넷 제로 에너지 디자인 (Net Zero Energy Design)

풍부하고 탄탄한 기술적 내용을 바탕으로

명쾌하게 핵심원리를 설명하는 지침서



세계적으로 유명한 건축설계사무소의 디렉터인 건축가가 집필한 『넷 제로 에너지 디자인』은 넷 제로 에너지 상업건축의 설계와 시공을 하고 싶어 하는 건축가 또는 관련 시공전문가들에게 유용한 실무지침서다. 이 책은 넷 제로 에너지 빌딩 설계를 위한 합리적인 전략과 단계별 기술 분석, 유용한 예시 및 개발 사례 연구를 제공한다. 다양한 건축설계 유형 및 규모에서 넷 제로 에너지를 어떻게 적용할 것인지에 초점을 맞추는 이 책은 넷 제로 에너지 빌딩 디자인을 달성하는 데 필요한 모든 핵심원리들을 폭넓게 이해할 수 있도록 도와준다.



이 책은 넷 제로 에너지 디자인과 시공, 운영을 시도하는 모두에게 필수적인 자료이며, 다양한 지속가능 건축설계 관련 주제들에 대한 훌륭한 참고자료이기도 하다.

핵심내용들은 다음과 같다.



■상업용 건물의 시행과정에 따른 구성

■실제 프로젝트에 적용하기 위한 탄탄한 기술적 내용

■핵심적인 기술 원리들을 보여주는 분석사례들

■설계 자료로 활용할 수 있는 유용한 설계데이터

■풍부하고 정교한 정보를 담고 있는 그래픽과 컬러삽화, 그리고 사진들

■프로젝트에 설계원리들을 채택하도록 영감을 주는 내용들



이 책은

1장: 넷 제로 에너지 빌딩의 개요(Net Zero Energy Building Overview)

1장은 넷 제로 에너지 빌딩의 개요를 제시한다. 넷 제로 에너지 빌딩이 무엇인지를 정의하고, 그 사례를 들며, 건설 산업의 현 동향을 논한다.



2장: 프로젝트의 개념화와 시행(Project Conception and Delivery)

2장은 넷 제로 에너지 빌딩에 관한 건축주의 관점을 포착하며 넷 제로 에너지의 목표가 한 프로젝트의 초기 개념화에 어떻게 통합될 수 있는지를 설명한다. 또한 업계에서 활용 가능한 다양한 시행방법들과 그것들이 이 목표에 미칠 수 있는 영향을 다룬다.



3장: 통합과정(Integrated Process)

3장은 넷 제로 에너지 프로젝트 시행에 대한 시행 팀의 관점을 제시하고, 프로젝트 시행을 도울 수 있는 통합과정 내의 특정 이슈들을 소개한다.



4장: 에너지(Energy)

4장은 에너지 개념에 관한 입문이다. 에너지 원리들의 기초를 튼튼히 쌓는 것은 넷 제로 에너지 프로젝트의 설계와 시행을 위한 필요조건이다. 이 장은 에너지 목표를 설정하고 그 목표를 추진하는 실무적인 에너지 적용과정에 초점을 맞춘다.



5장: 설계의 기초(Design Fundamentals)

5장은 넷 제로 에너지 프로젝트의 설계를 시작하기 전에 확립하고 이해할 필요가 있는 기초 원리들을 기술한다. 여기서는 기후분석과 부지평가에 대한 관점을 제시하고, 건물의 형상과 매스계획, 건물유형을 넷 제로 에너지의 추구와 관련하여 설명한다.



6장: 패시브 건축(Passive Architecture)

6장은 건축과 함께 시작하는 넷 제로 에너지 디자인과정을 기술한다. 여기서는 건물에서 에너지 부하를 줄이는 패시브 디자인 전략들의 역할을 탐구한다.



7장: 에너지 효율적 건물시스템(Energy-Efficient Building Systems)

7장은 저 에너지 건물시스템 적용과 함께 패시브하게 설계된 건물이 효율적으로 부하를 줄이는 방법에 대한 모델을 제시한다.



8장: 재생에너지(Renewable Energy)

8장은 프로젝트에 적용 가능한 다양한 재생에너지시스템들을 소개하며 그것들이 넷 제로 에너지 프로젝트의 설계와 어떻게 통합될 수 있는지를 설명한다.



9장: 경제학(Economics)

9장은 넷 제로 에너지 빌딩의 이면에 작동하는 경제학을 면밀히 들여다본다. 그 초점은 에너지 효율성과 재생에너지시스템들을 이해하고 분석하는 데에 있다.



10장: 운영과 사용(Operations and Occupancy)

10장은 넷 제로 에너지 빌딩의 가장 중요한 측면에 속하는 운영과 사용을 다룬다. 넷 제로 에너지 빌딩은 실제 운영 중에 측정되기 때문에, 이 요인의 신중한 고려가 매우 중요하다. 이 장은 설계의도와 건물운영의 실제와의 차이를 메우는 역할을 한다.



11장: 넷 제로 에너지(Net Zero Energy)

11장은 앞 장들의 종합단계로서, 프로젝트의 넷 제로 에너지 균형을 측정하기 위한 최종계산법을 도출한다. 또한 이 장은 건물 프로젝트의 탄소중립을 이해하고 평가하는 체계도 제공한다.



12장: 사례연구(Case Study): 에너지부/국립재생에너지연구소 연구지원시설(DOE/NREL Research Support Facility)

넷 제로 에너지 시행 실무를 배우고 발전시키는 가장 좋은 방법은 실제 사례이므로, 12장에서는 에너지부/국립재생에너지연구소 연구지원시설 프로젝트를 하나의 사례연구로서 제시한다.

0 서론

0.1 나의 넷 제로 에너지 여정ㆍ11

0.2 이 책의 활용법ㆍ12



1장 넷 제로 에너지 빌딩의 개요ㆍ19

1.1 넷 제로 에너지 빌딩을 위한 변론ㆍ19

1.2 넷 제로 에너지의 정의ㆍ21

1.3 넷 제로 에너지 빌딩의 분류ㆍ28

1.4 넷 제로 에너지에 대한 대안적 접근들ㆍ30

1.5 넷 제로 에너지 빌딩의 인증ㆍ33

1.6 건설 산업의 연구와 동향ㆍ34

1.7 건설 산업 프로그램ㆍ38

1.8 건설 산업 법규와 규정ㆍ39

1.9 건물 등급 시스템과 에너지 라벨링 시스템ㆍ42



2장 프로젝트의 개념화와 시행ㆍ47

2.1 넷 제로 에너지 목표ㆍ47

2.2 프로젝트의 개념화ㆍ56

2.3 프로젝트 계획ㆍ60

2.4 프로젝트 팀 선정ㆍ64

2.5 시행방법ㆍ68

2.6 위험과 보상ㆍ72



3장 통합과정ㆍ77

3.1 통합된 시행과 관리ㆍ77

3.2 프로젝트 시행단계ㆍ83

3.3 통합설계방법ㆍ89

3.4 건물 에너지 모델링ㆍ93

4장 에너지ㆍ109

4.1 에너지의 기초ㆍ109

4.2 에너지사용강도ㆍ122

4.3 에너지 목표ㆍ129

4.4 에너지 및 열 쾌적성ㆍ145



5장 설계의 기초ㆍ153

5.1 에너지 설계조건ㆍ153

5.2 기후평가ㆍ153

5.3 부지평가ㆍ178

5.4 건물의 형태계획과 형상ㆍ185

5.5 건축형식과 조닝ㆍ196



6장 패시브 건축ㆍ201

6.1 패시브 디자인ㆍ201

6.2 설계과학ㆍ204

6.3 건물외피ㆍ220

6.4 패시브 전략ㆍ233



7장 에너지 효율적 건물시스템ㆍ249

7.1 액티브 시스템ㆍ249

7.2 기본개념ㆍ253

7.3 냉난방공조의 개요ㆍ258

7.4 저에너지 분배ㆍ261

7.5 저에너지 일차설비ㆍ266

7.6 옥내온수ㆍ274

7.7 조명ㆍ276

7.8 지역에너지ㆍ284

8장 재생에너지ㆍ289

8.1 재생에너지의 기초ㆍ289

8.2 태양전력ㆍ290

8.3 태양열ㆍ303

8.4 풍력ㆍ311

8.5 수력ㆍ318

8.6 지열ㆍ324

8.7 바이오매스ㆍ327

8.8 연료전지와 수소ㆍ332



9장 경제학ㆍ337

9.1 재무 고려사항ㆍ337

9.2 재무모델ㆍ347

9.3 재무분석ㆍ350

9.4 넷 제로 에너지 및 부동산 시장ㆍ359



10장 운영과 사용ㆍ363

10.1 건물의 운영ㆍ363

10.2 플러그부하ㆍ368

10.3 친환경적 행동ㆍ373

10.4 넷 제로 에너지 성능계획ㆍ379



11장 넷 제로 에너지ㆍ383

11.1 넷 제로 에너지 균형ㆍ383

11.2 넷 제로 에너지 척도ㆍ383

11.3 탄소중립ㆍ391



12장 사례연구: 에너지부/국립재생에너지연구소 연구지원시설ㆍ403

12.1 서론ㆍ403

12.2 과정ㆍ403

12.3 프로젝트 경제학ㆍ405

12.4 기후, 부지, 프로그램ㆍ406

12.5 설계응답ㆍ409

12.6 운영과 사용ㆍ422

12.7 성능측정ㆍ427

Tom Hootman 저자 Tom Hootman(톰 훗먼, 미국건축사, LEED AP)은 건축가이자 지속가능한 건축환경 설계 시장을 이끌어 가는 디자인사무소 RNL의 디렉터이다. 훗먼은 RNL에서 지속가능건축 관련 실무 수행, 설계표준안 제정, 다양한 교육 및 연구 활동과 대외활동을 주도하고 있다. 그는 미 국립재생에너지연구소 연구지원시설을 비롯하여 몇몇 넷 제로 에너지 디자인 프로젝트에 대한 작업을 해왔다.