R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C114950-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 제로에너지빌딩 구현을 위한, 공동주택 그린리모델링 최적 의사결정 지원 시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-22 ~ 2018-06-21 | |||||
| 연구책임자 | 홍태훈 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 220,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 400,000,000 원 기업 : 60,000,000 원 계 : 460,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 연세대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
[연구의 배경] ○ 우리나라는 세계 10위의 에너지 다소비 국가이며, 이산화탄소 배출량 측면에서는 세계 8위를 차지하는 것으로 보고되었다. 또한, 에너지사용량은 최근 10년간 지속적으로 증가하고 있다(에너지통계연보, 2012). 에너지소비의 증가는 지구 환경에 대한 악영향을 야기할 뿐 아니라, 전력 대란의 원인이 된다. 특히, 우리나라는 에너지의 수입 의존도가 97%에 달하며(OECD, 2013), 전력생산을 위한 원자력/화력 발전시설은 100만kW 당 5조~8조원의 건설비용, 6~8년의 건설기간을 필요로 한다(강주명, 2013). 에너지소비의 감축은 환경적 측면뿐만 아니라 국가 운영의 안정성 측면에서도 매우 중요하기 때문에, 정부는 2015년 파리 기후협정에서 2030년 배출전망치 대비 37%의 CO2 감축을 선언하고, 이를 달성하기 위하여 다양한 정책과 노력을 기울이고 있다. ○ 건물부문의 에너지소비량은 국가 전체 소비량의 약 20.5%를 차지한다. 이에, 정부는 국가 온실가스 감축목표의 달성을 위하여, 건축물을 대상으로 다양한 정책을 추진하고 있다. 제1차 녹색건축물 기본계획에 따르면, 정부는 신축 건축물에서는 16.08 백만 TCO2eq.의 감축목표를 설정하였고, 기존 건축물에는 19.89 백만 TCO2eq.의 감축목표를 설정하였다. 그리고 이러한 감축목표의 달성을 위하여, 신축 건축물에 대해서는 설계기준을 지속적으로 강화하는 방안을 제시하고, 기존 건축물에 대해서는 그린리모델링 활성화 방안을 제시하였다. ○ 국토교통 건축부문 R&D 중장기전략에서는 녹색건축물 보급확산을 중장기연구주제로 규정하고 있다. 그린리모델링의 활성화를 목표로 하는 대부분의 기존 연구는 그린리모델링 관련 요소기술의 개발이나 실증사업을 통한 요소기술의 검증, 공공 업무용 건물에 대한 시범사업에 집중되어 있다. 하지만, 녹색건축 관련 요소기술이 존재하더라도 시장에서 받아들여지지 않으면, 녹색건축물을 통한 에너지 절감이나 삶의 질 향상은 물론 그린리모델링 시장의 활성화는 기대할 수 없다. ○ 정부는 ESCO 투자사업, 신재생에너지 주택지원사업, 건물에너지효율화사업, 그린리모델링 이자지원사업 등의 그린리모델링에 대한 민간 참여 활성화를 위한 다양한 정책을 시행하고 있다. 하지만, 정부의 직접적인 예산투입 정책만으로 기존 건축물에 대한 감축목표를 달성하기에는 한계가 있다. ○ 이에, 정부 예산을 직접 투입하는 정책과 함께 민간 그린리모델링 시장을 활성화할 수 있는 새로운 방안이 모색될 필요가 있다. 즉, 기존 건축물을 대상으로 그린리모델링을 통한 비용 및 효과를 평가하여 그린리모델링의 사업적 타당성 여부를 사전에 파악함으로써, 민간의 그린리모델링 관련 의사결정을 지원할 수 있는 연구가 필요하다. [연구의 대상] ○ 제1차 녹색건축물 기본계획에 따르면, 건물부분의 에너지소비량 중 주거부문의 비율은 58%를 차지한다. 2015년을 기준으로, 905만 호의 공동주택 중 15년 이상 경과된 노후 공동주택의 수는 전체의 54%를 차지하는 488만 호에 달한다 (국가통계포털, 2015). 노후화된 기존 공동주택은 낮은 에너지성능으로 인하여, 신축 주택에 비해 많은 에너지를 사용하며, 이로 인하여 국가 에너지사용량 및 온실가스 배출량의 큰 부분을 차지한다. ○ 한편, 업무용 건축물이나 상업용 건축물의 경우, 건물 전체에 대한 그린리모델링이 일괄적으로 수행되어야 하기 때문에, 그린리모델링을 위한 대규모 자본의 투자가 유도되어야 하기에 어려움이 따른다. 반면, 공동주택의 경우 개별 세대단위로 구분되어 있기 때문에, 세대 단위로 구분하여 그린리모델링을 추진하는 것이 가능하여, 대규모의 자본의 투입 없이 개별 주택 소유자의 선택을 통해 이루어질 수 있다. ○ 공동주택의 단열기준은 1979년 최초로 규정된 이후, 최근까지 지속적으로 강화되고 있는 추세이다. 1979년 건축물의 단열재 두께 규정이 정의된 이후, 1980년 12월에는 열관류율 제한규정이 재정되었다. 2000년까지 동일하게 유지되던 열관류율 기준은 건축물의 에너지성능 및 거주 만족도 향상을 목표로 2001년에는 0.4 kcal/m2·h·℃, 2011년에는 0.31 kcal/m2·h·℃로 강화되었으며, 2013년 9월 이후에는 녹색건축물 조성지원법 재정에 따라 단열기준은 더욱 강화되었다. 2001년의 열관류율 강화방안 적용 이전에 건설된 공동주택은 현재 기준으로 15년 이상이 경과되었으며, 그 수는 약 580만 호로 전체의 68%를 차지한다. ○ 이러한 이유로, 본 연구에서는 업무용·상업용 건축물이 아닌, 2001년 이전에 건설된 공동주택을 대상으로 연구를 수행하고자 한다. 또한, 연구를 위한 데이터수집 가능성을 고려하여, 연구대상의 범위를 서울 및 6대 광역시(광주, 대구, 대전, 부산, 울산, 인천)에 위치한 공동주택으로 제한하 [최종목표] ○ 본 연구는 기존 공동주택을 대상으로 민간 주도의 그린리모델링 시장 활성화를 유도하는 방법을 제시하고자 한다. 이러한 연구목표의 달성을 위한 방안으로써, 본 연구에서는 기획/계획단계에서 그린리모델링 시행의 타당성 여부를 판단하고 저비용·고효율의 그린리모델링 방안을 제시하여, 민간 공동주택 소유자의 의사결정을 지원하고 그린리모델링 참여를 유도할 수 있는 도구인, ‘공동주택 그린리모델링 최적 의사결정 지원 시스템(Decision-making Support System for Optimal Green building; DSSOG)’을 제시하고자 한다([그림 2] 참조). ○ ‘공동주택 그린리모델링 최적 의사결정 지원 시스템(DSSOG)’은 공동주택 에너지소비량에 영향을 주는 물리적 속성(규모, 지역, 향 등)을 고려하여 기존 공동주택 중 에너지사용량 및 온실가스의 감축이 우선적으로 요구되는 공동주택을 파악하고, 이를 기반으로 우선적인 그린리모델링 사업 대상을 선정하는, ‘공동주택 그린리모델링 최적 대상 선정 모델(Selection Model for Optimal Multi-family housing; SMOM)’을 포함한다. ○ ‘공동주택 그린리모델링 최적 의사결정 지원 시스템(DSSOG)’은 그린리모델링을 시행하고자 할 때, 공동주택의 물리적 속성(규모, 지역, 향 등)과 사업조건(에너지성능 개선 목표, 투자예산, 시공기간 등)에 대한 간단한 입력을 통해, 투자비 대비 에너지사용 감축 효과가 가장 우수한 그린리모델링 요소기술(단열, 창호, 조명, 신재생에너지)의 조합을 제시하는, ‘공동주택 그린리모델링 최적 기술 선정 모델(Selection Model for Optimal Technology; SMOT)을 포함한다. ○ 연구결과물은 설계 이전 단계에, 기존 공동주택에 대한 그린리모델링 추진 시 가장 우선적인 시행이 요구되는 공동주택을 선정하고 해당 공동주택의 속성정보를 고려하여 비용과 성능 측면에서 효과가 가장 우수할 것으로 예상되는 최적의 요소기술을 파악함으로써, 잠재되어 있는 그린리모델링 사업 대상을 발굴하여 그린리모델링 시장의 활성화를 촉진할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 연구결과물은 기획/계획단계에서 그린리모델링 사업과 관련한 다양한 의사결정 과정에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 정부 측면에서는 우선적 그린리모델링 적용 대상을 파악하여 선제적 관리가 가능하며, 잠재적 민간 수요자는 그린리모델링의 필요 여부 및 그린리모델링에 대한 사업성 검토가 가능하다. [연구내용 및 범위] [연구개발 내용 및 범위] ○ 본 연구는 그린리모델링의 활성화 방안으로써, 그린리모델링 프로세스를 정의하고 개선하는 방안이 아닌, 사업적 타당성을 가진 잠재적 그린리모델링 대상 건축물을 발굴하고 사업 참여를 유도할 수 있는 새로운 방안을 제시함 ○ 본 연구는 공공업무용 건축물이 아닌 민간 공동주택을 대상으로 하며, 일부 지역에 국한하는 것이 아닌 서울 및 6대 광역시의 공동주택을 시스템의 범위에 포함함○ 연구목표의 달성을 위하여, 다음과 같이 2개의 모델과 1개의 시스템을 개발하고자 함 ○ 첫째, 공동주택 에너지소비량에 영향을 주는 물리적 속성(규모, 지역, 향 등)을 고려하여 기존 공동주택 중 에너지사용량의 감축이 우선적으로 요구되는 공동주택을 파악하고, 이를 기반으로 그린리모델링 대상을 선정하는 모델 개발 ○ 둘째, 그린리모델링 요소기술(단열, 창호, 조명, 태양광에너지)의 개별 적용뿐 아니라 통합 적용을 고려하여 다양한 그린리모델링 시나리오에 따른 에너지성능 향상 효과 및 비용을 평가하고, 이를 기반으로 최적의 요소기술 적용 대안을 제시하는 모델 개발 ○ 셋째, 앞서 개발된 두 가지 모델을 통합하여, 기획/계획단계에서 그린리모델링 시행의 타당성 여부를 판단하고 저비용·고효율의 그린리모델링 방안을 제시하여 민간의 그린리모델링 참여를 유도할 수 있는 기획/계획단계에서의 의사결정 지원 시스템 개발 [연구개발성과] ○ 전국의 공동주택 데이터를 기반으로, 기존 공동주택 중 우선적인 그린리모델링 적용이 요구되는 대상을 선정하는 ‘공동주택 그린리모델링 최적 대상 선정 모델(Selection Model for Optimal Multi-family housing; SMOM)’ ○ 건축물의 물리적 속성(규모, 지역, 향 등)과 사업조건(에너지성능 개선 목표, 투자예산, 시공기간 등)의 간단한 입력을 통해, 대상 공동주택에 대한 최적의 그린리모델링 요소기술의 조합을 제시하는 ‘공동주택 그린리모델링 최적 요소기술 선정 모델(Selection Model for Optimal Technology; SMOT)’ ○ 기획/계획단계에 기존 공동주택에 대한 그린리모델링 타당성 여부를 파악하여, 민간 공동주택 소유자의 의사결정을 지원할 수 있는 ‘공동주택 그린리모델링 최적 의사결정 지원 시스템(Decision-making Support System for Optimal Green building; DSSOG)’ [활용계획 및 기대효과] ○ 연구결과물은 그린리모델링 사업과 관련한 다양한 의사결정 과정에서 활용될 수 있음. 정부 측면에서는 우선적 그린리모델링 적용 대상을 파악하여 선제적 관리가 가능하며, 잠재적 민간 수요자는 그린리모델링의 필요 여부 및 그린리모델링에 대한 사업성 검토가 가능하도록 지원함 ○ 연구결과물은 기존 공동주택 중 가장 우선적인 그린리모델링 시행이 요구되는 공동주택을 선정하고 해당 공동주택의 속성정보를 고려하여 비용과 성능 측면에서 효과가 가장 우수할 것으로 예상되는 최적의 요소기술을 파악함으로써, 잠재되어 있는 그린리모델링 사업 대상을 발굴하여 그린리모델링 시장의 활성화를 촉진할 수 있음 ○ 연구결과물은 ‘공동주택관리정보시스템’이나 그린투게더의 ‘건물에너지정보공개시스템’에 연동됨으로써, 건축물의 그린리모델링 필요 여부 및 사업타당성 등에 대한 정보를 추가로 제공하도록 시스템의 기능을 확장할 수 있음 |
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