Applied Technologies and Effects for the Carbon Zero Office Building

업무용 탄소제로건물의 적용기술 및 효과

Many actions against climate change have been taken to reduce greenhouse gases (GHGs) emissions at home and abroad. As of 2007, the GHGs emitted from buildings accounted for about 23 % of Korea's total GHGs emission, which is the second largest GHG reduction potential following industry. In this study, we introduced Carbon Zero Building (CZB), which was constructed by the National Institute of Environmental Research to cut down GHGs from buildings in Korea, and evaluated the main applied technologies, the amount of energy load and reduced energy, and economic values for CZB to provide data that could be a basis in the future construction of this kind of carbon-neutral buildings. A total of 66 technologies were applied for this building in order to achieve carbon zero emissions. Applied technologies include 30 energy consumption reduction technologies, 18 energy efficiency technologies, and 5 eco-friendly technologies. Out of total annual energy load ($123.8kWh/m^2$), about 40% of energy load ($49kWh/m^2$) was reduced by using passive technologies such as super insulation and use of high efficiency equipments and the other 60% ($74.8kWh/m^2$) was reduced by using active technologies such as solar voltaic, solar thermal, and geothermal energy. The construction cost of CZB was 1.4 times higher than ordinary buildings. However, if active technologies are excluded, the construction cost is similar to that of ordinary buildings. It was estimated that we could save annually about 102 million won directly from energy saving and about 2.2 million won indirectly from additional saving by the reduction in GHGs and atmospheric pollutants. In terms of carbon, we could reduce 100 ton of $CO_2$ emissions per year. In our Life Cycle Cost (LCC) analysis, the Break Even Point (BEP) for the additional construction cost was estimated to be around 20.6 years.

기후변화에 대응하기 위한 온실가스 감축활동이 국 내외적으로 활발히 이루어지고 있다. 우리나라의 온실가스 감축에 있어서 건물부문의 온실가스 감축은 매우 중요한 부분이다. 2007년 기준 온실가스 총 배출량 610 백만톤 $CO_2e$ 중 건물이 차지하는 비중은 약 23%이며, 감축잠재량은 산업 부문에 이어 두 번째로 큰 수준이다. 본 연구는 향후 건물부문의 온실가스 감축 대책으로 추진될 "탄소제로건물" 건립에 필요한 기반자료를 제공하고자, 국내 최초로 지어진 업무용 "탄소제로 건물"인 국립환경과학원 기후변화연구동에 적용된 주요 기술, 에너지 부하 및 절감 에너지양, 경제성 평가를 수행하였다. 본 건물에 적용된 기술은 총 66가지로, 건물에너지 부하절감기술(30), 건물에너지 효율기술(18), 신 재생에너지 기술(13), 친환경 요소기술(5)이 적용되었다. 연간 총 에너지 부하($123.8kWh/m^2$)는 단열 강화와 고효율 설비 적용 등의 패시브 기술을 통해 40%($49kWh/m^2$) 절감하였으며, 잔여 에너지 부하인 60%($74.8kWh/m^2$)는 태양광, 태양열, 지열을 이용한 액티브 기술로 절감하였다. 건축비용은 일반건물 대비 약 1.4배 더 소요되었으나 액티브 기술을 제외하고 패시브 기술만 적용하게 되면 일반건물의 건축비용과 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석되었다. 건물에서 감축될 수 있는 온실가스양은 연간 $100ton{\cdot}CO_2e$ 수준이며, 에너지 자립으로 인한 연간 에너지 절감 비용은 약 102백만원, 온실가스와 대기오염물질 감축에 따른 부수적 수익은 연간 약 2.2 백만원 수준인 것으로 분석되었다. 또한, Life Cycle Cost (LCC) 분석 결과, 일반건물 대비 초과건축 비용에 대한 손익분기점은 20.6년으로 나타났다.