넷제로 주택 - 돈으로 살 수 있는 가장 효율적이고 편안한 주택

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/net-zero-homes-the-most-efficient-comfortable-homes-money-can-buy

"저는 '그 남자에게 덤빌' 시간이 없습니다. 우리는 싸우고 싶지 않습니다... 우리는... 문제를 일으키고 싶지 않습니다. 우리는 그들이 어떤 대가를 치르더라도 제공해야 할 것보다 더 나은 것을 찾았습니다."

반항적인 건축가 마이클 레이놀즈가 뉴멕시코 사막에 패시브 하우스에서 영감을 받은 어스십을 건설 함으로써 "그 남자에게 붙어다닐" 것인지에 대한 질문에 이렇게 대답했습니다 . 레이놀즈는 환경 운동가들 사이에서 민속 영웅으로, 탄소 발자국이 높은 균일한 주택 개발 추세에 맞서고 있습니다.

©Twolking - CC BY-SA 4.0

실제로, 탄소 중립 주택의 새 주인은 거의 항상 두 가지를 언급합니다. 그들은 미래의 전기 및 난방 비용에 대해 걱정하지 않는다는 것과, 자신의 집을 돈으로 살 수 있는 가장 높은 품질이자 가장 편안한 장소로 본다는 것입니다.

간단히 말해서, 순제로 주택은 난방, 냉방, 전기에 필요한 모든 에너지를 직접 생산하는 에너지 효율적인 주택으로 정의됩니다.

오늘날의 넷제로 주택은 1990년대 독일에서 볼프강 파이스트 박사가 개척한 패시브 하우스 개념에서 많은 영감을 얻었습니다. 패시브 하우스는 기존 주택보다 90% 더 에너지 효율적이며 이론적으로는 주로 창문을 통해 흐르는 패시브 에너지로 난방할 수 있습니다.

마이클 레이놀즈 어스십(Michael Reynolds Earthships) 은 그리드에서 벗어난 "자율적" 주택으로, 현장에서 에너지, 음식, 물, 심지어 폐기물 처리까지 생산합니다.

품질과 미래 지향적인 탄소 중립 

케빈 브로신스키는 아내 헤더와 함께 앨버타주 레듀크에 꿈의 은퇴 주택을 짓기 직전에 순 제로 주택이라는 아이디어에 대해 읽고 매우 매료되었습니다. 레듀크는 아마도 아이러니하게도 석유가 풍부한 앨버타주에서 1947년에 석유가 발견된 곳으로 알려져 있습니다.

©David Dodge, GreenEnergyFutures.ca

브로신스키는 "양초로 [수동식 주택]을 덥히고 얼음 조각으로 식힐 수 있다"는 내용을 읽었습니다.

케빈은 주변을 둘러보다가 탄소 중립 주택을 전문으로 하는 건설업체가 꽤 많다는 사실을 알게 되었고, 결국 앨버타주 에드먼튼에 있는 버터윅 건설업체를 선택하게 되었습니다.

헤더와 케빈의 은퇴 생활을 위해 특별히 제작된 넷제로 주택은 가족실과 주방이 결합된 공간, 2층 데크, 사무실과 운동을 위한 플렉스 룸, 헤더가 항상 원했던 거대한 옷장을 갖추고 있습니다.

이 주택은 12인치, 더블 스터드 R40 벽, 패드 아래에서 지붕까지 연속 단열재, 난방 및 냉방을 위한 공기열원 히트 펌프, 배수 열 회수, 히트 펌프 온수기 및 옷 건조기를 갖추고 있습니다. 이 주택은 너무 좁아서 시간당 약 0.6회의 공기 교환만 기록하는데, 이는 기존 주택에서 볼 수 있는 4~10회의 공기 교환보다 훨씬 적습니다.

열 회수형 환풍기는 배출 공기의 열의 70% 이상을 회수하는 동시에 풍부한 신선한 공기를 제공합니다. 케빈은 처음 일어났을 때 밖이 -31°F(-35°C)였을 때, 집이 아늑하고 통풍이 잘 안 되고 항상 같은 온도였기 때문에 그렇게 춥다는 걸 전혀 몰랐다고 말합니다.

많은 순제로 주택 소유자와 마찬가지로 Kevin은 편안함과 품질을 가장 좋아하지만 그는 "태양광 패널을 정말 좋아합니다. 앞으로 전기와 난방에 드는 비용이 더 이상 걱정거리가 아닙니다."

넷제로 홈의 해부학 

Butterwick Construction의 Dave Butterwick은 추운 기후에서 10년 동안 순제로 주택을 건설해 왔습니다. 그는 순제로 주택의 다섯 가지 주요 구성 요소가 있다고 말합니다.

©David Dodge, GreenEnergyFutures.ca

1. 공기 밀봉. 숙련된 건축업자는 공기 밀봉이 에너지 효율적인 주택을 짓는 데 가장 필수적인 것 중 하나라고 강조합니다. 주택 벽 외부의 공기 차단막은 공기 교환을 시간당 1회 이하로 유지하는 데 도움이 됩니다. 순 제로 주택의 비결 중 하나는 거의 구멍이 없다는 것입니다. 반면 기존 주택은 욕실 환풍기, 주방 환풍기, 온수기, 난로, 건조기 통풍구에 구멍이 숭숭 뚫려 있습니다.

2. 단열재. 셀룰로스 단열재로 채워진 12인치 두께의 더블 스터드 벽 시스템은 뛰어난 R40 단열재 값에 도달합니다. 이 단열재 층은 지하실 패드 아래에서 시작하여 벽을 따라 다락방까지 이어집니다.

3. 창문. 창문은 모든 집에서 가장 약한 고리입니다. 유리 섬유 또는 목재 프레임이 있는 삼중창은 프레임을 통한 열 전도율을 최소화하는 데 사용됩니다. 삼중창은 R7~R8에 이르며 표준 이중창의 효율성의 두 배 이상입니다. 추운 기후에서는 북향 창문이 최소화되고 남향 창문에는 보호용 처마가 있어 겨울 태양은 들어오지만 여름 태양은 들어오지 않아 과열을 방지합니다.

4. 에너지 효율적인 기계 시스템 및 가전제품. 공기 열원 히트 펌프 는 난방 효율이 최대 300%, 냉방 효율이 최대 700% 더 높으며 전기로 작동합니다. 지열 히트 펌프는 더 좋지만 더 비쌉니다. 요즘에는 놀랍게도 -31°F(-35°C)까지 평가되는 추운 기후 히트 펌프가 있습니다. 그리고 순제로 주택은 매우 단단하게 지어졌기 때문에 신선한 공기를 공급하고, 중요하게도 배출 공기의 열의 70%~90%를 회수하기 위해 열 회수 환기 장치가 필수적입니다. 에너지 효율적인 가전제품도 사용됩니다. 유도 스토브는 다른 기술보다 두 배나 효율적이고 성능이 훨씬 뛰어납니다. 히트 펌프 무통풍 건조기는 또 다른 주요 추가 사항입니다. 이 제품은 제 역할을 하며 통풍구가 필요하지 않습니다.

5. 현장 재생 에너지. 요즘에는 많은 공간을 차지하지 않는 400와트 태양광 모듈을 설치할 수 있습니다. Brosinsky net-zero 주택은 7.7킬로와트 태양광 시스템을 갖추고 있어 집의 전기, 난방, 냉방에 필요한 모든 에너지를 공급하고 일부는 남습니다. Kevin은 태양광 시스템 용량을 설계할 때 전기 자동차를 구매할 것으로 예상하기도 했습니다.

©David Dodge, GreenEnergyFutures.ca

데이브 버터윅은 이것들이 순제로 주택의 필수 요소라고 말하지만, 태양을 향한 부지의 방향을 포함한 다른 고려 사항도 있다고 덧붙인다. 남향이 보통 더 좋다.

©David Dodge, GreenEnergyFutures

'새로운 집을 짓는 유일한 방법' 

Heather와 Kevin이 탄소 중립 주택으로 이사한 지 1년 후, Kevin은 이 개념에 매우 열광하여 이것이 "새로운 집을 짓는 유일한 방법"이어야 한다고 말합니다.

Architecture 2030 은 2002년 미국에서 Edward Mazria가 설립한 비영리 단체입니다. 2020년까지 모든 신축 건물의 배출량을 80% 줄이는 기준을 옹호했으며 2030년까지 모든 신축 건물이 탄소 중립이 되는 목표를 설정했습니다.

실제로 영향력 있는 미국 건축가 협회는 2006년에 이 목표에 동의하고 채택했습니다. 그들은 2030년까지 탄소 중립 설계 표준을 추진하고 있습니다. 그들의 통계에 따르면 설계의 에너지 효율성이 증가하고 있으며 순제로 설계도 증가하고 있으며 2021년 프로젝트의 2.1%를 차지합니다.

캘리포니아는 2020년에 주거용 건물에 대한 순제로 코드를 채택했으며 2030년까지 이를 상업용 건설로 확대할 계획입니다 . 캐나다에서는 Pan Canadian Framework가 2030년까지 순제로 건물 코드를 요구합니다 .

'녹색'을 구축하다 

패시브 하우스와 탄소 중립 주택은 에너지 자립형 건물이 되는 데 초점을 맞추고 있지만, 친환경적 이거나 지속 가능한 건축을 짓는 데는 고려해야 할 다른 측면이 많이 있습니다 .

지속 가능한 특징은 종종 순 제로 프로젝트에 통합되고 있는데, 여기에는 물과 에너지를 절약하는 자연 조경을 활용하고 재활용이나 재사용이 가능한 재료를 사용하거나 배출가스가 적거나 전혀 없는 재료를 사용하는 것이 포함됩니다.

건축적 설정에서 "녹색"이라는 단어가 사용될 때, 그것은 종종 환경에 대한 부정적 영향을 최소화하고 생물다양성을 지원하거나 보호하는 것을 의미합니다.

홍수, 화재, 폭염 및 기타 극심한 기상 조건의 영향에 덜 취약하도록 주택과 건물을 "기후 회복성 " 있게 만들려는 운동도 확산되고 있습니다 .

예를 들어, 자연 조경은 지역에서 생산된 음식을 생산하고, 물 사용량을 줄이며, 비가 올 때 발생하는 물 흡수를 촉진하여 홍수의 영향을 줄일 수 있습니다.

에너지, 배출 및 기후 변화 

Net-Zero 주택은 화석 연료를 사용하지 않으므로 화석 연료와 관련된 모든 청구서를 제거합니다. 주택이 순연간 에너지의 100%를 태양열에서 얻는다면 에너지도 제로 배출이 됩니다.

이는 기후 변화와 관련된 대량의 CO 2 배출을 다룹니다. 미국에서 배출의 약 1/3은 건물, 산업 및 교통에서 발생하고 11%는 농업에서 발생합니다(파이 차트 참조).

미국 환경보호청은 배출량의 약 3분의 1이 건물, 교통, 산업에서 각각 발생하고 나머지 11%는 농업에서 발생한다고 추정합니다.

많은 관할권에서는 이미 자체 건물에 대한 순제로 기준을 설정하고 있으며, 순제로 건축법규를 검토하는 곳도 많습니다.

하지만 2050년에 사용될 것으로 예상되는 건물 중 80%는 이미 건설되었으며, 이러한 건물은 에너지 효율이 그다지 좋지 않습니다.

네덜란드는 Energiesprong (에너지 도약) 이라는 리노베이션 컨셉으로 이 거대한 과제에 대처하고 있습니다 . 기존 주택은 레이저 스캔을 거치고, 새로운 벽과 지붕은 공장에서 패널로 설계 및 건설됩니다. 그런 다음 주택은 새로운 패널을 사용하여 순제로 기준을 충족하도록 리노베이션됩니다. 현재 계약자와 주택 협회가 111,000채의 주택을 순제로 리노베이션하도록 계약하는 " 스트룸버넬링 " 거래가 있습니다.

이 아이디어는 캘리포니아에서도 확산되고 있습니다. Realize-CA는 Energiesprong에서 영감을 받은 전략을 사용하여 60,000채의 주택 소유주와 협력하여 주택을 탄소 중립으로 개조하고 있습니다.

캐나다, 앨버타주 에드먼튼에 있는 버터윅 프로젝트는 에너지스프롱에서 영감을 받은 프로젝트 중 하나를 통해 주택 협동조합의 59개 주택 단위를 순 제로로 리노베이션하고 있습니다.

그리고 탄소 중립 아이디어를 대형 건물에 적용하기 위한 노력도 진행되고 있습니다.

구세군은 175개 유닛 규모의 건물인 그레이스 빌리지 에 대한 제안 요청을 마지막 순간에 변경했습니다 . 구세군은 기존의 코드에 따라 건설하는 대신 순제로 건설을 위한 제안을 요청했고, 견적이 1% 이상 더 높게 나왔을 때 매우 놀랐습니다. 그 결과 25년 동안 운영 비용을 600만 달러 절감할 것으로 예상합니다.

건설업체가 순제로 에너지 사용 경험을 쌓고 경쟁이 치열해짐에 따라 비용이 낮아질 것으로 널리 예상되며, 그에 따라 순제로 주택이 더욱 저렴해지고 더 많은 사람이 구매할 수 있게 될 것입니다.

*David Dodge is an environmental journalist and a photojournalist who has worked for newspapers, published magazines, produced radio, and was the production manager for Canadian Lone Pine Publishing company, a nature publisher that produced nature and travel guides for locales all over North America. He produced more than 350 award-winning EcoFile radio programs on sustainability for CKUA Radio. His website: https://www.greenenergyfutures.ca