건물이 점점 에너지 절감형으로 진화하고 있다. 최근엔 건물 안으로 발을 들여놓는 순간부터 건물이 스스로 ‘관리’를 시작한다. 곳곳에 부착된 IoT 센서는 건물 내 상황을 모니터링하고, 실시간 에너지 사용량을 추적해 불필요한 에너지 소모를 자동으로 차단한다.
이처럼 최근 스마트빌딩은 건물 에너지 관리 시스템(BEMS)을 이용해 에너지 사용량을 줄이는데 그치지 않고, 외부 에너지 없이 자체 동력으로 유지되는 ‘제로에너지빌딩’ 단계까지 나아가고 있다.
제로에너지빌딩이란?
국제에너지지구(IEA)에 따르면 전 세계 총 에너지 소비량 중 약 36%가 건물에 사용된다고 한다. 최근 불거지고 있는 지구온난화를 억제하기 위한 에너지 절감 대책으로 세계 각국에서 제로에너지빌딩 의무화를 추진하는 추세다.
각 나라마다 제로에 대한 정의가 다르지만, 통상적으로 단열재, 이중창 등을 통해 외부로 손실되는 마이너스 에너지를 최소화하는 패시브 기술과 신재생에너지인 태양광과 지열 같은 플러스 에너지를 충당해 소비를 최소화하는 액티브 기술이 합쳐진 건물을 제로에너지빌딩이라고 칭한다. 건물의 에너지 소비량과 생산량이 균형을 이루는 에너지 자립 건물인 셈이다.
┃포스코의 혁신, 건축 분야에서 빛나다
서울 삼성동에 위치한 포스코센터는 23년 전에 지어졌지만 최근 지어진 빌딩과 비교해도 전혀 손색없는 혁신적인 건축 기법과 기술 등이 적용된 것으로 평가받는다. 하지만 포스코 제로에너지빌딩의 시작은 2013년부터다.
포스코는 지난 2013년 인천 송도 연세대 국제캠퍼스 내 준공한 친환경, 에너지 저감형 건축물인 ‘포스코 그린빌딩’을 준공했다. 무늬만 친환경이었던 기존의 친환경 건물과 달리 포스코 그린빌딩은 태양광 사용, 에너지 효율 최대화, 저탄소 배출 등 친환경적으로 계획된 세계 최초의 신개념 건물이었다. 이 빌딩에는 106가지 친환경기술과 포스코 그룹사의 고유 기술이 적용됐다.
이를 발판 삼아 한층 더 발전된 기술로 지은 제로에너지빌딩은 한국판 실리콘밸리라 불리며 독특한 외관을 자랑하는 판교 제2테크노밸리다. 여기에는 포스코의 친환경 기술이 다수 적용되었다.
▲판교 제2테크노밸리 기업지원허브 조감도
┃국내 최초 비주거시설 ‘제로에너지인증‘
판교 제2테크노밸리는 정부 중점사업으로 스타트업 기업을 육성시키기 위한 목적을 갖고 만들어졌다. 지하 2층, 지상 8층 규모로 중소벤처기업부가 입주하는 창업존, 과학기술정보통신부가 입주하는 혁신기술존, 문화체육관광부가 입주하는 ICT문화융합존 등으로 구성되어 있다. 올해 1월 비거주시설로는 국내 최초 ‘제로에너지건축물 인증’을 획득했다.
포스코건설 건축사업본부 유지후 부장은 “제로에너지건축물 인증을 받기 위해서는 에너지자립율과 에너지효율, 빌딩 에너지관리 시스템(BEMS)까지 총 세 가지 요건을 갖추고 있어야 한다. 판교 제2테크노밸리는 에너지효율등급 1++. 에너지자립률 20% 이상, BEMS 설치를 모두 충족해 제로에너지건축 인증을 받았다”고 설명했다.
판교 제2테크노밸리는 대규모 건물의 제로에너지 빌딩 실현 가능성의 타당성이 입증된 효과를 거두었다고 평가된다.
이 건물은 외기 냉방 공조 시스템과 고효율 LED 조명을 적용했다. 단열 성능 강화, 냉방 부하 절감 등 다양한 첨단 기술과 옥상과 아트리움 상부에는 태양광을 설치해 전력을 생산하고, 지열 및 연료전지를 적용해 열원을 공급, 빌딩 에너지관리 시스템(BEMS)으로 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 구현했다.
제로에너지빌딩에서 가장 중요한 것은 에너지 사용량을 최소화하면서 신재생 에너지를 통해 에너지를 생산하는 것이다. 다시 말해 에너지를 효율적으로 관리하는 것인데, 이를 위해서는 BEMS가 무엇보다 중요하다. BEMS는 에너지사용량부터 설비운전 현황, 실내환경 및 탄소 배출량 등을 관리해주는 시스템으로 평균 5~15%가량의 에너지 절감이 가능하다. 또한 밀폐형 지열과 고효율 태양열 PV, 연료전지 적용 등으로 건물의 약 24%를 친환경 에너지로 보급하고 있다.
최근 포스코ICT는 기존에 운영해왔던 BEMS를 바탕으로 에너지 절감 기술 개발에 성공했다. 박성준 포스코ICT 시니어매니저는 “오랜 시간 동안 BEMS를 운영해 왔던 노하우를 바탕으로 이번에는 FMS(Facility Management System)라는 솔루션을 개발했다. FMS는 빌딩의 시설, 에너지 등을 관리하는 사람의 업무를 정보화, 자동화한 솔루션이다. BEMS는 빌딩 내 에너지를 생산, 소비하는 다양한 설비가 있는데, 이런 시설물을 자동으로 움직이는 BAS(Building Automation System)시스템과 이 시설물을 체계적으로 운전하고 관리하는 사람의 업무가 잘 결합해야지 그 시설물의 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있다고 생각했다”라고 말했다.
향후 포스코ICT는 이러한 솔루션을 스마트빌딩 사업에 보급/확대해 기획, 설계, 시공뿐만 아니라 스마트빌딩 전체를 아우르는 전문 회사로 성장해 나갈 계획이다.
┃선택이 아닌 필수로 자리잡은 제로에너지빌딩
내비건트 리서치(Navigant Research)에 따르면 제로에너지빌딩 세계 산업시장 규모는 현재 420조 원에서 2024년에는 약 3배 성장한 1,560조 원 규모로 성장할 것으로 예상한다. 한국에너지평가기술원은 국내의 경우, 관련 산업기술 시장이 약 8.6조 원 규모로 형성되어 있고, 2020년에는 약 20조 원으로 발전할 것으로 전망했다.
지구온난화 방지와 에너지 절감을 위한 해결책인 제로에너지빌딩은 선택이 아닌 필수가 되고 있다. 앞으로 포스코가 가진 기술력으로 건설하는 제로에너지빌딩이 온실가스 감축에 기여해 모두가 함께 더불어 살아갈 수 있는 사회가 되기를 기원한다.