최하늘
(Haneul Choi)
1
한설이
(Seolyee Han)
2
한광우
(Gwangwoo Han)
1
정동은
(Dongeun Jung)
3
진 산
(San Jin)
4
김종훈
(Jonghun Kim)
5†
-
한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 선임연구원
(Senior Researcher, Energy ICT Research Department, Korea Institute of Energy Research,
Daejeon 34129, Korea)
-
한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 선임기술원
(Senior Engineer, Energy ICT Research Department, Korea Institute of Energy Research,
Daejeon 34129, Korea)
-
한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 박사후연구원
(Postdoctoral Researcher, Energy ICT Research Department, Korea Institute of Energy
Research, Daejeon 34129, Korea)
-
한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 학생연구원
(Student Researcher, Energy ICT Research Department, Korea Institute of Energy Research,
Daejeon 34129, Korea)
-
한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 책임연구원
(Principal Researcher, Energy ICT Research Department, Korea Institute of Energy Research,
Daejeon 34129, Korea)
Copyright © 2016, Society of Air-Conditioning and Refrigeration Engineers of Korea
키워드
건물 에너지 인증 , 건물 에너지 설계기준 , 수요 유연성 , 수요 반응 , 그리드 대응형 고효율 건물
Key words
Building energy certification , Building energy code , Demand flexibility , Demand response , Grid-interactive efficient building
1. 서 론
기후위기 대응과 탈탄소화를 위한 전 세계적인 노력 속에서 재생에너지 보급은 지속적으로 확대되고 있다.(1) 그러나 재생에너지는 공급의 간헐성으로 인해 전력망의 수요–공급 균형에 불안정성을 초래하고 있으며, 이에 따라 수요 측 유연성 확보가 중요한 과제로
부상하고 있다. 2023년 기준, 국내에서 건물 부문은 전체 전력 소비의 약 41%를 차지하고 있으며(2), 전력 수요 관리 측면에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 이러한 배경 속에서 건물은 단순한 에너지 소비 주체를 넘어, 전력망과 능동적으로 상호작용할
수 있는 주체로의 전환이 요구된다. 에너지 효율성과 수요 유연성을 동시에 실현할 수 있는 ‘그리드 대응형 고효율 건물(GEB, Grid-Interactive
Efficient Building)’이 그 대안으로 제시되고 있다.(3)
GEB 개념은 2018년 미국 에너지부 산하 건축기술국에서 “Grid-interactive Efficient Buildings Initiative”라는
명칭으로 공식 제안되었으며, 이후 2021년 『A National Roadmap for Grid-Interactive Efficient Buildings』을
통해 기술적 정의와 정책적 이행 전략이 구체화되었다. 미국은 GEB 확산을 통해 전력 시스템 비용을 약 1,000억~2,000억 달러 절감하고, 전력
부문 탄소 배출량의 약 6%에 해당하는 연간 8천만 톤의 CO2를 감축할 수 있을 것으로 전망하고 있다.(4)
GEB는 고성능 설비, 자동제어 기술, 분산에너지자원(태양광, 에너지저장시스템 등)을 통합하여 피크 부하 완화, 부하 이동, 수요반응(DR, Demand
response) 참여 등의 기능을 수행한다. 기존 고효율 건물이 에너지 사용량 절감에 중점을 두었다면, GEB는 에너지 사용의 시점과 방식을 조절하는
수요 유연성(DF, Demand flexibility)을 핵심 전략으로 포함한다. 이는 정적인 효율성 개념에서 벗어나, 실시간 전력망 신호에 반응하여
에너지 운영을 능동적으로 최적화하는 방향으로 건물의 역할을 재정의하는 접근이라 할 수 있다.
이러한 전략이 현실에서 구현되기 위해서는 기술적 요건뿐만 아니라, 정책적․제도적 기반이 함께 마련되어야 한다. 건물 수준의 제도는 일반적으로 에너지
설계기준 또는 인증제도 형태로 구현되며, 전 세계 대부분의 건축물은 자국의 기준을 따르는 방식으로 설계․시공된다. 미국은 GEB 구현을 위한 정책적
방향 아래, 건물 에너지 설계기준에 GEB 개념을 통합하는 작업을 추진하고 있다. 특히 2021년에는 미국 PNNL(Pacific Northwest
National Laboratory)이 GEB 관점에서 자국의 건물 에너지 설계기준을 분석하고, 개선 방향을 제시한 바 있다.(5)
본 연구는 미국의 사례를 참고하여, 국내 건물 에너지 설계기준과 인증제도를 GEB 관점에서 분석하고 한국의 대응 수준을 진단하는 것을 목적으로 한다.
최근 국내에서도 GEB에 대한 관심이 높아지고 있으며, 일부에서는 해외 GEB 정책을 비교하거나(6), 건물 군 단위의 수요 유연성 가능성을 분석하는 시도(7)도 이루어지고 있다. 그러나 국내 건물 에너지 설계기준과 인증제도를 GEB 관점에서 검토한 연구는 아직 보고된 바 없다. 본 연구는 이러한 최초의
시도라는 점에서 학술적 의의가 있으며, 향후 GEB 확산과 제도 개선을 위한 실질적 인사이트를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
2. 연구방법
본 연구에서는 국내의 대표적인 건물 에너지 설계기준과 건물 에너지 인증제도를 분석 대상으로 선정하였다. 대한민국은 건물에 대한 최소 에너지 성능 확보
수단으로 설계기준을 두고 있으며, 자발적 고성능 유도 수단으로 인증제도를 운영하고 있다. 본 연구의 분석 대상은 설계기준으로서 『건축물의 에너지절약설계기준』(8)과 『에너지절약형 친환경주택 건설기준』(9), 인증제도로서 제로에너지건축물 인증(10)과 녹색건축인증(11)이다.
국내의 대부분 주거 및 비주거 건축물은 위 기준을 기반으로 설계되며, 일정 수준 이상의 인증등급 획득이 요구된다. 특히 정부는 건물 부문 에너지 절약을
위해 해당 설계기준과 인증제도를 점진적으로 강화하고, 적용 대상을 지속적으로 확대해나가고 있다. 이러한 제도 환경은 향후 국내에서 개발되는 GEB
기술과 개념이 제도적으로 반영되기 위한 선결 조건이 되므로, 현재 운영 중인 두 설계기준과 두 인증제도에 대한 심층 검토가 필수적이다.
이에 본 연구는 GEB의 4대 핵심 전략을 중심으로, 해당 기준 및 제도의 조항을 항목별로 분석하였다. 분석 대상이 된 GEB 핵심 전략은 다음과
같다:
- 데이터 수집 및 모니터링: 에너지 사용량, 발전량, 저장량, 설비 상태, 환경 정보를 수집하고 모니터링
- 분산에너지(DERs, Distributed Energy Resources) 설치: 태양광, 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage
System), 연료전지, 전기차 충전기 등 분산에너지자원을 건물과 연계하기 위해 설치
- 수요 유연성 제어: 냉난방공조(HVAC, Heating, Ventilation and Air Conditioning), 조명 등 주요 설비를 수동
또는 자동으로 제어하여 부하를 유연하게 조정
- 전력망 연계: DR 사업자나 전력회사 등 외부 시스템과 양방향 통신을 통해 신호를 수신하거나 데이터를 제공
한편, GEB의 주요 전략 중 하나인 에너지 효율성 항목은 본 연구의 분석 대상에서 제외하였다. 이는 기존의 설계기준과 인증제도 자체가 에너지 효율성
확보를 목표로 구성되어 있으며, 관련 조항은 이미 전반적으로 포괄하고 있기 때문이다.
분석에서 조항 별 요구 수준도 명시하였는데, 요구 수준은 ‘의무’, ‘처방’, ‘권장’으로 분류하였다. ‘의무’는 해당 항목을 반드시 준수해야 하는
법적 규정이며, ‘처방’은 법적 강제성은 없지만 설계기준의 처방 기반 접근에서 점수로 반영되는 항목이다. ‘권장’은 법적 요구사항이나 점수 산정에는
포함되지 않으나, 설계 시 적용을 권고하는 항목이다.
3. 분석 결과
3.1 건축물의 에너지절약설계기준
3.1.1 기준 개요
『건축물의 에너지절약설계기준』(이하 “에너지절약설계기준”)은 연면적 합계 500 ㎡ 이상인 대부분의 건축물(일부 예외 제외)에 적용되는 가장 범용적인
건물 에너지 설계기준이다. 해당 기준은 건축, 기계, 전기 분야에 걸쳐 20여 개의 의무사항을 포함하며, 추가적으로 에너지성능지표를 통해 일정 점수
이상을 획득하거나, 건축물 에너지소요량 평가서를 제출해야 한다.
에너지성능지표는 처방 기반 접근(Prescriptive Path)으로, 65점(공공기관은 74점) 이상의 목표 점수를 만족하도록 각 분야별로 정해진
규정을 충족해야 한다. 이 경로는 설계의 자유도는 제한되지만, 규정만 충족하면 되므로 상대적으로 설계 및 적용이 용이하다는 장점이 있다. 반면, 건축물
에너지소요량 평가서는 성능 기반 접근(Performance-based Path)에 해당하며, 시뮬레이션 도구를 활용하여 단위면적당 1차 에너지 소요량이
목표치를 만족하는지를 검토한다. 설계 방식에 제한이 없어 자유도가 높고 혁신기술 도입에 유리하지만, 시뮬레이션 기반 평가이므로 난이도가 상대적으로
높다. 이러한 이중 접근 체계는 미국의 IECC(International Energy Conservation Code) 및 ASHRAE Standard
90.1에서도 동일하게 제공되고 있다.
한편, 본 연구에서는 건축물 에너지소요량 평가서의 경우 구체적인 기술 요건이 제시되어 있지 않아 정량적 분석이 어려운 점을 고려하여 분석 대상에서
제외하였으며, 의무사항 및 에너지성능지표를 중심으로 GEB 관련 전략을 분석하였다.
3.1.2 GEB 전략 분석 결과
에너지절약설계기준 내에서 GEB 구현을 위한 4대 핵심 전략(데이터 수집 및 모니터링, 수요 유연성 제어, 분산에너지 설치, 전력망 연계)에 해당하는
조항을 선별하고, 분석 결과를 Table 1에 정리하였다. 분석 결과, 데이터 수집 및 모니터링 기능과 분산에너지 설치와 관련된 조항은 의무사항 및 에너지성능지표에 비교적 다수 포함되어 있었다.
특히, 일부 공공건축물의 경우 ‘공공기관 에너지이용 합리화 추진에 관한 규정’ 등의 정책적 규제에 따라 건축물에너지관리시스템 설치, 일정 비율 이상의
신재생에너지(RES, Renewable Energy Sources) 의무 적용 등 높은 수준의 요건을 만족해야 하며, 이는 향후 GEB 구현을 위한
제도적 기반으로 작용할 수 있다.
반면, 수요 유연성 제어 및 전력망 연계와 관련된 조항은 현재 기준 내에 포함되어 있지 않은 것으로 확인되었다. 비록 수요 유연성 기능이 직접적으로
명시되지는 않았지만, Table 2에서 나타나듯이 열원설비, 공조설비, 환기설비, 조명설비 등 주요 시스템에 대한 다양한 효율성 향상 제어 항목은 다수 포함되어 있다. 이러한 구성은
미국의 IECC 및 ASHRAE Standard 90.1과 유사하며(5), 해당 제어 항목들은 대부분 처방 기반으로 제시되어 있어 설계자가 자율적으로
선택 가능하다는 특징이 있다.
향후 이와 같은 효율 제어 항목에 수요 유연성 기능을 연계하는 것은, 기존 제도의 틀 내에서 추가적인 규정 변경 없이도 구현이 가능한 실용적 접근
방식이 될 수 있다. 특히, 비용 효용성이 입증된 수요 유연성 기술을 중심으로 점진적인 확대 적용이 가능하다는 점에서, 현실적이고 단계적인 정책 전략으로
활용될 수 있다. 예를 들어, 미국 캘리포니아의 에너지 설계기준인 Title 24는 특정 유형의 건축물에 대해 DR에 대응 가능한 스마트 온도조절기,
조명, HVAC 등의 도입을 의무화하고 있다. 이러한 제도적 접근은 국내에서도 단기적으로 GEB의 수요 유연성 기능을 제도에 내재화할 수 있는 유력한
전략적 수단이 될 수 있다.
Table 1 Analysis of relevant provisions by GEB function in the building energy saving
design standard (Requirement level: Mandatory = M, Prescriptive = P, Recommended =
R)
|
GEB Strategy
|
Relevant Provisions
|
Requirement Level
|
Details
|
|
Data collection and monitoring
|
Article 10(4), [Annex 1]
|
M
|
- Public buildings with a total floor area of 3,000 m2; or more (e.g., offices, educational and research facilities) are required to install
electronic remote-reading meters.
|
|
Article 10(5), [Annex 1]
|
M
|
- Subject to the Regulation on Promoting Rational Energy Use in Public Institutions
- Public buildings with a total floor area of 10,000 m2; or more (with some exceptions) are required to install a BEMS
- Installation must comply with Annex 1-2 of the ZEB Certification Standard
|
|
Article 11(4)
|
P
|
- For general buildings, installation of BEMS is recommended
- Installation must comply with Annex 1-2 of the ZEB Certification Standard
|
|
Deployment of DERs
|
Article 8(3), [Annex 1]
|
M
|
- Subject to the Regulation on Promoting Rational Energy Use in Public Institutions
- Public buildings are obligated to adopt distributed cooling systems that reduce
reliance on electricity, such as thermal storage cooling, gas cooling, district cooling,
CHP, or renewable-energy-based cooling
|
|
Article 9(2)(e)
|
P
|
- To reduce electricity peak demand, cooling systems should employ alternative methods
such as thermal storage cooling, gas cooling, district cooling, CHP, or renewable-energy-based
cooling
|
|
Article 12
|
M
|
- Subject to the Regulation on the Support for New and Renewable Energy Facilities
- When public institutions newly construct, extend, or reconstruct buildings with
a total floor area of 1,000 m2; or more, they must comply with the mandatory RES supply ratio (34% in 2025)
|
|
Article 12(2), [Annex 1]
|
P
|
- In the design of heating, cooling, hot water, and lighting energy supply, credits
are given based on the share of RES, thereby encouraging installation
|
|
DF control
|
-
|
-
|
-
|
|
Grid integration
|
-
|
-
|
-
|
Table 2 Analysis of provisions on energy efficiency control in the building energy
saving design standard
|
Strategy
|
Relevant Provisions
|
Requirement Level
|
Details
|
|
Energy Efficiency Control
|
Article 9(2)(b)
|
P
|
- HVAC equipment, fans, and pumps must be operated in part-load or non-continuous
mode
|
|
Article 9(3)(b)
|
P
|
- Ventilation fans must adopt energy-saving control methods such as variable-speed
control
|
|
Article 9(5)(b)
|
P
|
- Parking garage ventilation fans must implement automatic controls based on CO concentration
or similar measures
|
|
Article 10(3)(b), (c), (d)
|
M
|
- Lighting fixtures in corridors and staircases must use occupancy sensors or automatic
dimming controls
- Partial lighting must be possible according to daylight or occupancy (excluding
multi-family housing)
- Install a master switch for unit lighting (exempt for units ≤ 60 m2;)
|
|
Article 11(2)(a), (b), (e)
|
P
|
- Bathrooms must adopt stepwise lighting (or dimming control) and automatic shutoff
- In multi-family housing, parking garages with natural lighting and openings must
be equipped with lighting controls or scheduling systems
- Each floor or zone must be equipped with a master lighting switch
|
|
Article 11(3)(b), (d)
|
P
|
- Fan coil units must allow integrated control by room and usage type
- Indoor lighting must be designed to allow automatic control by group or circuit
|
3.2 에너지절약형 친환경주택 건설기준
3.2.1 기준 개요
『에너지절약형 친환경주택 건설기준』(이하 “친환경주택 건설기준”)은 ｢주택법 시행령｣ 제27조에 따른 사업계획승인 대상 공동주택(현행 기준 30세대
이상)에 적용되는 주거용 에너지 설계기준이다. 해당 기준은 의무사항을 반드시 충족해야 하며, 추가적으로 친환경주택 에너지 절약계획서 또는 친환경주택
에너지 절약성능 계획서를 제출해야 한다.
친환경주택 에너지 절약계획서는 처방 기반 접근으로, 각 부문별로 정해진 기술적 요구사항을 만족하는 방식이다. 반면, 친환경주택 에너지 절약성능 계획서는
성능 기반 접근으로, 에너지절약설계기준의 건축물 에너지소요량 평가서와 같이 시뮬레이션을 이용해 단위면적당 1차 에너지소요량 목표 충족 여부를 평가한다.
본 연구에서는 의무사항과 친환경주택 에너지 절약계획서를 중심으로 GEB 관련 항목을 분석했다.
3.2.2 GEB 전략 분석 결과
친환경주택 건설기준에서 GEB 4대 핵심 전략에 해당하는 조항들을 분류한 결과는 Table 3에 제시하였다. 분석 결과, 해당 기준에서는 분산에너지 설치에 대한 조항만 처방적으로 존재할 뿐, 나머지 세 전략에 대한 직접적인 요구사항은 거의
부재한 것으로 나타났다.
데이터 수집 및 모니터링은 권장사항으로 언급되었지만, 구체적인 기능 요건이나 적용 범위는 규정되어 있지 않았다. 수요 유연성 제어에 대한 항목도 존재하지
않았으나, Table 4에서 확인할 수 있듯이 효율성 향상을 위한 일부 제어 항목이 의무사항으로 포함되어 있었다. 특히 에너지절약설계기준과 달리, 난방용 온도조절장치의 설치가
의무화되어 있다는 점은 주목할 만하다. 미국에서는 스마트 온도조절장치가 가장 비용효율적인 수요 유연성 기술 중 하나로 평가되며(4), 이러한 맥락에서 국내 기준에 온도조절장치 기반의 수요 유연성 제어 기능이 추가될 경우, 향후 주거 부문에서 수요 유연성 전략 구현을 위한 제도적
기반이 될 수 있다.
지능형 전력망 연계 기술을 구성기술 요소 중 하나로 명시하고 있다는 점도 주목할 필요가 있다. 이는 전력망과의 연계를 제도적으로 암시하고 있는 긍정적
신호이나, 아쉽게도 구체적인 기능 요건이나 기술 사양은 제시되어 있지 않다. 향후 개정을 통해, 예컨대 OpenADR(Open Automated Demand
Response)와 같은 통신 프로토콜, 또는 국민DR, AutoDR 등 가정용 DR 기능에 대한 적용 요건이 명시된다면, 실질적인 GEB 기능 구현을
위한 제도적 기반을 강화할 수 있을 것이다.
Table 3 Analysis of relevant provisions by GEB function in the Construction Standard
for Energy-Saving and Eco-Friendly Housing
|
GEB Strategy
|
Relevant Provisions
|
Requirement Level
|
Details
|
|
Data collection and monitoring
|
Article 9
|
R
|
- Installation of systems to monitor household heating, hot water, and electricity
use and related costs is recommended
|
|
Deployment of DERs
|
Article 7(1)(i), Annex 7
|
P
|
- Securing a minimum score (≥25 points) by installing new and RES facilities or equivalent
external thermal performance methods is required
- Encourage increasing the share of new and RES use for heating, cooling, hot water,
and lighting
|
|
Article 11
|
R
|
- Installation of solar PV, solar thermal, wind, fuel cells, or district energy systems
within housing complexes is recommended
|
|
DF control
|
-
|
-
|
-
|
|
Grid integration
|
Article 4(5)
|
R
|
- Smart grid linkage technologies must be specified as eco-friendly housing technology
elements
|
Table 4 Analysis of provisions on energy efficiency control in the Construction Standard
for Energy-Saving and Eco-Friendly Housing
|
Strategy
|
Relevant Provisions
|
Requirement Level
|
Details
|
|
Energy Efficiency Control
|
Article 7(2)(ii)(g)
|
M
|
- Mandatory installation of room thermostats capable of maintaining target temperatures
in each dwelling unit
|
|
Article 7(2)(iii)(c)
|
M
|
- In corridors and staircases, lighting fixtures must use occupancy sensors or automatic
dimming controls
- Installation of a master switch for unit lighting is required (exemption allowed
for units ≤ 60 m2;)
|
3.3 제로에너지건축물 인증
3.3.1 기준 개요
『제로에너지건축물 인증』(이하 “ZEB 인증”)은 모든 용도의 신축 및 기축 건축물을 대상으로 하며, 공공과 민간 건축물로 구분하여 인증 의무 범위를
점진적으로 확대하고 있다. 2025년 기준으로, 연면적 1,000 ㎡ 이상의 공공건축물은 ZEB 4등급 이상을, 연면적 1,000 ㎡ 이상의 민간건축물
및 30세대 이상 공동주택은 ZEB 5등급 이상을 의무적으로 확보해야 한다.
ZEB 인증을 받기 위해서는 건축물에너지관리시스템 구축이 필수이며, 추가적으로 시뮬레이션 기반 평가를 통해 연간 단위면적당 1차 에너지소요량(구 건축물에너지효율등급
기준) 또는 에너지자립률이 기준을 충족해야 한다. 이와 같은 에너지소요량 및 자립률 평가 방식은 성능 기반 접근에 해당되며, 앞선 설계기준 분석과
동일하게 정량적 조항 분석이 어려워 본 연구에서는 분석 대상에서 제외하였다. 대신, ZEB 인증 과정에서 요구되는 건축물에너지관리시스템의 13개 세부
항목을 중심으로 GEB 관점에서의 분석을 수행하였다.
3.3.2 GEB 전략 분석 결과
ZEB 인증의 건축물에너지관리시스템 설치기준을 GEB 관점에서 분석한 결과는 Table 5에 제시하였다. 분석 결과, 데이터 수집 및 모니터링 측면에서 고도화된 기능이 요구되며, 생산․저장․사용 에너지의 분리 계측이 명시되어 있어, 향후
분산에너지 연계 가능성이 있다. 항목 4에서는 에너지 관리에 영향을 미치는 5개 정보를 실시간 감시하도록 규정하고 있어, 향후 가격, 탄소강도, DR
신호 등 외부 신호 감시로 확장할 수 있다. 또한, 항목 9와 10에서는 유연 부하 예측, 실시간 가격 신호 연동 등 GEB 기능 확장이 가능한 기반이
마련되어 있다.
건축물에너지관리시스템 설치기준에 분산에너지 설치는 명시되지 않았지만, ZEB 인증에서 요구하는 높은 에너지자립률을 달성하기 위해 신․재생에너지 도입은
사실상 필수이다. 제어 측면에서 항목 11은 1종 이상의 에너지 소비 설비에 대한 자동제어 연동을 권장하며, 전력 피크제어 등의 수요관리 목적 제어가
예시로 포함되어 있다. 그러나 이는 권장사항이며 구체적인 요건이 없어 제도적 한계가 존재한다. 향후 부하 이동, 부하 감축, DR 등 수요 유연성
기능을 제도에 명시할 필요가 있다.
Table 5 Analysis of relevant provisions by GEB function in the BEMS installation
standard for ZEB certification
|
GEB Strategy
|
Relevant Provisions
|
Requirement Level
|
Details
|
|
Data collection and monitoring
|
Annex 1-2, BEMS Installation Standard, Item 3
|
M
|
- Collection and display of data on energy produced, stored, and used in the building,
by energy source (electricity, natural gas, heat, etc.)
- Include monitoring and display of DER production and storage (e.g., ESS)
- Data storage and retrieval with an interval of ≤15 minutes
|
|
Item 4
|
M
|
- Input and visualization of reference values for at least five indicators affecting
energy management (e.g., energy losses, cost increases, comfort degradation, equipment
failures, etc.)
|
|
Item 6
|
M
|
- Analysis of consumption trends for at least two energy sources and three end uses
- Required function for managing the share of renewable energy generation
|
|
Item 9
|
R
|
- Setting and managing energy consumption targets based on demand forecasting
|
|
Item 10
|
R
|
- Viewing energy costs by energy source consumption
- Include linkage with supplier information or input of unit prices by energy source
|
|
Deployment of DERs
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-
|
-
|
-
|
|
DF control
|
Item 11
|
R
|
- Automatic linkage with at least one energy end-use system (e.g., HVAC, lighting)
- Demand-side control targeting objectives such as peak load reduction
|
|
Grid integration
|
-
|
-
|
-
|
전력망 연계에 대해서는 현재 별도의 조항은 존재하지 않는다. 항목 11에서는 전력․기계설비 자동제어 시스템 등 건물 내부 제어 시스템과의 연동을 권장하고
있으나, 이는 내부 네트워크 간 연계를 의미할 뿐, 외부 전력망과의 실시간 연계나 통신 프로토콜 연동(OpenADR 등)과는 무관하다. 향후에는 이러한
전력망 연계 방식에 대한 기술 요건이 제도에 명확히 포함될 필요가 있다.
이처럼 건축물에너지관리시스템 설치기준은 GEB 구현을 위한 소프트웨어 기술을 직접 수용할 수 있는 제도적 수단으로 기능할 수 있다. 실제로 에너지절약설계기준에서도
데이터 수집 및 모니터링 요구를 본 기준을 참조해 구성하고 있으며, ZEB 인증 의무화 범위 확대에 따라 적용 대상도 증가할 것으로 예상된다. 따라서
GEB 기능 구현을 위한 기술 요건은 본 설치기준에 우선 반영하는 것이 가장 효과적인 전략이 될 수 있다.
3.4 녹색건축 인증
3.4.1 기준 개요
『녹색건축 인증』은 건축물의 전 생애 주기에서 에너지 절약과 환경오염 저감을 통해 지속가능한 건축을 유도하는 제도이다. 의무 대상은 공공기관이 건축하는
연면적 3,000 ㎡ 이상의 공공건축물과 500세대 이상의 공동주택이며, 민간건축물은 각 지자체의 녹색건축 설계기준을 따른다. 인증 대상은 신축,
기존(그린리모델링 포함), 주거용, 비주거용으로 분류되며, 유형에 따라 인증심사기준이 상이하다.
평가는 토지이용 및 교통, 에너지 및 환경오염, 재료 및 자원 등 7개 부문과 혁신설계 부문을 대상으로 하며, 인증 항목의 충족 수준을 점수화(총
100점)하여 일반, 우량, 우수, 최우수의 등급을 부여한다. 본 연구에서는 전체 인증 중 비중이 큰 신축 주거용 및 비주거용 건축물을 중심으로,
해당 기준이 GEB 전략을 얼마나 반영하고 있는지를 분석하였다.
3.4.2 GEB 전략 분석 결과
GEB의 네 가지 핵심 전략에 해당하는 조항을 분류한 결과는 Table 6에 정리하였다. 현재 녹색건축 인증에서는 데이터 수집 및 모니터링, 분산에너지 설치가 처방적으로 요구된다. 데이터 수집 측면에서는 비주거 건축물이
주거보다 높은 요구 수준을 보였으나, 양측 모두 에너지원별 소비량 구분을 기본적으로 요구하였다. 주거용 기준에서는 추가로 홈네트워크 및 스마트홈 항목을
통해 에너지 사용량 원격검침 기능이 권장된다.
분산에너지 설치와 관련해서는 주거, 비주거 모두 신재생에너지 설치 비율, 지역 냉․난방 및 열병합 발전 활용을 요구하며, 이는 다른 기준들과 유사하다.
주목할 점은, 주거 기준의 홈네트워크 및 스마트홈 항목에서 전기차 충전시스템과 ESS 설치가 권장되고 있다는 점이다. 이는 타 설계기준 및 인증제도에는
언급되지 않은 분산에너지자원으로, 녹색건축 인증만의 차별화된 요소로 평가할 수 있다.
Table 6 Analysis of relevant provisions by GEB function in the Green Building Certification
(G-SEED)
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GEB Strategy
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Relevant Provisions
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Requirement Level
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Details
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Data collection and monitoring
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(Residential)
Energy monitoring and management devices
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P
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- Install monitoring devices capable of disaggregating energy consumption by source
in each unit and common area
- Provide points for advanced analysis functions or integrated EMS implementation
- Integrated EMS must include metering and analysis of energy consumption and production
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(Non-residential)
Energy monitoring and management devices
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P
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- Install monitoring devices capable of data analysis of energy consumption by source
- Provide higher points for monitoring by end use, room, or for integrated EMS implementation
- Integrated EMS include energy consumption forecasting and optimal control functions
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Home network and smart home
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R
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- (Residential) Install remote metering devices linked with home network or smart
home applications for unit energy use
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Deployment of DERs
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Use of RES
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P
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- Require installation of new and renewable energy for a certain share of total facility
energy demand (heating, cooling, electricity, hot water)
- Provide higher points for higher installation ratios
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Application of low-carbon energy technologies
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P
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- Provide points for higher shares of new and renewable energy use, or for utilization
of district heating/cooling, CHP, or thermal energy
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Home network and smart home
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R
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- (Residential) Install EV charging systems linked with home network or smart home
applications
- Install ESS linked with related servers
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DF control
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-
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-
|
-
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Grid integration
|
-
|
-
|
-
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한편, 수요 유연성 제어에 대한 직접적인 조항은 녹색건축 인증에 포함되어 있지 않다. 그러나 Table 7에서 확인할 수 있듯이, 주거용 및 비주거용 기준 모두에 일부 효율성 향상 제어 항목이 존재한다. 예를 들어, 자동온도조절장치의 설치가 처방적으로
요구되며, 홈네트워크 및 스마트홈 항목의 조명 디밍 제어 스위치는 에너지 효율뿐 아니라 수요 유연성 확보에도 활용 가능한 장치로, 향후 GEB 구현에
적용 가능한 조항이라 할 수 있다.
전력망 연계 기술은 인증 기준에 명시되어 있지 않지만, 홈네트워크 및 스마트홈 항목에는 장치 간 통신 및 애플리케이션 연동 기능이 다수 포함되어 있다.
최근 삼성 SmartThings, LG ThinQ 등 스마트홈 애플리케이션과 연계한 가정용 DR 프로그램(국민DR, AutoDR 등)이 활성화되고
있는 점을 고려할 때, 해당 기능에 대한 명확한 기술적 요구사항이 제시된다면, 녹색건축 인증 역시 주거 부문에서 GEB 구현을 지원하는 제도적 기반으로
기능할 수 있을 것이다.
Table 7 Analysis of provisions on energy efficiency control in the Green Building
Certification (G-SEED)
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Strategy
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Relevant Provisions
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Requirement Level
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Details
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Energy Efficiency Control
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Thermostat Installation Standard
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P
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- (Residential) Each unit must install thermostats capable of controlling room-by-room
or heating-zone temperatures; credits are given according to the installation ratio
- (Non-residential) Credits are given according to the installation ratio of thermostats
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(Residential)
Home Network and Smart Home
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R
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- Installation of remote lighting On/Off controllers and master switches linked to
home network or smart home applications
- Installation of dimming control switches linked to home network
- Installation of HVAC control linked to smart home applications
- Installation of LED lighting control in parking garages
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(Non-residential)
Lighting Energy Saving
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P
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- Installation of daylight sensors so that indoor lighting is automatically adjusted
- Installation of sensors in indoor parking garages so that lighting is automatically
controlled
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3.5 설계기준 및 인증제도 상호 비교
Table 8은 에너지절약설계기준, 친환경주택 건설기준, ZEB 인증, 녹색건축 인증을 대상으로, GEB의 4대 전략 요소가 각 제도에서 어느 정도로 반영되고
있는지를 요약한 것이다. 반영 수준은 ‘●’(고수준), ‘◐’(중수준), ‘◔’(간접적 언급), ‘○’(미반영)으로 구분하여 표시하였다. 반영 수준의
평가는 각 전략 요소가 제도 내에서 명시적으로 언급되었는지 여부, 그리고 해당 요소에 대해 제시된 요구 수준이 ‘권장’, ‘의무’, ‘처방’ 중 어떤
형태인지를 주요 기준으로 삼았다. 다만 이러한 구분은 단순한 언급 횟수나 정량적 지표에 따른 것이 아니라, 제도의 구조와 운영 맥락을 종합적으로 고려한
정성적 해석에 기반하였다.
GEB 전략 중 분산에너지 설치는 모든 설계기준 및 인증제도에서 가장 높은 수준으로 반영되어 있으며, 데이터 수집 및 모니터링도 비교적 높은 수준으로
구현되고 있는 것으로 나타난다. 반면, 수요 유연성 제어와 전력망 연계는 대부분의 제도에서 반영되지 않았거나 간접적으로만 언급되어, 구현 수준이 매우
낮은 것으로 평가된다.
ZEB 인증은 다른 설계기준 및 제도와 비교했을 때 상대적으로 높은 수준의 반영을 보이며, GEB 전략 구현에 있어 가장 강점을 가진 제도로 해석된다.
이는 ZEB 인증에서 요구하는 건축물에너지관리시스템의 세부 기준이 정량적 계측 항목과 제어 기능을 포함하는 등, 타 제도에 비해 보다 구체적이고 실질적인
요구사항을 포함하고 있기 때문이다. 이러한 비교 결과는 각 제도가 GEB 관련 기술을 어떤 방식과 수준으로 반영하고 있는지를 체계적으로 파악하는 데에
도움을 주며, 향후 제도별 개선 방향을 설정하는 데 참고 자료로 활용될 수 있다.
Table 8 Comparison of four GEB strategies across codes and certifications
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Category
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Building Energy Saving Design Standard
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Construction Standard for Energy-Saving and Eco-Friendly Housing
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Zero Energy Building (ZEB) Certification
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Green Standard for Energy & Environmental Design
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Data collection and monitoring
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●
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◔
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●
|
◑
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Deployment of DERs
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●
|
●
|
●
|
●
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|
DF control
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○
|
○
|
◔
|
○
|
|
Grid integration
|
○
|
◔
|
○
|
○
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4. 결 론
본 연구는 국내 건물 에너지 설계기준 및 인증제도를 GEB 관점에서 분석하고, 이에 대한 대응 수준을 진단하는 것을 목적으로 수행되었다. 분석 대상은
『건축물의 에너지절약설계기준』, 『에너지절약형 친환경주택 건설기준』, 제로에너지건축물 인증, 녹색건축 인증으로, 이들이 GEB의 4대 핵심 전략을
얼마나 반영하고 있는지를 평가하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다.
(1) 데이터 수집 및 모니터링 기능은 모든 설계기준과 인증제도에서 비교적 높은 수준으로 요구되고 있다. 특히 ZEB 인증의 확대와 함께 건축물에너지관리시스템
설치 의무가 강화되고 있으며, 해당 설치기준에서 세분화된 계측 항목을 제시하고 있다. 이를 통해 GEB 구현을 위한 기초 데이터 인프라가 점진적으로
구축될 것으로 예상된다. 다만, 유연 부하 계측 등 GEB 특화 데이터 확보를 위한 기능 보완은 여전히 필요하다.
(2) 분산에너지 설치는 신․재생에너지 적용 의무 조항이 주거․비주거 모두에 다수 존재하며, 특히 공공부문에서 요구 수준이 높다. 최근에는 신․재생에너지
설치에 대한 점수 반영도 강화되는 추세로, 분산에너지 설치 기반은 점차 확대되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 설치된 분산에너지를 제어 및 운영에
어떻게 활용할지에 대한 기준은 미비하여, 이에 대한 제도적 보완이 필요하다.
(3) 수요 유연성 제어 기능은 모든 설계기준 및 인증제도에서 거의 다루어지지 않았다. 고효율 설비나 효율성 향상을 위한 제어 기술은 포함되어 있으나,
부하 조절, 피크 회피 등 실질적인 수요 유연성 확보 기능은 부재하였다. 향후 관련 기술의 비용 효용성이 입증될 경우, 전력망 연계형 온도조절기,
스마트 조명 등 유연성 제어 기술을 처방 기준에 포함시킬 필요가 있다.
(4) 전력망 연계에 관한 내용도 모든 기준에서 거의 확인되지 않았다. 향후 DR 기반 운영, OpenADR 프로토콜 기반 신호 연동 및 응답 기능
등을 반영한 기준 개선이 요구된다. 특히 건축물에너지관리시스템이 통신․제어 기능을 포함한 소프트웨어 기술을 다루고 있기 때문에, 해당 기준 내에 GEB
관련 전력망 연계 기능을 포함하는 것이 효과적인 대응 방안이 될 수 있다.
이상의 분석을 통해, 현재 국내의 설계기준과 인증제도에서는 GEB의 4대 전략 중 수요 유연성과 전력망 연계 항목이 대부분 반영되지 않은 것으로 확인되었다.
그러나 현행 제도의 처방 기반 항목에 향후 실효성 있는 GEB 전략을 단계적으로 통합할 수 있는 가능성도 함께 확인되었다. 이러한 접근은 단기적으로
기존 제도 내에서 GEB 기능을 점진적으로 구현하기 위한 현실적인 방안으로 평가된다. 또한, 현행 제도는 성능 기반 접근도 병행하고 있으며, 이는
설계의 자유도가 높아 혁신 기술을 수용할 수 있는 유효한 경로로 작용할 수 있다. 향후에는 성능 기반 접근 방식에서도 GEB 효과를 정량적으로 평가할
수 있는 수단 마련이 필요하며, 이를 위해 연간 에너지 사용량뿐 아니라 수요 유연성 가치를 반영할 수 있는 새로운 평가 지표와 시뮬레이션 방법론의
개발이 요구된다.
이와 관련하여 미국 PNNL에서도 GEB 기능의 제도화를 위한 현실적인 접근 방안으로, 초기에는 기존 기준의 처방 기반 조항에 수요 유연성 등 비용
효율성이 입증된 기능을 점진적으로 통합하고, 중장기적으로는 성능 기반 경로를 통해 정량적 유연성 지표와 시뮬레이션 평가 방법을 도입하는 단계적 전략을
제안한 바 있다. 이러한 국제적 접근은 국내 제도 개선 방향을 설정함에 있어 참고할 수 있는 현실적 모델로 작용할 수 있으며, 향후 GEB 전략의
단계적 통합을 위한 정책 설계에 유용한 시사점을 제공한다.
후 기
본 연구는 2025년도 한국에너지기술연구원 자체사업 연구비 지원에 의한 결과의 일부입니다(과제번호: C5-2424).
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Type, accessed 2025-05-14, available at: https://home.kepco.co.kr/kepco/EB/A/htmlView/EBAAHP002.do?menuCd=FN430102.
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