[강원권_그린 매거진] 제로에너지빌딩 적용기술 - 송도컨벤시아

[강원권_그린 매거진] 제로에너지빌딩 적용기술 - 송도컨벤시아

 

 

 

 송도컨벤시아는 송도국제도시 국제업무단지에 하고 있으며, 회의, 전시, 공연 등의 기능을 가진 건축물로 계획되었다. 송도컨벤시아는 기존에 있는 전시시설을 확장하는 사업으로 전시 기능의 전시장 건물과 회의·판매 기능의 헤드 하우스로 구성되어 있다.

 해당 설계에서는 당초 헤드 하우스(회의 시설 및 판매시설)를 기존에 설계된 전시장의 측면에 직접 연결되도록 하려는 의도였으나, 설계변경으로 전시장의 규모를 넓히고 하역장을 두고 헤드 하우스는 전시장의 배후에 배치하여 서로 격리된 구조를 가지게 하였다. 이에 따라 전시 및 컨벤션 시설에 적합하도록 중앙 공조를 원칙으로 하되, 전시장 및 헤드 하우스의 운영 특성과 유지관리성 등을 고려하여 기계실을 분리 배치하였으며, 용도와 운영스케줄 등을 고려하여 공조 구역을 조닝하였다고 한다.

 에너지 절약 부분에서는 인천경제자유구역청(IFEZ)의 Green-MICE 산업(친환경에 기반한 Meeting, Incentive trip, Convention, Exhibition 산업)의 인프라 구축이라는 정책을 반영하여 신재생 에너지 적용과 친환경 건축물 인증을 계획하였다. 특히, 『신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법』 기준에서 명시된 바와 같이 신재생에너지 부분에서 공급비율 5% 이상(공공 부문)을 만족하도록 지열히트펌프와 태양광 발전설비의 적용을 계획하였으며, 이는 송도지역의 기후 특성과 건물의 이용 특성을 고려한 것이다. 그 외 LEED 인증을 고려한 설계와 수자원 절약을 위한 중수 및 우수 이용시설을 적용하여 그린빌딩을 구현하고자 하였다.

 

 

공조 조닝

 

헤드 하우스 전시장은 사용 인원의 변동이 크고 운영 특성이 각각 다른 점을 고려하여 공기조화 구역을 용도별로 구분함으로써 부하의 대응성을 향상시켰다고 한다. 헤드하우스는 회의실과 판매시설(임대시설)이 배치되어 있는데, 용도와 운영특성을 반영하여 아래와 같이 계통을 분리하였다.

 

<헤드 하우스 공조계획> [출처 : 송도 C 전시시설의 친환경 저에너지 건축물 설계 사례(신대웅)]

 

 특히, 대회의실은 가벽으로 구획되어 필요 시 가벽을 해체한 후에 통합하여 활용할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이에 따라 실별 단독 공조기와 실내 온도센서로 개별 운전이 가능하도록 계획하여 다수 인원의 간헐적인 사용에 따른 요구 부하량의 변동에 대응하도록 하였다. 또한, 중회의실 및 소회의실은 약 15개 정도의 다수실이 존재하므로 에너지의 소비를 최소화하기 위해서 변풍량 유닛을 적용하여 부분적인 소요 부하에 능동적으로 대응하도록 하였다.

 

 전시장은 높은 층고와 대공간으로 구성되어 열 성층화가 예상되며 이에 따라 거주역 공조가 에너지 절감 및 실 쾌적성 확보가 중요한 특성임을 고려하여 취출구 일체형 패브릭 덕트를 적용하였다.

 

<전시장 공조계획> [출처 : 송도 C 전시시설의 친환경 저에너지 건축물 설계 사례(신대웅)]

 

 

친환경 건축물 인증

 

 에너지성능지표는『건축물의 에너지절약 설계기준』 제15조에 따라 평점 합계가 공공부문일 경우 74점 이상을 확보해야 적합한 것으로 판정하는데 본 건축물은 건축, 기계, 전기, 신재생의 총합에서 81.3점을 확보하여 적합 판정이 가능하였다. 기계설비부문에서는 고효율냉동기 사용, 폐수열히트펌프 적용, 외기냉방시스템 활용, 신재생에너지를 이용한 냉방 적용, 지하주차장 환기팬의 인버터 제어 등 항목들이 반영되었으며, 신재생부분에서는 지열히트펌프의 냉난방 용량 비율이 의무 적용 비율 이상이 적용되어 해당 점수를 확보하였다.

 

<에너지성능지표 인증계획>

[출처 : 송도 C 전시시설의 친환경 저에너지 건축물 설계 사례(신대웅)]

 

 건축물에너지효율등급은 『건축물에너지효율등급 인증에 관한 규칙』, 건축물에너지효율등급 인증기준에 따라 난방, 냉방, 급탕, 조명, 환기에 대하여 ISO13790 등 국제규격을 기준으로 하는 평가 프로그램을 통하여 연간 단위면적당 1차 에너지소요량으로 평가하며, 본 건축물은 1등급 인증을 획득할 수 있었다. 연간 단위면적당 1차 에너지소요량은 주거용 이외의 건축물 부분에서 200kWh/㎡·y 이상 260kWh/㎡·y 미만의 범위에 속하므로 해당 등급을 획득하였다. 이는 지열히트펌프와 태양광발전설비를 적용하기 이전에 기계설비부분과 전기설비 부분에서 기계실 분리배치를 통하여 반송동력 및 배관손실을 최소화하고 LED 조명기구의 적용을 통하여 평균 조명밀도를 11W/㎡로 계획함으로써 에너지소요량을 감소시키고, 건축부분에서 전체 창면적비를 27% 미만으로 최적화하고 일사제어를 통하여 에너지요구량을 절감시켜 나타난 결과이다.

 

<건축물에너지효율등급 인증 계획>

[출처 : 송도 C 전시시설의 친환경 저에너지 건축물 설계 사례(신대웅)]

 

 송도컨벤시아는 송도국제도시의 친환경 도시 개발 정책에 맞춰 친환경 녹색건축물을 실현시키기 위하여 각 분야의 엔지니어들의 많은 노력과 협업의 결과이다. 기계설비분야와 전기설비분야에서 열원 분리배치, 고효율 장비배치, 고효율 조명설비(LED 조명기구 등) 및 스마트전기기술(대기전력 차단콘센트 등)을 활용한 액티브 설계기법과 건축분야에서 단열성능 강화, 수평루버 및 캐노피 돌출차양을 통한 차양 계획을 적용한 패시브 설계기법, 지열과 태양광 등의 신재생에너지 적용이 융합되었다. 이러한 시도를 통하여 아시아 최초로 LEED 인증을 획득한 컨벤션센터라는 타이틀을 획득할 수 있었다.

 송도컨벤시아 설계에서 가장 중요한 부분은 계획단계 및 기본설계 단계에서부터 각 분야별 전문가 및 실무자들이 지속적인 협의를 통해 패시브 설계 요소를 기반으로 액티브 설계 요소를 적용하였다는 것이다. 계획설계단계부터 본 건축물은 건축분야에서 적정 천장고 계획과 매스를 이용한 일사제어를 통하여 기계설비분야에서 부하 저감을 위한 설계가 가능하였다. 향후 타 설계사 또는 타 실무자들이 진행할 저에너지 건축물 설계에서 하나의 참고 사례로 활용되기를 바라며 국내에 신축되는 많은 건축물들이 제로 에너지 빌딩을 실현하기를 기대한다.

 

 

 

 

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