[친환경변화] 패시브 하우스 1부

패시브 하우스

'수동적(passive)인 집'이라는 뜻으로, 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스(active house)에 대응하는 개념이다. 액티브 하우스는 태양열 흡수 등을 이용하여 외부로부터 에너지를 끌어 쓰는 데 비하여 패시브 하우스는 집안의 열이 밖으로 새나가지 않도록 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않고도 실내온도를 따뜻하게 유지한다.

구체적으로는 냉방 및 난방을 위한 최대 부하가 1㎡당 10W 이하인 에너지 절약형 건축물을 가리킨다. 이를 석유로 환산하면 연간 냉방 및 난방 에너지 사용량이 1㎡당 3L 이하에 해당하는데, 한국 주택의 평균 사용량은 16L이므로 80% 이상에너지를절약하는 셈이고 그만큼 탄소배출량을 줄일 수 있다는 의미이기도 하다.

패시브하우스는 하나의 보온병과 같은 원리로 뛰어난 외피단열을 통해 외부로 빠져나가는 열을 최소화한다. 이 열은 난방을 통해 제공되는 것이 아니라, 조명, TV, 컴퓨터와 같은 가전기기와 인체에서 발생하는 열이다. 패시브하우스는 열손실을 최소화하기 위해, 뛰어난 기밀성을 가지고 있다. 패시브하우스의 열교환기는 적당히 신선한 공기를 제공하기 위해, 오염된 실내공기와 실외 신선한 공기를 적절하게 교환한다. 이 조절가능한 열교환기는 열손실을 최소화한다.

1. 패시브 디자인(Passive Design)

패시브 디자인은 자연에너지를 이용하여 에너지 절감을 유도하고 보다 쾌적한 내부 환경을 조성하고자 하는 의도로 에너지뿐만 아니라 건축 재료와 자원 재활용등의 디자인도 포괄적으로 포함하고 있다. 즉 패시브 디자인이란 기본적으로 건축물이 사용하는 에너지의 절감을 유도하고, 자연에너지를 설비기기나 동력을 사용하지 않고 건축적으로 도입하 디자인 방법이다.

지역적 특성을 살리고 내부 환경을 자연적으로 균형 있고 쾌적한 상태로 조성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를들면 액티브 하우스(Active House)는 태양광발전패널 (PV Panel) 및 지열히트범프(GHP) 등을 이용하여 외부로부터 에너지를 얻어 냉난방 등에 이용하는데 비하여 패시브 하우스(Passive House)는 냉난방 기기 없이 집안의 열을 빼앗기지 않도록 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않고 실내온도를 일정하게 유지한다.

패시브 하우스의 구성 조건

패시브하우스 원칙에 의하면, 건물 에너지 성능 및 효율을 높히기 위해서는 모든 구성조건간에 완벽히 조화를 이루어야 한다. 열교환기와 온수시스템은 패시브하우스에 있어서 아주 중요한 시공기술이다.

1. 패시브하우스 부위별 일반조건

1) 외피단열조건: U-값<0.15 W/(㎡K), (경우에 따라<0,10 W/(㎡K))

2) 열교차단 기밀성: 50 Pa 압력차에서 n50<0.6h-1 창호단열조건: Ug-값 ≤0.8W/(㎡K)

3) 창호에너지투과율: g ≥ 50 %

4) 창틀단열조건: Uf-값 ≤ 0.8 W/(㎡K)

5) 환기용 열회수효율: ηWRG ≥ 75 %, 전력사용량 ≤ 0.45 Wh/m³

6) 온수공급에 따른 열손실 최소화

7) 고효율 가전기기 및 조명 적용에 의한 절전 패시브하우스 필요조건

연간 단위면적당 난방에너지요구량 < 15 kWh/(㎡a)

압력테스트에 의한 환기횟수 n50 < 0.6h-1

연간 단위면적당 1차 에너지소요량 < 120 kWh/(㎡a)

유럽기준 난방요구량 : 15kWh/(㎡a) 

일차 에너지 소비량 : 120kWh/(㎡a)

패시브 하우스의 장단점

1. 장점

1) 오래된 기존건물에 비해 난방비용 90%절감

2) 환경보호 : 기존건물보다 연간 약 4,000kg 이산화탄소 배출감소

3) 에너지 가격 인상과의 비종속성 온수, 난방비용에 대한 부담 감소

4) 공기와 습도에 강한 건축자재 곰팡이 발생 빈도 감소(적합한 단열, 방수, 제습할 경우)

5) 단열을 통한 방음효과 상승

6) 연료저장고와 연통의 설치 불필요

7) 외풍차단, 온기있는 내벽

8) 풍부한 일사량 유입 및 확보

9) 신선한 공기 - 필터사용을 통한 쾌적한 실내공간 기후보호에 대한 자발적 참여 유도

2. 단점

1) 상대적으로 높은 건축 비용.

2) 독립된 공간에 대하여 예열된 공기량의 지속적 감소

3) 계절적 요인 또는 실내 거주자의 증가로 인한 내부온도 상승

4) 정전시 열회수기 가동에 영향

5) 에너지소비에 대한 규칙적인 관리 필요

6) 환기설비 설치에 대한 경험있는 설계 및 시공기술 필요

[교양사회과학/친환경이야기] - [친환경변화] 패시브 하우스의 효율성 2부