영국의저탄소녹색주거단지사례에관한연구 - 영국 ZEDfactory의설계요소를중심으로 - A Case Study on the Low Carbon Green Housing Complex, U.K. - Focusing on the Design Elements of ZEDfactory - 문선기 * 김세용 ** 김지윤 *** 박근철 **** 1) Moon, Sun-Ki Kim, Sei-Yong Kim, Ji-Yun Park, Geun-Chul Abstract The purpose of this study was to search the cases of low carbon green housing complex specially focusing on the design elements of ZEDfactory in UK and find the suggestion for the low carbon green housing complex in Korea. For this purpose, we reviewed the design elements of low carbon green housing, which are created by ZEDfactory. We also analyzed the 4 cases of them focusing on the design elements and synthesized the elements. As a result of this study, we can draw some implications and ways to apply the low carbon green concepts for housing complex such as the thermal heating, cooling and microgeneration solution using available renewable energy. Keywords: England, Low carbon, Low carbon green housing complex, Low carbon green design element 주요어 : 영국, 저탄소, 저탄소녹색주거단지, 저탄소녹색설계요소 I. 서론 1.1 연구의배경및목적기후변화협약은선진국에온실가스감축의무를부과하였고, 이에각국가들은온실가스감축목표를설정하여매진하고있다. 우리나라도 저탄소녹색성장 이라는국가기조를수립하여관련정책을추진하고있다. 이런국가적정책배경속에서저탄소녹색주거단지개발기법에대한관심도역시높아졌다. 이와더불어저탄소녹색주거단지의설계를위한다양한요소들및기법들에대한연구역시증대하고있는추세이다. 한편영국을비롯한유럽, 일본, 캐나다등의국가들은저탄소녹색도시및주거단지에대한많은연구를진행해왔으며이에우리나라역시이런다른국가들의연구를기초자료로활용하려는시도를해왔다. 그러나이와관련된대부분의연구가국내실정에맞는설계요소및기법들에대한실질적접근이부족하였기에저탄소녹색주거단지구현을위한추진동력확보및가시적성과의도출에 * 정회원 ( 주저자 ), 고려대학교건축학과석사과정 ** 정회원 ( 교신저자 ), 고려대학교건축학과정교수 *** 정회원, 고려대학교건축학과학부졸업 **** 정회원, 고려대학교건축학과박사과정 한계를보이고있다. 이에본연구의목적은해외선진저탄소주거단지사례를분석함으로써국내저탄소녹색주거단지설계에적용할수있는요소에대한기초적근거를마련하는것이다. 특히탄소제로도시의출발점이자탄소배출에가장강력한규제를하고있는영국의저탄소녹색주거단지사례들중제드팩토리 (ZEDfactory) 1) 중심으로설계요소와사례에관한분석을하였다. 이는향후국내저탄소녹색주거단지설계에대한기초적시사점을제시하기위한것이다. 1.2 연구의범위및방법본연구의공간적범위는영국이며, 연구의대상은제드팩토리 (ZEDfactory) 의설계요소들과사례들이다. 또한, 실제적용되었던요소들에집중하여연구를수행하였다. 한편, 본연구는이론연구와사례연구를중심으로진행되었다. 먼저국내외문헌과인터넷문헌고찰을통해저 1) Zero Emission Development" 를추구하는영국의대표적건축사무소이며특히 1998년처음으로탄소제로주거단지인베드제드 (BedZED) 를계획하여국제적반향을일으켰으며체계적인저탄소주거단지설계전략과요소및시스템에대한기초를마련하고있기에연구의대상으로선정하였다.
탄소녹색주거단지의개념및정책현황과설계요소, 제드팩토리 (ZEDfactory) 의설계개념과전략및요소들에대해이론적으로고찰하였다. 그리고제드팩토리 (ZEDfactory) 의저탄소녹색주거단지사례분석을위한체계를마련하고 4개의단지를대상으로선정하여사례연구를진행하였다. 1.3 기존연구의검토 저탄소녹색주거단지 에대한기존연구들은국외의대표적개별사례들에대한연구에치우쳐있어지역적으로활용가능한저탄소주거단지설계요소들에대한연구는미흡하였다. 이에본연구는설계요소들을중심으로사례분석을함으로써연구의차별성을확보하고자노력하였다. 표1. 기존연구의검토 연도 연구제목과내용 저자 2004 외국의친환경주거건물사례 - 시대적인경향에따라단지내의친환경적요소를중심으로하여외국의친환경주거용건물의사례를몇가지들어봄으로써앞으로의주거용건물이가야할방향성제시 김삼열 2005 주거단지외부공간의친환경설계실태에관한연구박원규 - 친환경설계요소의적용에대한체계적인분석을외통해바람직한설계개선방향제시 2008 독일제3세대생태주거단지의계획측면및요소분석 - 분석된계획요소중국내에적용가능한요소들을추출함으로써차후국내의지속가능한생태주거단 최정은 지계획에도움. 2009 녹색기술과녹색도시조성사례 - 도시계획과기술의접목및미래산업을열어가는안목으로고비용을감당해야한다. 박희경 Energy 절약형저층단독주거단지계획 - 국내외제로에너지주택과환경친화형주거단지의 환경친화적디자인요소들을연구하여건물사용단계에서에너지소비를최소화하고이산화탄소의 박홍영 발생량을줄일수있는에너지절약형저층단독 주거단지설계안을제안 2010 저탄소녹색마을조성현황및계획수립방안 - 녹색마을을구성하는 stakeholder 간지속적인협력과대안모색을통하여단순처리시설설치사업에서탈피, 가치와철학이결합된주민중심의한국형에너지자립마을조성 에너지절약형저탄소도시의계획방향에관한연구 - 신재생에너지와기존에너지시스템의효율적계획을통해에너지자립율을높이고에너지효율적인시스템을구축하여탄소를적게배출할수있는방안이마련되어야하므로에너지절약형저탄소도시로가기위한방안제시 저탄소녹색주거단지설계요소중요도분석에관한연구 - 설계요소중현장에적용되기위한경제성과주변환경의주택가격수준, 지역, 지형등에대한기초적인기준을제시 II. 이론적고찰 이종연외 양은경 지승운 2.1 저탄소녹색주거의개념 저탄소녹색성장 의개념은친환경, 생태, 지속가능한성장과같은맥락으로이해할수있으며, 다양한관련개 념들은모두환경적지속가능성을구현하는데에그궁극적인목적이있다. 주거부문에서는 녹색주거, 생태주거 가에너지효율을높이고오염물배출을감소한다는면에서동일한개념으로볼수있다. 이런맥락과연계하여볼때 저탄소녹색주거 란탄소배출최소화를위해화석에너지의존도및에너지소비최소화, 에너지효율극대화를통해지속적으로재생에너지비율확대및탄소중립을유지하여환경적지속가능성을확보한주거를의미한다. 2.2 영국의저탄소녹색주거단지관련정책현황영국의경우 2008년최초로신규주택의제로에너지의무화시기를세계적으로가장빠른 2016년으로선언하였으며탄소배출을 2050년까지 1990년기준 60% 까지감축할것을목표로정하여저감정책을마련하고있다. 아래의표들은영국중앙정부와지자체의저탄소정책의주요내용을요약한것이다. 정책사례 Climate Change Bill (2007) 기후변화법 (Climate Change Act) 표 2. 영국중앙정부의저탄소관련정책 2) 에너지법 (Energy Act) 계획법 (Planning Act) 계획정책지침 (Planning Policy Statement, PPS) Claimate Change Levy 재생에너지자원사용의무제도 (The renewables Obligation;RO) 촉진자본배당제 (Enhanced Capital Allowance Scheme; ECAs) 주요내용 관련특별법 : 2050 년까지 1990 년대비온실가스배출량 80% 감축 탄소예산도입 배출목표달성방안 기업보고서에계획으로반영 1 회용봉투사용금지 목표미달의경우 2 년간감면조치취소 원자력발전시설개발을보완 신재생에너지왁대 탄소포집및스마트등신기술적용지원 에너지분산정책 EU 입법및에너지감소정책 주택의에너지효율문제 대규모에너지기반시설사업가속화 단역재설치등주택에너지절약프로그램 공간계획에대한국가정책지침제공 개발계획과정에저탄소고려 지방정부의계획이국가정책및지역정책의방향에적용되도록제도적보완장치 PPS1( 기후변화대응체계수립지침 ), PPS13( 교통 ), PPS22( 재생가능에너지 ) 등 탄소세또는기후변화부담금도입 신재생에너지에대해서세금면제 재생가능한자원으로부터의전기생산에인센티브 대상자원 : 매립가스, 하수가스, 20MW 초과수력, 20MW 이하수력, 해안풍력, 해상풍력, 바이오매스 co-firing, 지역발전, 조력, 파력, 태양전지등 저탄소와에너지절약장비에투자촉진및투자년도에 100% 세금감면 2) 유광흠외 (2009). 친환경근린개발을위한도시설계기법연구. 건축도시공간연구소. 에서발췌하여정리.
지자체 런던 (London) 뉴캐슬 4) (Newcastle upontyne) 커클리즈 (Kirkles District) 표 3. 영국지자체의저탄소주요정책 3) Energy Action Area (EAA, 에너지행동지역 ) 프로그램 도시및건축물계획 교통정책 녹지공간계획 기후변화에따른온실가스계획 에너지정책 탄소중립도시 추진 에너지절약실행프로젝트 보, 중개센터의서비스 주요정책및내용 - 특정지역을대상으로에너지유효이용기술활용 CO₂배출량적은지역사회만들기 - 신규대규모개발및개보수포함 - 자원절약형및저탄소형신도시개발 - 보행자쉼터공간계획및거리조성 - 그린빌딩인증제도입및개발정책 - 공간계획에통합될요소 - 운송, 주택계획 ( 탄소제로주택공급 ) - 대중교통이용확대프로그램 - 자전거타기프로그램 - 지하철환경개선프로그램 - National rail 공동에너지감축프로그램 - TfL(Transport for London) 투자프로그램 - 포장도로개선프로젝트 - 혼잡통행료정책 / 주차요금상향조정 - 첨단도로교통체계 (ITS) 구축 - 나무식재프로그램 - 강수질개선프로그램 - 공원조성및녹지확충프로그램 - 대기질오염도현황파악 - CAAP(Clean Air Action Plan) - 탄소펀드프로그램 - 항공기이산화탄소배출감축프로그램 - GHG감축프로그램 - RTFO(Renewable Transport Fuel Obilgation) 프로젝트 - 신재생에너지프로그램 - 저탄소에너지공급 - 지역에맞는재생에너지개발 - 시민, 기업, 단체의 CO₂감축 - 탄소중립회의와기금 - 재생가능에너지와식림사업 - 일반가정이상담, 정보제공 - 업체와제도안내중개센터 - 난방단열공사비용에대한세금혜택 - 에너지효율을높이기위한주력설비공사 - 정보제공 - 자금보조제도소개 - 설비업체등록과소개 - 홍보활동 - Follow-Up 활동 2.3 ZEDfactory의저탄소녹색주거단지설계전략위의다양한정책을기반으로제드팩토리 (ZEDfactory) 는각지역의실정과맥락에적합한탄소제로주택을개발하고있으며, 베드제드 (BEDZED) 는다양한설계요소를적용하여실제탄소배출저감및에너지저감효과를보여준대표적사례이다. 제드팩토리 (ZEDfactory) 는 1996년건축가빌던스터 (Bill Dunster) 에의해설립되었고, 저탄소건축과주거및단지설계기법의개발에매진하고있다. 3) 김병석 (2008), 기후변화에대한도시적응방안에관한연구, 중앙대학교. 에서발췌하여정리. 4) 이재준 (2009), 저탄소녹색도시를위한도시재생, 월간국토국토연구원에서참조. 또한, 제로에너지개발 (Zero fossil Energy Development) 을목표로신재생에너지및패시브에너지시스템과장치등다양한요소들을지속가능한건축과주거및단지개발에실제로적용해오고있다. 제드팩토리 (ZEDfactory) 는저탄소녹색주거단지설계를위해크게두가지차원에서설계전략을수립하고각전략에맞는설계요소를제시하고있다. 1) 제로에너지, 환경적영향의최소화제드팩토리 (ZEDfactory) 는에너지를저감하고환경적영향을최소화하기위해저탄소개발기준 (ZEDstandards) 을설정하고, 밀도별주거유형 (ZEDtypes) 을분류해규격화하였다. 이는밀도가저탄소주거단지설계시필수적으로고려해야할중요한요소일뿐만아니라명확한분류체계와기준에의한통합적접근이중요하다는점을시사한다. 또한제드팩토리 (ZEDfactory) 는이에적합한가이드라인을제시하며각주거단지유형에따른차별적접근을시도하였다. 표 4. 제드팩토리 (ZEDfactory) 의저탄소개발기준과유형 저탄소개발기준 (ZEDstandards) 고단열건축 전체적인틀을갖춘유리공사 고기밀건축 바람고깔 (Wind Cowl) 을이용한환기시스템 패시브솔라시스템 에너지저감형조명방식 주거및사무공간의일광최대화 100% 차양 밤시간을이용한정화 보온을위한 50mm 두께의콘크리트벽과마루 표 5. 밀도에따른 5 가지저탄소기준의적용정도 밀도 (homes/ha) Food(%) fresh, unprocessed Mobility(%) Bus and coach Housing (kwh/yr) PV Material & waste(kg/per son/week) Municipal waste Services Spending /month 15 15~35 35~75 저탄소주거단지유형 (ZEDtypes) 밀도 (densithy) 유형분류 15 homes/ha ( 독립된유형, detached) ( 한쪽벽이 15-35 homes/ha 옆집과이어진유형, semi) 35-75 homes/ha ( 단지, terrace) 75-120 homes/ha Live/WorkZED 120-240 homes/ha 120-240 homes/ha 75~ 120 UrbanZED (6층까지 ) CityZED (SkyZED) 120~ 240 (Urban) 120~ 240 (City) 100 100 60 50 21 21 12 29 29 58 87 92 750 750 375 150 150 150 6 6 6 6 6 6 200 200 200 200 200 200
2) 지속가능한저탄소녹색주거단지시스템개발제드팩토리 (ZEDfactory) 의저탄소녹색주거단지시스템은크게설계시스템과순환시스템으로구분하여볼수있다. 우선지역의각기다른기후및환경, 사회 ㆍ경제적요건에맞는단지설계를위한지속가능한주거단지시스템을제시하고있으며이를위해광범위한조사와연구를수행하고있다. 즉저탄소설계요소와장치들에대한규격화를통해단지설계의효율성을확보하고있다. 다음으로음식물공급체계, 폐기물및수자원순환체계등을구축하는주거단지순환시스템을제시하고있다. 다음의표는제드팩토리 (ZEDfactory) 가제시하고있는저탄소녹색주거단지시스템의대표적예를보여준다. 구분 Zero Carbon Kit Housing System(RualZED) Zero Energy Farm(ZEF) Micro Generation 표 6. 저탄소녹색주거단지시스템예시 내용 규격화된시스템을정립. ZEDfabric 을설립해특화된저탄소설계요소들과신재생에너지제품들의공급망개발 제로에너지농장을제작 음식물공급체계를갖춤 화석연료나핵에너지없이빌딩스스로에너지공급이가능 Electrical generation: PV Solar Panels, Micro Wind Turbines Thermal generation: Passive Solar Gain, Evacuated Solar Collectors, Biomass Boiler III. 영국제드팩토리 (ZEDfactory) 사례분석 3.1 사례분석체계의설정본연구는위에서논의한영국의저탄소정책현황과제드팩토리 (ZEDfactory) 의설계전략을기반으로사례분석의체계를설정하였다. 구체적으로사례분석을위한기본적차원으로환경적영향과시스템의두가지를설정하였으며각각의분석차원에따라세부차원을설정하였다. 즉환경적영향을최소화하기위한세부고려차원으로서저탄소녹색주거단지의유형과저탄소장치를선정하였으며저탄소장치의경우제드팩토리 (ZEDfactory) 의저탄소개발기준 (ZEDstandards) 에부합하는장치를선정하였다. 한편시스템의세부차원으로는자원순환, 단위주거, 자가발전의세가지시스템을선정하였다. 본연구는이사례분석체계를바탕으로제드팩토리 (ZEDfactory) 의설계요소들에대해분석하였다. 적용되고있는저탄소녹색설계요소를분석하였다 분석차원 환경적영향 시스템 표 7. 사례분석체계 주거단지유형 저탄소장치 세부차원 태양광발전태양열패널풍력발전용터빈로그바이오매스열병합발전설비 (CHP) 우드팔렛보일러우드칩열병합고단열, 고기밀패시브솔라시스템옥상녹화바람고깔자원순환단위주거자가발전 3.2 사례분석대상의선정제드팩토리 (ZEDfactory) 가진행했던사례중분석의대상을선정하기위해공간적범위는영국으로제한하였으며주거단지설계사례들을선별하였다. 그리고그중에서기존의사례연구가많이진행되었던베드제드 (BEDZED) 와단지의개념이아닌설계사례들은제외하였으며규모를고려해 4개의사례들을분석대상으로선정하였다. 선정한대상지는 1 BowZED 2 Jubilee Wharf 3 Leicester Abbey Park Road Solar Urban Blocks 4 Upton Square이다. 3.3 사례분석표 8은사례분석의결과를간략하게요약한것이다. 구체적으로제드팩토리 (ZEDfactory) 가수행한네가지의사례는모두에너지제로기법을도입하여저탄소개발기본 (ZEDstandards) 에적합하도록설계되었다. 또한, 제드패브릭 (ZEDfabric) 같은특화된저탄소설계요소들과신재생에너지제품을적용해에너지효율성을제고하였고, 환경적영향을최소화했을뿐아니라단지의미적아름다움을동시에추구하였다. BowZED의경우비교적작은규모의주거형태로태양광패널과소형풍력발전기에의해전력을공급받고있다. 남향의창으로공급받는태양열을이용하고바람고깔을이용해자연환기를유도하는등밀집된주거지역에서의설계요소를적용하였다. 한편강가에위치한 Jubilee Wharf의가장큰특징은외부 4개의큰풍력발전용터빈이있어대부분의전기를생산해내고있다는점이다. 조금더큰규모의단지인 Leicester Abbey Park Road Solar Urban Blocks 와 Upton Square의경우에는다른사례지와는달리바이오매스를이용한보일러를이용해 온수를공급받고있으며, 패시브솔라시스템을이용한난방이더적극적으로이용되고있다. 이처럼네가지의주거사례에서대부분제드팩토리 (ZEDfactory) 의전략에의한설계요소들을공통적으로볼
수있었지만, 주거단지의위치와규모 ( 밀도 ) 에따라다른설계요소들이적용되고있다는것을알수있다. 각각의사례들은대게밀도와단지의위치 규모에따라다른설계요소를가지고있었으나 Zero Carbon Kit, Zero Energy Farm, 패시브솔라, 고단열 고기밀, 중수재활용및바람고깔등은기본적인설계요소로가지고있다. 시스템에있어서의특징은 Zero Energy Farm에의해획일적인음식물공급체계를가지고있었고단지의규모가커질수록좀더자연스러운커뮤니티형성을위해공공공간의활용이많았고, 저탄소녹색주거단지에알맞게적절한자원순환시스템을사용하였다. 끝으로장치에있어서의가장큰특징은단지가어디에위치하고있느냐하는것이다. 일반적으로태양광에너지에의해열을얻는것과달리 Jubilee Wharf와같이강가에위치하고있는단지는풍력에너지에의해대부분의전력을충당하고있다. 지금까지살펴본제드팩토리 (ZEDfactory) 의사례들은대상에따라구체적이고체계적인설계요소들을적용하며저탄소녹색주거를실천하고있다. 분석차원 주거단지유형 표 8. 대상지별사례분석 Bow ZED ( 독립된유형, detached) Jubilee Wharf ( 한쪽벽이옆집과이어진유형, semi) 대상지 Upton Square ( 단지, terrace) Leicester Abbey Park UrbanZED (6 층까지 ) 태양광 발전태양열 패널풍력발전용 터빈로그바이 오매스저열병합탄발전설비 소 (CHP) 장우드팔렛 치보일러우드칩 열병합고단열, 고기밀패시브솔라 시스템옥상녹화 바람고깔 자원순환 단위주거 자가발전 4. 시사점및결론 이상에서고찰한저탄소녹색주거단지에관한이론과제드팩토리 (ZEDfactory) 의사례및설계요소들을분석한결과시사점을요약하면다음과같다. 첫째, 탄소배출을줄이기위한주거단지개발에대한노력과관심이필요하다는점이다. 영국의경우중앙정부와지자체들은체계적인저탄소정책과강력하고구체적인탄소저감목표를세워적극적으로저탄소녹색주거단지를추진하고있다. 영국실정에맞는저탄소녹색주거에대한정의를하고이에대한기준을마련하는등그관심과노력이높게나타나는것을알수있다. 이러한영국의현황은현재우리나라의저탄소녹색주거단지개발현실에좋은시사점을제시한다. 둘째, 저탄소녹색주거설계요소들을개발하고다양하게적용해야한다는점이다. 영국제드팩토리 (ZEDfactory) 는에너지저감, 환경적영향을최소화하는접근이라는전략으로제로에너지개발기준을정립하고밀도에따른주거유형을분류하였다. 이런기준과유형을토대로저탄소녹색주거에적합한설계요소들을개발하고있다. 또한, 각지역의기후등특징에맞는다양한설계요소를적용해주거부문에서적극적으로탄소배출을줄이고있다. 끝으로우리나라에저탄소녹색주거단지의설계요소들을적용하는방안을모색할필요성에대한시사점이다. 먼저우리나라의실정에맞는저탄소녹색주거단지에대한정의와이에대한기준을마련하고, 체계적인정책과탄소저감에대한구체적인적용기준과등급을모색할필요가있다. 또한저탄소녹색주거에대한모델을구축하고시범단지등을통해다양한설계요소를적용하고활용가능성에대해지속적으로고려해야한다. 지속적인기술개발과국내에적용가능한모델개발을통해미래의저탄소녹색주거단지의발전을모색해야한다. 본연구는저탄소녹색주거단지에대한이론적고찰과영국제드팩토리 (ZEDfactory) 의사례와설계요소에대한분석을통해탄소배출저감과지속가능한주거단지개발에있어기초적시사점을제시하였다. 물론제드팩토리 (ZEDfactory) 의한정된범위속사례와설계요소를분석했다는점에서우리나라의저탄소녹색주거단지현실에적절하게반영하는데에는한계가있다. 이에향후연구의영역을더확대하여더많은사례와적용가능한설계요소들을검토할필요가있다. 그러나이런시사점들은장기적이고체계적인방향의저탄소녹색주거단지에대한연구가미흡한국내현실에서향후새로운방향을모색할수있는기회가된다는점에서연구의의의가있다. 또한해외의대표적인사례에치우친기존의연구들과는달리사례와설계요소에초점을맞춘향후활용가능한저탄소녹색주거단지의설계요소에대한기초자료를제시하고있다는점에서도본연구의의의가있다.
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