초록 ▼

I. 제 목 에너지절약형건물의 성능인증기준 제도 및 보급촉진방안 연구 II. 기술개발 목적 및 중요성 1. 연구의 목적 강제적이 아닌 건설주체의 자발적 의지에 따라 에너지절약을 극대화시키기 위하여 에너지 다소비 건물에 대한 에너지성능 인증기준 제도를 도출하고 이를 보급, 촉진하기 위한 운용방 안과 지침을 제시하는 것이 목적으로서 건축법에서 정하는 기준 이상의 에너지 성능을 가진 건축물에 대해서 에너지성능인 증 마크를 부여함과 동시에 제반 인센티브를 제공함으로써 건축물의 에너지 절약 극대화 를 도모하고자 하며 건축물의 에너지효율화로

I. 제 목 에너지절약형건물의 성능인증기준 제도 및 보급촉진방안 연구 II. 기술개발 목적 및 중요성 1. 연구의 목적 강제적이 아닌 건설주체의 자발적 의지에 따라 에너지절약을 극대화시키기 위하여 에너지 다소비 건물에 대한 에너지성능 인증기준 제도를 도출하고 이를 보급, 촉진하기 위한 운용방 안과 지침을 제시하는 것이 목적으로서 건축법에서 정하는 기준 이상의 에너지 성능을 가진 건축물에 대해서 에너지성능인 증 마크를 부여함과 동시에 제반 인센티브를 제공함으로써 건축물의 에너지 절약 극대화 를 도모하고자 하며 건축물의 에너지효율화로 에너지절약을 극대화하여, 그 결과 이산화탄소 배출감축을 달성, 기후변화협약 등 향후 국제사회가 요구하는 환경부하 저감에 효과적으로 대처할 수 있도록 한다. 2. 연구의 중요성 현재 에너지와 환경문제는 인류가 직면하고 있는 최대의 과제로 부각되고 있으며 지구온난 화를 초래하고 있는 에너소비문제에 대한 조속한 대응이 요구되고 있다. 그 동안 에너지 문제 에 대한 정부의 지속적인 노력에도 불구하고 우리 나라 에너지의 해외 의존도가 약 97%에 달하고 있으며 건물부문의 에너지도 전체 에너지사용량의 약 30%에 이르고 있다. 최근의 급 격한 유가상승은 외화 소비를 더욱 증가시킬 것으로 판단되고 있어 건물의 에너지절약기술 및 새로운 정책의 개발이 필요하고, 또한 국제적인 문제로 대두되고 있는 지구온난화 등 지구 환경문제에 대해 범국가적으로 대처하기 위해서라도 매우 중요한 사안이라 할 수 있다. 그 동안 정부를 중심으로 국책연구소, 학계와 산업계의 지속적인 노력의 결과로 여러 가지 에너지절약기술과 기법, 기준, 그리고 정책 등을 개발함으로써 건물에너지절약에 많은 기여를 하여 왔다. 그러나 대부분의 제도적 에너지절약 기준과 대책들은 건물의 특성상 강제적 규정 에 의한 의무화에 역점을 두었기 때문에 시행상의 부작용은 물론 한계가 있는 바, 이제는 건 축주나 시설관리자에게 경제적 이익과 건축물의 내구성 및 가치의 상승효과를 인식시켜 에너 지절약의 의지를 고취시킴으로써 자발적으로 에너지 절약에 참여케 할 수 있는 새로운 차원 의 에너지성능 평가기준과 제도가 수립 운영되어야 하는 시점에 와 있으며 현재의 고유가 시대를 맞아 어려움을 겪고 있는 이 시기에 있어서 건물 에너지 분야는 타 분야에 비하여 에 너지절약효과가 크고 성공 가능성이 높아 이러한 한계를 극복함으로써 에너지 수급구조 개선 에 크게 기여할 수 있으며 국가적으로 필요한 시기라고 판단되고 있다. 그러나 현실적으로 건축주나 건물주 등은 건축설계단계부터 값싼 자재, 저렴한 에너지설비 등의 선택으로 시공비를 낮추는 데 주력할 뿐 준공, 입주 이후 건물사용 과정상의 막대한 에 너지소비의 무관심으로 인하여 건물의 에너지 소비절약과 효율개선 등 에너지절약에 대한 의 지가 미흡한 상황이다. 따라서 건물에서 소비되는 에너지를 효과적으로 절약하기 위해서는 건 축주나 건물주에게 지속적으로 에너지절약의 중요성을 인식시키고 에너지절약 의지를 고취시 켜 건물설계단계부터 자발적으로 에너지절약공법의 채택과 에너지절약 설비의 도입 등을 유 도, 종합적인 열성능 향상을 촉진시킬 수 있는 에너지성능인증제도의 도입과 시행이 중요한 것이다. 다음은 참고로 동 제도의 도입배경과 필요성을 정리하였다. 3. 에너지효율(성능)인증제도 도입배경 1) 에너지절약을 통한 에너지 구입에 지불되는 외화를 절감하기 위한 에너지절약 대 책의 시급성 및 관련 산업의 국가 경쟁력 확보필요 경제사회의 변화 기술개발의 진전에 대응하여 에너지이용합리화법에 의거 냉장고 에어 컨 조명 세탁기 보일러 등에 대한 부문별 에너지 효율 관리 제도처럼 건물분야에도 에너 지 효율관리제도 도입을 통한 에너절약 정책 수립 요구 고유가 극복을 위한 건물부문의 에너지 절약 대책 설정 필요 지속적인 건물부문의 에너지 소비량의 증가의 억제 방안 시급 2) 세계기후변화협약 과 이행을 위한 건축물 부문의 구체적 실천 방안 및 대책 필요 기후변화협약에 따른 의무이행이 가시화됨에 따라 우리나라도 OECD 회원국 되어 현 재의 에너지 다소비형 경제, 사회 구조를 근본적으로 개편하지 않는다면 향후 우리 나라 경제 발전에 큰 부담이 될 것으로 예상된다. 정부는 능동적 대책의 일환으로 기후변화협약대책기 구 를 구성한 바 있으며 향후 이 기구는 에너지 소비절약 및 효율증진과 시책, 태양열 등 청 정에너지의 개발 및 보급 확대시책, 온실가스 배출절감기술 개발 방안 등의 종합 대책을 강 구할 예정이다. 이에 따라 국가 전체 에너지의 30 이상을 차지하고 있는 건물부문의 에너지 절약을 위한 방안과 대책을 정부가 체계적으로 수립하여야 할 상황에 있다. 3) 향후 건축물 에너지효율(성능)인증제도의 도입에 따른 에너지부문의 절약정책 필요 화석에너지의 사용을 억제하기 위해서는 지금까지의 단순 에너지절약 개념을 확장하여 자연에너지 및 도시배열 등의 미 활용 에너지의 활용, 자원의 리사이클링, 건축물의 내구 성 향상 등을 포함하는 총체적인 자원 에너지 절약 차원에서 건축물의 에너지절약 정책 과 이에 대한 대책이 필요하다. 4) 지구환경보존과 기후변화협약에 대응한 건물에너지 관리 정책수립 필요 자원 에너지 절약 성능이 우수한 건축물의 보급확대 관련법 제도 및 사회적 여건의 정비 기후변화협약에 상응하는 조치의 준비 건축물의 사용기간 뿐만 아니라 생산 및 해체까지의 전과정을 통한 건축물의 총 생애 에너 지비용평가(life cycle energy cost analysis)를 실시하고 이에 따른 에너지절약형 사회 시스 템 구축필요 지구환경보전을 위한 국제적 노력에 동참할 수 있는 방안 구축필요 4. 에너지효율(성능)인증제도 도입의 필요성 1) 기존 건물에너지절약 기준 및 정책의 한계 건축물의 에너지 절약기준의 설정방법은 에너지이용에 대한 최소한의 충족조건을 만족하는 부위별 기준(Component Standard)과 건물 전체부하 또는 에너지소비의 상한에 대한 기준인 성능기준(Performance Standard & Index)등 두 가지 기준으로 나뉘어지며 규정준수를 의무 화 혹은 권장하는 방향으로 추진되고 있는 것이 일반적인 추세이다. 현재까지 추진되어온 에 너지절약 법적 조치들을 정리하면 다음과 같다. 부위별 단열기준 : 단열재두께와 열관류율(1975) 기후별 지역구분 : 3개지역(중부, 남부, 제주) 에너지절약기준 - 공동주택의 난방부하상한치 규정(1986) - 사무소건물의 에너지절약설계기준(1988) - 건축물의 냉방설비에 대한 설치 및 설계기준(1992) - 목욕장, 실내수영장, 병원의 에너지절약설계기준(1994) - 사무소건물과 판매시설의 에너지성능지표(EPI) 규정(1995) - 건축물의 에너지절약설계기준(2001.5) : 건설교통부 고시 제2001- 118호 그러나 이러한 부위별 기준 또는 성능기준과 부위별 기준의 복합규제를 하고 있는 일련의 법제화의 추진 등 많은 에너지절약방안을 모색하고 있으나 기준치 자체에 대한 신뢰도 부족 과 성능기준에 대한 인식부족, 설계와 시공시 문제 그리고 평가방법 문제 등과 의무화에 따른 강제적인 규정의 시행으로 부작용과 문제점이 발생되었다. 이와 같이 각 에너지절약기준들이 문제점을 가지고 있는 상황에서 능동적인 에너지절약 참여라는 새로운 개념의 에너지절약정 책의 도입이 필요하다. 2) 새로운 개념의 에너지효율(성능)제고 필요 건물의 수요 증대, 건물의 대형화 고층화, 쾌적한 환경에 대한 욕구 증대로 에너지소비 가 더욱 증대될 전망이다. 기존의 에너지절약기준과 제도들은 건물의 에너지절약에 크게 이바지 하여 왔으나 건물의 특성상 에너지효율향상과 제도적 측면에서 종합적이고 체계적이지 못하여 기존의 에너지 절약기준으로는 한계가 있다. 건물의 에너지절약 관련 제 기준에 대해 법적으로 의무화나 규제에 의한 강제적인 방법 으로 에너지절약을 유도하여 왔으나 이제는 건축주나 시설관리자에게 경제적 이익과 건 축물의 내구성 및 가치의 상승효과를 인식시켜 에너지절약의 의지를 고취시킴으로써 자 발적으로 에너지 절약에 참여케 할 수 있는 새로운 차원의 에너지성능 평가기준과 제도 가 수립 운영되어야 한다. 건축물은 개조 및 개축이 용이하지 않으므로 신축건물은 용도별로 설계시부터 준공에 이르 기까지 인증기준과 제도에 의하여 에너지소비?? 건물의 외피, 설비기기, 사무자동화 등 총? 설정함으로써 에너지소비를 절감할 수 있는 인증기준과 제도적 기반이 필요하다. 건물의 효율적인 관리와 자발적 노력을 통한 에너지소비 절감과 생활환경 향상에 따라 급 속히 증가하는 에너지소비를 억제하기 위한 합리적 에너지평가기준인 인증기준과 이에 따른 제도적 연구가 필요하다. III. 기술개발 내용 및 범위 구분 사업의 내용 범위 1차 년도 주거용건물(공동주택,단독주택)의 에너지성능 목표치 설정 연구 -국내외 주거용건물(공동주택,단독주택)의 에 너지 성능인증제도 검토 및 분석 -건물에너지 평가프로그램의 성능비교 및 정 확성 평가 -표준건물의 에너지부하량 산출 -주거용 건물에너지원단위기준에 의한 에너지 소비량 분석 -주거용건물(공동주택,단독주택)의 에너지성능 목표치 설정 주거용건물(공동주택,단독주택)의 에너지성 능 목표치 설정 연구 -국내외 건물에너지성능인증제도 자료수집 -기존건물의 에너지소비량 조사 및 분석 -표준 건물의 설정을 위한 자료분석 -표준주택의 설계 -부하량 계산을 위한 위크시트 작성 -위크시트에 사용되는 input자료 정립 -표준주택에 의한 부하량 산출 및 분석 단열성능에 따른 부하량 산출비교 창호의 면적비에 따른 부하량 산출 비교 -주거용건물의 에너지성능 목표치 설정 2차 년도 주거용건물의 에너지성능인증기준(안) 비주 거용건물의 에너지성능목표치 설정연구 -주거용건물의 에너지성능인증기준(안)작성 에너지성능 목표치에 따른 등급 설정 인증기준평가 및 등급방법 설정 에너지성능 인증기준(안) 작성 -비주거용건물의 에너지성능 목표치설정 평가프로그램의 성능비교, 정확성 평가 기존 및 표준 비주거용건물의 설계도 분석 비주거용 건물에너지성능 목표치설정 주거용건물의 에너지성능인증기준(안) 비주 거용건물의 에너지성능목표치 설정연구 -주거용건물의 에너지성능인증기준(안)작성 위크시트에 의한 평가 프로그램작성 인증기준평가 및 등급방법 설정 에너지성능 인증기준(안) 작성 -비주거용건물의 에너지성능 목표치설정 평가프로그램 선정 : DOE- 2.1E 표준도면에 의한 에너지성능 평가 및 분석 비주거용 건물에너지성능 목표치설정 3차 년도 건물용도별 에너지성능 인증기준(안) 제도 및 보급촉진방안 연구 -비주거용건물(사무소,숙박시설)의 에너지성 능 목표치에 따른 등급 설정 에너지성능 인증기준 및 등급방법 설정 에너지성능 등급 작성 에너지성능 인증기준(안) 작성 -건물용도별 에너지성능 인증기준(안)제도 및 보급촉진방안 연구 건물에너지성능 인증기준(안)제도의 시행 방안 작성 에너지성능 인증기준(안)제도 및 보급촉진 방안 건물용도별 에너지성능 인증기준(안) 제도 및 보급촉진방안 연구 -표준건물 설계도의 종합적 분석 -평가항목외 가산항목 분석 및 정립 -에너지절감율 산출 및 분석 -등급에 따른 추가비용 산출 및 분석 -에너지성능 평가방안 정립 -비주거용건물(사무소,숙박시설)의 에너지성 능 인증기준(안) 작성 -건물용도별 에너지성능 인증기준(안)제도의 운용방안 및 지침 작성 -에너지성능 인증기준(안)제도 및 보급촉진 방안 IV. 기술개발 결과 및 활용에 대한 건의 1. 연구결과 단독주택 에너지해석프로그램의 정확성 평가 여러 가지 종류의 단독주택을 정밀프로그램으로 해석하여 평균보정계수를 구하여 적용한 결과 보정계수를 적용하지 않은 난방부하와 DOE- 2.1E에 의해서 구한 난방부하를 건물크기별 로 비교한 결과, 25평의 건물의 경우 23%, 65평의 경우 14%의 오차가 발생하였지만 DOE- 2.1E 프로그램으로 건물크기별 지면에 접하는 바닥의 계수, 장단면비의 계수 등의 평균 보정값을 적용한 결과는 25평에서는 오차가 5% 미만이고, 65평의 경우 약 12% 정도의 오차 를 나타내었다. 공동주택 에너지해석프로그램의 정확성 평가 DOE- 2.1E 프로그램과 본 계산모델의 결과를 비교한 결과, DOE- 2.1E 프로그램에 의한 시 스템부하는 459.0 MJ/ , 난방에너지소요량은 591.1 MJ/ 로 산출되었으며, 본 계산모델은 시 스템부하가 498.8 MJ/ , 난방에너지소요량이 656.3 MJ/ 로 오차가 8.5%, 11.0%로 비교적 유사한 결과를 보이고 있다. 한편, DOE- 2.1E 프로그램에서 산출된 비정상해석결과와 정상해석결과를 서로 비교해 보면 정상해석결과가 4.7 5.0% 정도 큰 것으로 나타났다. 또한 본 계산모델은 DOE- 2.1E 프로그 램의 비정상해석 결과보다는 정상해석에 의한 계산치와 유사한 결과를 보이고 있는 것으로 나타났다. <표 1> 공동주택의 에너지해석 프로그램의 정확성 평가(단위 : MJ/ ) 항 목 시스템부하 에너지요구량 DOE-2.1E결과 (비정상해석) 459.0 591.1 DOE-2.1E결과 (정상해석) 481.1 618.6 본 계산모델 498.8 656.3 주거용 건물의 에너지등급설정 주거용 건물에서의 에너지성능등급 설정을 위하여 창면적비, 창호의 열관류율, 외벽, 지붕 및 바닥의 열관류율 등과 같은 항목들을 변수로 하여 난방부하 및 에너지소비량을 비교 분 석하였다. 각 항목들에 대한 평가결과, 주거용 건물에서는 창호의 열관류율과 창면적비가 난 방부하 및 난방에너지소비량에 가장 많은 영향을 미치는 항목으로 평가되었다. 이 외에도 거 주자의 생활패턴과 관련된 환기횟수, 침기율 및 실내설정 난방온도와 같은 요소들도 난방부하 및 난방에너지소비량에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었으며 주거용 건물의 에너지 성능 등급을 <표 2>와 같이 설정하였다. <표 2> 주거용 건물의 에너지 성능등급기준 등급 총 에너지절감율 1 40% 이상 2 30 40 % 미만 3 20 30 % 미만 단, 건강친화를 목적으로 아래의 실내공기청정 기준을 만족하는 경우 본 인증시 를 표기 평가항목 평 가 기 준 이산화탄소 1시간 기준치 1000 ppm 이하 일산화탄소 1시간 기준치 10 ppm 이하 포름알데히드 30분 기준치 0.08 ppm 이하 라돈 1시간 기준치 150 Bq/ 이하 비주거용 건물의 에너지등급설정 비주거용 건물에서의 에너지효율등급 분류를 위하여 절감율을 고려해 보면 에너지절약을 위한 요소기술들을 도입하여 냉방, 난방, 조명 등 각 부문별로 상당한 양의 에너지를 절감함 에도 불구하고 비주거용 건물 전체에서 소비되는 에너지 총량이 매우 크기 때문에 절감율 측 면에서는 상대적으로 그다지 크게 나타나지 않는 등 실제로 에너지절감을 위한 변수의 영향 이 크게 나타나지 않고 있음을 알 수 있었다. 따라서 공동주택이나 단독주택 등 주거용 건물 의 경우와는 달리 에너지 다소비건물인 비주거용 건물에서는 현재의 요소기술 수준으로 상대 적인 에너지절감율을 고려할 때 <표 3>과 같은 절감율을 기준으로 등급을 분류하였다. <표 3> 비주거용 건물의 에너지 성능 등급기준 등급 총 에너지절감율 1등급 30% 이상 2등급 20% 이상 3등급 10% 이상 2. 활용에 대한 건의 설계자나 건축주에게 에너지를 효율적으로 절약할 수 있는 지침으로 활용 정부의 에너지절약건물 보급촉진을 위한 정책자료로 활용 기존주택 소유자의 에너지절약을 위한 개 보수 평가자료로 활용 에너지절약형 고효율 열사용 설비도입의 촉진 유도에 활용 건물에너지 성능등급은 구매결정의 주요기준으로 작용하므로 에너지절약 시스템의 자율적 보급확대 방안으로 활용 지구 환경부하 저감차원에서 지속되는 국제 환경변화에 대한 적극적인 대처를 위 한 구체적 방안으로 활용 V. 기대효과 제도 및 에너지절약효과 자발적인 건물에너지절약 유도에 의하여 약 30%내외의 절감 효과 기대 에너지절약 제품 관련분야 효과 건물 사용설비 및 기기 구매결정의 주요기준으로 작용 에너지관련제품의 기술력 향상에 따른 국제 경쟁력 확보 에너지절약형 고효율 열사용 설비의 개발 및 보급 유도 설계 및 시공분야 효과 저가의 건물에너지 절약시공기술 개발 및 보급촉진 기존주택 소유자의 에너지절약을 위한 개 보수 유도 사업자의 분양촉진을 위한 신축주택의 등급 향상 노력 제도 사업관련 분야 효과 에너지관련기관의 에너지절약 사업분야 확대 유도 (심사사업, 융자사업, 심사기관교육사업, 에너지평가업무 등) 인증기준제도의 시행과 보급으로 관련 전문인들의 신규사업 및 고용 창출효과 (에너지평가원, 인증심사기관, 인증기준시행교육 등) 건물이 부동산으로 거래될 때 해당건물의준이 될 수 있다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 12
• 그림목차 ... 15
• 표목차 ... 19
• 제 1 장 서 론 ... 23
• 제 1 절 연구의 목적 ... 23
• 제 2 절 연구의 내용 및 방법 ... 24
• 제 3 절 에너지성능평가 추진체계 ... 26
• 제 2 장 국 내외 건물에너지성능인증기준 제도현황과 해석프로그램 ... 27
• 제 1 절 국 내외 건물에너지성능인증기준 제도현황 ... 27
• 1. 국내 ... 27
• 2. 국외 ... 29
• 제 2 절 건물에너지해석프로그램 ... 34
• 1. 건물에너지해석프로그램 ... 34
• 2. 프로그램의 개발현황 ... 39
• 제 3 장 주거용 건물의 에너지성능 인증제도(안) 개발 ... 46
• 제 1 절 단독주택 ... 46
• 1. 기존 단독주택의 에너지소비 실태조사 ... 46
• 2. 표준단독주택의 유형설정 ... 49
• 3. 에너지성능평가도구 개발 및 정확성평가 ... 58
• 4. 표준단독주택의 에너지성능평가 ... 71
• 제 2 절 공동주택 ... 87
• 1. 연구의 방법 ... 87
• 2. 공동주택의 설계 및 실내공기환경 실태조사 ... 89
• 3. 에너지성능 평가기법의 개발 ... 110
• 4. 건물에너지 효율등급 인증제도의 운영방안 ... 177
• 제 3 절 소 결 ... 191
• 제 4 장 비주거용 건물의 에너지성능 인증제도(안) 연구 ... 192
• 제 1 절 에너지성능해석을 위한 평가도구 ... 192
• 1. 에너지효율등급 설정을 위한 평가도구 ... 192
• 2. DOE- 2.1E 프로그램의 개요 ... 193
• 제 2 절 비주거용 건물(사무소, 호텔)의 에너지성능 평가방법 ... 199
• 1. 개요 ... 199
• 2. 건물의 조닝 방법 ... 203
• 3. 건물외피의 모델링 ... 220
• 4. 전기에너지의 모델링 ... 224
• 5. 공조시스템의 모델링 ... 226
• 6. 건물의 모델링 ... 229
• 7. 표준건물의 설정조건과 신청건물의 입력변수 ... 233
• 제 3 절 사무소건물의 등급설정을 위한 에너지성능 평가 ... 236
• 1. 샘플건물의 에너지 해석 ... 236
• 2. 샘플건물의 주요변수별 에너지 에너지절감율 분석 및 고찰 ... 239
• 제 4 절 숙박시설(호텔)의 등급설정을 위한 에너지성능평가 ... 245
• 1. 표준 샘플건물의 에너지 소요량 분석 ... 245
• 2. 샘플건물의 주요변수별 에너지 에너지절감율 분석 및 고찰 ... 239
• 제 5 절 소 결 ... 257
• 제 5 장 건물에너지성능(효율등급) 인증제도 보급촉진방안 ... 258
• 제 1 절 건물에너지효율등급 인증제도(공동주택) 규정 ... 258
• 1. 건물에너지효율등급 인증제도 도입배경 ... 258
• 제 2 절 건물에너지효율등급 인증제도(공동주택) 운영방안 ... 267
• 1. 건물에너지효율등급 인증방법 및 절차 ... 267
• 2. 등급설정평가기준 ... 272
• 제 6 장 결 론 ... 273
• 참고문헌 ... 276
• 부 록 ... 279
• 건물에너지 효율등급 인증에 관한 규정(산업자원부고시 제 2001- 100호) ... 280
• 건물에너지 효율등급 인증제도 운영규정 제정(안) ... 290
• 에너지이용합리화 사업비용징수규정 개정(안) ... 319
• 외벽, 지붕 및 바닥의 열관류율표 ... 323