[강원권_그린 매거진] 제로 에너지 건물 사례 - The Pixel Building

The Pixel Building 개요

1. 프로젝트 개요

 호주의 개발, 운영 및 건설회사인 Grocon이 기획, 건설, 운영까지 주관한 Pixel은 세계 최고의 탄소중립 오피스 건물을 목표로 수행되었다. Studio505, Umow Lai 및 RMIT (로얄 멜버른 공대)은 하나의 프로젝트팀으로 미래의 오피스 모델을 구현하기 위해 초기부터 협업관계를 유지하여 왔다. 소규모인 Pixel은 향후 대규모 상업시설의 친환걍 및 녹색기굴 적용서을 실험하는 test bed 형태로 새로운 기술들이 복합적으로 적용된 것이 큰 특징이다. Pixel은 제로에너지 보다는 탄소중립에 초점을 두었다. 결과적으로 완전한 제로에너지 빌딩은 아니지만 탄소중립은 달성하였다.

Pixel Building 전경 (출처 : GREEN TECH FROM AROUND THE WORLD / January 24, 2019 / Fiorella Arroyo Calderon)

 

2. 건물 디자인 및 시스템 계획

 건물의 디자인은 에너지 소요량 감소, 저탄소 연료 사용 및 부지 내에서 신재생 에너지를 생산하는 것을 기본으로 하였다. 또한 조명, 난방, 냉방 및 환기에 필요한 에너지를 최소화하기 위해 외피 및 설비 시스템의 에너지 효율화를 극대화 하였다.

 

(1) Passive Design : 건물외피 및 형태

 4층의 철근콘크리트 슬래브와 동측은 구조벽으로 구성되어 있다. 따라서 동측을 제외한 나머지 면은 Low-e 이중 유리가 적용되었다. 최상층은 옥상녹화를 이용하여 외피부하를 최소화 하도록 하였다. 

 

Pixel Building 외피 디자인 (출처 : GREEN TECH FROM AROUND THE WORLD / January 24, 2019 / Fiorella Arroyo Calderon)

 

(2) Active System : 설비시스템 에너지 효율화

 아래 그림은 냉난방 및 환기시스템 개념을 보여준다. 100% 신선한 외기(OA)는 바닥을 통해 건물 전체를 순환하며 가 작업자 위치의 바닥 취출구를 통해 공급되는 바닥급기시스템을 구성하였다. 또한 공급된 외기는 다시 건물 내로 재순환(RA)하지 않고 100% 배기 시킴으로써 실내의 공기질 확보를 우선적으로 고려하였다. 구조적으로 노출된 콘크리트 바닥 슬래브는 야간에 외기를 유입하고 야간냉각(night purge) 효과를 통해 다음날 냉난방 부하를 줄일 수 있다. 고효율 열회수장치(열교환기)를 설치하여 100% 외기공급을 위해 사용되는 에너지를 배기되는 공기에서 회수하도록 하였다. 이는 하절기에는 예냉, 동절기에는 예열을 하여 실내에 적정 온도로 공급하게 된다.

 건물 내의 냉난방 시스템은 복사 냉난방이다. 슬래브에 매립한 고강도 파이프를 통하여 냉수 또는 온수를 공급하고 가열/냉각된 슬래브를 통하여 복사+대류 냉난방을 한다.

구체축열 복사 냉난방 시스템 시공모습 (출처 : 대한건축학회 / 제로에너지 건물 사례소개 : The Pixel Building / 조진균)

 위 그림은 HDPE 파이프를 슬래브에 매립하는 구체축열 복사 냉난방 시스템 시공모습을 보여주고 있다. 열원시스템은 직화 흡수식 히트펌프를 적용하였다.

 

 Pixel은 연간 단위면적 당 1차 에너지 사용량은 123kWh/m2 으로 매우 적은 에너지를 소비한다. 그리고 생산되는 에너지량은 84kWh/m2 으로 완전한 제로에너지는 아니지만 에너지 자립률이 68%로 제로에너지건축물 인증등급은 3등급에 해당하는 수준이다.

Pixel Building 에너지 요구량

 

3. 신재생에너지 공급계획

 아래 그림과 같이 신재생 에너지 설비는 건물에 일체화 되도록 설계되었는데 지붕에는 고정형 및 추적형 태양전지 패널과 풍력 발전기가 설치되었다. 화장실에는 발생하는 오수를 저장하고 소량의 바이오가스를 생산한다. 또한 스마트그리드 개념을 도입하여 풍력발전과 태양전지패널을 통해 생산된 잉여전력은 그리드를 통하여 저장 또는 재공급이 가능하다.

건물옥상에 설치된 태양광패널과 풍력발전기

 

중수를 공급하는 조경(좌), 수처리 및 재활용 개념(우)

(출처 : 대한건축학회 / 제로에너지 건물 사례소개 : The Pixel Building / 조진균)3

 

 건물 내에서 사용되는 물 사용량을 줄이기 위해 물을 사용하지 않는 진공변기를 사용하였다. 위 그램과 같이 수자원 재활용은 여러 단계를 거친다. 우수는 수집한 후 옥상 녹화의 조경수로 사용된다. 우수는 탱크에 저장하기 전에 역삼투 처리방식으로 음용수 기준까지 수처리하며 처리된 물은 화장실의 세정용수로 사용한다. 사용된 중수는 필터를 거친 후 조경용수로 직접 사용한다. 이러한 프로세스는 멜버른 지역의 우기기간을 제외하고는 건물 내에서 발생하는 하수를 외부로 방출하지 않는다는 것을 의미한다.

 

 Pixel은 2개의 주요 친환경 인증에서 최고 점수를 획득하였다. Australian Green Building Council’s Green Star rating system에서 105점 만점을 받았고 US GBC의 LEED는 이전의 최고등급을 받은 건물보다 10점 이상 높은 점수를 기록했다. 참고로 미국 LEED 등급 시스템은 전 세계 120개국 이상의 44,000 건축물에서 인증을 받았다. 마지막으로 BREEAM은 인증을 받지 못했지만 최고 수준의 점수를 획득할 것을 예상이 된다.

 

 

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작성자 : 강원권 김성수 기자 (gw_gr_reporters@naver.com)