패시브 하우스는 고단열, 고효율 제품을 사용하여 에너지가 외부로 새어나가는 것을 차단하는 집으로 설계 및 시공 단계에서 기밀성 확보와 건축자재 등이 중요한 역할

 

⊙ 패시브하우스의 요건은 일반적으로 1년에 면적 1㎡당 사용되는 난방에너지가 1.5L로 고단열·고기밀로 설계가 이루어지고 열교환 장치 및 환기장치 등을 이용해 버려지는 에너지를 철저하게 회수하는 방식의 건축물

 

⊙  패시브 하우스 용어 자체는 독일에서 1991년 최초 사용되었으며, 이후 전 세계적으로 인정되는 패시브하우스의 정량적 요구 조건은 대부분 독일 패시브하우스 기준을 준용

⊙ 우리나라는 공식적으로 인정되는 패시브하우스는 세미패시브 등급을 포함해 약 130 여동에 불과하고, 공동주택의 경우 2017년 말 입주한 노원 EZ하우스(행복주택)가 최초 

에너지 소비 최소화를 목표로 하는 패시브하우스와 달리 액티브 하우스는 태양열, 지열, 풍력 등 친환경적인 방법으로 주택에서 필요한 에너지를 자체 생산함으로써 별도의 외부 연결 없이 자체적으로 주거기능을 확보하는 주택을 의미

 

액티브 하우스를 위한 주요 기술에는 ① 태양광, 풍력 등으로 대표되는 신재생에너지 수단과 ② 태양열, 지열발전을 통한 온수와 난방을 공급하는 한편 ③ 내외부 공기를 순환하는 과정 중 열교환을 통해 에너지를 절감하는 열회수 환기장치 기술 등이 존재

단열이라 함은 열을 100% 가두는 것이 아니라 '열이 전달되는 속도'를 늦추는 개념이기 때문이다.

여기서 '일정한 시간' 동안 밖으로 빠져나가는 열량을 A, 같은 시간 동안 햇빛 등을 통해 집 안으로 공급되는 열량을 B라 하자.

액티브 건축 : 태양에너지를 비롯한 각종 에너지를 차단하는데 목적을 둔 패시브하우스와 반대로 자연 에너지를 적극적으로 활용하는것을 의미함

태양열 : 햇빛이 쏘는 열의 힘을 모아서 에너지를 만들며 이러한 열에너지를 이용하여 만드는 에너지를 태양열에너지라고 한다. 

태양은 활활 타오르며 연간 1.08*10¹⁸kWh, 전 세계 에너지 수요의 1만배에 달하는 어마어마한 에너지를 지구로 방출합니다. 이때 우리는 무한한 자연 에너지인 태양의 에너지를 잘이용하여 전기를 생산하기 위해서 태양의 ‘빛’ 또는 태양으로부터 오는 ‘열’을 이용할 수 있는데요. 즉 태양으로부터 발산되는 에너지 중 어떤 에너지를 이용하여 전기를 생산시키는지에 따라 명칭에 차이가 생기는 것입니다.

 

또한 태양광과 태양열 발전은 같은 태양을 이용하지만 발전 방식은 전혀 다른데요. 이 둘의 차이는 간략히 3가지로 요약가능합니다. 사용기술이 다르고 이용하는 에너지가 다릅니다. 또한 우리나라에 대부분 사용하는 방식은 태양광 발전입니다.

 

1. 발전 기술의 차이

●첫째 태양광 발전은 태양’빛’이 태양 전지에 닿으면 광전효과(물질이 빛을 흡수하면서 물질의 표면에 전자가 생겨 전기가 발생)를 일으키는 원리로 전기를 생산합니다. 때문에 태양광 발전에 필요한 장치로는 태양광 모듈과 인버터 등으로 구성됩니다. 태양광 모듈은 태양 빛을 받아 태양전지(셀)로 구성되어 전기를 발생시키고, 인버터는 직류 전기를 교류 전기로 변환해 전력망에 흘러들어갈 수 있게 만듭니다.
●둘째 태양열 발전은 여러 형태로 나뉘지만 기본적으로 태양으로부터 오는 복사광선을 에너지 밀도가 낮고 계절별, 시간별 변화가 심하여 고밀도로 집합하여 모은 후 열 발전 장치를 통해 전기를 발생시켜야하는데요. 이로 인해 태양열 집열기술과 축열기술이 가장 기본이 되는 핵심으로 자리잡게 됩니다.

2. 발전을 위해 이용하는 에너지의 차이

⊙태양광 발전: 태양으로부터 오는 빛에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전 방식
⊙태양열 발전: 태양으로부터 오는 열에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전 방식

3. ​태양광 발전은 현재 정부의 에너지전환정책에 따라 보급이 확산되고 있는데요, 산업통상자원부는 2017년 12월 ‘30년까지 재생에너지 발전량 비중을 20% (63.9GW) 달성을 위한<재생에너지 3020 이행계획>' 정책을 통해 재생에너지 확대에 대한 의지를 내비쳤습니다. 이로인해 몇년 동안 신규 보급된 태양광 발전기 설치량만 해도 규모가 꾸준히 늘어나고 있습니다.

금속 표면에 빛을 비추었을 때 금속에서 전자가 튀어나오는 현상

태양열 발전: 태양의 열에너지로 터빈을 돌려 전기를 생산
태양광 발전: 태양의 빛에너지로 광전효과를 통해 전기를 생산

광덕트 방식은 건물외부나 지상에 태양광을 채집하는 집광기를 설치하고 광덕트를 활용하여 실내로 태양광을 전송하는 방식이다. 집광기는 대기 중에 있는 산란광까지 집광하여 태양광을 전송하기 때문에 시스템 중 유일하게 흐린 날에도 작동하며, 타 방식에 비해 외부환경 조건의 영향을 가장 적게 받는 장점이 있어 연중 운용효율이 가장 높은 시스템이다.
광케이블 시스템

광케이블 방식은 태양을 추적하는 구동장치에 프레넬 렌즈를 부착하여 태양광을 집광하며, 집광된 빛을 광섬유로 전송하는 방식이다. 유연한 구조의 유리 광섬유 또는 플라스틱 광섬유를 사용하므로 협소한 공간에도 적용이 가능하며 시공이 간편하여 복수측에도 동시에 태양광을 공급할 수 있는 시스템이다. 또한 LED와 결합하여 자동조도제어가 가능하고 필요에 따라 자외선, 적외선 도입 또는 필터링이 가능하다는 장점이 있다

광덕트 : 광덕트는 외부의 빛을 실내로 유입하기위해 광덕트를 사용하여 덕트내부로 빛이 반사되어 건축물 실내까지 빛이 전달 되는 것입니다. 

광덕트
집광부에 의해 유입된 태양광은 내부가 고반사 처리된 알루미늄 덕트를 통하여 반사되어 원하는 공간으로 탱양광을 수평, 수직 전송을 한다

자연채광은 태양광을 원하는 곳(지하,실내,음영지 등) 조명을 대체 환경을 개선하는 제품 으로 집광부 와 도광부 종류 에 따라 광덕트, 광섬유, 태양동력형,일체동력형 채광 장치 가 있습니다.

외부의 태영광을 내부로 유입시켜주는 장치로 집광부, 도광부, 산광부로 나뉜다. 99%이상의 반사율을 가지고 있는 도광부를 사용하여 빛의 손실없이 원하는 공간에 빛을 제공합니다. 설치 후 별도의 유지관리가 필요없고 반영구적 사용이 가능합니다.

광덕트형 자연채광 시스템의 특징

광덕트 구조

광덕트 원리

광케이블형 자연채광 시스템 

태양을 추적하는 센서를 이용해 집광렌즈로 모아진 태양광을 유리광섬유를 통해 원하는 장소까지 태양광을 전송시키는 채광시스템으로 설계의 자유도가 놓고 100m이동시 6~8%의 낮은 감쇄율로  가장 먼거리 까지 건물의 외·내부의 변화업이 설치가 가능합니다.광케이블형 자연채광 시스템의 특징

광섬유형 자연채광 이란? 

태양을 추적하는 장치를 이용하여 집광렌즈로 빛을 모아 태양빛을 코어직경 1.5mm(광케이블직경 10mm) 광섬유를 통해 물리적인 변환 없이 조명으로 사용하는 자연채광방식으로 지하공간이나 건물의 깊은 곳에 태양광을 조명으로 사용하는 시스템입니다.

광케이블형 자연채광시스템 (SKT100-00)은 현장의 특성상 광덕트 채광이나 천창형 채광등, 여타 채광부가 설치 및 시공이 불가능한 현장이나, 장거리 (70m~1km)로 태양광을 전송하여 조사 하기 위한 시스템이다. 십자격벽 추적센서 방식으로 채광부가 항상 태양과 직각을 이루도록 하여 태양광을 집광렌즈에 최대한 집광되도록 하며, 집광된 태양광은 광케이블로 전송, 필요한 장소에 조사 한다. 

광케이블형 기본 구조

집광기

Optical Cable

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### 1. 나무섬유보드

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- 친환경 자재로 만들어진 보드입니다.

- 대체재로 많이 사용됩니다.

- 내열성, 방음성, 단열성이 뛰어나며, 무기물성으로 인해 부식에 강합니다.

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### 2. 레미콘

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- 콘크리트 대체재로 많이 사용됩니다.

- 재활용 가능하고, 생산 과정에서 폐기물 발생이 적습니다.

- 내구성과 내화성이 뛰어나며, 고온에도 강합니다.

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### 3. 생분해성 폴리머

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- 화학과 관련된 친환경 자재로, 석유성 원료를 대체할 수 있습니다.

- 생분해성이 높아 지속 가능한 재료입니다.

- 무독성이며, 가볍고 내구성이 뛰어납니다.

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### 4. 친환경 접착제

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- 친환경 자재로 만들어졌으며, 인체에 해로운 물질이 포함되어 있지 않습니다.

- 좋은 접착성과 내구성을 가지고 있으며, 재사용이 가능합니다.

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## 결론

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위에서 소개한 자재들은 모두 친환경적이며, 화학과 관련된 자재도 포함되어 있습니다. 이러한 친환경 건축자재를 사용하면 자연과 환경을 보호하는 것은 물론, 건강한 삶을 유지할 수 있습니다. 인류의 미래를 생각한다면 친환경 건축자재를 적극 활용해보는 것이 좋습니다.

- 생분해성이 높아 지속 가능한 재료임

- 무독성이며, 가볍고 내구성이 최고임
-석유성 원료를 대체할수있음

친환경 접착제=친환경 자재로 만들어졌으며, 인체에 해로운 물질이 포함되어 있지 않음,재사용 가능

가장 많이 사용되고 있는 철선은 '아연도금' 철선이 있습니다. 오랜시간 지나도 녹이 슬지 않으며 뛰어난 내식성을 보임.

스테인레스 철선은 아연도금보다 뛰어난 내식성을 보여주지만 가격이 비싸다는 단점이 있음.

좀더 빈티지한 느낌을 연출하기 위해 오히려 녹이 쓰는 철선 개비온 디자인도 추구하고 있음.

친환경적이고 디자인 측면에서 뛰어남.

목재- 건축 역사와 더불어서 가장 오랜 시간 사용된 재료

우리나라의 오랜 역사의 한옥을 보더라도 흙과 함께 목재가 많이 사용되었음.

목재인 나무는 단열성이 뛰어나고 재생산이 가능함.

또 생산이나 가공시 다른 자재보다 에너지가 적게 들어 이산화탄소 배출량이 현저히 적다.

황토- 목재와 더불어 대표적인 친환경 건축 자재

옛날 우리 조상들이 집을 지을때 없으면 안되는 건축자재

황토 말만 들어도 친환경이라는 이미지가 떠오르는 친환경 느낌이 강함.

예전엔 주로 바닥재, 벽면에만 사용되었지만 요즘은 천장에서도 사용되기도 함.

또 구하기도 쉬워서 친환경 주택이라면 황토가 빠질 수가 없음.

복잡한 가공 과정이 거치지 않고 사용할 수 있기 때문에 아직도 사랑을 많이 받고 있음.

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코르크- 와인 뚜껑으로 쓰이는 코르크

코르크는 코르크 참나무라는 나무로써, 나무를 베지않고 껍집 부분만을 채취하기 때문에 

진정한 친환경 소재라고 볼 수 있음.

코르크는 기체와 액체를 통화 못하게하는 불투과성 성질이 있어서 보온과 방음에 뛰어난 제품

또 탄성이 강해 층간소음을 획기적으로 줄여주기 때문에 바닥재로도 쓰이고 있고

습도조절과 단열성이 뛰어나 벽이나 천장 마감재로도 많이 쓰이고 있음

그러나 가격이 비싸다는 단점이 하나 안고 있음.

목재의 작은 삭편에 접착제를 분무, 열압체 방법을 적용하여 판상으로 성형, 제조한 목질판상재료 중 하나이며 삭편판 제조에 사용되는 모든 형태의 식물질 원료를 일컫는 말이다. 펄프용 칩으로부터 톱밥에 이르기까지 제조시 이용되는 원료의 종류가 다양하다. 삭편판의 제조는 목재자원의 집약적 이용과 목재의 특성을 유지하면서 목재의 결점을 제거한 두꺼운 판상재료를 만드는 목적으로 이루어지고 있다.

가장 많이 사용되고 있는 철선은 '아연도금' 철선이 있음. 오랜시간 지나도 녹이 슬지 않으며 뛰어난 내식성을 보임.

스테인레스 철선은 아연도금보다 뛰어난 내식성을 보여주지만 가격이 비싸다는 단점이 있음.

좀더 빈티지한 느낌을 연출하기 위해 오히려 녹이 쓰는 철선 개비온 디자인도 추구하고 있음.

친환경적이고 디자인 측면에서 뛰어남.

코르크-코르크 참나무라는 나무로써, 나무를 베지않고 껍집 부분만을 채취하기 때문에 

진정한 친환경 소재라고 볼 수 있음. 

코르크는 기체와 액체를 통화 못하게하는 불투과성 성질이 있어서 보온과 방음에 뛰어난 제품임.

또 탄성이 강해 층간소음을 획기적으로 줄여주기 때문에 바닥재로도 쓰이고 있고

습도조절과 단열성이 뛰어나 벽이나 천장 마감재로도 많이 쓰이고 있음.

그러나 가격이 비싸다는 단점이 하나 안고 있음

목재- 목재는 건축 역사와 더불어서 가장 오랜 시간 사용된 재료

우리나라의 오랜 역사의 한옥을 보더라도 흙과 함께 목재가 많이 사용되었죠.

 목재인 나무는 단열성이 뛰어나고 재생산이 가능.

또 생산이나 가공시 다른 자재보다 에너지가 적게 들어 이산화탄소 배출량이 현저히 적다.

그냥 어느정도 보여주시기 식으로 보시면 됩니다.

건축법: 액티브 건축

광케이블을 이용

옥상의 태양열에너지 판넬, 3000장의 곡면 유리 패널로 둘러싸여 태양광 패널이 전력 조달, 4㎿의 바이오가스 연료 전지 시스템)—> 전체 건물전력 사용량의 75%를 충당

100% 재생에너지로 가동

바이오 연료로 구동되는 연료전지 활용(17㎿(메가와트) 규모의

세계에서 가장 큰 자연 환기 시스템도 갖췄다. 옥상에 거대한 통풍구가 있어 미 캘리포니아의 온화한 외부 공기를 건물 내부로 보낸다. 겨울철을제외한 1년 중 9개월은 별도의 냉난방 시스템이 필요 없다

사용 자재: 목자(카프라), 이용 장점: 태양광 판넬을 이용했다.

단점: 지진에 위험하다. 비 올 때 중앙에서 비를 맞을 수 있다.

보완법: 지하 저수조를 만둘어 빗물을 정화 해 사용할 수 있도록 한다.

아쉬운 점: 일부만을 모방함.