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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 녹색건축물2)을 계획함에 있어 계획초기단계에서 적용되는 녹색건축 디자인가이드라인과 녹색건축 인증의 상호관계 비교분석을 통해 디자인초기부터의 외피계획요소(E.D.E., Envelope Design Elements)의 적용 방안과 외피계획요소의 패시브적 에너지 절약의 평가 방향을 제시하고자 하며, 이를 바탕으로 향후 녹색건축을 위한 단계별 적용의 개선방향을 제시하는 기초자료로 활용하고자 한다.
- 본 연구에서는 녹색건축물 디자인가이드라인과 녹색건축 인증에 나타난 외피계획요소를 각각 비교분석하고, 녹색건축물 대표사례인 5개 지방이전 공공건축물3)의 계획설계 단계와 녹색건축 인증을 통하여 외피계획을 위한 상호연관성의 결과를 도출하고자 한다.
제안 방법
- Table 2의 18개 요소 중 외피열관류율을 외피단열, 일조 및 주풍향을 자연채광과 자연환기로 나누어 유사 내용의 계획요소를 통합해 16개의 외피계획요소로 재정리 하였다. 또한 디자인유형별로 4개 건축물 가이드라인에서 사용된 요소별 소제목 또는 공통적인 유형의 재정리에 의해 A(건물형태·공간계획), B(창호계획), C(환기계획), D(조경계획), E(신재생에너지계획)의 5개로 유형별로 구분되었다.
- 13)의 기술제안서로 제출된 자료이다. 두 유형의 분석 자료는 제출물이 유사한 같은 내용과 흐름이 적용되었으며, 계획설계단계의 제출물의 같은 맥락으로 판단되어 계획설계단계와 녹색건축 인증기준에서 외피계획요소를 분석하였다.
- 4장에서는 녹색건축물 인증을 받은 공공청사 이전건축물의 적용 사례로 계획설계단계와 녹색건축 인증에서 외피계획요소를 분석한다. 또한 도출된 외피계획요소를 녹색건축물 디자인가이드라인과 녹색건축 인증에 비교분석한다.
- 또한 디자인유형별로 4개 건축물 가이드라인에서 사용된 요소별 소제목 또는 공통적인 유형의 재정리에 의해 A(건물형태·공간계획), B(창호계획), C(환기계획), D(조경계획), E(신재생에너지계획)의 5개로 유형별로 구분되었다.
- 본 연구는 외피계획요소에 대하여 녹색건축물 조성 지원법에 따라 시행된 공공건축물의 계획설계단계 도서와 녹색건축 인증을 분석하였으며, 이를 바탕으로 녹색건축물 디자인가이드라인과 녹색건축인증의 상호연계성을 통해 다음의 결과를 도출하였다.
- 본 연구에서는 외피계획요소를 도출하기 위해 녹색건축에 대한 가이드라인으로 연구의 범위를 한정하여 다양한 디자인가이드라인 중에서 Table 1과 같이 녹색건축물과 공공건축물에 적용되는 녹색건축물 디자인가이드라인 4개를 대표적으로 제시하였다.
- 앞서 분석된 Table 6,7을 기준으로 녹색건축 인증과 연계되는 외피계획요소의 계획설계단계 적용현황에 대해 5개 사례를 기준으로 Table 8에 정리하였으며, 이를 통해 설계초기 기본 디자인에서부터의 녹색건축 인증에 대한 고려 여부를 분석, 확인하고자 하였다. 녹색건축 인증의 9개 항목에 연계되는 외피계획요소는 모두 18개이나 항목별 중복요소가 있으며, 대표적으로 A-3는 2.
- 4개의 녹색건축물 디자인가이드라인은 다음과 같다. 첫째, 서울시 녹색건축물 설계기준(Seoul Green Building Design Standard)은 주요설계기준을 Passive와 Active로 구분하며, 에너지 절약의 기준을법적기준과 서울시 녹색설계 기준으로 나누어 녹색건축물 활성화를 통한 녹색도시의 구현을 목표로 하였다. 둘째, 공공건축물 에너지절약 설계기준(Energy Saving Design Standards of Public Buildings)은 지속가능한 개발의 실현과 자원절약형 자연친화 건축물을 지향하고자 건축물 에너지효율 1등급 인증을 목표로 하며, 각 분야별 의무사항과 권장사항으로 나뉘어 검토서를 통해 배점화 한다.
대상 데이터
- 본 연구의 사례분석은 공공기관이전사업으로 2010년부터 이전계획을 통해 수립되어진 녹색건축물 확산을 선도하기 위한 사업으로 계획, 진행된 국내 공공기관 신축건물들을 선정하였다. Table 4와 같이 사례는 녹색건축 인증기준에서 업무용건축물에 따른 예비인증을 획득한 건축물12)로서 2011~2013년까지의 녹색건축 인증을 획득을기준으로 다양한 규모와 지역의 5개 건축물들이며, 2가지 유형의 설계발주과정을 보인다.
성능/효과
- 그러나 이처럼 높은 비율의 에너지를 소비하는 데 비해 건축산업의 친환경에 대한 연구는 타 분야에 비해 진행이 느리고 매우 낙후된 실정이다.1) 녹색건축물은 우리의 생활환경 조건을 개선하고 주변생태를 보호하며, 지구온난화의 요인인 CO2의 발생을 저감시켜서 건축부문에서의 지속가능한 개발과 환경보호를 위한 최고의 대안이다.
- 케네스 프렘톤(Kenneth Frampton)은 건축에서의 외피의 의미에 대해 공간의 내부를 감싸고 외부환경으로부터 보호하는 막으로 정의 되며, 물리적으로는 건물의 내·외부를 구별하는 경계로서 정의 되고, 구조적으로는 내력벽·기둥과 같은 구조체와 외부 입면의 표피로 정의 할 수 있다고 하였다.10) 건축물은 인간을 극한의 환경으로부터 보호하기 위한 쉘터의 역할과 건축물의 최외곽으로써 외부환경으로부터의 영향을 조절하는 역할을 수행해왔다. 그러나 각 지역의 기후 및 재료의 사용에 대하여 발전해오던 입면 외피는 근대 사회의 국제주의 양식에 따라 모든 지역이 비슷한 유형의 건물로 변화되었다.
- 또한 초고층 건물의 유입으로 건물 외피는 외부와 내부의 경계 역할을 하며, 실내 환경에 대하여 설비나 기계적 시스템에 의존하여 유지하도록 하는 경향이 크게 나타났다.11) 이러한 경향은 많은 에너지 소비를 야기했으며, 자연에너지를 활용할 수 있는 가능성이 줄어들었다. 불필요한 에너지 소비를 절감하고 성능을 향상시키며, 외부에서 환경으로부터 거주자를 보호하는 쉘터의 개념을 가지고 거주자에게 쾌적한 실내환경을 제공하며, 건물의 외관형태를 구성하는 요소를 건축물 외피의 정의이며, 녹색건축에서의 역할이다.
- 재료 및 자원, 6. 생태환경, 7. 실내 환경의 4분야에서도 9개 항목만이 외피계획요소와 직접적 상관관계를 가진 것으로 구분할 수 있다. 또한, 앞서 분석된 16개의 외피계획요소 중에서 A-3, A-4, B-1, B-2, C-2, C-3, D-1,D-2, E-1, E-2의 10개 외피계획요소가 각 항목에 1~3개로 구분된 인증의 9개 항목에 상관관계를 가진다.
- LH에서는 C-3에 따른 맞통풍이 포함되어 있지 않으며, KHNP는 D-2요소가 포함되어 있지 않다. 그러나 다른 사례들과 달리 두 사례의 A-2는 외피면적비에 대한 열손실과 에너지에 대하여 각각 10%, 11%의 에너지 절감효과와 바람길 확보와 개구부 최소화에 따른 냉난방 부하절감 등을 서술하여 에너지 절감에 대한 객관성을 나타내었다.
- 둘째, 녹색건축 인증기준과 외피계획요소는 연관관계에서 인증의 9개 항목과 A-3, A-4, B-1, B-2, C-2, C-3, D-1, D-2, E-1, E-2의 10개 요소가 상호관계를 가지며, 인증기준의 서류와 도면에 부합되지 못하는 연계되지 않는 6개 요소는 녹색건축 인증의 산출기준과 배점에 따른 구분에서 점수 획득의 객관적 타당성이 부족한 Passive요소이기 때문이다. 또한 사례의 계획설계단계에서 녹색건축 인증과 연계되는 9개의 항목의 10개 요소를 모두 만족하는 사례가 없어 이는 녹색건축 인증획득을 목표로 설계되는 공공건축물임에도 인증의 모든항목에 대해 계획설계단계부터 고려되지 못하여 인증 획득을 위해 설계진행 과정에서 디자인의 변경 등이 발생함에 따른 작업 시간과 비용의 효율성이 떨어진다.
- 2(오존층보호를 위한 특정물질의 사용금지)는 단열재의 종류 및 사용된 특정물질 명세서의 제출서류로 제시되어 외피계획요소 A-3과 직접적인 연계성을 가진다. 또한 E-1(신재생에너지)는 3개의 녹색건축물 디자인가이드라인에서 Active 기술로 법적기준은 없으나 전체설비용량에서 일반건축물 기준 5%이상 확보를 권장하며, 저탄소 도시환경 조성을 위한 적극적 도입을 제시한다. 그리고 녹색건축 인증에서는 2.
- 이러한 녹색건축물 디자인가이드라인으로 구체적이고 상세한 건축디자인이 각 설계단계에 적용 가능해졌으며, 보다 폭넓은 도시와 자연, 건축을 아우르는 디자인계획이 가능해졌다. 또한 녹색건축기준을 설계 초기단계에서부터 반영함에 있어 환경친화적, 에너지 저소비형으로의 건축이 가능해졌으며, 건축 디자인의 창의성 도모에 따른 건축물의 다양화를 기대할 수 있게 되었다.6) 그러나 강제성을 가지는 법규와는 다르게 디자인가이드라인은 건축설계의 지침서로서 강제성을 갖지 못하며, 건축물의 용도 및 지역에 따라 다양한 가이드라인이 있어 상호연계성이 떨어지며 에너지 절약의 평가에 대한 기준이 불분명하다는 한계를 가진다.
- 그러나 각 지역의 기후 및 재료의 사용에 대하여 발전해오던 입면 외피는 근대 사회의 국제주의 양식에 따라 모든 지역이 비슷한 유형의 건물로 변화되었다. 또한 초고층 건물의 유입으로 건물 외피는 외부와 내부의 경계 역할을 하며, 실내 환경에 대하여 설비나 기계적 시스템에 의존하여 유지하도록 하는 경향이 크게 나타났다.11) 이러한 경향은 많은 에너지 소비를 야기했으며, 자연에너지를 활용할 수 있는 가능성이 줄어들었다.
- 셋째, 외피계획요소는 녹색건축 가이드라인의 Passive, Active의 기술에 따른 법적 의무 기준, 권장기준과 녹색건축 인증의 평가기준인 점수 획득을 위한 제출서류를 중심으로 분석되어 법적 기준이 제시되는 요소를 제외한 나머지 6개 요소에 대한 객관적 에너지 절약의 타당성이 부족하다. 이는 녹색건축 가이드라인에서 제시하는 외피계획요소가 계획설계단계에서부터 적용되어 디자인요소로서 에너지 절감을 위해 설계에 반영되나 평가기준이 미흡하고 법적 기준이 마련되어 있지 않다는 한계를 가지므로 이에 디자인요소에 의한 에너지 절감에 대해 관리기관의 법적 기준 연구와 정책적 검토가 필요하다.
- 위의 5개 사례분석을 통하여 계획설계단계에서의 녹색건축에 대한 친환경외피디자인은 2011년 공공기관이전사업의 “초에너지절약형 녹색건축물”의 활성화에 따라 2013년까지의 짧은 기간에도 불구하고 인증의 등급이 우량에서 최우수까지 빠르게 상향 조정되었으며, 초기 10개의 외피계획요소 반영에서 최근 15개의 요소 반영까지 빠르고 활발한 연구가 진행되어 설계에 반영되어 디자인에 대한 에너지 절약에 대한 다양한 적용과 에너지 절감효과에 대한 값을 나타내고 있다.
- 첫째, 녹색건축의 디자인가이드라인 4개의 분석을 통하여 나타나는 외피계획요소는 크게 A(건물형태·공간계획), B(창호계획), C(환기계획), D(조경계획), E(신재생에너지계획)의 5개로 구분되며, 16개의 세부요소로 이루어지고 공공건축물 사례를 통해 계획설계단계의 외피계획요소는 2011년부터 2013년까지의 짧은 기간에도 불구하고 인증의 등급이 우량에서 최우수까지 빠르게 상향 조정되었으며, 초기 10개에서 최근 15개의 외피계획요소 반영까지 활발한 적용이 이루어져 보다 다양한 디자인을 통한 에너지 절감효과에 대한 값을 나타내고 있다.
후속연구
- 또한 녹색건축기준을 설계 초기단계에서부터 반영함에 있어 환경친화적, 에너지 저소비형으로의 건축이 가능해졌으며, 건축 디자인의 창의성 도모에 따른 건축물의 다양화를 기대할 수 있게 되었다.6) 그러나 강제성을 가지는 법규와는 다르게 디자인가이드라인은 건축설계의 지침서로서 강제성을 갖지 못하며, 건축물의 용도 및 지역에 따라 다양한 가이드라인이 있어 상호연계성이 떨어지며 에너지 절약의 평가에 대한 기준이 불분명하다는 한계를 가진다.
- 그러나 이러한 녹색건축 인증과 연계되지 않는 요소들은 객관적인 법적 기준이 없어 에너지 절약에 대한 타당성이 부족하여 디자인 요소로서만 활용된다. 따라서 녹색건축 인증과 연계되지 않으나 디자인 요소로서 냉난방의 부하 저감, 에너지 소비량 감소 등이 가능한 외피계획요소에 대한 건축 법규기반의 연구가 필요하며, 에너지 절약에 대한 평가 기준이 마련되어야 한다.
- 1(이산화탄소 배출저감)에서 중복 연계됨을 알 수 있다. 또한 외피계획요소 18개를 모두 만족하는 사례가 없어 이는 녹색건축 인증 획득을 목적으로 설계되는 건축물임에도 계획초기부터 인증 항목에 대한 모든 고려가 되지 않았음을 알 수 있으며, 이는 추후 인증 획득을 위한 설계진행 과정에서 디자인의 변경 등이 발생할 수 있으며, 설계 진행에 있어 작업 시간과 비용의 효율성이 떨어진다.
- 셋째, 외피계획요소는 녹색건축 가이드라인의 Passive, Active의 기술에 따른 법적 의무 기준, 권장기준과 녹색건축 인증의 평가기준인 점수 획득을 위한 제출서류를 중심으로 분석되어 법적 기준이 제시되는 요소를 제외한 나머지 6개 요소에 대한 객관적 에너지 절약의 타당성이 부족하다. 이는 녹색건축 가이드라인에서 제시하는 외피계획요소가 계획설계단계에서부터 적용되어 디자인요소로서 에너지 절감을 위해 설계에 반영되나 평가기준이 미흡하고 법적 기준이 마련되어 있지 않다는 한계를 가지므로 이에 디자인요소에 의한 에너지 절감에 대해 관리기관의 법적 기준 연구와 정책적 검토가 필요하다.
- 향후 녹색건축으로서 성장을 위하여 친환경외피요소에 대한 설계 전반적인 단계에서의 수용과 적용에 대하여 보다 다양한 사례를 통한 추가 연구와 녹색건축 인증기준에 대한 건물 디자인의 외피디자인에서 패시브 요소 적용과 에너지 절감에 대한 평가 기준의 연구가 필요하다.
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