패시브하우스란?
- 단위면적(㎡) 당 년간 난방에너지 요구량이 15㎾h 이하이고, 1차에너지 요구량이 120㎾h 이하인 건물
- 에너지소비가 ㎡당 1.5L 이하인 건물
패시브하우스는 1995년 독일의 볼프강 파이스트 박사에 의해 최초로 건축됐고 고단열 고기밀의 건축 자재로 지어 난방에너지 소비를 95%까지 줄인 초저에너지 건축물을 말한다. 주거용 건물이나 비주거용 건물에 상관없이 에너지 수요가 대단히 적은 건축물을 말한다.
패시브하우스는 고단열 고기밀을 통해 인체의 체온과 햇빛으로 난방을 하는 주택이다. 풍력·태양열 등을 이용해 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스와 대응하는 개념으로 단열공법을 통해 에너지효율을 높인다.
패시브하우스의 성립조건 중에서 가장 기본이 되는 기준은 난방과 냉방을 위한 최대 부하가 10W/㎡를 넘지 않아야 한다는 것이다.
이 기준은 패시브하우스를 처음으로 연구하고 발전시킨 연구자나 건축가들이 단순히 에너지소비를 낮추기 위해서 자의적으로 정한 것이 아니고, 쾌적한 실내 공기온도를 실현하기 위해 소비해야만 하는 최소의 에너지값을 찾는 가운데 도출된 것이다.
모든 건물은 그것이 어떤 용도로 사용하는가에 관계없이 패시브하우스의 기준에 맞도록 건축될 수 있다. 난방부하를 최소로 유지할 수 있도록 단열, 기밀성, 열회수 환기시스템에 세심한 주의를 기울이고 열교를 최소화해서 외부로 빠져나가는 열을 가능한 줄이면 어떤 건물이라도 패시브하우스 형태로 실현할 수 있는 것이다. 이미 주거용 건물은 물론이고 사무용, 상업용,
공장 건물의 경우에도 패시브하우스의 기준에 맞는 건물이 선을 보였다.
패시브하우스 건축물의 아이디어
건축물 내에는 사람의 인체열, 기계의 발열, 태양빛 등 열에너지가 발생한다. 패시브하우스는 이러한 열들을 이용해 난방을 할 수 없을까라는 아이디어에서 출발했다. 발생 총 열량을 계산해 이 열들을 가둬 둘 수 있는 단열과 기밀조건을 계산하게 됐고, 난방설비의 도움없이 겨울을 보낼 수 있는 패시브주택 탄생(난방설비는 백업용도로 규모를 축소해 설치)하게 됐다.
■ 패시브하우스 정략적 인증 기준
유럽연합 27개국은 지난 2009년 1월부터 건축허가, 매매, 임대 등의 부동산 거래 시 반드시 에너지 성능 인증서(Energey perfomance Certificate)를 첨부하도록 의무화 하고 있다.
■ 패시브하우스의 열적 쾌적성
- 고단열고기밀창호 사용으로 외부 영하 기온에서 실내측 유리 표면온도 18도 이상 유지
- 창호쪽 냉기 거의 없음
- 벽체 표면온도 20도 이상 유지(곰팡이 번식 불가)
- 복사열로 인한 체온 증감이 없음
- 열적 쾌적성 100%보장
패시브하우스 요소기술 및 조건
1. 향을 고려한 배치계획
동,남향 배치를 고려해 평면을 구성한다. 주 사용공간을 동·남향에 배치하고, 부 사용공간을 북·서향에 배치하도록 한다. 동일한 바닥면적에 대해 외기에 접하는 면적의 비율이 최소화되도록 매스계획을 한다.
2. 고단열 시공
국내 단열 기준의 약 3~4배 강화
-벽체열관류율: 0.15W/㎡k
-지붕열관류율: 0.15W/㎡k
-바닥열관류율: 0.15W/㎡k
-창호열관류율: 0.80W/㎡k
3. 고기밀 시공
-국내 기밀성 기준의 약 10~20배 강화
-일반건축물 기밀성능: n50<12h-1
-패시브하우스 기밀성능: n50<0.6h-1
-기밀성능 향상 자재 사용 필수(기밀방습 멤브레인 사용 필수)
-시공전후 브로어도어테스트(Blowertest) 필수
패시브하우스의 구성요소
패시브하우스를 건축하려 할 때 도입해야 하는 설계 요소들은 원칙적으로 이미 알려진 일반적인 건물설계에서 고려되는 것과 크게 다를 바 없다. 패시브하우스를 설계할 때 기본적으로 고려해야 하는 조건은 그 지역의 위도와 기후이다. 위도는 햇빛을 패시브 또는 액티브한 방식으로 이용하려 할 때 반드시 고려되어야 하는 중요한 요소이다. 기후 데이터들, 예를 들어 태양광의 직달 및 간접 일사량의 시간별 값, 풍속, 온도, 습도 등도 건물 설계에서 고려되어야 할 중요한 요소이다. 이것들은 건물 외피에 요구되는 단열두께와 냉난방 부하 계산에 영향을 미치고, 또한 연간 평균 냉난방 에너지수요와 태양에너지의 이용가능량에도 영향을 준다.
패시브하우스에는 높은 에너지 효율이 요구된다. 이를 충족하기 위해서는 앞으로 설명하게 될 건축요소들이 최적으로 설계되어야 한다. 이들 요소는 구조적인 것과 기술적인 것으로 구분될 수 있다. 패시브하우스의 설계 기준과 특정 요소들은 설계 과정에 전체로서 포함되는 것이다. 설계, 선별된 요소들을 바탕으로 수행되는 냉난방부하의 계산 그리고 온수나 가전기기 이용 등 다른 서비스를 위한 에너지 수요 계산은 패시브하우스의 성공적인 설계를 위해서 결정적으로 중요한 것이다. 재생가능 에너지의 이용은 패시브하우스의 일차에너지 소비를 줄이는 데 크게 기여할 수 있다. 적정한 가격의 태양열 설비는 중부유럽에 지어지는 주거용 패시브하우스의 전체 저온 에너지수요의 40~60%를 담당할 수 있다.
중부유럽에서는 특정한 건물의 설계에 대해 독일 다름슈타트의 패시브하우스 연구소에서 "패시브하우스"라는 인증서를 발행하고 있는데, 인증서를 받으려면 건물의 설계와 그 건축요소들의 상세한 정보들을 ‘패시브하우스 프로젝션 패킷’(PHPP)이라고 하는 계산 소프트웨어에 입력해야 한다. 2007년 6월부터는 전 세계의 기후구역에 대해서도 이 소프트웨어를 이용할 수 있게 되었다. 그러나 건물의 세밀한 설계와 구성요소를 이 계산 소프트웨어에 넣는 것은 꽤 복잡하고, 많은 노력이 필요하다.
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