업무시설 및 교육연구시설 에너지 사용량 분석을 통한 단열기준 강화 효과에 대한 연구

Abstract

After experiencing a global energy crisis caused by the oil shock in 1973, domestic authorities have been interested in energy management of buildings in Korea. Until 1975, there was no legal regulation on energy saving, but energy saving for buildings emerged in 1975 after the oil shock. Since the Building Act established its foundation, the regulation suggested specific insulation standards for buildings to save energy according to enforcement of the Building Act and design standards for buildings energy saving, and the standards have been revised and improved many times as time goes on. As soon as the energy crisis passed in the 1970s, all countries of the world have needed to make an effort to respond to the climate change crisis caused by greenhouse gases since the 1990s. In order to achieve goals of each nation on greenhouse gas reduction, coming from the Kyoto Protocol and the Paris Agreement, the Korean governments have specified and improved every part including not only insulation parts but windows and doors depending on technology levels for performance improvement of building energy. It is becoming expanding because of performance improvements of mechanical and electrical facilities and application of renewable energy facilities. It could be confirmed that energy performance of buildings has been continuously improved due to the improved insulation standards and the total amount of energy consumption in buildings has been decreased through the Building Energy Consumption Statistics which the Ministry of Land, Infrastructure and Transport published. Energy consumed in buildings is utilized for various purposes, such as constant temperature and humidity to maintain the indoor environment as well as office equipment, lighting, and elevators. Insulation is not a decisive variable to reduce the energy consumption in buildings, but the total building energy consumption ratio out of heating and cooling energy is about 53.9%, and it accounts for the highest ratio. As analyzing actual energy consumption data on business buildings and educational research buildings, which are open in a system of architecture data for the public, operated by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, this study researched energy consumption on buildings, certified by the energy efficiency rating system, which has been enforced to reduce the energy consumption by each region where the energy consumption statistics cannot reveal, by each size of buildings, by each period of construction permission according to change in insulation standards, and by buildings energy. Then, this study verified whether the system and standards could have effects depending on their implementation intention. As a result, this study found that the insulation standards that differ by each region were appropriate because the energy consumption per unit area was low in the southern region and Jeju Island because of their climate. As a result of analyzing energy consumption by the size, it confirmed that the larger a building is, the higher the energy efficiency per unit area becomes. As a result of analyzing energy consumption by the period of construction permission, it found that the improved insulation standards had no effect before accepting specific insulation standards for each part. After improving the insulation standards for each part one step further, the energy consumption decreased according to the insulation standards. The energy efficiency rating system is clearly effective, but it could not conduct significant analysis since there were not enough certified buildings for analysis. The insulation standards for each part of a building have already been improved as much as the level of advanced countries. In order to reduce the energy consumption of buildings, policies should be necessary to raise awareness on energy consumption through campaigns and incentives to upgrade energy consumption behavior rather than improving insulation standards.| 1973년 오일쇼크로 인한 세계적인 에너지 위기를 겪은 후 국내에서도 건축물에너지 관리에 대한 관심이 시작되었다. 1975년 이전까지는 에너지절약에 대한 어떠한 법령규제가 없었으나 오일쇼크 이후인 1975년부터 건축물에 대한 에너지 절약이 태동되기 시작하였다. 건축법에 의해 그 근거가 제정된 이후 건축법 시행규칙과 건축물 에너지절약 설계기준에 의해 건물에너지 절약을 위한 구체적인 단열기준 제시되었으며 시간이 지날수록 그 기준은 여러차례 개정되며 강화되어 왔다. 70년대 에너지 위기가 지나자마자 90년대부터는 온실가스에 의한 기후변화 위기를 대응하고자 세계 각국의 노력이 요구되었다. 교토의정서와 파리협약의 국가별 온실가스 감축목표를 달성하기 위해 현재까지 지속적으로 건물에너지 성능개선은 단열부분 뿐만 아니라 창 및 문의 기술수준에 따라 부위를 세분화 하여 강화되고 있으며 기계와 전기설비의 성능개선과 신재생에너지 설비 적용 활성화로 확대되고 있다. 단열기준 강화 등에 따른 건축물의 에너지 성능은 지속적으로 향상되어 왔고 국토교통부가 발표하는‘건물에너지 사용량 통계’를 통해 건물에서 사용하는 에너지 총량이 감소되고 있는 것을 확인할 수 있다.

건물에서 사용하는 에너지는 실내공간의 환경유지를 위한 항온⸳항습에 사용되는 에너지 뿐만 아니라 사무기기와 조명, 엘리베이터 등 다양한 목적을 위해 사용되고 있다. 단열이 건물에서 사용하는 에너지를 감소시키는 결정적인 변수는 아니지만 전체 건물사용 에너지 냉난방 에너지 사용 비율이 약 53.9%를 사용하여 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 이번 연구는 국토교통부에서 운영중인 건축데이터 민간개방 시스템 통해 얻을 수 있는 ‘업무시설’과 ‘교육연구시설’에 대한 4년간의 실제 에너지사용량 데이터를 분석하여‘건물에너지 사용량 통계’를 통해 알 수 없는 지역별 에너지 사용량과, 건물 규모에 따른 에너지 사용량, 단열기준 변화에 따른 건축 허가시기별 에너지 사용량 그리고 건물에너지 감축을 위해 시행되고 있는‘에너지효율등급 인증’제도를 통해 인증받은 건물에 대한 에너지 사용량을 분석하였고 이를 통해 각 제도와 기준들이 시행의도에 따라 효과를 내고 있는지에 대해 확인해 보았다.

그 결과 지역별 사용량은 기후에 따른 영향으로 남부지역과 제주도지역은 단위면적당 에너지 사용량이 낮아 지역별 차이를 주는 단열기준이 타당함을 알 수 있었다. 면적 규모별 사용량을 분석해 본 결과 건물이 대형화 될수록 단위면적당 에너지 효율이 높은 것으로 확인되었다. 허가시기별 사용량을 분석해 본 결과 단열기준 강화에 따른 효과는 구체적인 부위별 단열기준이 적용되기전 까지는 단열기준 강화에 따른 효과는 없는 것으로 나타났고 한단계 더 강화된 부위별 단열기준이 수립된 이후에는 단열기준 강화에 따른 에너지 사용량 감소를 보여주고 있다. 에너지효율등급 인증제도는 분명히 효과는 있으나 분석을 위한 인증건물이 많지 않은 관계로 등급별 효과에 따른 유의미한 분석은 하지 못했다.

이미 건축물의 부위별 단열기준은 선진국 수준으로 강화되었다. 건축물 에너지사용량 절감을 위해서는 이제는 단열기준 강화보다는 에너지 사용 행태 개선을 위한 캠페인과 인센티브 도입 등을 통한 에너지 사용에 대한 인식개선 정책이 필요하다.