기술자료
2-00. 패시브하우스의 정의 및 요구조건
2-00. 패시브하우스의 정의 및 요구조건2011. 03. 06 : 최초 작성
2013. 11. 08 : 독일파시브하우스연구소에서 제시한 추가적 정의 추가
2013. 08. 01 : 협회가 추정하고 있는 패시브하우스의 정의와 그 설명을 추가
2020. 04. 20 : 유튜브 링크 추가
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정성적 정의 by PHIKO
패시브건축물이란 자연열의 재이용, 차양을 이용한 일사차단 등의 수단을 통해, 최소한의 설비에 의존하면서도 적절한 실내 온도를 유지하고, 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 알맞은 온도로 공급함으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.
정성적 정의 by PHI
패시브하우스란 직접적 난방설비의 도움없이 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 보조적 설비수단으로 조금 온도를 올리거나, 내림으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 말한다.
- 출처 : Passivhaus Institut (의역 : phiko)
또한 최근에는 다음과 같은 정의가 추가되었다.
"에너지효율성, 쾌적함, 경제성을 동시에 만족시키는 표준적 건물이며, 이 세가지 요소 중 한가지라도 만족시키지 못할 경우, 진정한 패시브하우스가 아니다."
- 출처 : Passivhaus Institut (의역 : phiko)
정량적 정의
난방에너지요구량 : 15kWh/㎡·a 이하
1차에너지소요량 : 120kWh/㎡·a 이하 (냉방,난방,조명,급탕,환기,콘센트)
최대난방부하(중부/상부유럽) : 10W/㎡ 이하
최대냉방부하(남부유럽) : 10W/㎡ 이하
정량적 요구조건
| 구분 | 세부구분 | 조건 |
| 외벽 | 외벽열관류율 | 0.15 W/㎡·K 이하 |
| 지붕열관류율 | 0.15 W/㎡·K 이하 (우리나라 : 0.12 W/㎡·K) | |
| 창호 | 유리열관류율 | 0.8 W/㎡·K 이하 |
| 창틀열관류율 | 0.8 W/㎡·K 이하 | |
| 창호 설치후 열관류율 | 0.85 W/㎡·K 이하 | |
| 유리 g값(SHGC) | 0.5 이상 (우리나라 0.4 이상) | |
| 문 | 문 열관류율 | 0.8 W/㎡·K 이하 |
| 문 기밀성능 | 0.45 ㎥/㎡·h 이하 | |
| 열교환환기장치 | 효율 | 75% 이상 (난방, 전열) |
| 소비전력 | 0.45 W/㎥·h 이하 | |
| Out Air 조건 | 0℃ 이상 (예열기 또는 지중열교환 필요) | |
| 급기/배기 비율차이 | 10% 이하 | |
| 열교 | 선형열교 | 0.01 W/m·K 이하 (엄격히 적용하지 않음) |
| 점형열교 | 0.01 W/㎡·K 이하 (엄격히 적용하지 않음) | |
| 건물전체성능 | 기밀성 | 0.6 회/h @ 50Pa 이하 |
| 가전기기의 효율 | 고효율 가전기기 사용 | |
| 조명부하 | 최소한의 조명기기 사용 |
패시브하우스의 목표는 에너지소비가 많은 직접적인 설비를 최대한 배제하고, 간접적 수단만으로 재실자에게 열적 쾌적감을 부여할 수 있도록 고안된 것이며, 직접적 설비는 반드시 필요로 하는 곳에만 한정적으로 적용시키는 것이 궁극적인 목적이다.
이 목표가 우리나라에도 가능한지는 아직 현재진행형이지만, 여러가지 전제조건에 대한 이해가 서로 합의된다면 전반적인 목표를 이루는 데는 무리가 없다고 판단하고 있다.
"자료 내려받기" 게시판의 "프로젝트소개"에도 올려 놓았지만, 미국의 건축사가 과거의 집과 패시브하우스가 어떻게 다른지를 아주 쉽게 그려놓은 개념도가 있어 첨부한다.
<출처 : Albert, Righter & Tittmann Architects, Inc.>
협회에서 정한 정성적 정의의 근거
유럽의 패시브하우스는 기본적으로 열교환환기장치를 통해서 들어오는 공기의 온도를 제어함으로써 실내온도를 유지하는 것을 목적으로 한다. 그러나 바닥난방을 삭제할 수 없는 우리나라의 사정상 열교환환기장치를 통해서 들어오는 공기를 덥히거나 낮추는 것만으로는 실내에서 쾌적감을 느끼는데 부족하다.
물론 유럽 패시브하우스도 바닥난방을 설치하기도 하나, 이는 극히 보조적 수단이다. 보조적이라는 의미는 바닥난방(혹은 라지에이터)이 결국 피부가 공기 중에 느끼는 온도를 높히려는 보조적 수단이라는 뜻이다. 하지만, 우리나라는 공기의 온도가 쾌적범위에 있다고 하더라도 피부에 직접 닿는 바닥의 온도가 주된 쾌적감의 요인이기 때문에 바닥의 온도를 낮게 가져갈 수 없다.
결국 우리나라는 주된 거실의 어느 부분에도 바닥난방을 배제할 수 없기 때문에 이를 우리나라의 패시브하우스 정의에 포함되어야 한다고 판단하였다.
물론 업무시설은 바닥난방을 하지 않으므로 다른 접근이 필요하다.
그렇기 때문에 우리 협회에서 내린 정의는
태양열,인체발열 등의 자연열을 주된 열원으로써, 그리고 바닥을 덥히려는 목적의 난방설비를 보조열원으로써 사용 하고, 환기장치는 주로 공기의 공급을 목적으로하는 이원적 체계로 개념을 이끌고 가는게 맞다고 판단했기 때문이다. 물론 이로 인해 독일의 패시브하우스 형성 방법 중 소소하게 변경되어야 하는 부분이 몇가지 발생하는데, 이 부분이 모두 완성되면 한국형 패시브하우스의 완성이라고 말할 수 있을 것이다.
이 역시 연구자의 몫이다.
외벽의 열관류율 기준 0.15 W/㎡K 의 근거는 아래 글 참조
우리나라 g-값의 기준에 관한 근거는 아래 글 참조
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환기 부분에서 독일과 우리나라의 다른 접근
패시브하우스를 설명하는 그림 중에 아래와 같은 그림이 있다.
이 그림과 협회에서 제작한 그림의 차이점은 열교환환기장치에서 외기를 직접 받아 들이는 가.. 아니면 지중 열교환을 통해서 받아 들이는 가의 차이이다.
환기장치 설명글에 추가되겠지만, 겨울철 영하의 공기가 환기장치로 직접 들어올 경우 환기장치 내부의 결로나, 동결 등이 유발될 수 있고, 열교환되어 실내로 들어오는 공기의 온도가 무척 낮아질 수 있기 때문에, 외기를 어느 정도 예열하여 들여야 한다.
이 들어오는 외부 공기의 온도를 0℃ 로 예열 하여야 하는데, 독일의 설명 그림은 그 온도를 올리는 역할을 지중 열교환기(Cool Tube)를 통해서 한다고 본 것이다.
이 방법은 두가지 이유로 우리나라에는 적합하지 않다고 보았기 때문에 협회의 패시브하우스 정의 그림에는 예열기를 통해서 온도를 올리는 것으로 설명되었다.
첫번째 이유는 우리나라의 하절기 높은 습도로 인해 지중 튜브를 거치는 공기가 튜브 내부에서 결로를 유발할 수 있고, 이 물이 적절히 처리되지 않는다면 곰팡이 발생의 우려가 있다. 또한 시공의 정밀성이 떨어질 경우 튜브의 이음새 등으로 지하수가 유입되면서 동일한 문제가 발생할 수 있다.
(28℃, 85% 인 공기의 이슬점온도는 25.24℃ 이므로 18℃ 내외인 지중 온도에서 결로 발생)
두번째 이유는 우리나라 겨울밤의 온도가 중부유럽보다 많이 낮아서 지중의 열교환으로는 충분한 예열이 불가능하기 때문이다. 물론 튜브의 길이가 유럽에서 시행하는 것 보다 더 길어지면 해결 가능하겠지만, 마찰손실로 인한 압력저하 등을 고려해 볼 때 그리 좋은 방법은 아니다.
그러나, 현재 자료실에도 올라와 있는 코오롱글로벌의 E+ 시범주택에서 제대로 시공된 쿨튜브를 모니터링하고 있으므로, 그 결과가 올라오면 우리나라에서 쿨튜브의 적용 가능성을 논할 수 있을 것으로 보인다.
많은 태양열을 받아들이자는 의미라는 것은 알겠습니다.
하지만 창은 벽체에 비해서 열관류율이 상당히 높은데요
태양이 비춰지지않을때 벽체에 비해서 잃게되는 열에너지를 감안하더라도
남쪽을 향한 창이 커야 할까요 ?
커다면 클수록 좋은 것일까요... 아니면 적절한 크기가 있을까요 ?
이에대한 자료를 구할 수 있으면 좋겠습니다.
열관류율이 높아지고, g값이 변화할 때 창호의 적절한 크기는 아직 구체적으로 연구된 바는 없습니다. 상당히 많은 변수가 존재하기 때문입니다.
다만, g값을 떠나서 열관류율만 상기 조건을 만족해도 창호 크기의 제약으로 부터는 어느정도 자유로울 수 있다는 판단입니다. 현행 창호등급제를 기준으로 볼 때, 1등급창호 (열관류율 1.0W/㎡k, 기밀성능 1.0㎥/㎡h 이하) 의 창호가 해당된다고 말씀드릴 수 있을 듯 합니다.
이번 프로젝트에 많은 도움이 될듯합니다
비록 패시브하우스가 아닌 학생들이 쓰는 다목적교실가
특별교실이지만 패시브하우스기준해달라는 과업지시서를 받았기에 각 부위별 열관류율 적정기준을 어느 정도의 선을 놓고 외피 창호 폐열환기시스템 최하층 최상층 기타등등
우리나라 법정기준인 건축물 에너지절약기준을 놓코
현장 실정에 맞는 기준을 얼마를 끌어 올려야 하나
현재는 기초자료를 조사중 관리자님의 수많은 실무경험을 토대로 작성해 올려주신 고마운글을 감사한 마음으로 읽어내려가고 잇습니다 천천히 맘의 여유를 갓고 꼼꼼히 ~~
패시브하우스기준 적용은 어렵고 최소한 저에너지건축물에 근접하도록 계획을 선회하여 접근하는방식을 고민하게되는군요 사업비예산에는 한계가 있기에 ~~
참 좋은 글들이구나 또 한번 느낌니다 꾸벅~~
기술사 공부하는 수험생으로 너무 감사합니다.
1. 다른 글에서 PHI기준 지붕의 합성열관류율이 0.11이라 보았습니다. 지붕과 외벽의 기준이 같은게 맞는지요?
2. PHI기준은 지중열교환 또는 예열기 조건하, 후가열 열량 계산으로 1.5L(15Wh) 기준이 있는데요. 한국형 패시브는 예열기 조건하, 바닥난방 열량 계산이 수단일 듯 합니다. 독일의 세팅과는 다르게 한국의 바닥난방은 "소비량"의 개념이 강하여 쉽진 않을거라는 예상은 갑니다만, 혹시 독일처럼 단위면적당 연간 에너지소요량의 기준(L, Wh)이 계산되어 있는지, 있다면 계산근거가 무엇인지 궁금하네요.
감사합니다
2. 이건 앞선 요구량과 부하에 대한 질문과 유사한데요. 소요량은 요구량에 기기의 효율이 반영된 결과라서 각 집마다 다르긴 하나 모든 인증주택에서 계산이 되어 집니다.
0.45 ㎥/㎡·h가 어떻게 독일기준 2.25㎥/m·h가 되는 건지요?
이 것을 10Pa 의 압력으로 추정한 값이라고 보시면 될 것 같습니다.
그래서 제가 해봤던 계산은,
2.25㎥/m·h@100Pa(독일기밀단위) x 5.96m(개구부둘레) = 13.41㎥/h@100Pa(통기량)
13.41㎥/h@100Pa ÷ 2.1㎡(문의 면적) = 6.385㎥/㎡·h@100Pa(한국기밀단위)
∴ 6.385㎥/㎡·h@100Pa ÷ 5~8 = 0.798~1.277㎥/㎡·h@10Pa(한국기밀단위)로 나옵니다.
0.45@10Pa란 값이 나오질 않네요.
맨 마지막에 5~8로 나눈 것을, 대략 14로 나눈 결과입니다.
우리는 가압결과인데, 독일은 가감압평균값으로 해서요..
독일 PHI기준 2.25㎥/m·h@100Pa의 등가 한국단위는 0.45㎥/㎡·h@10Pa라고 봐야 하는건가요. 이는 한국공식기준 2.0㎥/㎡·h@10Pa보다 거의 4~5배 강한 숫자네요.
기술자료 문기밀편에선, 독일기준의 등가 한국 단위는 0.798~1.277㎥/㎡·h@10Pa라고 하셨고, 독일이 한국대비 약 2~3배 강하다 하셨습니다.
서로 간의 측정 방법과 측정 기준이 상이한 상태에서, 우리나라 분들이 이해할 수 있는 단위로의 억지 변경이라서요..
그저 그 정도 범위 안에 있는 정도라고 이해를 해주시면 감사하겠습니다.
그 강도의 상수도 정성적이긴 하나, 가장 강하게 잡아도 패시브하우스에 들어가는 모든 문이 만족을 하고 있다고 보시면 무리가 없습니다.
그림처럼 적용하려면 문틈이 있어야 하는데 그럼 소음은 어떻게 합니까?
또 미닫이문은 사용할수 없는 건가요?
잘모르고 하는 질문인지라 외람된 질문이더라도 양해 바랍니다.
실내의 풍속은 소음을 유발할 정도는 아닙니다. 그러므로 무시하셔도 되세요.
미닫이 문도 가능합니다. 예전에는 방문 하단에 다 문턱이 있었으나, 지금은 턱이 없고 문이 조금 떠있기에 그 틈 정도로 가능합니다.
실별로 하실 수도 있습니다. 다만 배관의 수가 두 배가 되므로, 그 만큼의 추가 공사비와 압손실을 고려한 기기 용량 증가의 부담이 생기는데, 그 것만 미리 감안하시면 하실 수 있는 방식입니다.
제가 말한 소음은 생활 소음을 말한것입니다. 주택의 경우 침실안에 화장실이 없는 경우 거실과 면하거나 복도와 면하여 생활소음 유입 가능성이 높아서 입니다.
또 이글에도 있듯이 바닥난방이 필수인 우리나라에서는 환기장치에 의한 난방은 간절기에만 24시간 적용하고 동절기에는 바닥난방을 주로 보고 환기설비는 거의 환기용으로 적용하여 일정시간 마다 운영하는게 더 맞지 않을까 여겨집니다.
지역 특색이 독일과 다른 우리는 별도의 기준을 확립할 필요가 있지 않을까 싶습니다.
문외한의 의견 들어주셔서 감사합니다.
이 두가지 방식의 장단점이 궁금합니다. 그리고 현실적으로 어떤 방식이 많이 채택되고 있는지요?
환기장치가 있든 없든, 문 하단의 틈새는 있게 됩니다. 즉 환기장치가 있기에 더 틈을 주거나 할 필요는 없습니다.
다만, 이 틈새조차 싫은 분들도 계신데, 그 경우는 문의 하부에도 틀(문지방)을 넣는 경우가 가끔 있습니다. 그 경우는 각 방마다 급/배기를 해야 합니다.
즉 정리하자면, 문하부의 원래 있는 틈새를 통한 공기의 흐름을 유도하는 것일 뿐이므로, 생활소음과 환기장치는 별개의 문제로 보시면 되세요.
그리고 환기장치를 통한 난방은 현재 하지 않고 있습니다. 말씀하신 것 처럼 독일과는 생활습관도 다르니까요. 그래서 우리나라의 패시브하우스는 그저 환기만 하고 있고, 이 환기장치는 24시간 쉬지 않고 가동을 하게 됩니다.
좋은 질문 감사합니다.
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로저강님...
현재는 모든 경우에 급/배기의 조닝을 나누어 하고 있습니다. 장점은 이미 아실 것 같고, 단점은 바로 위의 제 댓글에 적어 놓았습니다.
좋은자료 감사합니다.
남향창으로만으로도 패시브 기술이 될수있나요?
남향창에 3중창(열관류율기준에부합하는 창호)이 설치되어야 패시브기술인가요?
창은 벽체에 비해 밤이 되면 열손실이 커서 남향으로 창만 크게 낸다고 패시브 기술이 되지 않을것 같은데
아이들 가르치는데 정확하게 정보를 전달해야 할듯 하여 문의 남깁니다.
주택 설계중인 건축가 입니다.
건축주분이 프랑스의 "Puits canadien"이라는 시스템을 본인 주택에 적용하길 원하십니다. (프랑스분 이십니다)
판매업체에서 중요기기들을 구매하고, 기타 배관등의 자재는 한국에서 구입하여 적용하실려고 준비중이십니다.
그런데, 위 내용을 읽다가 지중 열교환기(Cool tube)라는 것이
저희가 적용하려는 시스템과 같은걸로 보입니다.
맞는지요?
프랑스 업체의 말로는 주택의 규모에서 꽤 흔하게 사용한다고 합니다.
같은 시스템이 맞다면, 한국 기온에 따른 몇가지 부작용이 있어보이는데,
현재 한국에서 적용 가능성에 대한 긍적적인 에시가 있는지 궁금합니다.
항상 좋은 답변 감사드립니다. ^^
그림으로 봐서는 수평형 지열교환기에 해당하는 것으로 보입니다.
프랑스의 여름은 건조하지만 우리나라의 여름은 매우 습하기에 지중 매립배관 설치시 내부에 결로수가 다량 발생하며 이는 배관 오염의 원인이 됩니다. 결로 문제를 해결한다고 하여도 수평형 지열만으로는 실내를 쾌적하게 만들 수 있는 정도로 충분히 냉각시킬 수 없습니다.
예를 들어 서울관측 기준 지중 1.5m의 온도가 7월은 23.7도 8월은 25.6도입니다 수평형 매립배관을 좀 더 깊이 묻어 지중 온도가 22도라고 가정하여도 여름철 외기유입 공기는 최대 22도에 상대습도 100%로 실내로 공급되게 됩니다. 이는 실내온도 25도에 상대습도 약 80%에 해당합니다.
에어컨을 가동하면 과냉각되고 제습기를 사용하면 실내온도가 올라가는 문제가 생기게 됩니다.
국내에서 실행을 한 몇가지 사례의 결과는 모두 좋지 않았습니다.
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