인간의 삶을 영위하기 위한 모든 행위는 환경에 영향을 미치게 된다. 기술의 발전으로 더 편리한 생활을 누리게 되면서, 환경에 미치는 영향은 커지고 있다. 4차 산업혁명의 주요 이슈중의 하나가 융합을 통한 새로운 가치의 창출이라고 한다면, 자연과 기술의 공존을 모색하며 지구의 지속 가능성(Sustainability)이라는 최상위 가치를 추구하는 친환경 건축은 4차 산업혁명의 주요 화두 중 하나라 할 수 있다.
 

태양광 발전 확대를 위한 기술적 진보와 지원
대표적인 신재생에너지로 꼽히는 태양광 발전은 그 확대를 위해 건물과의 일체화를 이루는 기술이 개발되고 있으며, 미니 발전소 형태로 일반 가정에도 보급될 수 있도록 정부에서 설치비를 지원하는 등 여러 형태로 진보하고 있다.
국내 A사가 개발한 건물 일체형 태양광 발전 시스템(BIPV: Building Integrated PhotoVoltaic)은 지붕과 태양광모듈을 일체화하는 기술이 적용되어 기존의 태양광 패널 거치식 시스템보다 많은 부분에서 혁신을 가져왔다.
기존의 방식은 지붕 위에 태양광 패널을 설치하기 위한 부대장치가 필요한 반면, 태양광 집열판 자체를 지붕으로 만들어 설치는 물론 유지보수가 편리하다. 건물을 만들 때 철골 구조물 위에 여러 가지 부자재들과 결합시켜 그 위에 태양광 집열판을 설치하여 지붕역할도 하면서 태양광 발전이 된다.
또한 일체형은 들뜸이 없어 눈이나 비로 인한 누수현상이 현저히 적어지고, 기존 태양광발전 시스템에 비해 건축물의 아름다운 외관구현이 가능하므로 디자인 측면에서도 유리하다.
일체형이기 때문에 구조적으로 안정되어 있고, 보강기능이 추가되어 내풍압에도 훨씬 강하다.
 

▲ 기존의 태양광패널 거치식시스템의 예    ▲ 건물일체형 태양광발전시스템 적용사례
 
화석연료와 원자력 발전을 대체할 신재생에너지의 대표 주자인 태양광 발전은 정부의 태양광주택보급사업, 발전차액지원제도 등을 통해 본격적으로 보급이 확대되어 왔다. 2015년 기준으로 전국에 약 3.6GW의 태양광설비가 설치되어 있다. 국내 총 발전량 중 태양광 발전 비중은 0.71%이며 신재생에너지 발전량 내에서는 10.7%를 차지하고 있다.
중앙 정부 차원에서 뿐만 아니라 지방자치단체 차원에서의 지원도 있으며, 서울시의 ‘태양광 미니발전소’ 사업은 일반 가정에서 설치할 수 있는 규모의 소형 발전소를 개발하여 국내 최초로 시범사업을 실시하여 주목받았다.
서울시 ‘태양광 미니발전소’ 사업은 200W~1KW 미만급의 소형 태양광 발전소를 일반 가정에 설치하는 것을 지원하고 있다. 60만~70만 원대의 제품가격을 서울시의 지원으로 20만 원선으로 설치하게 된다. 만약 월 304kWh를 소비하는 가구가 태양광 미니발전소 260W급을 설치하면 월 5,350원 정도가 절감된다. 연간으로 환산하면 6만 원 이상의 전기요금이 절약돼 4~5년이면 비용을 보충할 수 있다. 현재 ‘녹색드림협동조합’ 등 7개 업체가 발전소 보급업체로 지정되어 있으며, 지원금 신청은 11월 30일까지 선착순으로 접수를 받고 있다. 문의는 다산콜센터(국번없이 120), 혹은 서울특별시 햇빛지도 홈페이지(http://solarmap.seoul.go.kr) 를 통해 가능하다.
 
에너지 고효율 건축기술 - 키네틱 파사드
희림종합건축사사무소는 경기대학교, 충북대학교, 인하대학교, 독일뮌헨대학교와 3년 동안(2013.9~2016.8) 공동연구를 통해 키네틱 파사드(kinetic facade) 기술과 제품을 개발하였다. 키네틱 파사드는 외부환경에 능동적으로 반응하는 움직이는 외부 전동 차양 시스템이다. 전체적인 시스템은 실내외에 설치된 센서를 통해 실시간으로 환경정보를 수집하고, 결과 값을 모터에 전달하여 차양을 구동시키고, 이를 냉난방 공조기기 및 조명과 연동시켜 냉난방의 부하를 저감시키는 기술이다. 희림종합건축사사무소는 현재 목업 현장에서 성능평가를 진행하고 있으며, 자체 실험결과 일반건축물 대비 키네틱 파사드 설치 및 운용시 여름철에 약 64%의 에너지 절감효과가 있는 것으로 나타났다. 한편, 키네틱 파사드는 건축물 에너지 절감을 위한 스마트 건축기술로 파사드의 움직임 변화에 따른 에너지 절감 효과와 함께 도시 가로 경관에 새로운 디자인적 기능성을 열어줄 것으로 기대를 모으고 있다. 향후 실제 건축물에 키네틱 파사드를 부착 시공하여 에너지 성능 및 시스템 최적화를 위한 실증테스트를 진행할 계획이다.
 

▲ 내부에서 본 키네틱 파사드
 
자연친화적 주거환경의 추구
주거환경에 있어 조경의 역할은 매우 다양하고 효과는 광범위 하다. 조경은 장식적 효과는 물론, 공간의 분할과 동선의 유도를 가변성있게 활용하게 하는 건축적 효과, 풍향 및 풍속을 조절하는 환경적 효과, 휴식공간을 제공하는 여가 활용 효과, 자연과 환경, 식물에 대한 이해를 증진시키는 교육적 효과 등이 있다.
따라서 주거환경을 계획함에 있어 조경의 중요성은 커져가고 있으며 차별화의 요소가 되어가고 있다.
남양주에 위치한 두산건설의 알프하임은 조경의 개념을 적극적으로 발전시켜, ‘단지안의 숲’이 아닌 ‘숲속의 집’으로 설계되어 자연친화적인 주거환경의 좋은 사례가 되고 있다.
알프하임을 설계한 희림종합건축사사무소는 자연친화적 주거환경을 조성하기 위해 자연의 조건을 그대로 활용하여 주거환경의 질을 끌어올리는데 활용하였다. 알프하임은 평내 호평역 인근에 위치한 역세권임과 동시에 단지 배후의 백봉산 경관녹지 등 숲속에 위치한 자연적 이점이 있다. 이러한 장점을 극대화할 수 있도록 숲속 나무가 내뿜는 피톤치드 등 좋은 공기가 잘 흐르는 바람 길을 시뮬레이션 해 단지를 배치했다. 또한 모든 주거동의 거실에서 숲을 조망할 수 있도록 하고, 자연 그대로의 숲 1만 7,000m2 를 단지 내 건축불허구역으로 지정해 보존함으로써 거주자들이 자연을 체험하고 즐거움을 나누는 공간이 되도록 설계했다.
또한 단지내 휘게라이프(Hygge Life) 개념을 적용하였는데, 휘게(Hygge)는 척박한 북유럽 환경에서 자연스럽게 조성된 따뜻하고 안락한, 자연친화적인 거주문화를 지칭한다. 이를 실현하기 위해 단지 중앙에 트래킹 코스와 산책로를 조성하고, 워터파크, 캠핑장, 다양한 테마의 가든을 배치해 자연 속에서의 휴식을 가질 수 있도록 하였다. 고층세대에게는 테라스형 발코니를 통해 자연을 조망하게 하고, 저층 세대는 경사지를 이용해 땅의 향기를 느끼도록 하였다.
 

▲ 남양주 두산 알프하임 조감도

저작권자 © 스타트업투데이(STARTUPTODAY) 무단전재 및 재배포 금지