건축물 외피구조 개선사례 2010.08.16 발표자 : 김성로 사원

전문가그룹 운영 ◈ 조직 및 업무분장 ◈ 전문가그룹 진행사항 1/33 소장 권태식 전문가 그룹 총괄 사원 김성로 자료 취합/발표 10.02. 주제 및 방향 설정 10.06. 사례조사발표 과장 이정학 법규검토 과장 원승현 자료작성 과장 김재회 단열/창호 대리 김명국 BIPV(태양열) 주임 박동선 사례조사 ◈ 전문가그룹 진행사항 구 분 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 회 의 자료수집 P T 작 성 발 표 방향설정 영역탐구 현장답사 사례발표 10.07. 자료취합 및 정리 업무분장 영역별 업무분장 및 자료작성 자료취합 PT 작성 목차설정 발표준비 10.08. 결론 사항 정리 1/33

3. 외피구조 개선배경 2/33

주제선정 배경-1 ◈ 제4의 물결 “녹색문명(Green Civilization)”시대 도래 농업혁명 산업혁명 정보혁명 녹색문명 제1의물결 산업혁명 제2의물결 정보혁명 제3의물결 녹색문명 제4의물결 ◈ 건설산업 패러다임의 변화 기존 건설상품 가치 향후 건설상품 가치 패러다임의 변화 진행중 에너지효율성 온실가스저감 원 가 품 질 공 기 원가 +품질 +공기 3/33

주제선정 배경-2 에너지효율 (20~30% 절감) 지속가능 실내환경 자원활용 (10~15% 절감) ＊고성능외피, 단열 ◈ 친환경 관련 제도 및 인센티브 구분 서울시 심의기준 건물에너지효율등급 건축물의 에너지절약 설계기준(EPI) 친환경건축물인증제도 주관 서울시 국토해양부,지식경제부 국토해양부 국토해양부,환경부 인센 티브 -에너지부분 5% -친환경 5% -용적율완화 -건축기준 최대 6%완화 1등급 : 6%이하 2등급 : 4%이하 3등급 : 2%이하 취등록세 감면 90점이상 :6%이하 80~90점:4%이하 70~80점:2%이하 -건물에너지효율등급과 중복 불가 별도의 인센티브없음 건물에너지효율등급과 연계한 취등록세 감면 ◈ 친환경 기술사례/에너지 절감방향 에너지효율 (20~30% 절감) 지속가능 자원활용 (10~15% 절감) 실내환경 ＊고성능외피, 단열 ＊고효율 설비/전기 시스템 ＊신재생에너지 활용 ＊실내공기질 ＊자연채광 활용 ＊온실가스 배출저감 ＊친환경자재 ＊폐기물저감 4/33

목 차 1. 외피구조란 ? 2. 외피구조의 발전 3. 외피구조의 기술/사례 4. 종 합 5. 결 언 5/33

외피(外皮:겉껍질, Envelope:건물의 외부에설치된 벽체나 창호) 1. 외피 구조란? 외피(外皮:겉껍질, Envelope:건물의 외부에설치된 벽체나 창호) 사전적 의미 건축적 의미 환경적 의미 내부의 볼륨을 감싸는 외부를 일컫는 용어 건축물의 실외와 실내를 구분하는 경계 건축물 내부공간의 에너지를 외부로부터 보호하는 경계 6/33

2. 외피 구조의 발전 자연활용 외부침입보호 자연에너지활용 건축공간활용 의장요소활용 7/33

3. 외피 구조의 기술/사례 3. 외피구조의 기술/사례 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 8/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 단열재의 정의 및 특성 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 단열재의 정의 및 특성 ▷단열을 목적으로 사용되는 재료. ▷열 흐름의 속도를 지체시키는 재료 ▷복사열에 대한 내부 공기층에 의해 열 차단 ◈ 단열재 등급분류 (국토해양부고시) 등급분류 열전도율 해당 단열재 해당지역 W/mK ㎉/mh℃ 가 0.034이하 0.029이하 - 압출법보온판 중부지역 - 비드법보온판 (2종1호) - 당현장적용 경질우레탄폼보온판 나 0.035~0.040 0.030~0.034 비드법보온판 남부지역 암면보온판 유리면보온판 다 0.041~0.046 0.035~0.039 제주도지역 라 0.047~0.051 0.040~0.044 - 기타 단열재 9/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 EXISTING NEW ◈ 신기술/사례 비교 구분 무기질단열재 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 신기술/사례 비교 EXISTING NEW 구분 무기질단열재 (그라스울,미네랄울) 유기질단열재 (비드법,압출법보온판) 에어로젤 진공단열보드 장점 낮은 가격 무기질대비 높은 단열성 고단열 최고 단열성 얇은두께 단점 내습성,분진발생 내열성,변형성 높은 가격 상용화 진행 충격에 약함 시공성 검토 개발중 성능 0.1~0.04 W/mK 0.04~0.02 W/mK 0.01 W/mK 0.01~0.003 W/mK 단가 2,500원M2 (24K,50mm) 4,500원/M2 (네오폴,50mm) 52,000원/M2 (10T기준) 60,000원/M2 (건축적용개발중) 10/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 에어로젤 4-1. 단열재 개선사례 11/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 에어로젤 적용사례 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 에어로젤 적용사례 특 징 에어로젤(열전도율0.02W/mK ) 1세대, 시험적용 네오폴(열전도율0.04W/mK )의 ½ 두께 고층빌딩, 토지비용 고가인 현장 적용가능 삼성물산,대우건설은 시험적용 및 평가단계 동부건설,금호건설은 적용을 위한 검토중 건설사 대우건설 위 치 경기도. 화성시. 준 공 10. 08 예정 기존 구간 (압출법보온판 1호 70MM 시험 구간 에어로젤 100MM + 압출법보온판 특호 60MM 12/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 현장 적용현황 구 분 종 류 명 칭 비드법2종1호 종 류 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 현장 적용현황 구 분 종 류 명 칭 비드법2종1호 종 류 네오폴 열전도율 0.030W/mk [재료특성] EPS 보다 저밀도에서 동등한 열전도율 향상 제품내 함유된 흡수, 반사체 이용 열에너지의 투과 저감시켜 열전도율 값저하 본드시공 90T(측벽외기) 65T(직접외기) 45T(간접외기) 단열재 부착 단열재 폼 충진 석고부착 및 완료 13/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 진공단열보드(Vacuum Insulation Panel: VIP) ◈건축적용사례 특 징 심 재 : 열린셀 모양 파우더, 유리섬유 외피재 : 고성능 필름 내 부 : 산화칼슘 진공 열전도율 (0.0045 W/mK) 최고 단열성 / 충격 약함 적용사례 -삼성물산 Green Tomorrow 연구 적용 -산업용 냉동 관련 자재로 현재 활용 -건축물의 단열재 적용은 연구단계임 진공단열보드 부착 제 품 구 조 제 품 형 태 ◎ Board Type(생산 제품) 보호층(유리섬유) 부착 ◎ 건축적용 개발중 제품 석고보드 및 마감재 취부 14/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 EXISTING NEW ◈ 신기술/사례 비교 구분 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 신기술/사례 비교 EXISTING NEW 구분 이중창호시스템 커튼월시스템 삼중창호시스템 이중외피시스템 장점 낮은가격 입면 요소 채광면적 최대 단열성우수 결로저항우수 냉난방에너지 절감 자연환기 개선 단점 창호폭 290mm 이중프레임 조망간섭 자연환기 불가 일사노출 과다 1.4배 중량증가 높은 가격 중량증가 프레임 시야차단 단가 120,000원/M2 (45,000원/M2,유리) 400,000원/M2 (유리포함) 250,000원/M2 (150,000원/M2,유리) 600,000원/M2 (120,000원/M2,유리) 15/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 삼중창호 시스템 난방부하절감 이중창호시스템 6.275MWh 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 삼중창호 시스템 3M사 VHB 양면 테이프 Polyurethan Thermal Breaker 흡습제 Hole 내부 6mm 투명 Low-E유리 Santopren Gasket 외부 6mm 칼라유리 중앙부 5mm 유리 흡습제 삽입 2차 봉합제 Seal. 결로 저항성 실험 결과( 외기 -15℃ / 내부 22℃) 일반창호 전면 결로 발생 삼중창호 하부 60mm 발생 난방부하절감 이중창호시스템 6.275MWh 삼중창호시스템 3.593MWh 세대 202,186원/년 난방비 절감 4~5년후 투자비 회수 가능 16/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 삼중창호 적용사례 한화 갤러리아 포레 남대전 e-편한세상 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 삼중창호 적용사례 한화 갤러리아 포레 위치: 서울시 성동구 성수동 규모: 지하7층~지상45층(230세대) 준공: 2011년 6월 남대전 e-편한세상 위치: 대전시 낭월동 규모: 10~24F, 11개동(713세대) 준공: 2011년9월 예정 17/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 외 피 공 기 층 내 피 CORRIDOR TYPE 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 이중외피 시스템 (Double Skin Facade) 특징 및 종류 1. 외부의 환경부하 최소화 2. 자연환경 조건 최대 이용 3. 재생가능 에너지원 활용 외 피 내 피 외 피 내 피 중공 층 중공 층 외 피 공 기 층 내 피 CORRIDOR TYPE WHOLE TYPE COMPACT TYPE 중공층 건축 면적 산입 층간방화구역 적용 불가 건축면적 미산입 층간방화구역 확보 18/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 이중외피 시스템 (COMPACT TYPE) 제 품 구 조 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 이중외피 시스템 (COMPACT TYPE) 제 품 구 조 적 용 사 례 남양주시 마을회관 외측창전면개폐 내측창상하부개폐 일사량에 따른 중공층 조절 수동/전동 블라인드 하절기 동절기 환 기 19/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 이중외피 적용사례 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 이중외피 적용사례 고양시 아람누리도서관 (CORRIDOR TYPE) 자연환기 및 냉난방절감 단위면적당 10w 에너지절감 서울 동답 초등학교 (COMPACT TYPE) - 냉방에너지 50%, 난방에너지 25%저감 중공층 두께 200mm 및 삼중유리적용 20/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 고단열성 ◈ 당현장 적용현황 (창호) 구 분 일 반 현 장 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 당현장 적용현황 (창호) 구 분 일 반 현 장 명 칭 PL이중창호 T&T시스템창호 열관류율 3.85W/m2k 2.45W/m2k 프레임 224mm 220mm 단가 120,000원/M2 (유리제외) 180,000원/M2 고단열성 현장반입 및 양중 브라켓설치 창호설치 폼충진 및 코킹 21/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 당현장 적용현황 (유리) 구 분 당 초 변 경 유리 명칭 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 당현장 적용현황 (유리) 구 분 당 초 변 경 유리 명칭 24mm 일면강화 복층유리 28.52mm 접합 복층유리 유리 구성 6CL+12A+6CL(H/S) 6SG429+1.52(접합필름) +4CL+12A+5CL 차음성능 33dB 38dB 열관류율 3.1W/m2K 2.6W/m2K 설계단가 47,000원/M2 92,000원/M2 접합유리공장가공 현장반입 및 양중 6mm유리 1.52mm필름 4mm유리 12mm공기 5mm유리 유리끼우기 오사이설치 22/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ BIPV(Building Integrated Photo Voltaic) : 건축물외피와 일체화된 태양전지 모듈 제 품 구 조 건축 적용 가능 위치 태양전지 직렬 or 병렬회로 구성 진공상태 열봉합으로 외부로부터 태양전지 보호 23/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ BIPV 적용사례 서초동 반포 래미안퍼스티지 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ BIPV 적용사례 서초동 반포 래미안퍼스티지 - 외벽 태양전지판 - 경관조명 전기사용량의 12% 대체 . 2008년 11월에는 국내 최대 규모로 총 83억 규모로 설계된 BIPV 시스템 공사인 서울 송파구 동남권 유통단지 ‘가’블록(Life동)과 ‘다’블록(Tool동)의 공사를 완공했다. 동남권 유통단지의 ‘가’블록(Life동)은 총 2800㎡의설치 면적에 약 2000매의 모듈을 설치해 연간 300MWh의 전력을 생산, 공급할 전망이다. 이것은 주택 120가구에서 1년간 사용 할 수 있는 전력량으로서 발전된 전력은 실시간으로 건물의 전광판 및 공용 설비에 우선 활용 될 계획이다. 다’블록(Tool동) 역시 ‘가’블록(Life동)과 마찬가지로 연간 약 210MWh의 전력 생산과 함께100여톤의 CO₂절감효과가 있다. 연간 총 510MWh의 전력생산효과를 가진 동남권 유통단지는 BIPV시스템으로 환경 친화적인 이미지 제고와 함께 건축 디자인과 조화를 이루는 시스템을 구현해 지역 랜드마크로서의 경관을 창출 해 내고 있다. LG하우시스는 동남권 유통단지의 성공적인 완공으로 건축외장재 사업의 새로운 돌파구를 마련했으며 국내 공공기관의 신재생 에너지설비 설치의무화 제도의 확대 시행으로 BIPV시스템의 시장이 크게 확대될 것으로 기대하고 있다. LG하우시스 관계자는 “공공건물 BIPV 시장에서 최대 실적을 확보할 수 있었던 기술역량 및 사업역량과 이를 수행하면서 축적한 경험 및 노하우를 바탕으로 국내 주거용 공동주택 BIPV 시장을 창출하고 확대 견인하는데 앞장서면서 국내 시장에 최적화된 다양한 용도의 BIPV system solution 개발을 통해 국내 BIPV 시장의 기술을 선도해 나갈 방침이다”고 전했다. 이건창호시스템은 지난 2007년 태양광창호 전문브랜드 EAGON SOLARWIN을 런칭하면서 시스템창호 뿐만 아니라 신재생에너지 분야에서도 리더기업으로서의 활발한 활동을 보이고 있다. 2007년에는 섬진강 토산 어류 생태관에 국내 최대 규모의 건자재 일체형 태양광 발전시스템(BIPV)창호 roof type을 완공했다. 발전 용량 165㎾로, 당시 국내 태양광 창호 시공 시설 가운데 가장 큰 규모였다. 이후 송도 E-6호텔, 전남교육청사, 제주웰컴센터 등 전국 각지에 BIPV를 성공적으로 시공한 바 있다. 서울 송파구 동남권 유통단지 가블럭(Life동) : 총 2800㎡, 약 2000매의 모듈 설치 연간 300MWh 전력 생산 (주택 120가구, 1년 사용 전력량) 전력은 건물 전광판 및 공용 설비 활용 다블럭(Tool동) : 연간 약 210MWh 전력 생산 100여톤의 CO₂절감 24/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 녹화의 종류 옥상녹화 실내녹화 벽면녹화 25/33

3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 구 분 당 초 변 경 증-감 면적 금액 옥상포장 440㎡ 26 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 당현장 적용예정현황 (옥상녹화) (단위:백만원, VAT별도) 구 분 당 초 변 경 증-감 면적 금액 옥상포장 (화강석외) 440㎡ 26 160㎡ 20 -280㎡ -6 잔디포장 (식재포함) 285㎡ 43 565㎡ 49 +280㎡ 6 합계 69 당 초 변 경 26/33

건물 냉난방에너지 연간 약 16.6% 절감가능(최상부층) 3-1. 단열재 3-2. 창 호 3-3. 태양광 3-4. 녹 화 ◈ 적용효과 및 사례 녹 화 전 녹 화 후 건물 냉난방에너지 연간 약 16.6% 절감가능(최상부층) 강남 구청 서울시 초록뜰 27/33

4. 종 합-1 현대건설 대우건설 삼성물산 GS건설 대림산업 ▣ 주요 건설사 TREND ▶ 신·재생 에너지 활용 4. 종 합-1 ▣ 주요 건설사 TREND ▶ 신·재생 에너지 활용 ▶ Zero House 건축 현대건설 - 카본프리 : 태양광, 풍력, 지열을 활용한 아파트 디자인(2012년 탄소 50% 절감) - 초에너지 절약 창호시스템 : 삼중유리 개발 대우건설 - 제로에너지 하우스 : 2020년까지 건설(국내 최초 태양광발전 적용 : 목포 옥암) - 신·재생 에너지 주거 도입 : 태양광발전창문, 바이오 가스 등 삼성물산 - 그린 투모로우(Green Tomorrow) : 에너지 제로 주택 (에너지 60% 절감) - 첨단 건축자재 적용 : 삼중창, 태양광, 이중외피, 창문 삽입형/블라인드형 태양광 발전 GS건설 - 그린 스마트(Green Smart) : 에너지 절감형 미래주택 ,3-Zero House(에너지·공기오염·소음) - 친환경 주거단지 개발: 지능형 전력망 기술 적용, 태양광차양시스템, 에너지절약형 특수창호 대림산업 - 에코 3ℓ 하우스 2012년부터 상용화 : 냉, 난방 30% 절감 - 고성능 기술적용 : 삼중유리, 태양광 발전 시스템 28/33

Zero Energy Building 4. 종 합-2 6. 결 언 Step. 4 Step. 3 Step. 2 Step. 1 4. 종 합-2 6. 결 언 자연에너지 활용 Zero Energy Building 에너지소비 효율화 Step. 4 [신.재생에너지도입] 친환경건축 에너지손실 최소화 Step. 3 [고효율제품 사용] Step. 2 [친환경요소도입] 녹 화 Step. 1 [에너지절약기술도입] 단열재+창 호+태양광 2008.8.27 국가에너지 기본계획 확정 2030년까지 화 석 에너지 비중 저감 신재생 에너지 비중 증가 29/33

4. 종 합-3 외피구조 개선방향 제시 구 분 단열재 창 호 태양광 녹 화 현장 (당초) 네오폴 시스템창호 광덕트 옥상녹화 4. 종 합-3 외피구조 개선방향 제시 구 분 단열재 창 호 태양광 녹 화 현장 (당초) 네오폴 시스템창호 광덕트 옥상녹화 개선 방향 에어로젤 / 진공단열보드 삼중창호 / 이중외피시스템 BIPV / BIWP 옥상녹화 + 벽면녹화 / 실내녹화 30/33

4. 종 합-3-1 외피구조 개선방향 제시 당현장 45평기준 구 분 현 장 적 용 개 선 후 적 용 증 감 비 고 명 칭 4. 종 합-3-1 외피구조 개선방향 제시 당현장 45평기준 구 분 현 장 적 용 개 선 후 적 용 증 감 비 고 명 칭 금액(세대당) 금 액 단열재 네오폴 800,000원 에어로젤 9,000,000원 8,200,000원 창 호 시스템창호 13,500,000원 (9,000,000+4,500,000) 삼중창호 19,500,000원(12,500,000+7,000,000) 6,000,000원 창호+유리 태양광 - BIPV 16,800,000원 3KW(정부보조금포함) 녹 화 옥상녹화 65,000원/M2 옥상+벽면녹화 215,000원/M2 150,000/M2 31/33

지구를 사랑하시나요? 32/33

5. 결 언 1.단계별 국가비젼 및 정책방향 적극수용 2.일성건설 대응 방향 5. 결 언 1.단계별 국가비젼 및 정책방향 적극수용 ▶ 단기목표 – 2012 에너지저소비형주택 (냉.난방에너지 50%절감) ▶ 중기목표 – 2017 패시브하우스 (냉.난방에너지 90%절감) ▶ 장기목표 – 2020년 Zero House 의무화 (건축물 소비에너지제로) ▶시대적 흐름을 따라가지 못할경우 당사 경쟁력상실 2.일성건설 대응 방향 ▶ 건물 에너지효율등급 인증취득 및 신인도 향상 ▶ 인증취득 건물의 분양촉진과 주요 일간지 등에 인증목록을 포함한 광고매체를 통한 홍보 적극 활용 33/33

亡羊補牢(망양보뢰) 늦었다고 생각할때가 가장 빠를때다.

감사합니다.