패시브 하우스
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1. 개요
패시브 하우스는 1988년 스웨덴과 독일의 연구자들에 의해 시작된 건축물 에너지 효율 기준이다. 이 기준은 건물의 단열, 기밀성, 고성능 창호, 열 회수 환기 장치 등을 통해 에너지 소비를 최소화하여 난방 및 냉방 에너지를 대폭 절감하는 것을 목표로 한다. 패시브 하우스는 독일에서 처음 시작되어 유럽, 미국, 아일랜드 등 전 세계적으로 확산되었으며, 국제 패시브 하우스 표준에 따라 연간 난방 및 냉방 에너지 사용량, 1차 에너지 사용량, 기밀 성능 등의 기준을 충족해야 한다. 대한민국에서도 2000년대 후반부터 도입되었으나, 높은 초기 비용과 정보 부족으로 인해 대중화에는 어려움을 겪고 있으며, 2015년 파리기후변화협약을 계기로 제로에너지 건축물 활성화 정책과 함께 관심이 높아지고 있다.
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| 패시브 하우스 | |
|---|---|
| 패시브 하우스 정보 | |
 | |
| 유형 | 주거용 건물, 상업용 건물 |
| 개발자 | 볼프강 파이스트 |
| 개발 날짜 | 1988년 |
| 첫 번째 패시브 하우스 | 독일 다름슈타트 크란니히슈타인 (1990년) |
| 성능 기준 | |
| 연간 난방 요구량 | 15 kWh/(m²a) 또는 10 W/(m² 피크 수요) |
| 기밀성 | n50 ≤ 0.6 h-1 |
| 1차 에너지 수요 | 120 kWh/(m²a) (난방, 온수, 가정용 전기 포함) |
| 디자인 전략 | |
| 주요 특징 | 단열 고성능 창호 기밀 시공 열교 차단 환기 시스템 (현열/전열교환기) |
| 인증 | |
| 인증 기관 | 패시브하우스 협회 |
| 기타 | 미네르기 |
| 기타 정보 | |
| 관련 주제 | 지속 가능한 디자인 에너지 효율 저에너지 하우스 액티브 하우스 넷 제로 에너지 빌딩 패시브 솔라 디자인 패시브 생존성 |
2. 역사
패시브 하우스는 1988년 5월 스웨덴의 보 아담손 교수와 독일의 볼프강 페이스트 교수의 아이디어에서 시작되었다.[13] 독일 헤센 주의 지원을 받아 연구가 진행되었으며,[14] 1991년 다름슈타트에 최초의 주거용 패시브 하우스가 건설되었다. 1996년 9월에는 패시브하우스 연구소(Passivhaus-Institut)가 설립되어 기준안 제정 작업을 진행하였으며 이후 독일과 유럽으로 확산되었다. 2000년대 말 기준으로 약 1만 5천에서 2만 채 가량이 지어진 것으로 추정된다.
초기 패시브 하우스는 1970년대 OPEC 석유 금수 조치에 대응하여 에너지를 거의 사용하지 않는 주택을 건설하려 했던 북미 건축가들의 연구와 경험을 바탕으로 했다.[15] 서스캐처원 연구 위원회(SRC)의 프로젝트였던 서스캐처원 보존 주택(1977)은 해롤드 오르가 수석 엔지니어였으며, 열 회수 공기 교환기 등을 개발했다.[17][18]
'패시브'라는 용어는 WWII 맨해튼 프로젝트에 기여하고 1970년대에 에너지 효율적인 주택 설계를 옹호한 미국 물리학자 윌리엄 슈어클리프에게서 기인한다.[20]
2. 1. 개념의 등장
1988년 5월 스웨덴 룬드 대학교의 보 아담손 교수와 독일 다름슈타트에 있는 주거 및 환경 연구소의 볼프강 파이스트 교수의 아이디어에서 패시브 하우스의 개념이 시작되었다.[13] 이 개념은 헤세 주의 재정 지원을 받아 여러 연구 프로젝트를 통해 발전되었다.[14] 1991년 다름슈타트에는 최초의 주거용 패시브 하우스가 지어졌다.1996년 9월에는 패시브하우스 연구소(Passivhaus-Institut)가 설립되어 기준안 제정 작업을 진행하였으며, 이후 독일과 유럽으로 확산되었다. 2000년대 말 기준으로 약 1만 5천에서 2만 채 가량이 지어진 것으로 추정된다.
초기 패시브 하우스 건물들은 1970년대 OPEC 석유 금수 조치에 대응하여 에너지를 거의 사용하지 않는 주택을 건설하려 했던 북미 건축가들의 연구와 경험을 바탕으로 했다.[15] 서스캐처원 연구 위원회(SRC)의 프로젝트였던 서스캐처원 보존 주택(1977)은 해롤드 오르가 수석 엔지니어로 참여했으며, 열 회수 공기 교환기, 온수 회수 및 건물 기밀성을 측정하기 위한 송풍기 도어 장치를 독립적으로 개발했다.[17][18] 특히 이 주택은 캐나다 대초원의 극한 기후인 -40°C에서 40°C까지를 위해 설계되었다.
"패시브"라는 용어는 WWII 맨해튼 프로젝트에 기여하고 1970년대에 에너지 효율적인 주택 설계를 옹호한 미국 물리학자 윌리엄 슈어클리프에게서 기인한다.[20] 건물의 성능을 높여 고성능 열교환기에 의한 공조 설비만으로 능동적인 냉난방 기구가 불필요하다는 의미에서 "패시브"(passive: 수동적)라는 이름이 붙었다.
서양인에게 일반적인 난방 기구로 여겨지는 "중앙 난방"이 불필요하다는 점에서 "난방 기구가 없는 주택"이라고 불리기도 하지만, 냉난방 기구가 불필요한 것은 아니다. 즉, 무난방(무냉방) 주택을 의미하는 것은 아니다.
2. 2. 초기 발전과 북미의 영향
1988년 5월, 스웨덴 룬드 대학교의 보 아담손 교수와 독일 다름슈타트에 있는 주거 및 환경 연구소(Institut für Wohnen und Umwelt)의 볼프강 파이스트 교수의 아이디어에서 패시브 하우스 표준이 시작되었다.[13] 이 개념은 헤센 주의 재정적 지원을 받아 여러 연구 프로젝트를 통해 발전되었다.[14]초기 패시브 하우스 건물들은 1970년대 OPEC 석유 금수 조치에 대응하여 에너지를 거의 사용하지 않는 주택을 건설하려 했던 북미 건축가들의 연구와 경험을 바탕으로 했다.[15] 이러한 설계는 종종 태양을 열원으로 사용하는 넓은 태양열 획득 창을 활용했다. 초단열은 레지나, 서스캐처원의 서스캐처원 보존 주택(1977)과 매사추세츠주 페퍼렐의 레저 하우스(1977)에서 볼 수 있듯이 이러한 노력의 핵심 특징이 되었다.[16] 서스캐처원 보존 주택은 서스캐처원 연구 위원회(SRC)의 프로젝트였으며, 해롤드 오르가 수석 엔지니어였다.[17] 이 팀은 열 회수 공기 교환기, 온수 회수 및 건물 기밀성을 측정하기 위한 송풍기 도어 장치를 독립적으로 개발했다.[18] 특히 이 주택은 캐나다 대초원의 극한 기후인 -40°C에서 40°C까지를 위해 설계되었다. SRC와 레저 주택보다 앞서 덴마크 린비 주택(1975)이 있었으며, 이는 덴마크 기술 대학교에서 개발되었고, 1977년과 1979년 사이에 일리노이 대학교 어배너-섐페인에서 개발된 Lo-Cal 주택 설계(1976)를 기반으로 여러 주택이 건설되었다.[19]
"패시브"라는 용어는 WWII 맨해튼 프로젝트에 기여하고 1970년대에 에너지 효율적인 주택 설계를 옹호한 미국 물리학자 윌리엄 슈어클리프에게서 일부 기인한다. 그는 다음과 같이 말했다.
> 이 새로운 시스템에 어떤 이름을 붙여야 할까요? 초단열 패시브? 초절약 패시브? 미니 니드 패시브? 마이크로 로드 패시브? 저는 '마이크로 로드 패시브' 쪽으로 기울고 있습니다. 무엇이라고 불리든, (제가 예측하기에) 큰 미래가 있습니다.[20]
패시브 하우스 건설의 개념을 설명하는 초기 책은 1979년 에드워드 마즈리아가 쓴 ''The Passive Solar Energy Book''이다.[21]
"패시브 하우스"라는 용어는 문헌에서 적어도 두 가지 의미를 가진다. 1970년대부터 사용된 초기 의미는 수동적인 태양열 기술을 활용하고 난방 또는 냉방에 낮은 에너지 요구 사항으로 쾌적한 실내 온도를 설정하도록 설계된 저에너지 건물을 의미했다. 더 최근에는 이 용어가 기밀성, 열적 쾌적성 요구 사항 및 난방과 관련 없는 에너지 요구 사항 외에 난방, 냉방 및 1차 에너지 요구량을 포함하여 패시브 하우스 표준의 기준을 충족하도록 인증된 건물을 나타내는 데 사용되었다.[12]
2. 3. 최초의 패시브 하우스
1988년 5월 스웨덴의 보 아담슨 교수와 독일의 볼프강 파이스트 교수의 아이디어에서 패시브 하우스 표준이 시작되었다.[13] 헤센 주의 재정적 지원을 받아 여러 연구 프로젝트를 통해 개념이 발전되었다.[14]최초의 패시브 하우스는 건축 회사 Bott, Ridder and Westermeyer에 의해 설계되어 1990년 독일 다름슈타트에 4채의 연립주택(테라스 하우스 또는 타운 홈) 형태로 건설되었으며, 1991년에 입주했다.
2. 4. 패시브하우스 연구소 설립 및 확산
1988년 5월 스웨덴의 보 아담손 교수와 독일의 볼프강 페이스트 교수의 아이디어에서 패시브 하우스 표준이 시작되었다.[13] 이 개념은 헤센 주의 재정적 지원을 받아 여러 연구 프로젝트를 통해 개발되었다.[14] 1991년 다름슈타트에 최초의 주거용 패시브 하우스가 지어졌다.1996년 9월, 패시브 하우스 기준을 홍보하고 관리하기 위해 파시브하우스 연구소(Passivhaus-Institut)가 다름슈타트에 설립되었다.[1] 2010년까지 25,000채 이상의 패시브 하우스 구조물이 건설된 것으로 추산되었으며,[1][22] 대부분은 독일과 오스트리아에 위치해 있고, 전 세계 다양한 국가에도 위치해 있다.
1996년, 다름슈타트 연구소에서 이 개념이 당시 일반적인 신축 건물보다 90% 적은 난방 공간으로 검증된 후, 경제적인 패시브 하우스 실무 그룹이 결성되었다. 이 그룹은 계획 패키지를 개발하고 혁신적인 구성 요소, 특히 창문과 고효율 환기 시스템의 생산을 시작했다. 그동안 슈투트가르트(1993년), 헤세 나움부르크, 비스바덴, 쾰른(1997년)에서 추가 패시브 하우스가 건설되었다.[23]
유럽 연합이 후원하는 CEPHEUS 프로젝트를 통해 패시브 하우스 기준에 따라 개발된 제품은 더욱 상용화되었으며, 이 프로젝트는 2000-2001년 겨울에 5개 유럽 국가에서 이 개념을 입증했다.
3. 주요 기술
패시브 하우스는 표준을 달성하기 위해 여러 기술을 사용한다.[2] 서유럽에서는 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조의 패시브 하우스도 건축되고 있으며, 일반 주택 외에 공동 주택이나 소방서 등도 패시브 하우스로 지어지고 있다.
표준에서 요구하는 난방 에너지 소비의 대폭적인 감소를 달성하려면 건물 설계 및 시공에 대한 접근 방식의 변화가 필요하다. 설계는 특별히 설계된 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하는 패시브하우스 계획 패키지(PHPP)[59]를 사용하여 지원할 수 있다.
패시브 하우스는 기온이 -20℃까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로 에너지 절약성, 단열성, 기밀성이 세계 최고 수준이다. 일본은 사계절이 있는 독특한 기후를 가지고 있어, 일본의 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구된다. 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 하며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 필요하다.
3. 1. 패시브 디자인
패시브 하우스는 주로 남향으로 지어져 햇빛을 최대한 많이 받도록 설계된다. 남쪽에는 크고 작은 창문을 많이 내고, 열 보존을 위해 3중 유리창을 주로 사용한다. 첨단 단열재는 겨울에는 따뜻하게, 여름에는 외부 열을 차단하여 온도와 습도를 적절하게 유지하는 역할을 한다. 이러한 첨단 단열재와 3중 유리창은 보온병과 같은 기능을 한다. 패시브 하우스에서 환기는 매우 중요한데, 폐열 회수형 환기 장치가 대표적인 환기 기술이다. 이 장치는 바깥 공기와 내부 공기를 교차시켜 온도 차를 최소화한 후 환기함으로써 열 손실을 막는다.
초단열과 같은 일부 기술은 이미 존재했으며, 수동 태양열 건축 설계 개념은 고대부터 있었다. 독일의 ''Niedrigenergiehaus''(저에너지 하우스) 표준과 같이 저에너지 건물 표준을 갖춘 다른 이전 건물들도 있었고, 스웨덴과 덴마크의 엄격한 에너지 규정에 따라 건설된 건물도 있었다.
패시브 하우스 건물에서는 기존 난방 시스템을 교체하여 절감된 비용을 건물 외피 및 열 회수 환기 시스템 업그레이드에 사용할 수 있다. 독일 포반, 프라이부르크의 패시브 하우스 아파트처럼, 신중한 설계와 패시브 하우스 건축 제품 공급 경쟁 심화로 인해 일반 독일 건축 기준에 맞춰 지어진 건물과 동일한 비용으로 건설하는 것이 가능해졌다.[49] 평균적으로 패시브 하우스는 기존 건물보다 초기 비용이 더 비싼 것으로 보고되고 있다. 독일에서는 5%에서 8%,[50][51] 영국에서는 8%에서 10%,[52] 미국에서는 5%에서 10%이다.[53][54][55][56]
북유럽에서 북위 60도 이상 지역에 건축하는 경우 패시브 하우스 기준을 충족하는 데 드는 비용이 상당히 증가한다.[57][58] 북위 60도 부근의 유럽 도시로는 핀란드의 헬싱키와 노르웨이의 베르겐이 있다. 런던은 북위 51도, 모스크바는 북위 55도에 위치한다.
표준에서 요구하는 난방 에너지 소비의 대폭적인 감소를 달성하려면 건물 설계 및 시공에 대한 접근 방식의 변화가 필요하다. 설계는 패시브하우스 계획 패키지(PHPP)[59]라는 특별히 설계된 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 지원할 수 있다.
다음은 표준을 달성하기 위해 사용되는 기술이다.[2]
패시브 솔라 건축 설계 및 에너지 효율적 조경은 패시브 하우스의 에너지 절약을 지원하며, 주거 지역 및 환경과 통합할 수 있다. 가능한 경우 패시브 솔라 건축 기술을 따라 건물의 형태를 콤팩트하게 만들어 표면적을 줄이고, 주요 창문은 수동적인 태양열 획득을 극대화하기 위해 적도를 향하도록 한다. 그러나 특히 온대 기후 지역에서는 태양열 획득의 사용은 전체 주택 에너지 요구 사항을 최소화하는 것보다 부차적이다. 여름철 과도한 수동적 태양열 획득을 줄여야 하는 기후 및 지역에서는 ''브리즈 소레이유'', 나무, 덩굴이 있는 부착된 ''퍼골라'', 수직 정원, 녹색 지붕 및 기타 기술을 구현한다.
외부 벽의 색상은 표면에서 일사량 품질을 반사하거나 흡수할 수 있는 선택지를 제공하는 경우, 연중 주된 주변 실외 온도에 따라 달라진다. 낙엽수와 벽 트렐리스 또는 자체 부착 덩굴의 사용은 온도 극단이 아닌 기후에서 도움이 될 수 있다.
패시브 하우스는 서유럽에서 보급이 진행되어 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조의 패시브 하우스도 있으며, 일반 주택 외에 공동 주택이나 소방서 등도 건축되고 있다.
패시브 하우스는 기온이 -20℃까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로 에너지 절약성, 단열성, 기밀성이 세계 최고 수준이다. 일본은 사계절이 있는 독특한 기후이며, 일본의 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구된다. 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 하며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 요구된다.
3. 2. 초단열 및 고기밀
패시브 하우스는 첨단 단열재를 사용하여 겨울에는 따뜻하게 유지하고 여름에는 외부의 열을 차단하며 온도와 습도를 적절하게 유지한다.[2] 이러한 첨단 단열재와 3중 유리창은 보온병과 같은 역할을 한다.초단열과 같은 기술은 이미 존재했으며, 수동 태양열 건축 설계의 개념은 고대까지 거슬러 올라간다. 저에너지 건물 표준을 갖춘 다른 이전 건물, 특히 독일의 ''Niedrigenergiehaus''(저에너지 하우스) 표준이 있었으며, 스웨덴과 덴마크의 까다로운 에너지 규정에 따라 건설된 건물도 있었다.
패시브 하우스 건물은 일반 건물에 비해 벽, 지붕 및 바닥을 통한 열 전달을 현저히 줄이기 위해 단열 강화를 사용한다.[60] 다양한 범위의 단열재를 사용하여 필요한 높은 R값 (낮은 U값, 일반적으로 0.10~0.15 W/(m2·K) 범위)을 제공할 수 있다. 열교를 제거하는 데 특별한 주의를 기울인다.
패시브 하우스 기준에 따른 건물 외피는 기존 건축물에 비해 매우 높은 수준의 기밀성을 요구한다. 건물 부피를 기준으로 0.60 ACH50(50파스칼에서 시간당 공기 교환 횟수)을 충족해야 한다. 이러한 지표를 달성하기 위해, 가능하다면 공사 중반에 기밀 시험을 통해 건물 방습층의 기밀성을 테스트하는 것이 최선의 방법이다.[2][61]
패시브 하우스는 외부 공기 교환의 대부분이 열교환기를 통한 제어된 환기를 통해 이루어지도록 설계되어 열 손실(또는 기후에 따라 열 획득)을 최소화하므로, 제어되지 않은 공기 누출은 최대한 피해야 한다.[2] 또한 패시브 하우스 기준이 습기 및 이슬점의 신중한 관리가 필요한 단열재를 광범위하게 사용하기 때문에 기밀 유지가 중요하다.[62] 이는 기밀층, 건물 외피의 모든 시공 이음새의 세심한 밀봉, 모든 설비 관통부의 밀봉을 통해 달성된다.[60]
3. 3. 고성능 창호
패시브 하우스 표준을 충족하려면 창문은 매우 높은 R-값(낮은 U-값, 일반적으로 프레임을 포함한 창 전체에 대해 0.85~0.45 W/(m2·K))으로 제조되어야 한다.[2][60] 일반적으로 삼중 또는 사중 단열 유리(적절한 일사 획득 계수를 가진,[2] 저방사율 코팅, 기밀 밀봉된 아르곤 또는 크립톤 가스로 채워진 유리 사이의 공간 및 '따뜻한 가장자리' 단열 유리 스페이서)와 공기 밀봉 및 특수 개발된 단열 창틀을 결합한다.
3. 4. 열 회수 환기 장치
패시브하우스에서 환기는 매우 중요하며, 대표적인 환기 기술은 폐열 회수형 환기 장치이다. 이는 바깥 공기와 내부 공기를 교차시켜 온도 차이를 최소화한 후 환기함으로써, 열 손실을 막으면서 환기를 가능하게 한다.[2] 주변 기후가 적합하지 않을 때는 공기 질 유지 및 기존 중앙 난방 시스템을 대체할 수 있을 만큼 충분한 열 회수를 위해, 80% 이상의 열 회수율과 고효율 전자식 정류 모터 (ECM)를 갖춘 기계식 열 회수 환기 시스템이 사용된다.[2] 패시브하우스는 기본적으로 밀폐되어 있어, 시간당 약 0.4회의 시간당 공기 교환으로 공기 교환 속도를 최적화하고 신중하게 제어한다. 모든 환기 덕트는 단열 처리되고 누출 방지 밀봉된다.일부 패시브하우스 건축업자들은 지중 열 튜브 사용을 권장한다. 이 튜브는 일반적으로 지름 200mm, 길이 40m, 깊이 약 1.5m이다. 튜브는 환기 시스템의 흡입 공기를 예열 또는 예냉하기 위해 땅에 묻혀 공기-열 교환기 역할을 한다. 추운 날씨에는 따뜻한 공기가 열 회수 시스템의 열 교환기에서 얼음 형성을 방지하기도 한다. 그러나 일부 기후에서는 결로와 곰팡이 문제에 대한 우려가 제기되었다.[63]
유럽 기후의 잘 설계된 패시브하우스는 열 회수 환기 장치에 의한 열 회수 외에도, 난방 부하가 10 W/m2 미만으로 유지될 경우 추가적인 열원이 필요하지 않다.[65]
4. 성능 기준
"누기 횟수가 0.6회 이하"라는 것은 "틈새 상당 면적(C값) = 0.2cm2/m² 이하"를 의미한다.
국제 패시브 하우스 표준과 대한민국 패시브 하우스 표준에 대한 더 자세한 내용은 하위 문단을 참고할 수 있다.
4. 1. 국제 패시브 하우스 표준
패시브 하우스 표준은 다음의 요구 사항을 충족해야 한다.[40][41][42]- 패시브하우스 계획 패키지(Passivhaus Planning Package)로 계산하여 연간 난방 및 냉방에 바닥 면적당 최대 15kWh/m2를 사용하거나, 지역 기후 데이터를 기반으로 바닥 면적당 10W/m2의 최대 열 부하를 사용해야 한다.
- 난방, 온수 및 전기를 포함한 연간 1차 에너지 사용량은 바닥 면적당 최대 60kWh/m2여야 한다.
- 블로어 도어 테스트를 통해 시간당 주택 부피의 0.6배 이하(''n''50 ≤ 0.6 / hour) 또는 외피 표면적의 평방 피트당 최대 0.05ft3/min의 공기 누출을 허용한다.
설계 온도의 난방원에 대한 특정 열 부하는 10W/m2 미만으로 하는 것이 권장되지만 필수는 아니다.
이러한 기준은 대부분의 일반적인 건축 법규에 따라 건설된 주택보다 훨씬 높다.
'유럽 패시브 하우스 진흥 컨소시엄' 내의 국가 파트너는 이러한 제한 사항을 지역적으로 조정할 수 있는 유연성을 가지고 있는 것으로 생각된다.[43]
미국에서는 패시브 하우스 연구소(PHI)와 패시브 하우스 연구소 미국(PHIUS)에서 두 가지 버전의 패시브 하우스를 홍보한다.
PHIUS는 원래 패시브 하우스 연구소의 제휴사이자 승인된 교육 및 인증 기관이었다. 2011년, PHI는 부적절한 행위로 인해 PHIUS와의 계약을 해지했다. PHIUS는 PHI의 주장에 이의를 제기하고 독립적인 건물 성능 프로그램을 시작하기 위해 계속 노력했다.
2015년에 PHIUS는 자체 PHIUS+ 표준을 출시했는데, 이 표준은 주로 모든 유형의 건물의 운영으로 인한 부정적인 영향을 줄이는 데 중점을 둔다. 이 표준은 또한 기후 데이터 세트를 사용하여 다양한 지역에 대한 특정 건축 성능 기준을 결정한다. 이러한 정보는 상당한 탄소 및 에너지 감소와 비용 효율성이 겹치는 공간을 나타내는 지표를 사용하여 결정된다. 전체적으로 PHIUS 데이터베이스에는 북미 지역에 대한 1,000개 이상의 기후 데이터 세트가 포함되어 있다.
이 표준은 기밀성, 환기, 방수, 난방 및 냉방, 그리고 전기 부하의 다섯 가지 원칙을 기반으로 한다. 이러한 원칙 내에서 프로젝트는 건물에 지정된 블로어 도어, 환기 기류, 전체 기류 및 전기 부하 테스트를 통과해야 한다. 또한 건물은 저 배출 물질, 재생 에너지 시스템, 습도 제어, 실외 환기, 에너지 효율적인 환기 및 공간 조절 장비와 같은 다른 조치를 달성해야 한다. 모든 건물은 또한 품질 보증 및 품질 관리 테스트를 통과해야 한다. 이는 건물이 PHIUS의 기후 데이터에 의해 설정된 지역 기준을 계속 준수하도록 보장하기 위해 구현된다. 이러한 테스트와 작동 조건 분석은 PHIUS 평가자 또는 검증자에 의해 수행된다. 이들은 새로 건설된 건물이 건설 계획, 생성된 에너지 모델 및 원하는 작동 조건을 준수하는지 확인하기 위해 현장 테스트 및 검사를 수행할 수 있는 PHIUS의 인증된 전문가이다.
두 표준(패시브 하우스 및 PHIUS+)은 서로 다르며, 서로 다른 성능 지표를 목표로 하고 서로 다른 에너지 모델링 소프트웨어와 프로토콜을 사용한다.
m²당 에너지량: kWh/m² (연간)
- 냉난방 수요가 각각 15kWh/m2 이하
- 1차 에너지 소비량(가전 포함)이 120kWh/m2 이하
- 기밀 성능으로 50㎩ 가압 시 누기 횟수가 0.6회 이하
- "누기 횟수가 0.6회 이하"는 "틈새 상당 면적(C값) = 0.2cm2/m2 이하"를 의미한다.
4. 2. 대한민국 패시브 하우스 표준
- 연간 1m2당 에너지량: kWh/m2
- * 냉난방 수요: 각각 15kWh/m2 이하
- * 1차 에너지 소비량(가전 포함): 120kWh/m2 이하
- * 기밀 성능: 50㎩ 가압 시 누기 횟수 0.6회 이하[1]
::"누기 횟수가 0.6회 이하"는 "틈새 상당 면적(C값) = 0.2cm2/m2 이하"를 의미한다.[1]
5. 대한민국 현황 및 사례
2000년대 후반에 대한민국에 패시브 하우스가 도입되었으나, 정보 부족과 높은 비용으로 인해 널리 보급되지 못했다. 2012년 기준으로 30~40채 정도만 등록되었다.[76][77] 그러나 2015년 12월 파리기후변화협약을 계기로 대한민국 정부도 2030년까지 온실가스 감축을 목표로 제로에너지 건축물 활성화 정책을 추진하고 있다.[78]
2017년 충북 청주시 서원구 남이면에 가온누리마을이라는 패시브 하우스 단지가 건축되었다.[79] 순천에서는 패시브 하우스 건립 시 공사비 보조금을 지원하고 있으며,[80] 순천 명말마을경로당 등 공공건축물도 패시브 하우스로 짓고 있다.[81] 성남의 한 전원주택은 한국패시브건축협회의 에너지 컨설팅을 받아 단위 면적당 난방 에너지 사용량이 2.2L인 패시브 하우스로 계획되었다.[82] 전국 각지에서 세미나, 워크숍 등이 열리면서 패시브 하우스에 대한 관심이 높아지고 있으며, 독일식 패시브 하우스를 온돌과 결합하는 등 한국 기후에 맞게 변형하려는 연구도 활발하다.
5. 1. 도입 및 현황
2000년대 후반에 패시브 하우스가 한국에 도입되었으나, 정확한 정보를 얻기 힘들고 높은 비용으로 인해 대중화되지 못하고 있었다. 2012년 기준 30~40채 정도가 등록되어 있었다.[76][77] 그러나 2015년 12월 파리기후변화협약을 계기로 대한민국에서도 2030년까지 온실가스 감축을 목표로 함에 따라 제로에너지 건축물 활성화 정책을 실시하고 있다.[78]2017년 충북 청주시 서원구 남이면에 가온누리마을이라는 이름으로 패시브하우스 단지가 건축되었다.[79] 순천에서는 단독주택이나 주상복합건축물을 패시브하우스로 건립할 경우 공사비의 보조금을 지원하고 있으며[80], 순천 명말마을경로당 등 공공건축물들도 패시브 하우스로 짓고 있다.[81] 한국패시브건축협회의 에너지 컨설팅을 요청한 건축주에 의해 성남에 단위 면적당 난방으로 사용되는 에너지가 2.2L인 패시브 하우스가 계획된 사례도 있다.[82] 이 외에 전국 각지에서 세미나, 워크숍 등이 이루어지면서 패시브하우스에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 또한 독일의 기후에 맞게 설계된 기존의 패시브하우스를 변형시켜 온돌과 결합시키는 등 국내의 기후와 조건에 맞게 변형시키고 연구하려는 움직임이 활발해지고 있다.
패시브 하우스는 서유럽에서 보급이 진행되어, 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조의 패시브 하우스도 있으며, 더 나아가 일반 주택 외에 공동 주택이나 소방서 등도 건축되고 있다.
패시브 하우스는 기온이 -20°C까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로, 그 에너지 절약성, 단열성, 기밀성은 세계 최고 수준이다. 일본은 사계절이 있는 독특한 기후이며, 일본의 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구되고 있다. 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 하며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 요구된다.
5. 2. 과제 및 전망
2000년대 후반에 대한민국에서 패시브 하우스가 시작되었으나, 정확한 정보 부족과 높은 건축 비용으로 인해 널리 보급되지 못하고 있다. 2012년 기준으로 30~40채 정도만 등록되어 있었다.[76][77] 그러나 2015년 12월 파리기후변화협약을 계기로 대한민국 정부도 2030년까지 온실가스 감축을 목표로 하면서 제로에너지 건축물 활성화 정책을 추진하고 있다.[78]2017년 충북 청주시 서원구 남이면에는 가온누리마을이라는 패시브 하우스 단지가 조성되었다.[79] 순천시에서는 단독주택이나 주상복합건축물을 패시브 하우스로 지을 경우 공사비 보조금을 지원하고 있으며,[80] 순천 명말마을경로당 등 공공건축물도 패시브 하우스로 건설하고 있다.[81] 성남시의 한 전원주택은 한국패시브건축협회의 에너지 컨설팅을 받아 단위 면적당 난방 에너지 사용량이 2.2리터인 패시브 하우스로 계획되기도 했다.[82] 이처럼 전국 각지에서 세미나, 워크샵 등이 열리면서 패시브 하우스에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 또한 독일 기후에 맞춰 설계된 기존 패시브 하우스를 온돌과 결합하는 등 대한민국의 기후와 조건에 맞게 변형하고 연구하려는 움직임도 활발하다.
패시브 하우스는 서유럽에서 널리 보급되어 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조 건물도 있으며, 일반 주택 외에 공동 주택, 소방서 등 다양한 건축물에 적용되고 있다.
패시브 하우스는 기온이 -20℃까지 내려가는 매우 추운 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로 에너지 절약, 단열, 기밀 성능이 세계 최고 수준이다. 일본은 사계절이 뚜렷한 기후 특성을 가지고 있어, 일본 기후에 맞는 패시브 하우스 건축이 필요하다. 패시브 하우스 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중 가장 엄격하며, 이 기준을 만족하려면 창문, 단열재, 환기 장치 선정, 기밀·단열 시공 기술, 열 손실 및 소비 에너지 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공 기술이 필요하다.
6. 국제 협력 및 비교
패시브 하우스는 서유럽에서 보급이 진행되어, 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조의 패시브 하우스도 있으며, 일반 주택 외에 공동 주택이나 소방서 등도 건축되고 있다. 패시브 하우스는 기온이 -20℃까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로, 에너지 절약성, 단열성, 기밀성이 매우 우수하다. 일본은 사계절이 있는 독특한 기후를 가지고 있어, 일본 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구된다. 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 알려져 있으며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 필요하다.
6. 1. 국가별 비교
- 미국에서 패시브 하우스 표준에 따라 지어진 주택은 난방도일당 1btu/ft2의 공간 난방 에너지를 필요로 하며, 이는 2003년 모델 에너지 효율 코드에 맞춰 지어진 유사한 건물보다 공간 난방 및 냉방에 75%에서 95% 적은 에너지를 사용한다. 미네소타주 Waldsee의 독일어권 캠프에 있는 패시브 하우스는 미국 LEED 표준에 따라 지어진 주택보다 85% 적은 에너지를 사용한다.[68] VOLKsHouse 1.0은 뉴멕시코주 산타페에서 최초로 제공되고 판매된 인증된 "패시브 하우스"였다.[69]
- 영국에서 패시브 하우스 표준으로 지어진 평균적인 신규 주택은 2006년경의 건축 규정에 따라 지어진 주택에 비해 공간 난방에 77% 적은 에너지를 사용했다.[70]
- 아일랜드에서 패시브 하우스 표준에 따라 지어진 일반적인 주택은 2002년 건축 규정에 따라 지어진 주택 대신 공간 난방에 85% 적은 에너지를 소비했으며 공간 난방 관련 탄소 배출량을 94% 줄였다.[71]
- 패시브 하우스는 서유럽에서 보급이 진행되어, 목조뿐만 아니라 철근 콘크리트조의 패시브 하우스도 있으며, 일반 주택 외에 공동 주택이나 소방서 등도 건축되고 있다.
패시브 하우스는 기온이 -20℃까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로, 그 에너지 절약성, 단열성, 기밀성은 세계 최고 수준이다. 일본은 사계절이 있는 독특한 기후이며, 일본의 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구되고 있다. 그리고 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 하며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 요구된다.
7. 비판 및 논란
패시브 하우스는 에너지 절약, 단열, 기밀성이 우수하여 세계 최고 수준으로 평가받는다.[1] 그러나 다음과 같은 비판과 논란도 있다.
- 거주자 행동 제약: 일부에서는 패시브 하우스가 입주자의 행동을 제약한다고 우려한다. 예를 들어 창문을 자주 열지 못하는 경우가 있다. 하지만 2013년 연구에 따르면 패시브 하우스는 이러한 행동에 덜 민감하다.[67]
- 초기 건축 비용: 패시브 하우스는 초기 건축 비용이 일반 건물보다 비싸다. 독일에서는 5~8%,[50][51] 영국에서는 8~10%,[52] 미국에서는 5~10% 정도 더 비싸다.[53][54][55][56] 다만, 독일 프라이부르크의 포반 아파트처럼 일반 건물과 동일한 비용으로 건설하는 것도 가능하다.[49]
- 기후 적합성: 패시브 하우스 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중 가장 엄격하며, 고도의 건축 설계 및 시공 기술이 필요하다.[1] 특히 북유럽에서 북위 60도 이상 지역에서는 기준 충족 비용이 상당히 증가한다.[57][58] 헬싱키(핀란드), 베르겐(노르웨이) 등이 북위 60도 부근에 있다. 런던은 북위 51도, 모스크바는 북위 55도이다. 일본과 같이 사계절이 뚜렷한 기후에서는 해당 기후에 맞는 패시브 하우스 건축이 필요하다.[1]
7. 1. 거주자 행동 제약
일부에서는 패시브 하우스 표준이 입주자가 규정된 방식으로 행동해야 하는 일반적인 접근 방식이 아니라는 우려를 제기하기도 한다. 예를 들어 창문을 너무 자주 열지 않는 것 등이다. 2013년 연구에 따르면 일반적으로 패시브 하우스는 예상보다 이러한 행동에 덜 민감하다.[67]7. 2. 초기 건축 비용
패시브 하우스 건물에서는 기존 난방 시스템을 교체하여 절감된 비용을 건물 외피 및 열 회수 환기 시스템의 업그레이드에 사용할 수 있다. 신중한 설계와 특별히 설계된 패시브 하우스 건축 제품 공급 경쟁 심화로 인해, 독일에서는 현재 일반 독일 건축 기준에 맞춰 지어진 건물과 동일한 비용으로 건물을 건설하는 것이 가능하다. 이는 포반, 프라이부르크의 패시브 하우스 아파트에서 이루어졌다.[49] 평균적으로 패시브 하우스는 기존 건물보다 초기 비용이 더 비싼 것으로 보고되고 있다. 독일에서는 5%에서 8%,[50][51] 영국에서는 8%에서 10%,[52] 미국에서는 5%에서 10%이다.[53][54][55][56]평가에 따르면 기술적으로는 가능하지만, 북유럽에서 북위 60도 이상 지역에서 건축하는 경우 패시브 하우스 기준을 충족하는 데 드는 비용이 상당히 증가한다.[57][58] 북위 60도 부근의 유럽 도시로는 핀란드의 헬싱키와 노르웨이의 베르겐이 있다. 런던은 북위 51도에 위치하며, 모스크바는 북위 55도에 위치한다.
7. 3. 국내 기후 적합성
패시브 하우스는 기온이 -20°C까지 내려가는 혹한의 지역에서도 난방 없이 지낼 수 있을 정도로, 그 에너지 절약성, 단열성, 기밀성은 세계 최고 수준이다.[1] 패시브 하우스의 기준은 세계 각국의 에너지 절약 기준 중에서 가장 엄격하다고 하며, 기준을 충족하기 위해서는 창문, 단열재, 환기 장치의 선정, 기밀·단열의 시공 기술력, 열 손실 및 소비 에너지의 계산 등 고도의 건축 설계 및 시공이 요구된다.[1] 일본은 사계절이 있는 독특한 기후이며, 일본의 기후에 맞춘 패시브 하우스 건축이 요구되고 있다.[1]참조
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