KIEAE Journal

우리나라는 2015년 파리기후협정에 따라 2030년 까지 BAU(배출전망치)대비 37%의 온실가스를 감축해야 하며, 건물부문에서 35.8백만 톤을 감축해야한다. 온실가스 감축 및 기후변화 대응을 위해 2002년부터 건축물 전과정에서 발생하는 에너지 및 물절약, 토지 및 자원의 효율적 이용, 실내 환경의 질 등을 평가하는 녹색건축 인증제도(G-SEED¹⁾)가 도입되어 운영되고 있다.

국제적 녹색건축 인증기준으로는 LEED(미국)와 BREEAM(영국)이 있으며 건축물의 전 과정을 종합적으로 평가함으로써 글로벌한 인증제도로 시장을 확대해 나가고 있다. 국내 녹색건축 인증제도도 이러한 국제적 흐름에 맞춰 글로벌하게 제도 및 기준으로 운영될 필요가 있다.

녹색건축 인증제도의 7개 전문분야 중 물순환관리 분야는 10%의 가중치를 차지하고 있는 분야이며, 물절약 및 물순환을 도모하는 것을 목적으로 한다. 이 중 ‘절수형기기 사용’ 인증항목은 물 사용 저감을 평가하는 항목이다. 하지만 이 인증항목은 인증제도의 도입 초기부터 큰 개정이 없었던 항목이며, 필수항목으로 대부분의 인증 받은 건축물은 높은 점수를 취득하고 있는 항목으로 변별력을 갖지 못하는 항목이다. 또한 환경마크 인증 대상 제품의 적용여부에 따라 평가하고 있으나, 환경마크 인증기준의 경우 수도법에서 제시하는 기준과 같은 실정이다. 녹색건축 인증을 받은 건축물의 수준이 법적 기준과 같은 수준이며, 녹색건축 인증 건축물의 수준향상을 위해서는 성능적인 인증항목으로의 개정이 필요하다.

따라서 본 논문에서는 현재 환경마크 제품의 적용에 따라 평가되고 있는 물순환관리 분야의 ‘절수형 기기 사용’ 인증항목에 대해 성능적인 인증항목으로서의 개정을 제안하고자 한다.

본 연구에서는 녹색건축 인증제도의 주거용 건축물과 비주거용 건축물의 “절수형기기 사용” 인증항목의 개정(안)을 제안하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해서 가장 활발히 인증이 부여되고 있는 공동주택과 업무용 건축물을 대상으로 한다. 연구 방법은 국내외 녹색건축 인증제도의 평가방법 및 절수형기기 관련법규를 살펴보고 이를 바탕으로 개정방향을 제시하고, 사례건축물에 적용함으로써 적정수준을 파악하고, 이를 바탕으로 인증항목의 개정(안)을 제안 한다.

녹색건축 인증제도는 2002년 친환경건축물인증제도로 공동주택을 대상으로 도입되었으며, 2012년 주택성능등급 인정제와 통합하여 녹색건축 인증제도로 제정되었다.

2016년 9월 인증기준이 개정 시 용도분류체계 개편, 인증기준 개정, 대상건축물 확대, 혁신적인 설계분야 도입, 인증등급 산출 프로세스 개편, 평가항목체계 개편, 단계별 필수 평점제 도입 등 개편이 되었다.

현재 녹색건축 인증제도는 주거용 건축물, 비주거용 건축물, 신축건축물, 기준건축물을 대상으로 평가할 수 있으며, 인증취득 건축물은 9,238건(2017년10월 기준)²⁾이며, 연간증가율 25%로 점차 확대되고 있다.

‘절수형기기 사용’ 인증항목명은 2016년 녹색건축 인증제도 개정 시 개정되었으며 종전에는 ‘생활용 상수 절감 대책의 타당성’ 이라는 항목 명으로 운영되었다.

2002년 인증제도 처음 도입당시 기준 건물 대비 심사 대상 건물의 일일 1인당 상수 사용량 절감률에 따라 평가하는 성능기준 평가방법에서 2005년 이후 환경표지 인증을 받은 제품의 적용 여부에 따라 평가하는 방법으로 개정되었다.

배점은 2002년 3점, 평가항목이었으며, 2005년 4점으로 배점이 향상조정 되었으며, 2010년 필수항목으로 개정되었고, 최소평점이 도입되었다. 2016년 배점은 3점으로 하향조정 되었고, 최우수등급 및 우수등급에 한하여 최소 1.8점을 받도록 단계별 필수평점제로 개정되었다. (Table1)

‘절수형기기 사용’ 인증항목의 목적은 도심 인구 증가에 따른 물수요의 증가는 수질 악화 및 도시하수 처리비용 증가 등의 문제를 발생시킴으로 절수형 기기를 사용함으로써 물 사용량 절감 및 에너지 소비를 줄이는 것³⁾이다.

평가방법은 환경표지(마크) 인증 대상제품의 적용 여부에 따라서 평가하며, 용도별 절수 방법에 따라 점수로 계산을 하고 점수 합계에 따라 평점⁴⁾을 산출한다.

신축주거용 건축물은 1급(평점3점)의 경우 점수 합계가 5점 이상이어야 하며, 신축 비주거용 건축물은 1급(평점3점)의 경우 6점 이상이어야 한다. 아래 표(Table 2)에서 환경표지 인증 대상 제품을 용도별로 사용했을 경우 각 1점씩 합산하며, 환경표지 인증대상 제품 외에 세대별 감압밸브를 설치(급수압력이 2.5kgf/㎠이하)할 경우 점수합계에서 1점을 받을 수 있다. 비주거용 건축물의 경우 모든 소변기에 환경표지 인증대상제품을 사용하는 경우, 물을 사용하지 않는 소변기를 적용하는 경우 점수합계에서 각 1점씩 합산할 수 있다. 또한 주거용과 비주거용 건축물에서 환경표지 제품인 절수형 수도꼭지, 샤워헤드, 절수형 양변기 중에서 사용수량 기준 10% 이상 절수되는 제품을 사용하는 경우 추가로 1점을 부여할 수 있다.

주거용 건축물의 경우 발코니 수도꼭지 및 세탁기 부착 수도꼭지의 경우 절수형 수도꼭지 적용대상에서 제외된다. 비주거용 건축물은 환경표지 인증 대상제품을 전 층에 80% 이상 적용하여야 한다.

수도법⁵⁾에서는 절수설비와 절수기기에 대해서 정의를 내리고 있으며, 시행규칙 [별표2] 절수설비와 절수기기의 종류 및 기준 에서는 절수설비, 절수기기 구분 및 수도꼭지, 변기의 기준에 대해 제시하고 있다.

환경표지 인증제도는 1992년 시행되었으며, 같은 용도의 다른 제품에 비해 ‘제품의 환경성’을 개선한 경우 그 제품에 로고(환경마크)를 표시함으로써 소비자(구매자)에게 환경성 개선 정보를 제공하고, 소비자의 환경마크 제품 선호에 부응해 기업이 친환경제품을 개발·생산하도록 유도해 환경개선을 유도하는 자발적 인증제도이다.⁶⁾ 환경표지 인증기준은 8개 분야 166개 대상에 대해서 인증기준을 제시하고 있으며, 15,378개 제품이 인증(2017년 5월 기준)을 받았다. 이 인증항목 중 물 절약과 관련된 인증항목은 절수형 수도꼭지, 절수형 양변기, 소변기, 세탁기, 식기세척기가 있다.

수도법과 환경표지 인증기준에서 제시하는 기준을 비교해본 결과(Table 3) 변기는 양변기 6.0 L/flush, 소변기 2.0 L/flush로 같았다. 또한 수도꼭지의 경우 수도법에서는 수도꼭지와 샤워헤드의 기준을 각각 공급수압 98kPa일 때 6.0 L/min, 7.5 L/min로 제시하고 있었으며, 환경표지 인증기준에서는 절수형 수도꼭지의 경우 용도를 구분하여 주방용 5.5 L/min, 세면용 6.0 L/min, 샤워용 7.0 L/min 기타 6.0 L/min로 제시하고 있다.

해외 녹색건축 인증제도를 살펴보면 대부분의 인증제도에서 수자원을 절약하기 위해 물 사용량 저감, 물 절약과 같은 방법을 운영 하고 있으며, 물 사용 절감률에 따라 평가하고 있다. 이 중 국제적으로 활발히 인증을 부여하고 있는 LEED와 BREEAM의 절수형기기 관련 인증항목을 살펴보았다.

LEED의 경우 물 사용을 평가하기 위한 항목으로 ‘실내 물 사용 저감(Indoor Water Use Reduction)’을 운영하고 있으며, 필수항목과 평가항목으로 구분되어 있다. 필수항목의 경우 물 사용량을 기준치로부터 20% 감소시켜야하며, 평가항목은 물 사용 절감률에 따라 25% 절감시 1점, 50% 절감시 최대 6점까지 점수를 부여하고 있다. 또한 모든 물 사용 기기는 워터센스(Water Sesnse)라벨을 부착하도록 하고 있다.

BREEAM의 경우 물 사용을 평가하기 위한 항목으로 ‘물 사용량(Water consumption)’을 운영하고 있다. 최대 5점까지 부여하고 있으며, Good 등급 이상은 1점을 의무적으로 받아야하며, Outstanding 등급은 2점을 의무적으로 받아야한다. 표준 물 사용량(L/person/day) 대비 대상자의 물 사용량 절감률로 차등점수를 부여하고 있다. 물 사용량 계산 시에는 화장실, 소변기, 세수대, 샤워기, 목욕탕, 식시세척기, 세탁기가 포함되며, 계산프로그램⁷⁾을 이용해 계산하도록 하고 있다. 또한 중수도나 빗물 시스템을 이용할 경우, 사용처 및 지역의 기준을 준수하고 있음을 제출하도록 하고 있다.

건축물 이용자 수 산출방법을 검토하기 위해서 설계기준, LEED, BREEAM, 피난 용량 설계 시 할용되는 재실자 밀도 산출방법에 대해서 살펴보았다.

설계기준에서 제시하는 방법은 각종 위생기구 수량 산출방법⁸⁾에서 본 연구의 대상건축물인 업무용건축물, 공동주택의 산출방법(Table 5)을 살펴보았다. 건축물의 이용자 수 산정 시에는 상주인원과 외래인원의 합으로 산출하며, 건축물의 상주인원은 연면적에 대한 유효면적비율, 유효면적당 인원, 연면적을 곱해서 산출한다.

N = N1 + N2 (N1 : 상주인원, N2 : 외래인원 (상주인원의10~20%))

N1 = k × n × A (k : 유효면적 비율(%), n: 유효면적당 인원 수(인/㎡), A: 연면적(㎡))

LEED와 BREEAM 인증기준에 서는 건축물의 이용자를 명확하게 알 수 없을 때 건축물 유형과 밀도 기준에 따라 이용자를 산출한다. 일반사무실을 기준으로 LEED의 경우 이용자 1인당 면적(㎡)은 23㎡이며, BREEAM의 경우 면적(㎡)당 0.111인이다. BREEAM의 단위를 1인당 면적으로 환산하면 약 9㎡이다.

피난 용량 설계시 할용되는 재실자 밀도는 공간의 효율적인 활용을 위해 필요한 최소면적을 규정하는 것이 아닌 피난 용량 설계 시 활용되지만 건축물의 이용자 수를 판단할 때 활용할 수 있는 기준이다.

각 국가별로 건축물의 용도에 따른 재실자 밀도를 산정하여 규정하고 있으며, 국내에서도 ‘건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙’, ‘소방시설 등의 성능위주 설계방법 및 기준의 수용인원 산정기준’에서 재실자 밀도 관련 기준⁹⁾을 제시하고 있다.

피난 규정에서 제시하는 재실자 밀도는 BREEAM과 유사함을 확인할 수 있었으며, 국내 법규에서 제시하는 재실자 밀도도 사무실의 경우 9.3㎡/인으로 미국 NFPA기준과 동일함을 확인할 수 있었다. (Table 6)

건축물 이용자 수 산출방법을 검토한 내용을 바탕으로 실제 건축물을 대상으로 적용된 위생기구 수를 반영하여 물 사용량을 산출하였다. 사례 대상건축물은 녹색건축 인증을 우수 등급을 취득한 건축물이며, 건축면적은 5,449.68㎡, 연면적은 17,232.80㎡이다. 건축물 이용자수 검토하기 위하여 앞서 살펴본 각종 위생기구 수량 산출방법(일반사무소) 및 재실자 밀도별 기준, LEED 및 BREEAM 기준을 살펴보았다.

각종 위생기구 수량 산출방법에서는 일반 사무소를 기준으로 유효면적을 60%, 유효면적당 0.15~0.2인을 건축물 이용자 수 기준으로 하고 있었다. 사례 대상 건축물의 건축물 이용자 수를 검토해본 결과 1,550인~2,068인으로 산정하였다.

재실자 밀도 기준에서는 9.3㎡/인을 기준으로 이용자수를 검토한 결과 1,853인이었으며, LEED 기준에서는 23㎡/인으로 건축물 이용자 수의 경우 750인으로 산정하였다. BREEAM 기준에서는 0.111인/㎡으로 건축물 이용자 수가 1,913인으로 산출하였다. LEED기준을 제외하고 약 1,800명으로 각 기준별 큰 차이는 보이지 않았다.

사례 대상 건축물 검토 시 건축물 이용자 수는 1,800명으로 적용하여 남성과 여성의 비율은 50:50으로 물 사용 절감률을 계산하였다. 물 사용 기기별 개수는 ○○건축물의 위생기구 일람표 및 도면을 참고하였으며, 물 사용 기기별 기준은 수도법을 기준으로 하였고, 물 사용 기기별 실제 사용량 값은 실제 기기별 기준을 확인할 수 없어 임의로 산정하였다. 물 사용량 산출은 아래 산출방법에 따라 산출하였다.

1일 물 사용량은 기준 사용량은 1,385,550L, 계획 사용량은 1,015,470L로 산출되었다. 연간 물 사용량은 연간 사용일수를 250일 기준으로 하였을 때 기준 사용량은 346,387,500L, 계획사용량은 253,867,500L로 산출되었다. 따라서 사례대상건축물의 물 사용 절감률은 26.70%로 산출되었다.

• ① 건축물 물 사용 기기 수 파악
• ② 물 사용 기기별 사용수량 파악
• ③ 연간 물 사용량 기준 계산
  연간 물 사용량(기준) = 사용수량(기기별 기준) × 사용기기수 × 1일 사용량 × 사용일수
• ④ 연간 물 사용량 계획 계산
  연간 물 사용량(계획) = 사용수량(기기별 성능) × 사용기기수 × 1일 사용량 × 사용일수
• ⑤ 연간 물 사용 절감률 계산
  물 사용 절감률 (%) =1 - 물 사용 절감률 %= 1-연간 물 사용량계획연간 물 사용량기준×100

연간 물 사용량 절감률 산출 시 이용자 수는 산출식의 분모와 분자에 모두 적용되므로 물 사용 절감률을 산출할 때 대입을 하지 않아도 절감률을 산 출 할 수 있었다.

따라서 본 연구에서는 건축물 이용자 수를 적용하지 않고 물 사용 절감률에 따라 산출하는 방법으로 제안하고자 한다.

절수형기기 사용 인증항목의 등급 수준을 검토하기 위해서 녹색건축 인증 취득 건축물의 현황을 조사하였다. 절수형기기 사용 인증항목은 대부분의 건축물에서 인증등급에 관계없이 1급을 취득하여 4점을 획득함을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 2013 인증기준으로 평가된 업무용건축물 10건, 공동주택 4건에 대해 물 사용 절감률을 산출하여 등급수준을 검토하였다.

물 사용 절감률 산출시 이용자를 제외하고 산출하였으며, 물 사용기준은 수도법을 기준으로 하였다. 물 사용 기기 수는 위생기구 일람표 및 도면을 참고하였다. 이때 확인이 어려운 경우의 양변기는 여성용과 남성용은 2:1의 비율로 산정하였다. 또한 각 건축물별로 적용된 물 사용 기기의 사용량 값은 실제 환경마크 인증(토수량 및 사용수량)정보를 바탕으로 산정하였다. 다만 이 때 확인이 어려운 인증 기기의 경우는 인증정보의 평균 사용수량을 적용하였다. 방문자를 추가한 절감률의 경우에는 방문자를 전일 이용자의 0.1¹⁰⁾을 적용하여 산출하였다.

또한 이때 절수형기기 기준별로 어느 정도 차이가 있는지, 기준별 사용량 비교(Table 9) 내용을 바탕으로 환경마크 기준, 환경마크 인증 받은 기기 최소 값, 환경마크 인증 받은 기기 평균값에 대해 추가 검토하였다.

사례 대상 건축물의 물 사용 절감률 산출 시 실제 적용된 기기를 대상으로 절감률(Table10, 11, Water Consumption Reduction Rate)을 산출하였으며, 물 사용 절감률을 비교하기 위하여 Table 9의 환경마크 기준, 환경마크 인증 받은 기기 최소 값, 환경마크 인증 받은 기기 평균값 따라 사례 대상건축물의 절감률(Table 10, 11, Eco-label Reduction Rate)을 산출하였다.

업무용건축물 10개 대상 건축물의 물 사용 절감률 산출 결과(Table10) 현행 기준으로 약 10% 절감이 이루어지며, 방문자 가산 시 약 0.2% 더 절감되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 환경마크 인증기기 중 물 사용을 최소로 하는 기기를 적용했을 시 평균 약 52% 정도 절감이 가능한 것을 확인하였으며, 환경마크 인증기기 중 평균값으로 적용하였을 경우 평균 약 12%로 나타나는 것을 확인하였다.

또한 공동주택 4개 대상건축물의 물 사용 절감률 산출결과(Table 11) 현행기준으로 약 20% 절감이 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며 환경마크 인증기기 중 물 사용을 최소로 하는 기기를 적용했을 시 평균 약 60% 정도 절감이 가능한 것을 확인하였으며, 환경마크 인증기기 중 평균값으로 적용하였을 경우 평균 약 26%로 나타나는 것을 확인하였다.

절수형기기 사용 등급 수준 검토한 내용을 바탕으로 본 연구에서는 절수형 기기 사용 인증항목을 다음 표와 같이 주거용 건축물 및 비주거용 건축물의 개선안을 제안하고자 한다.

절수형 기기 사용인증항목의 평가 목적은 도심 인구 증가에 따른 물수요의 증가는 수질 악화와 도시하수 처리비용 증가 등의 문제를 발생시킴으로 절수형 기기를 사용함으로써 물 사용량 절감 및 에너지 소비를 줄이는 것¹¹⁾을 목적으로 하며, 평가방법은 물 사용 절감률에 따라서 평가한다.

산출방법은 물 사용 절감률은 연간 물 사용량 기준 대비 연간 물 사용량 계획량의 절감률에 따라 평가하며, 물 사용 기기가 설계된 경우 물 사용 기기별 성능기준에 따라 사용수량을 산출하여 계산한다.

연간 기준 물 사용량은 물 사용 기기별 기준으로 수도법을 기준으로 하였으며, 기기별 기준(Table 13), 사용기기 수, 1일 사용량(Table 14 또는 15), 사용일 수를 곱하여 산정한다. 연간 계획 물 사용량은 물 사용 기기별 실제 기준으로 산정하며, 기기별 성능(실제 물 사용량), 사용기기 수, 1일 사용량(Table 14 또는 15), 사용일 수를 곱하여 산정한다.

물 사용 절감률 등급수준은 앞서 산출한 절감률을 바탕으로 4급의 경우 10% 이상 20% 미만, 3급의 경우 20% 이상 25% 미만, 2급의 경우 25% 이상 30% 미만, 1급의 경우 30% 이상으로 제시하였으며, 물 사용 기기별 기준은 수도법을 기준으로 제시하였으며, 물 사용량 기준은 LEED에서 제시하고 있는 1일 사용량 기준을 활용하였다. 건축물의 용도에 따라서 물 사용기기 사용량 및 시간이 다르기 때문에 구분하여 제안하였다.