자연 에너지를 최대로 활용한 에코하우스 ‘그린스’

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시자와 토시유키(Yoshizawa Toshiyuki) 미쯔이홈(주) 상품개발부장

지구온난화 대책이 과제로 여겨지는 가운데, 일본은 2020년까지 CO2 배출량을 1990년 대비 25% 삭감할 것을 요구하고 있다. 특히 민생부문(가정·업무)의 CO2 배출량은 1990년과 비교해 1.4배로 가장 많이 증가하고 있어 큰 폭의 삭감이 필요하며, 주택의 저탄소화에의 대처를 한층 강화하는 것이 요구되고 있다.

주택의 저탄소화를 추진하기 위해서는 에너지 절약 성능의 향상 및 자연 에너지의 활용에 따른 소비에너지의 삭감, 더 나아가 신재생에너지의 도입 등에 따른 에너지의 창출과 더불어 자재 제조시나 건설시의 CO2 배출량의 삭감을 도모하는 것 등 건축에서 해체·재이용까지의 라이프 사이클을 통해 CO2 배출량을 큰 폭으로 삭감하기 위한 대처가 요구되고 있다.

한편, 환경 성능이 뛰어난 나무 집, 투-바이-포(Two-by-four) 공법의 일류기업으로 꼽히는 일본의 미쯔이홈은 1980년대부터 환경에 배려한 다양한 주택에 대처해, ‘패시브 솔라 주택’이나 ‘환경 공생 주택 인정’ 등 고기밀·고단열 성과를 남기고 있다.

이러한 배경 아래 미쯔이홈은 최신 환경 대응 기기를 도입한 신제품 ‘Green’s(그린스)’를 발매했다. 향후 CO2 배출량을 큰 폭으로 삭감한 주택 보급을 진행시켜 저탄소화의 새로운 추진에 이바지함과 동시에, 지구온난화 대책에 한층 더 공헌할 수 있기를 바란다(그림 1).

자연 에너지의 현명한 활용

그린스는 미쯔이홈 표준 사양인 차세대 에너지 절약 제품 등이 높은 성능으로 적용되어 쾌적성을 해치지 않고 냉난방 에너지의 소비량을 삭감하고 있다. 게다가 부지에 맞춰 건물과 정원을 일체적으로 설계하고, ‘초록’과 ‘바람’, ‘태양’을 살리는 방법으로 자연의 혜택을 잘 받아들일 수 있는 ‘패시브·에코 디자인’을 구현했다. 이를 통해 에너지 절약뿐만 아니라, 쾌적하고 기분 좋은 생활을 실현하는 것이다.

패시브·에코 디자인의 개요

통풍을 촉진하는 창이나 창호 등의 최적 배치
남쪽의 큰 창으로부터의 채난 효과
식재나 차양의 최적 배치, 목재를 활용한 열 차단 대책
초록이나 지면의 증산효과를 활용한 복사열의 삭감 대책
라이트 셸프(Light Shelf)나 높은 창에 의한 적극적인 주광 이용(그림 2)

태양광발전 시스템

미쯔이홈의 기와일체형 태양광발전 시스템은 건물의 외관 디자인을 해치는 일 없이 다양한 지붕 스타일에 스마트하게 조화를 이룬다(사진 1).

그린스에서는 남쪽의 지붕을 4촌(寸) 기울기, 북측의 지붕을 10촌 기울기로 함으로써, 6kW의 대용량 시스템을 탑재하는 것을 가능하게 했다. 향후의 주택 설계에 있어서는 이와 같은 ‘지붕 형상의 고안’도 일반적으로 요구될 것이라고 생각한다.

가정용 축전지

가까운 장래에 자연에너지에 의한 발전량이 증가해, 분산형 멀티 에너지를 능숙하게 매니지먼트 하는 것이 필요하다. 지역의 에너지 상황과 가정의 에너지 상황(발전량, 사용량, 축전량)을 최적으로 컨트롤해 환경부하의 저감을 도모하는 것이 필요해 질 것이다.

그러한 ‘지역에 있어서의 에너지 매니지먼트’를 실현하기 위해서는 각 가정에 있어서의 축전 설비의 요구도 높아질 것이다. 또한 여름철의 전력 사용량의 피크시프트 대책, 재해시 정전의 대책으로써도 축전지는 유효한 수단이 될 수 있다.

그린스에서는 장래의 축전지 설치를 예상해 사전 배관을 표준 사양으로 하고, 모델하우스에 있어서는 표준 가정의 약 1일분의 전기 사용량을 조달할 수 있는 10kWh 대용량 가정용 축전지를 설치했다.

태양열 솔라 시스템

가정 내에서 소비하는 에너지의 1/3이 급탕에너지라고 한다. 미쯔이홈도 참가하고 있는 ‘환경성 지구온난화 대책 기술개발 사업(경쟁적 자금)’ (2008~2010년도 채택된 ‘지붕일체형 고효율 진공 집열·부하 응답 축열 등을 이용한 창조 에너지 시스템의 기술개발’ 사업)에서는 태양열에 의한 급탕에 주목했다. 미쯔이홈은 소비에너지를 삭감하는 방법의 하나로써 ‘고효율 태양열 솔라 시스템’을 개발했다(사진 2). 종래의 시스템에 비해 집열기의 효율 향상이나 지붕일체화 등에 의한 의장성(意匠性)의 향상 등을 실현하고 있다.

개발에 있어서 이용자를 대상으로 실시한 설문조사 결과에서는, 태양열 솔라 시스템에 대해서 ‘적절한 정보 제공과 제안이 있으면 적극적으로 도입하고 싶다’고 하는 의견도 보여져 태양광발전과 함께 태양에너지를 유효하게 활용할 수 있는 이 시스템의 보급이 기대된다.

고효율 태양열 솔라 시스템의 개요

지붕 등에 설치한 집열 패널에 열매(부동액)를 펌프로 순환시켜 태양열로 고온에 이른 열매를 저탕탱크 내의 열교환기로 통과시킴으로써 저탕탱크 내에 비축한 물을 데운다.
새롭게 개발한 고효율 집열패널(고투과 유리, V형 필름, 진공 단열 케이스)에 의해 기존에 사용하던 집열기보다 집열 효율이 약 18% 향상되었다.
패널을 지붕일체형, 은폐 배관으로 함으로써 외관을 해치지 않고 설치가 가능하다.
보조 열원으로 전기 급탕 대응의 에코큐트용과 가스 급탕 대응의 에코죠즈용을 준비한다.
탱크 내의 뜨거운 물은 전기·수도가 멈추었을 경우에도 비상용수로써 저탕 탱크의 배수구로부터 얻을 수 있다.

에너지 감시 시스템

가정 내의 에너지와 태양광발전의 발전량 등을 전용 모니터나 TV 화면에서 정리해 확인할 수 있는 것이 ‘ECO 매니지먼트 시스템’이다(그림 3).

에너지의 사용 상황을 가시화할 뿐만 아니라, 절약 목표를 설정하거나 CO2 배출량을 확인해 거주자의 절약 의식을 높여 줌으로써 에너지의 사용량을 어느 정도 삭감하는 것이 가능하다.

기타 환경 배려 수법·설비

신상품 그린스에서는 환경 배려에 도움이 되는 설비 또는 공법으로 EV용 콘센트, 절수형 수도꼭지, 가정용 정수기, 음식물쓰레기 처리기, 리사이클 타일, 목제 창, 목제 외벽, 목제 발코니, 목제 페르골라, 일본 재목 플로어링, 실링 팬(천정 팬) 등을 표준 채용했다.

그린스의 모델 플랜(50평 타입)에 있어서는 일본 서스테이너블(Sustainable) 건축 협회에 의한 ‘CASBEE 단독건물-신축’에서의 계산 방법을 바탕으로, 미쯔이홈에서 독자적으로 계산해 ‘생활의 환경 효율 S랭크 및 거주시 CO2 배출량 제로 이하’를 확인하고 있다(그림 4).