장실				16
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		21
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		-
면적당			15
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		100
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	1
상대적 부재율	-	0.9
실내인덱스	-	0.8
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	-	-	-
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	-	-	-	-
업무 보조 기기	-	-	-	-
일일 열유입		-	-	-
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 복도 등 이동공간 ≫

이동공간(복도 등)				19
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		9:00	18:00
연간 이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		21
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		-
면적당			0
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		100
작업면 높이		0
감소팩터	-	1
상대적 부재율	-	0.8
실내인덱스	-	0.8
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	-	-	-
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	-	-	-	-
업무 보조 기기	-	-	-	-
일일 열유입		-	-	-
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 창고, 설비실, 문서실 ≫

창고, 설비, 문서실				20
이용시간		부터	까지
일일이용시간		9:00	18:00
연간이용일수		250
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	18:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		250
난방 일일 가동시간		7:00	18:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		21
냉방 해석 시 최대온도		27
감소 가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		-
면적당			0.15
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		100
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	1
상대적 부재율	-	0.98
실내인덱스	-	1.5
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	-	-	-
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	-	-	-	-
업무 보조 기기	-	-	-	-
일일 열유입		-	-	-
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 전산실 ≫

전산실				21
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		0:00	24:00
연간 이용일수		365
공조 및 냉방 일일 가동 시간		0:00	24:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		365
난방 일일 가동시간		0:00	24:00
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		20
실내 요구온도 냉방		26
난방 해석 시 최소온도		21
냉방 해석 시 최대온도		27
감소가동 시 온도저하		4
습도요구	-	편차 허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		25
면적당			-
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		500
작업면 높이		0.8
감소팩터	-	0.96
상대적 부재율	-	0.5
실내인덱스	-	1.5
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	0.5
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	40	30	20
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	6	2	2.5	4
업무 보조 기기	12	300	500	700
일일 열유입		3612	6015	7424
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

≪ 주차건물(공공이용) ≫

주차건물(공공이용)				33
이용시간		부터	까지
일일 이용시간		7:00	0:00
연간 이용일수		365
공조 및 냉방 일일 가동 시간		7:00	0:00
공조, 냉방, 난방 연간 가동 시간		365
난방 일일 가동시간		-	-
실내상태(컨디션닝)
실내 요구온도 난방		-
실내 요구온도 냉방		-
난방 해석 시 최소온도		-
냉방 해석 시 최대온도		-
감소 가동 시 온도저하		-
습도요구	-	편차허용
최소 외기유량
사람당	한시간 사람당		25
면적당			-
기계식 외기유량(Practice)		부터	까지
환기횟수		-	-
공기에 대해서만 환기횟수		-	-
조명
조도에 대한 요구값		75
작업면 높이		0
감소팩터	-	1
상대적 부재율	-	0.8
실내인덱스	-	4
건물가동시간에 대한 감소팩터	-	1
사람조밀도
최대 조밀도	낮음	중간	높음
당사람	-	-	-
내부 열원
	최대이용시간 (h/d)	최대 면적당 성능
		낮음	중간	높음
사람(70 W 사람당)	-	-	-	47
업무 보조 기기	-	-	-	-
일일 열유입		-	-	-
a낮음/중간/높음은 업무 보조 기기에 대해 사람당 50/100/150 W와 같다

참고		혁신도시 공공기관 청사 에너지절약 설계 가이드라인 설명서

1. 에너지저감 설계기술

실내환경의 쾌적감은 인체의 온열감각, 후각, 시각, 청각 그리고 드물게 촉각에 의해 평가되며, 이런 환경들은 열환경, 음환경, 빛환경, 실내공기질환경, 냄새환경으로 구분되어진다. 인체는 의복상태, 활동상태, 건강상태 등에 따라 열적으로 느끼는 쾌적한 환경이 다르지만 일반적으로 여름철에는 26 ℃, 겨울철에는 20 ℃에서 쾌적하다고 느낀다. 이렇게 실내환경을 연중 쾌적하게 유지하는 과정에서 건축물의 에너지소비가 발생하게 되는 것이다.

건축물에서 에너지 절약은 열이 어떻게 발생하고 소실되는지 파악하여야 한다. 열의 발생과 손실을 파악하는데 최우선적인 작업이 바로 공간을 구획하는 조닝이다. 조닝이란 곧 열의 손실과 발생에 대한 대차대조를 통해 에너지수요를 파악하는데 최소한의 단위공간이 되는 이른바 시스템의 경계를 의미한다. 따라서 벽체는 건축물에서 공간을 구획하는 가장 기본적인 요소로 작용한다.

일반적으로 건축물 외벽체의 열손실이 가장 크며, 개구부와 침기에 의한 열손실도 무시할 수 없다. 에너지절약 설계기술의 핵심사항이 열손실을 줄여 건축물의 에너지요구량을 최소화하는 것이라면, 벽체의 열손실을 최소화하는 것이야 말로 건축물의 에너지절약에서 가장 중요한 일이 될 것이다.

1.1 고단열

설계단계에서의 에너지절약은 단열성능을 향상시킬 수 있는 구체적인 방안 모색과 기밀한 성능의 제품이 선택될 수 있도록 올바른 시공지침을 마련하는데 있으며, 투과체를 통한 채광, 개구부를 통한 환기효과를 최대화하는데 있다.

아직까지 건축물에서 에너지를 절약하는데 가장 효과적인 방안은 외벽체의 단열성능을 향상시키는 것이다. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 그러므로 건축물에서 외벽체를 통한 열손실은 실내와 실외의 온도차에 의한 열전달에 의해 발생한다. 따라서 실내에서 실외로 열이 전달되는 물리적 현상을 최소화시키면 외벽체를 통한 열손실도 최소가 될 것이다.

외벽체를 통해 손실되는 열에너지를 줄이려면 열차단효과가 큰 단열재를 선택하여야 한다. 이는 곧 열전도율이 낮은 건자재를 사용하는 것을 의미한다. 열전도율은 동질재료(homogeneous material)에 대한 물성치이며, 대부분의 재료에서 온도에 따라 상이한 값을 갖는다. 고체의 열전도율은 액체의 열전도율 보다 크며, 액체의 열전도율은 기체의 열전도율 보다 104배 정도 크다. 열전도율이 낮은 건자재를 우리는 보통 단열재라 부른다. 대표적인 건자재의 열전도율을 나타내면 아래 그림과 같다. 예로 우리는 아래 그림에서 두께 1 cm, 열전도율 0.030 W/mK인 단열재와 동등한 열차단 성능을 갖기 위해 열전도율이 2.3 W/mK인 철근콘크리트의 두께는 77cm나 필요함을 알 수 있다. 건축물의 에너지절약에서 가장 효과적인 방안은 바로 열전도율이 낮은 단열재를 외벽체에 설치하는 것이다.

[그림1] 건자재의 열전도율 비교

일부 반사형 단열재를 제외한 대부분의 단열재는 내부에 무수히 많은 미세한 기포들이 포함되어 있다. 따라서 단열재 내부의 열전달 방법은 전도, 대류, 복사를 모두 포함하므로 단열재 공극의 크기와 모양, 두께, 기체의 종류, 공극의 방향 그리고 공극 표면의 복사 특성에 따라 열전도율이 달라진다. 국토해양부 고시 제2008-652호의 건축물에너지절약설계기준에서 정하는 단열재의 등급 및 두께는 다음과 같다.

[표1] 단열재의 등급 분류

등급분류	열전도율의 범위 (KS L 9016 또는 KS F 2277에 의한 20±5℃ 시험조건에 의한 열전도율)		KS M 3808, 3809 및 KS L 9102에 의한 해당 단열재 및 기타 단열재
	W/mK	㎉/mh℃
가	0.034이하	0.029이하	- 압출법보온판 특호, 1호, 2호, 3호 - 비드법보온판 2종 1호, 2호, 3호, 4호 - 경질우레탄폼보온판 1종 1호, 2호, 3호 및 2종 1호, 2호, 3호 - 기타 단열재로서 열전도율이 0.034 W/mK (0.029 ㎉/mh℃) 이하인 경우
나	0.035～0.040	0.030～0.034	- 비드법보온판 1종 1호, 2호, 3호 - 암면보온판 1호, 2호, 3호 - 유리면보온판 2호 - 기타 단열재로서 열전도율이 0.035 ～ 0.040 W/mK (0.030 ～ 0.034 ㎉/mh℃)이하인 경우
다	0.041～0.046	0.035～0.039	- 비드법보온판 1종 4호 - 기타 단열재로서 열전도율이 0.041 ～ 0.046 W/mK (0.035 ～ 0.039 ㎉/mh℃)이하인 경우
라	0.047～0.051	0.040～0.044	- 기타 단열재로서 열전도율이 0.047 ～ 0.051 W/mK (0.040 ～ 0.044 ㎉/mh℃)이하인 경우

[표2] 단열재의 두께

[중부지역]1)

(단위: mm)

단열재의 등급 건축물의 부위			단열재 등급별 허용 두께
			가	나	다	라
거실의 외벽	외기에 직접 면하는 경우		65	75	85	100
	외기에 간접 면하는 경우		45	50	55	65
최하층에 있는 거실의 바닥	외기에 직접 면하는 경우	바닥난방인 경우	90	105	120	135
		바닥난방이 아닌 경우	75	90	100	115
	외기에 간접 면하는 경우	바닥난방인 경우	55	65	75	80
		바닥난방이 아닌 경우	50	55	65	70
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕	외기에 직접 면하는 경우		110	125	145	165
	외기에 간접 면하는 경우		75	85	100	110
공동주택의 측벽			90	105	120	135
공동주택의 층간 바닥	바닥난방인 경우		30	35	45	50
	기 타		20	25	25	30

[남부지역]2)

(단위: mm)

단열재의 등급 건축물의 부위			단열재 등급별 허용 두께
			가	나	다	라
거실의 외벽	외기에 직접 면하는 경우		50	60	70	75
	외기에 간접 면하는 경우		30	35	40	45
최하층에 있는 거실의 바닥	외기에 직접 면하는 경우	바닥난방인 경우	75	90	100	115
		바닥난방이 아닌 경우	65	75	90	100
	외기에 간접 면하는 경우	바닥난방인 경우	50	55	65	70
		바닥난방이 아닌 경우	45	50	55	65
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕	외기에 직접 면하는 경우		90	105	120	135
	외기에 간접 면하는 경우		55	65	75	85
공동주택의 측벽			65	75	85	100
공동주택의 층간 바닥	바닥난방인 경우		30	35	45	50
	기 타		20	25	25	30

[제주도]

(단위: mm)

단열재의 등급 건축물의 부위			단열재 등급별 허용 두께
			가	나	다	라
거실의 외벽	외기에 직접 면하는 경우		35	45	50	55
	외기에 간접 면하는 경우		20	25	30	30
최하층에 있는 거실의 바닥	외기에 직접 면하는 경우	바닥난방인 경우	65	75	90	100
		바닥난방이 아닌 경우	60	70	75	85
	외기에 간접 면하는 경우	바닥난방인 경우	45	50	55	65
		바닥난방이 아닌 경우	35	40	45	50
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕	외기에 직접 면하는 경우		75	90	100	115
	외기에 간접 면하는 경우		50	55	65	75
공동주택의 측벽			50	60	70	75
공동주택의 층간 바닥	바닥난방인 경우		30	35	45	50
	기 타		20	25	25	30

1)중부지역 : 서울특별시, 인천광역시, 경기도, 강원도(강릉시, 동해시, 속초시, 삼척시, 고성군, 양양군 제외), 충청북도(영동군 제외), 충청남도(천안시), 경상북도(청송군)

2)남부지역 : 부산광역시, 대구광역시, 광주광역시, 대전광역시, 울산광역시, 강원도(강릉시, 동해시, 속초시, 삼척시, 고성군, 양양군), 충청북도(영동군), 충청남도(천안시 제외), 전라북도, 전라남도, 경상북도(청송군 제외), 경상남도

※ 일반건축물과 패시브 건축물의 단열재 두께 비교

현행 건축법 중부지방 외벽 0.47 w/㎡℃	패시브건축물 외벽 0.15 w/㎡℃
비드법1호 기준 : 75mm	비드법1호단열재기준 : 230mm
현행 건축법 중부지방 지붕 0.29 w/㎡℃	패시브건축물 지붕 0.11 w/㎡℃
비드법1호 기준 : 120mm	비드법1호단열재기준 : 300mm

1.2 고효율 창호

창호는 유리를 통해 실내로 빛을 통과시키며, 개폐여부에 따라 공기의 통과를 조절시키기도 한다. 창호는 프레임 재질과 유리와 유리사이 간봉의 재질에 따라 열관류율은 큰 폭으로 변한다. 창호의 열 손실과 획득을 산출하기란 매우 복잡하다. 국토해양부 고시 제2008-652호의 건축물에너지절약설계기준에서 창과 문의 단열성능은 아래 표와 같다.

[표3] 창 및 문의 단열성능

[단위 : W/㎡·K  (괄호 안 : kcal/㎡·h·℃)]

창 및 문의 종류				창틀 및 문틀의 종류별 열관류율
				금속재						플라스틱 또는 목재
				열교차단재1)미적용			열교차단재 적용
유리의 공기층 두께[mm]				6	12	16이상	6	12	16이상	6	12	16이상
창	복층창	일반복층창2)		4.0	3.7	3.6	3.7	3.4	3.3	3.1	2.8	2.7
		로이유리(하드코팅)		3.6	3.1	2.9	3.3	2.8	2.6	2.7	2.3	2.1
		로이유리(소프트코팅)		3.5	2.9	2.7	3.2	2.6	2.4	2.6	2.1	1.9
		아르곤 주입		3.8	3.6	3.5	3.5	3.3	3.2	2.9	2.7	2.6
		아르콘 주입+ 로이유리(하드코팅)		3.3	2.9	2.8	3.0	2.6	2.5	2.5	2.1	2.0
		아르콘 주입 + 로이유리(소프트코팅)		3.2	2.7	2.6	2.9	2.4	2.3	2.3	1.9	1.8
	삼중창	일반삼중창2)		3.2	2.9	2.8	2.9	2.6	2.5	2.4	2.1	2.0
		로이유리(하드코팅)		2.9	2.1	2.3	2.6	2.1	2.0	2.1	1.7	1.6
		로이유리(소프트코팅)		2.8	2.3	2.2	2.5	2.0	1.9	2.0	1.6	1.5
		아르곤 주입		3.1	2.8	2.7	2.8	2.5	2.4	2.2	2.0	1.9
		아르콘 주입+ 로이유리(하드코팅)		2.6	2.3	2.2	2.3	2.0	1.9	1.9	1.6	1.5
		아르콘 주입+ 로이유리(소프트코팅)		2.5	2.2	2.1	2.2	1.9	1.8	1.8	1.5	1.4
	사중창	일반사중창2)		2.8	2,5	2,4	2.5	2.2	2.1	2.1	1.8	1.7
		로이유리(하드코팅)		2.5	2.1	2.0	2.2	1.8	1.7	1.8	1.5	1.4
		로이유리(소프트코팅)		2.4	2.0	1.9	2.1	1.7	1.6	1.7	1.4	1.3
		아르곤 주입		2.7	2.5	2.4	2.4	2.2	2.1	1.9	1.7	1.6
		아르콘 주입+ 로이유리(하드코팅)		2.3	2.0	1.9	2.0	1.7	1.6	1.6	1.4	1.3
		아르콘 주입+ 로이유리(소프트코팅)		2.2	1.9	1.8	1.9	1.6	1.5	1.5	1.3	1.2
	단창			6.6 (5.68)			6.10 (5.25)			5.30 (4.56)
문	일반문	단열 두께 20㎜ 미만		2.70 (2.32)			2.60 (2.24)			2.40 (2.06)
		단열 두께 20㎜ 이상		1.80 (1.55)			1.70 (1.46)			1.60 (1.38)
	유리문	단창문	유리비율3) 50％미만	4.20 (3.60)			4.00 (3.44)			3.70 (3.18)
			유리비율 50％이상	5.50 (4.73)			5.20 (4.47)			4.70 (4.04)
		복층창문	유리비율 50％미만	3.20 (2.75)	3.10 (2.67)		3.00 (2.58)	2.90 (2.49)		2.70 (2.32)	2.60 (2.24)
			유리비율 50％이상	3.80 (3.27)	3.50 (3.01)		3.30 (2.84)	3.10 (2.67)		3.00 (2.58)	2.80 (2.41)
	방풍구조문			3.80 (3.27)

주1) 열교차단재 : 창호의 금속프레임 외부 및 내부 사이에 설치되는 폴리염화비닐 등 단열성을 가진 재료로서 외부로의 열흐름을 차단할 수 있는 재료를 말한다.

주2) 복층유리는 이중창(단창＋단창)을 포함한다.

주3) 문의 유리비율은 문 및 문틀을 포함한 면적에 대한 유리면적의 비율을 말한다.

창의 단열성능은 창틀의 재질, 공기층의 두께, 유리표면 처리, 중공층의 가스, 열교차단재의 적용 여부 등에 따라 차이를 보인다. 예로, 창틀의 재질이 플라스틱 또는 목재이며, 6mm 유리 + 12mm 중공층 + 6mm 유리로 구성된 창호 시스템의 열관류율은 약 2.8 W/m2K에 이른다. 여기에 특수 금속박막을 코팅하면 창호의 열관류율은 2.1 W/m2K로 향상된다. 중공층의 공기 대신 아르곤, 크립톤 가스를 충전한 경우 역시 창호의 단열성능은 향상된다.

최근 창호의 열전도저항을 향상시키기 위해 저방사 Low-E 복층유리를 넘어 삼중유리, Low-E 삼중유리, 아르곤 가스를 주입한 Low-E 삼중유리, 사중유리 등 고효율 창호를 도입하는 추세이다. Low-E 복층유리는 실내측 유리의 공기층 측면에 특수 금속박막을 코팅함으로서 적외선파장인 실내 난방열이 박막에서 반사되어 실외로 빠져 나가지 못하고 다시 실내로 유입됨으로서 단열 효과를 향상시킨 것이다.

이중유리에 비해 삼중유리는 쾌적한 실내열환경을 창출하는데 보다 유리하다. 아래 그림에서 보는 바와 같이 외기온도가 영하 10℃일 때, 열관류율이 3.0 W/m2K인 이중유리의 실내측 표면온도가 8.3℃인 반면, 열관류율이 0.7 W/m2K인 삼중유리의 실내측 표면온도는 17.3℃로서 실내환경이 매우 쾌적해지는 것을 알 수 있다.

[그림2] 이중유리와 삼중유리 표면온도 분포 비교도

1. 단열성
현행 에너지절약설계기준 창호 열관류율: 3.0 w/㎡℃	패시브건축물 창호 열관류율: 0.8 w/㎡℃
일반적으로 16~24mm 복층로이유리사용, 프레임의 단열성은 중요 고려요소가 아님	42mm 삼중로이유리사용, 프레임의 단열성도 중요 고려요소임
2. 기밀성
현행 에너지절약설계기준 창호 기밀성: 규정없음	패시브건축물 기밀성: 50pa < 0.6회/h
프로젝트형식 창호나 슬라이딩형식의 창호사용	틸트&턴이나 틸트&슬라이딩 형식의 시스템 창호 사용

1.3 일사의 차폐와 이용

지역의 기온과 건축물의 배치계획에 따라서 적절한 외부차양시스템 (Exterior Shading Device)을 적용하여 빛 조절, 사생활 보호와 실내로 입사하는 일사량의 75% 정도를 줄일 수 있다. 외부차양은 중간차양 또는 내부차양에 비해 차폐계수(Shading Coefficient)가 낮아지므로 태양에너지 차단율 수치가 높아져 냉방부하를 줄임으로서 냉방에너지가 절감된다.

[그림] 위치와 타입에 따른 차광 비교

©The American Institute of Architects

남향에는 일반적으로 창문의 높이와 정오 태양고도를 고려한 적절한 길이의 수평차양이 설치된다. 반면 동·서향은 유리 사용을 최소화하거나 수평차양 보다는 수직 루우버 등 해당 방위에 적절한 차양 장치를 설치하여야 오전과 오후에 낮게 입사하는 태양광을 효과적으로 차단할 수 있다.

[그림] 남향 차광 방법

지역의 기후에 따라서 적절한 차양식물을 식재할 수 있다. 에버그린 식물은 열대성 기후에서만 식재하고, 그 이외의 지역에서는 남향에는 낙엽성 덩굴식물 또는 나무, 동·서향은 낙엽성 또는 에버그린 나무를 심는다. 낙엽성 덩굴식물은 파고라와 함께 적절한 차양을 제공하고 환기와 냉각을 위하여 벽과 planted screens 사이에 500mm 간격을 유지한다. 벽의 덩굴식물은 모든 방향에 여름 단열 제공이 가능하다. 에버그린 덩굴식물은 겨울 태양을 차단함으로서 열대성 기후에서만 사용한다.

[그림] 낙엽성 덩굴나무 여름과 겨울철 태양열 전달

차양장치는 태양고도가 가장 높은 하지(summer solstice)을 기준으로 봄 중반부터 가을 초의 지역의 기후에 따라 디자인한다.

[그림] 고정과 이동식 차양 기간

외부차양은 일반적으로 남향은 수평, 남동 또는 남서향은 수직차양으로 태양열을 효과적으로 차단할 수 있다.

[그림] 차양 장치 유형

건물의 외형을 변경하여 창문의 방향을 북향 또는 남향으로 바꾸어 일사를 차단할 수도 있다.

차양핀의 간격을 좁히거나 폭을 넓게하여 일사의 유입을 저감시킬 수도 있다. 단, 겨울철 태양열 차단을 피하기 위해 일반적으로 각격은 폭의 75% 내외로 하고 가능한 얇은 재질을 사용하도록 한다.

남향에는 겨울 태양광의 입사를 허용하기 위해 tinted glass 사용을 자제하고 동·서향으로 solar film이나 tinted glass를 적절히 사용하면 일반유리에 비해 60% 이상의 열을 차단시킬 수 있다.

1.4 축열성능 이용

건축재로 태양에너지를 이용하여 열에너지를 저장하기 위해 고밀도, 고열전도율, 저반사 재질을 사용한다. 재료별 축열 (단위부피당 열용량)은 다음과 같다.

[표] 열용량 비교

	Volumetric heat capacity, @20°C (kJ/m3K)
공기	1.2
단열재료	20-200
목재	1000-1600
벽돌	1300-1500
담틀집(Rammed earth)	1400-1800
콘크리트	1800-2000
유리	1900-2200
대리석	1400-2400
물	4180

타임 랙(Time-Lag)이 길고 진폭감소율(Decrement Factor)이 큰 중량벽체는 열전달 지연을 이용하여 경량벽체(섬유, 골강판, 경량목재)에 비해서 한여름의 낮기온을 10℃ 정도 낮춰 과잉 열공급이 일어나지 않아 실내온도 변화의 폭을 감소시킨다.

[그림] 경량건물과 중량건물 축열성능 비교

1.5 체적 대비 외피면적의 비율

연면적이 큰 건축물 또는 층고가 높은 건축물의 경우 아래 그림에 나타낸 바와 같이 단위건물의 체적 당 외피면적(A/V값)이 작아진다.

외피면적이 작다는 것은 열손실이 작다는 것을 의미하며, 동일한 단위건물의 체적을 난방하는 경우 외피면적이 작아 열손실이 줄어들기 때문에 단위면적에 허용되는 난방에너지요구량도 줄어든다. 따라서 독일은 A/V값에 따라 단위면적당 허용되는 난방에너지요구량이 아래 그래프와 같이 차별적 값을 갖도록 설계기준을 제시하고 있다.

1.6 폐열회수 환기장치

에너지절약형 건축물의 경우 기밀성능이 향상됨에 따라 실내공기의 오염가능성 높아진다. 국내의 경우 쾌적한 실내 공기질을 제공하기 위해 2003년도에 100세대 이상 모든 공동주택에 환기장치의 설치를 의무화하고 있다. 패시브건축물의 경우 환기에 의한 열손실과 기밀성능으로 인한 실내 공기질 오염의 문제를 해결하기 위해 폐열회수 환기장치를 필수적으로 설치하고 있다.

<  1. 급기팬    2. 배기팬   3. 열교환유닛 >

외폐열회수 환기장치는 대부분 천장 내부에 설치되며, 덕트를 통해 각 방에 신선한 공기를 공급하고, 오염된 공기를 밖으로 배출시킨다. 외기는 열교환과 함께 필터링과정에서 공기 중에 포함된 입자들을 제거해 주므로 창호를 통한 자연환기에 비해 보다 신선한 공기를 실내에 공급할 수 있다. 물론 덕트청소, 필터교체 등 기기에 대한 위생적인 관리가 필요하다.

2. 에너지절약 설비기술

2.1 냉·난방 부하 계산

건축물에서 에너지절약 설비기술을 도입하기 위해 냉·난방 부하계산이 필요하며, 이를 바탕으로 열원설비 및 공조설비, 열반송설비, 환기설비, 위생설비의 용량 산출과 기기의 선정이 이루어진다.

건축물의 냉·난방 부하 계산을 위한 설계외기조건은 각 지역별로 위험률을 고려하여 적용하는데, 냉·난방기간 동안 총시간에 대한 외기온도의 출현 분포 중에서 냉방은 온도가 가장 높은 쪽에서, 난방은 가장 낮은 쪽에서 총시간의 위험률에 해당하는 부분을 제외시킨다. 즉, 위험률이란 선정된 냉·난방기기로 쾌적한 환경 창출이 어려운 비율을 나타내며, 보통 2.5%를 적용한다. 공조용 장치의 용량을 산정하기 위한 실내설계 기준은 냉방의 경우 26℃, 상대습도 60% 이하, 난방의 경우 20℃, 상대습도 40% 이상을 적용하는 것이 바람직하다. 국토해양부 고시 제2008-652호의 건축물에너지절약설계기준에서 정하는 냉·난방장치의 용량계산을 위한 설계 외기온과 습도의 기준은 [표6], [표7]과 같다.

[표6] 냉․난방장치의 용량계산을 위한 설계 외기온․습도 기준

구 분 도시명	냉 방		난 방
	건구온도(℃)	습구온도(℃)	건구온도(℃)	상대습도(%)
서 울 인 천 수 원 춘 천 강 릉 대 전 청 주 전 주 서 산 광 주 대 구 부 산 진 주 울 산 포 항 목 포 제 주	31.2 30.1 31.2 31.6 31.6 32.3 32.5 32.4 31.1 31.8 33.3 30.7 31.6 32.2 32.5 31.1 30.9	25.5 25.0 25.5 25.2 25.1 25.5 25.8 25.8 25.8 26.0 25.8 26.2 26.3 26.8 26.0 26.3 26.3	-11.3 -10.4 -12.4 -14.7 -7.9 -10.3 -12.1 - 8.7 - 9.6 - 6.6 - 7.6 - 5.3 - 8.4 - 7.0 - 6.4 - 4.7 0.1	63 58 70 77 42 71 76 72 78 70 61 46 76 70 41 75 70

[표7] 냉․난방장치의 용량계산을 위한 실내 온․습도 기준

구 분 용 도	난 방	냉 방
	건구온도(℃)	건구온도(℃)	상대습도(％)
공동주택	20～22	26～28	50～60
학교(교실)	20～22	26～28	50～60
병원(병실)	21～23	26～28	50～60
관람집회시설(객석)	20～22	26～28	50～60
숙박시설(객실)	20～24	26-～28	50～60
판매시설	18～21	26～28	50～60
사무소	20～23	26～28	50～60
목욕장	26～29	26～29	50～75
수영장	27～30	27～30	50～70

2.2 고효율 기기의 선정

[표8] 광원별조명특성비교

광원	LED	백열등	할로겐램프	콤팩트 형광등	형광등	고효율 형광등
광원효율(lm/W)	59	10	20	50	75	60～80
전기장치효율(%)	80~90	100	100	80~90	80~90	90이상
조명기구효율(%)	80~90	30~50	30~50	50~60	50~70	50～70
총효율(lm/W)	42	4	8	23	38	30～50
수명시간	10,000 ~50,000	1,000	3,000	10,000	15,000	30,000

3. 신·재생에너지시스템 도입

3.1 태양광발전시스템

태양전지는 실리콘으로 대표되는 반도체기술의 발달과 함께 자연스럽게 개발되었으며, 전지표면에 햇빛이 비치면 전지 내에 전위차가 발생하고, 전위차가 발생한 부위에 도선을 연결하면 전류가 흐르는 원리를 이용한다.

[그림] 태양전지와 모듈 구성

건물에 태양전지를 통합시킬 수 있는 장소는 아래 그래픽에 잘 나타나 있다. 최적의 경사각을 가진 남향의 경사지붕은 태양전지를 설치하기에 이상적이다. 평지붕은 태양전지를 설치할 때 방위각과 경사각의 선정이 다른 지붕형태에 비해 비교적 자유롭다. PV모듈이 파사드 외장재로 사용되는 경우 일반적으로 수직으로 설치되므로 대략 30% 정도 전력생산량이 줄어들지만, 건물과 일체화가 매우 용이하다는 장점을 지닌다. 이 외에도 투명한 유리 파사드 또는 아트리움 지붕에 태양전지를 설치할 수 있다.

[그림] 적용 가능한 BIPV 설치장소 (ⒸIEA-PVPS-Task7)

[그림] 태양광발전시스템 설치 사례

3.2 태양열집열시스템

물체에 빛이 쬐이면 빛에너지가 열에너지로 전환되면서 물체가 점점 달구어지는데, 이런 원리를 이용한 것이 태양열집열시스템이다. 이 시스템은 태양으로부터 오는 빛에너지를 열에너지로 변화시키는 집열부, 열에너지를 저장하는 축열부, 축열에너지를 사용하는 이용부와 시스템의 효율을 향상시키기 위해 추가로 설치되는 제어부로 크게 나눌 수 있다.

[그림] 태양열집열시스템 계통도

[그림] 태양열집열판 설치 가능한 위치 및 설치 사례

3.3 지열시스템

[그림] 지열시스템 구성도

4. 공공청사 에너지절약 및 신·재생에너지 도입 비용 비교

공공청사 건축물에 신·재생에너지설비 도입 시 초기투자비용 및 회수기간을 분석하고, 에너지절약형(Passive) 설계 시 에너지소비량 차이 및 초기투자비용 변화를 분석하였다.

4.1 공공업무용 건물의 에너지소요량

공공청사 건축물의 단위연면적당 에너지소요량 분석은 에너지사용계획서를 바탕으로 산출되었다. 분석대상 사업은 A와 B 두 곳이며, 각 사업의 분석결과는 다음 [표4-1]과 같다. 전체 부하에 대하여 전력부하가 차지하는 비율이 가장 높으며, 그 다음으로는 냉·난방부하가 큰 부분을 차지하는 것을 알 수 있다.

A와 B 사업의 차이의 원인은 대상지역의 기후조건이 A는 충남, B는 경기지역으로, 상이하기 때문인 것으로 사료된다.

[표 4-1] 최종사용처별 부하량

	(단위: kWh/㎡)
	난방	급탕	냉방	취사	전력	합계
A	28.87	10.15	23.28	4.66	126	193.51
B	58.19		34.92	4.89	126	224.00

4.2 신·재생에너지 설비별 초기투자비용

앞서 작성된 A사업의 단위연면적당 에너지소요량을 바탕으로 공공업무용 건물에 신·재생에너지 설비를 도입하였을 시 요구되는 초기비용을 분석하였다. 도입 신·재생에너지설비는 에너지소요량 합계에 대하여 특정 비율을 감당하는 것으로 가정하고 비율은 5%, 10%, 20%, 25%로 가정하였다. 각 비율에 따른 신·재생에너지 담당부하량은 [표 4-2]와 같다.

[표 4-2] 신·재생에너지 설비의 담당부하량

(단위: kWh/㎡)
5%	10%	20%	25%
9.68	19.35	38.70	48.38

신·재생에너지설비는 그 종류에 따라 생산량에 차이가 있다. 그러므로 신·재생에너지별 환산계수의 적용을 통해서 각 비율별 부하량을 감당하기 위한 연면적당 에너지생산량을 산정하여야 한다. [표 4-3]은 이를 위한 신·재생에너지 설비별 환산계수를 나타낸 것이다. 국내는 에너지사용량의 상호비교를 위하여 석유환산계수인 toe를 에너지단위로 사용하고 있다. [표 4-4]와 같이 ISO단위로 변환하여 신·재생에너지 원별 연간 생산량을 정리하였다. 이를 바탕으로 비율에 따른 신·재생에너지설비 원별 생산요구량을 산출[표 4-5]하였다. 생산요구량 결과에  신·재생에너지 원별 상한설치단가[표 4-6]를 적용하여 초기투자비용[표 4-7]을 산정하였다.

[표 4-3] 신재생에너지 환산 기준

에너지원	세부구분	환산계수	비고
태양열		0.064 toe/㎡·년	시스템효율 44%
태양광	사업용 자가용	실제발전량(MWh) 0.292 toe/kW	- 이용율 15.5%
풍 력	사업용 자가용	실제발전량(MWh) 0.377 toe/kW	- 이용율 95%
지 열	냉방 난방	0.174 toe/RT 0.444 toe/RT	부하율 60% 부하율 70%

* 전기의 석유환산계수 : 0.215toe/MWh   * 열량의 석유환산계수 : 107kcal/toe

[표 4-4] 신·재생에너지 원별 연간 에너지생산량

태양광	1,358.0 kWh/kW·yr
태양열	297.6 kWh/㎡·yr
풍 력	1,753.0 kWh/kW·yr
지 열	1,469.5 kWh/kW·yr

[표 4-5] 건축연면적 당 신·재생에너지설비 규모

(단위: kW/㎡·년)
	5%	10%	20%	25%
태양광	0.007	0.014	0.028	0.036
태양열1)	0.013	0.026	0.052	0.065
풍 력	0.0055	0.0110	0.0221	0.0276
지 열	0.008	0.016	0.031	0.039

* 1) 태양열의 경우 m2/m2·년

[표 4-6] 2009년도 신재생에너지 원별 상한설치단가

(단위 : 천원, VAT 포함)
구 분			설 치 단 가
태양광	일반건물	고 정 식	9,240/kW
		추 적 식	10,900/kW
		B I P V	14,960/kW
	태양광주택	고정식	7,210/kW
태양열	평 판 형		930/㎡
	단일진공관형		980/㎡
	이중진공관형		940/㎡
지 열	수직밀폐형		1,250/kW
	개방형(SCW형)		1,150/kW
풍 력	-		5,550/kW

주) 1. ‘원별 상한설치단가’는 적용받은 사업에서 원별 설치단가의 최대단가임

2. 일반건물 : 건축법시행령 별표1에서 규정한 단독 및 공동주택 이외의 건축물

[표 4-7] 신·재생에너지 원별 초기투자비용

	(단위: 천원/㎡)
	태양광			태양열			풍력	지열
신·재생에너지 설비	고정식	추적식	BIPV	평판형	단일진공관	이중진공관		수직밀폐형	개방형
5%	65.8	77.7	106.6	12.1	12.7	12.2	30.6	9.8	9.0
10%	131.7	155.3	213.2	24.2	25.5	24.4	61.3	19.5	18.0
20%	263.3	310.6	426.3	48.3	50.9	48.8	122.5	39.1	35.9
25%	329.2	388.3	532.9	60.4	63.6	61.0	153.2	48.8	44.9

[그림4-1]에서 보면 태양광설비의 초기투자비용이 가장 높으며, 지열설비가 가장 낮다. 태양광설비의 경우 [표 4-5]에 나타나 있는 것처럼 생산요구량은 지열과 유사하나 설치단가가 크게는 지열의 약 10배 정도 높기 때문에 초기투자비용이 가장 높게 산정되었다.

[그림 4-1] 신·재생에너지 원별 초기투자비용(전체부하의 5%담당)

4.3 공공기관의 신·재생에너지이용 의무화제도

신․재생에너지 이용에 대한 민간참여 활성화를 위한 주요 정책의 하나로서 공공기관을 대상으로 신․재생에너지설비 보급을 확대하기 위해 공공기관이 발주하는 연 건축면적 3,000㎡ 이상의 신축 건물에 대하여 총 건축공사비 5% 이상을 신·재생에너지 설치에 투자하도록 의무화하고 있다. 2009. 3. 15일부터는 증·개축 건축물에 대하여 의무화를 확대하였다.

본 단계에서는 총 건축공사비를 기준으로 하는 공공기관 신·재생에너지 이용 의무화제도를 에너지소요량 기준으로 변경하였을 시의 상호비교를 실시하였다. 먼저 공공기관 신·재생에너지 이용 의무화제도에서 제시하고 있는 총 공사비 산출기준은 [표 4-8]과 같다. 공공업무용 건물의 경우 기준 건축공사비는 표준건축비의 0.7을 곱하여 산출하도록 되어 있다. [표 4-9]는 대상건물의 연면적을 각각 3,000㎡/5,000㎡/10,000㎡/100,000㎡로 가정하였을 때 의무화제도에 의해 산출된 신·재생에너지설비 투자비용과 에너지소요량의 5%를 신·재생에너지설비로 감당하였을 때 투자비용을 비교한 것이며,  [그림 4-2]는 연면적 3,000㎡인 경우를 그래프로 나타낸 것이다.

표준건축비는 전형적인 건축 시방등을 상정하여 산출되며, 국토해양부에서 매년 고시를 하고 있다. 2009년도 표준건축비는 단위면적당 1,580,000원이다.

[표 4-8] 총 건축공사비 산정기준

건축연면적	건축공사비 산정기준 에너지관리공단, 공공기관 신축 건축물에 대한 신·재생에너지 설치의무화사업 안내
3천㎡이상 ～5천㎡미만	용도별 기준 건축공사비 × 연면적
5천㎡이상 ～1만㎡미만	(5천㎡ × 용도별 기준 건축공사비) ＋ (5천㎡를 초과하는 연면적 × 용도별 기준 건축공사비 × 0.8)
1만㎡이상 ～10만㎡미만	(5천㎡ × 용도별 기준 건축공사비) ＋ (5천㎡ × 용도별 기준 건축공사비 × 0.8) ＋ (1만㎡를 초과하는 연면적 × 용도별 기준 건축공사비 × 0.6)
10만㎡이상	(5천㎡ × 용도별 기준 건축공사비) ＋ (5천㎡ × 용도별 기준 건축공사비 × 0.8) ＋ (9만㎡ × 용도별 기준 건축공사비 × 0.6) ＋ (10만㎡를 초과하는 연면적 × 용도별 기준 건축공사비 × 0.4)

주) 1. “건축연면적”이라 함은 건축법시행령 제119조제1항제4호의 규정에 의한 연면적을 말하며 주차장 면적은 제외한다.

2. 총 건축공사비의 5%라 함은「신․재생에너지설비 설치계획서」에 표기된 설계금액을 말한다.

[표 4-9] 의무화제도와의 초기투자비용 비교

(단위 : 천원)
연면적	3,000㎡	5,000㎡	10,000㎡	100,000㎡
의무화제도	165,900	276,500	497,700	3,483,900
고정식	197,495	329,158	658,317	6,583,178
추적식	232,976	388,293	776,587	7,765,870
BIPV	319,754	532,924	1,065,848	10,658,479
평판형	36,235	60,392	120,785	1,207,851
단일진공관	38,183	63,639	127,278	1,272,789
이중진공관	36,625	61,041	122,083	1,220,838
풍력	91,895	153,159	306,319	3,063,194
수직밀폐형	29,291	48,818	97,637	976,374
개방형	26,947	44,913	89,826	898,264

[그림 4-2] 의무화제도와의 초기투자비용 비교(연면적 3,000㎡)

의무화제도에 의해 산출된 초기투자비용을 1이라고 하였을 때, 신·재생에너지원별 초기투자비용을 비율로 나타낸 것이다. BIPV의 경우 1.93으로 의무화를 따를 경우보다 약 2배의 초기투자비용이 발생하는 것을 나타내고 있다. 반면에 태양열·풍력·지열의 경우 평균적으로 의무화제도의 경우보다 절반수준의 초기투자비용이 발생하는 것을 알 수 있다.

4.4 에너지절약 설계시의 초기투자비용 변화

건물의 에너지요구량 저감을 위하여 설계단계에서 고기밀, 고단열로 설계를 할 경우, 난방에너지는 기존 대비 90%, 냉방은 30%, 전력은 20%정도 저감이 가능하다. 이와 같이, 에너지절약 설계를 통하여 건물의 에너지요구량을 최소화한 후 요구되는 부하는 신재생에너지설비를 통해 해결하는 건물을 제로건물이라 한다. 본 단계에서는 건물의 에너지소요량을 신·재생에너지 설비만을 통해 감당하는 경우와 에너지 절약설계 후 신·재생에너지 설비를 도입한 경우의 초기투자비용의 비교를 실시하였다.

업무용 건물의 경우 에너지절약 설계 시 증가되는 비용은 단위면적당 9만원이며, 이를 통한 에너지요구량의 총 절감량은 50%정도이다. 즉, 에너지 절약 설계시 신·재생에너지가 감당하여야 할 에너지부하량이 50% 절감되는 것이다. [그림 4-3, 4-4]은 건물의 에너지소요량을 신·재생에너지 설비 중 태양광(고정식)만을 통해 감당할 경우와 에너지절약 설계 후 태양광(고정식) 설비를 도입하였을 경우의 초기투자비용을 나타낸 것이다. 에너지소요량의 5%만을 담당할 경우 신·재생에너지 설비만을 이용하면 6만6천원의 초기투자비용이 발생하지만, 에너지절약설계를 통해 건물의 에너지소요량을 절감시킨다면, 초기투자비용이 3만3천원으로 절약된다.

[그림4-3] 신·재생에너지 설비

[그림4-4] 신·재생에너지 설비+에너지절약설계

4.5 에너지절약 설계 시 초기투자비용 회수기간의 변화

앞서 초기투자비용 분석 시 에너지절약 설계를 통해 신·재생에너지 설비의 초기투자비용이 절감되는 것을 확인하였으나, 에너지절약 설계 시 비용증가가 수반되므로 이를 고려한 초기투자비용의 회수기간 분석하였다. 투자비회수기간은 다음과 같은 식에 의하여 산출하였다.

[eqn: 투자비`회수기간(년)```=` {신재생에너지설비`초기투자비용} over {연간`에너지`절감비용}]

[표 4-10]은 에너지절약 설계를 통해 건물의 에너지요구량을 최소화 한 후에 신·재생에너지설비를 적용하였을 때의 신·재생에너지 담당비율별 투자비 회수기간을 나타낸 것이다.

[그림 4-5]와 [그림 4-6]은 건물의 에너지부하량의 5%만을 각각 신·재생에너지 설비만을 적용했을 때의 투자비 회수기간과 에너지절약 설계 후 신·재생에너지 설비를 도입하였을 경우의 회수기간을 나타낸 그래프이다. 에너지절약 설계를 함으로써 회수기간이 높았던 태양광과 풍력의 회수기간이 크게는 25% 수준으로 줄어듦으로써 신·재생에너지 원별 회수기간 격차가 줄어들었다. 반면에 태양열과 지열의 경우는 회수기간이 약간 증가하였는데, 이는 두 신·재생에너지 설비의 초기투자비용이 에너지절약 설계 시 비용증가분인 9만원보다 작기 때문이다. 건물의 유지관리 측면을 고려한다면 에너지절약과 신·재생에너지설비를 융합하는 것이 옳다고 판단된다.

[그림 4-7]과 [그림 4-8]은 투자회수기간에 전기의 석유환산계수 2.5를 적용한 결과이다. 전력 1 MWh는 석유 2.5 MWh와 상당하므로 전력을 생산하는 태양광과 풍력의 투자회수기간을 2.5로 나누었다. 그 결과 앞서 초기투자비용만을 보았을 때 매우 불리하였던 태양광과 풍력이, 에너지절약 설계를 도입할 경우 태양열이나 지열보다 유리해지는 것을 알 수 있다.

[표 4-10] 신·재생에너지 설비 + 에너지절약 설계 적용시 회수기간

(단위: 년)
5%	10%	20%	25%	5%	10%	20%	25%	5%	10%	20%	25%
태양광
고정식비용				추적식비용				BIPV비용
20.8	25.2	31.9	34.5	22.0	27.4	35.8	39.0	25.1	33.0	45.2	49.9
태양열
평판형 비용				단일진공관형비용				이중진공관형비용
15.0	14.8	14.4	14.3	15.1	14.9	14.6	14.5	15.0	14.8	14.5	14.3
풍력				지열
풍력비용				수직밀폐형				개방형
17.0	18.4	20.5	21.3	14.8	14.4	13.7	13.4	14.7	14.2	13.4	13.1

[그림 4-5] 신·재생에너지 설비 도입 시 회수기간

[그림 4-6] 신·재생에너지 설비 + 에너지절약 설계 도입 시 회수기간

[그림 4-7] 신·재생에너지설비(전기의 환산계수 적용) 도입 시 회수기간

[그림 4-8] 신·재생에너지 설비 + 에너지 절약설계

(전기의 환산계수 적용) 도입 시 회수기간

5. 적용의 예