Research Article

Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 30 December 2021. 671-684
https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20210056

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  •   연구의 목적

  •   연구의 방법 및 절차

  • 문헌조사

  •   선행연구

  •   패시브인증 단독주택

  • 분석방법

  • 분석결과

  • 결 론

서 론

연구의 목적

영국(`19.6), EU(`20.3), 한국(`20.10), 미국(`21.1) 등 주요 25개국의 탄소중립 선언과 기후정상회의(`21.4), P4G 정상회의(`21.5) 개최 등 탄소중립이 글로벌 뉴노멀로 정착되고 있다. 이에 우리 정부는 2030 국가 온실가스 감축목표 상향안과 2050 탄소중립 시나리오안을 확정하고 국제사회에 발표(`21.10)하였다(TKG, 2021). 구체적인 온실가스 감축목표 이행을 위하여 각 부문별 추진전략을 수립하고 제도 개선과 각종 지원이 이뤄질 것이다.

국가 온실가스 배출원 중 건물 부문은 2018년 52.1백만톤에 이르는 온실가스 배출량을 2030년 35백만톤으로 약 32.8%를 감축하도록 목표가 설정되었다(CNC, 2021). 이러한 직접 배출 외에도 건물에서 전력사용 등 간접 배출까지 고려한다면 건물부문은 탄소중립 달성을 위한 주요 수단으로 인식될 수밖에 없다. 건물부문 대응 수단으로 녹색건축 관련 기준은 주로 공동주택과 대형 건축물, 공공건축물 위주이고 소규모 건축물에 대해서는 관련 연구와 기반 제도가 부족한 실정이다. 제2차 녹색건축물 기본계획(`20~`24)은 소규모 건축물의 취약성과 지원 필요성을 반영하여 소규모주택 성능기준 강화 등을 과제로 반영한 바 있다(MOLIT, 2020a). 건축물 통계(MOLIT, 2020b)를 보면, 2020년 건축물 동수 기준으로 주거용 건축물은 전체 건축물의 약 63.3%를 차지하고, 이 중 단독주택이 약 77%의 비중을 차지하고 있다. 이에 따라 건물부문 온실가스 감축목표 달성을 위해서는 소규모 주택에 대해서도 리모델링 등을 통한 성능개선 노력과 신축 저에너지 주택의 활발한 보급 등 적극적인 온실가스 배출 감축노력이 필요하다.

부동산 시장에서 소규모 저에너지 주택 보급이 활성화되려면 건축비 증가분 이상으로 시장에서 그 가치가 인정되어 거래되고 수요가 뒷받침 되어야 한다. 패시브 건축 요소의 가치반영을 위해서는 소규모 저에너지 주택 사례의 가치 분석을 통해 실제로 추가되는 공사비 수준을 분석하고 유형화가 먼저 이뤄져야 할 것이다.

일반 건축물 대비 저에너지 단독주택이 갖는 편익은 사회, 경제, 문화, 환경 등 다양한 분야에서 발생할 수 있지만 사회, 문화 등 정성적인 분석과 거시적 판단이 필요한 부문은 저에너지 단독주택의 시장 보급이 활성화되어 충분한 데이터가 확보되었을 때 보다 구체적인 논의가 가능할 것이다. 본 연구에서는 원가 측면의 비용성에 초점을 맞춰 저에너지 단독주택을 건축하기 위한 추가 투자비용(추가공사비)을 분석하였으며, 경제적 가치평가 분석을 위한 기초연구로 그 의의를 갖고자 하였다.

연구의 방법 및 절차

① 대상 선정 : 본 연구에서는 결과의 현실성 제고를 위해 한국패시브건축협회에서 인증 받은 주택사례를 분석대상으로 선정하였다. 2014년부터 2020년까지 한국패시브건축협회에서 패시브인증을 받은 단독주택 90건을 기초자료로 분석하여 일반 단독주택 대비 패시브인증 단독주택의 저에너지 요소 반영을 위한 추가 공사비를 분석하였다.

② 추가공사비 발생요소 설정 : 일반 대비 패시브인증 단독주택의 비용 상승이 발생하는 저에너지 요소는 한국부동산원에서 발간하는 건물신축단가표의 일반 주택에 대한 공종과 패시브인증 주택의 공종을 비교하여 선정하였으며, 이는 패시브건축물 구현요소 6가지와 동일하다. 6 요소는 단열, 기밀, 창호, 열교, 외부 전동차양, 열회수환기장치이다.

③ 대상 유형화 및 저에너지 요소 평균값 도출 : 선정한 단독주택 90건을 구조, 연면적, 층수의 3가지 측면에서 구분하여 구조는 건식(중목구조, 경량목구조, SIP (Structural Insulate Pannels, 구조용 단열패널)구조, 철골조)과 습식(철근콘크리트조)으로, 연면적은 100 ㎡ 이하, 100 ㎡ 이상~ 200 ㎡ 미만, 200 ㎡이상~300 ㎡ 미만, 300 ㎡ 이상으로, 층수는 1층, 2층, 3층, 지하 1층 지상 2층으로 유형화 하고, 이에 맞게 일반 대비 저에너지 6가지 요소를 추출하여 일반화시킨 평균값을 도출하였다.

④ 저에너지 요소 추가 공사비 산정 : 90개의 패시브 인증 주택 사례에서 추출한 일반 대비 저에너지 6가지 요소 평균값에 재료비, 시공비 등을 고려하여 저에너지 요소별 추가 공사비를 산정하였다. 여기서 추가공사비는 일반관리비, 이윤, 부가가치세가 제외된 직접공사비로, 현장여건 등에 따라 달라질 수 있는 총공사비와는 차이가 있으며, 재료비는 물가자료 혹은 업체별 평균값 등을 사용하였고, 시공비는 노무비와 경비를 포함하였다.

⑤ 일반 대비 패시브인증 주택의 공사비 증가율 도출 : 일반주택 대비 패시브인증 주택의 전체 공사비 증가율을 파악하고자 실제 공사비 확인이 가능한 19개의 사례를 추가로 선정하여 6가지 요소 이외의 공사비를 도출하고, 이를 유형별로 재산정하였으며, 일반 대비 패시브 단독주택의 전체 공사비에 대한 증가율을 분석하였다.

연구의 방법 및 절차를 정리하면 Figure 1과 같다.

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Figure 1.

Methodology

문헌조사

선행연구

저에너지 건축물의 공사비 관련 선행 연구는 제로에너지빌딩(ZEB), 에너지효율등급 인증 건축물, 녹색건축 인증 건축물 등 주로 업무시설, 교육시설, 공동주택 등의 대형 건축물 및 공공 건축물 위주로 진행되어 왔으며, 소규모 주택에 대한 연구는 미흡한 실정이다.

Kim et al. (2015)는 도시지역 아파트 가구를 대상으로 가구의 에너지비용절감에 따른 편익을 산정, 경제성을 충족시키면서 에너지효율주택에 투자될 수 있는 최대비용을 산정하였으며, 경제성을 확보한 에너지효율주택의 투자규모는 에너지 절감률이 높을수록, 할인율이 낮을수록, 운영기간이 길수록 증가하는 것으로 분석하였다. Yoo et al. (2015)는 건축물에너지효율등급 인증을 받은 업무용 건축물의 경제적 가치산정을 위해, 각 5개의 인증건물과 비인증 건물의 초기 공사비를 비교하였으며, 대상건축물의 총생애주기비용, 1차에너지사용량 조사, 거주자 만족도 설문조사를 통해 비용편익 분석을 수행하였다. Kim et al. (2017)는 건축물 에너지효율등급 인증을 받은 교육연구시설, 업무시설, 기타시설에 대한 관계자 설문을 통해 추가공사비를 분석하였으며, 1+ 등급과 1++ 등급 간의 공사비 차이를 도출하였다. Kim et al. (2018)는 설계 중인 서울 소재 공동주택 3개 단지를 분석하여, 제로에너지 건축물 인증을 획득하기 위한 에너지 절약 설계요소를 검토하였고 신재생에너지를 통한 자립률과 공사비를 도출하였다. 설치 비용 대비 1차에너지 소요량 절감률이 큰 것은 태양광, 태양열, 지열 시스템 순으로 나타났으며, 제로에너지건축물 1등급 획득을 위해서는 미니 태양광, 옥상태양광, BIPV 설치가 필요한 것으로 확인되었다. Kim (2020)은 일반 업무시설에 대한 제로에너지빌딩 추가 공사비 변화에 따른 비용편익 분석을 진행하였으며, 비용증분에 해당하는 추가공사비는 선행연구 및 실증사례를 기초로 범위를 산정하였고, 편익증분은 에너지 절감에 따른 운영비 절감비용(전기료) 및 사회적 비용(탄소배출 저감 및 대기오염 물질저감) 효과를 바탕으로 환산하여 적용하였다.

정리하자면, 국내 기존 연구는 주로 ZEB, 녹색건축인증, 에너지효율등급 인증 등을 받은 오피스, 공동주택 등의 대형 건축물을 대상으로 사례 분석을 하였으며, 비용과 편익의 측면에서 에너지 성능 추가 공사비를 비용으로, 에너지 절감에 따른 효용을 편익으로 보았다. 본 연구에서도 저에너지 요소에 대한 추가공사비 산출을 통해 원가 측면의 비용성 분석을 하였으며, 기존의 연구와 다른 점은 소규모의 단독주택을 대상으로 하고, 물가자료 및 실제 견적 등을 활용해 정량적으로 공사비를 산출한 부분이라 하겠다.

패시브인증 단독주택

본 연구에서는 (사)한국패시브협회의 인증을 받은 단독주택 사례분석을 통해 저에너지 요소의 추가비용을 분석하였다. 소규모 단독주택에 대한 제도적 인증기준은 찾기 힘드나 패시브인증 단독주택은 사례가 많고 상세한 정보 획득이 가능하여 연구의 목적과 부합하는 것으로 판단하였다. 패시브 건축물이란 자연열을 난방의 주된 수단으로 활용하여 적절한 실내 온도를 유지하고, 생활에 필요한 최소한의 신선한 공기를 알맞은 온도로 공급함으로써 재실자가 열적, 공기질적으로 만족할 수 있는 건물을 뜻한다. 이를 위해 연간 난방에너지요구량이 15 kWh/㎡a 이하여야 하며, 이는 건물을 고단열, 고기밀로 설계하고 환기장치를 이용하여 환기로 인해 버려지는 열을 회수함으로써 가능하게 된다(PHIKO, 2020).

패시브하우스는 에너지 소비가 많은 직접적인 설비를 최대한 배제하고 간접적 수단만으로 재실자에게 열쾌감을 부여하도록 고안된 것이며, 직접적인 설비는 반드시 필요로 하는 곳에만 한정적으로 적용시키는 것을 목표로 하므로, 패시브하우스의 보급이 소규모 단독주택에 대한 온실가스 감축 노력의 한 방안이 될 수 있을 것이다.

분석방법

이러한 패시브인증 단독주택 사례는 Figure 2와 같이 습식과 건식의 2가지 구조로, 층수는 4가지 유형으로 나누어 구분하였고, 100 ㎡ 구간으로 연면적 범위를 구분하였다. 90개의 사례에서 패시브인증 단독주택의 저에너지 구현요소로 6가지 요소(단열, 기밀, 창호, 열교,전동차양, 열회수환기장치)에 대한 평균적인 값을 도출하고, 모델링화 하였다. 여기에 재료비와 시공비를 고려하여 최종 추가공사비를 산출하였다. 각 요소별 비용 산출과정은 다음과 같다.

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Figure 2.

Total Area, Structure, Scale Distribution of 90 Cases

① 단열 : 단열 추가공사비를 산정하기 위해, 90건 사례의 연면적과 규모에 따라서 외피면적을 추출하고 평균값을 도출하였다. 지붕은 단순 평지붕과 30°경사의 박공지붕으로만 구분하였다. 일반주택은 벽체 외단열, 지붕 내단열 구성으로 가정하였고, 패시브인증 주택은 벽체, 지붕 모두 외단열로 구성하였다. 습식 건축물은 평지붕을 모델로 하였고, 건식 건축물은 경사지붕을 모델로 계산하였다. 본 연구에서는 ‘중부2’ 지역의 ‘지역별 건축물 부위의 열관류율표’를 적용하여 구성된 레이어의 법적기준 충족 여부를 검토하였다.

각 구분별 단열의 레이어 구성은 Table 1과 같다.

단열 요소의 재료비 및 시공비 산정을 위해 비드법, 압출법 단열재의 재료비는 (사)한국물가협회(KPRC, 2020b)의 물가자료를 사용하였고, 전국 평균값 및 업체별 평균값을 사용하였으며, 글라스울 단열재는 시장점유율이 높은 I사의 제품을 사용하였다. 시공비는 종합물가정보에서 추출하였다(KPRC, 2020a). 습식구조의 단열요소 비용은 아래의 산정 식에 따라 바닥, 벽, 지붕의 산출 값을 합산하여 도출하였다.

(1)
Cost=(Area×1.05MaterialSize×MaterialPrice)+(Area×Const.Cost')

여기서, Area는 바닥, 벽, 지붕 각각의 면적이고 1.05는 할증률이다. Const. Cost´는 바닥은 슬래브 위 깔기 시공비, 벽체는 일체타설 시공비, 지붕은 접착제 붙이기; 천장 시공비이다. 건식구조는 아래의 산정 식에 따라 바닥, 벽, 지붕의 산출 값을 합산하여 도출하였다.

(2)
Cost=(Area×1.05×MaterialPrice)+(Area×Const.Cost')

여기서, Area는 바닥, 벽, 지붕 각각의 면적이고 1.05는 할증률이다. Const. Cost´는 바닥은 슬래브 위 깔기 시공비, 벽체는 격자넣기; 벽 시공비, 지붕은 격자넣기; 천장시공비이다.

Table 1.

Heat transmission coefficient of each part (Wet & Dry construction)

Insulation Composition of General House Insulation Composition of Passive House
Layer
Composition
Thickness
(mm)
Heat
transmission coef.
Layer
Composition
Thickness
(mm)
Heat
transmission coef.
Wet Roof EPS type2 #1 200 0.149 RC slab 150 0.141
RC slab 150 XPS special 200
Plain conc. 60 Drain board, Plain conc.
Walls Cement mortar 10 0.233 Cement mortar 10 0.158
RC slab 200 RC slab 200
EPS type2 #1 125 EPS type2 #3 200
Floor Cement mortar 60 0.223 Cement mortar 60 0.116
EPS type1 #1 50 EPS type1 #2 50
RC slab 400 RC slab 400
EPS type1 #1 100 XPS special 200
Blinding conc. 60 Blinding conc. 60
Compaction of rubble 200 Compaction of rubble 200
Dry Roof Gypsum board –2 p 19 0.149 Gypsum board- 2 p 19 0.138
Glass-wool 24 K 235 Glass-wool 24 K 184
OSB 11 OSB 11
- - Glass-wool 32 K –2 p 76
Walls Gypsum board –2 p 19 0.197 Gypsum board –2 p 19 0.164
Glass-wool 24 K 140 Glass-wool 24 K 140
OSB 11 OSB 11
Glass-wool 32 K 38 Glass-wool 32 K –2 p 76
Floor Cement mortar 35 0.235 Cement mortar 35 0.178
EPS type1 #2 50 EPS type1 #2 50
RC slab 200 RC slab 200
EPS type1 #2 100 EPS type1 #2 150
Blinding conc. 60 Blinding conc. 60
Compaction of rubble 200 Compaction of rubble 200

② 기밀 : 기밀 추가공사비를 산정하기 위해, 90건 사례의 유형별로 외피면적을 추출하고 평균값을 도출하였다. 기밀 적용 부위는 Figure 3과 같이, 습식의 경우 콘크리트 자체가 기밀층의 역할을 하기 때문에 습식 일반주택은 기밀 적용부위가 없는 것으로 가정하였고, 습식 패시브인증 주택은 설비기밀자재(전기), 배관기밀자재, 콘센트기밀캡, 접착제를 적용하였다. 건식구조는 일반주택의 경우 내부PE필름, 외부 투습방수지를 적용하였고, 패시브인증 주택은 내부 가변형투습방수지, 외부 투습방수지, 공통기밀자재 4종(설비기밀자재(전기), 배관 기밀자재, 콘센트기밀캡, 접착제)을 적용하였다. 창호부위에 투입되는 기밀자재는 시장 특성상 창호에 합산하였다. 기밀테스트 비용은 제외하였고, 재료비는 시장점유율이 높은 ‘기밀자재 업체 P사’의 단가를 사용하였으며, 건식구조 기밀요소의 시공비는 ‘방수필름 설치’ 공사비와 ‘수장공사 도배 바름’을 사용하였다(KPRC, 2020a).

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Figure 3.

Parts of Application of Airtight Elements (Wet & Dry Const.)

각 구분별 기밀적용 요소를 정리하면 Table 2와 같다.

Table 2.

Parts of Application of Airtight Elements

General House Passive House
Wet Construction No part of airtight application Equipment airtight materials (electricity), Pipe sealing materials, Outlet sealing cap, Use of adhesive
Dry Construction Inner PE film, External moisture permeation prevention application Internal moisture permeation prevention (variable type), External moisture permeation prevention, Application of 4 types of common airtight materials (equipment airtight materials (electricity), pipe sealing materials, outlet sealing caps, adhesives) applied

습식 패시브인증 주택은 공통기밀자재 비용을 산출하였고, 산정 식은 다음과 같다.

(3)
Cost=MaterialCost;(EquipmentAirtight+PipeSealing+SwitchboardStoppers+Adhesives)×5EA

건식구조 일반주택의 기밀비용은 아래의 산정 식에 따라 벽, 지붕 값을 합산하였다.

(4)
Cost=[(Area×1.05W(1.8m)×L(91m))×MaterialPrice;PEFilm+(Area×WaterproofFilmConst.Cost)]+[(Area×1.05W(1.5m)×L(50m))×MaterialPrice;MoisturePermeableMembrane+(Area×Const.Cost')]

여기서, Area는 벽, 지붕 각각의 면적이고 1.05는 할증률이다. Const. Cost´는 벽체는 도배바름; 벽, 천장 비용이고, 지붕은 접착시트붙임; 바닥 비용이다. 건식구조 저에너지 주택의 기밀비용은 아래의 산정 식에 따라 도출하였다.

(5)
Cost=(MaterialPriceofWall(orRoof)Part;MoisturePermeableMembrane(VariableType)+Const.Cost;Papering)+(MaterialPrice;MoisturePermeableMembrane+Const.Cost;Papering(orAdhesiveSheet;Floor)+(MaterialPrice;AirtightTape)

③ 창호 : 창호 추가공사비를 산정하기 위해 90건 사례에서 창호면적, 유리면적, 출입문 면적을 추출하였으며 이를 연면적과 규모별로 구분하여 평균값을 도출하였다. 사례를 보면 일반적으로 습식주택이 건식주택에 비해 연면적이 크기 때문에 창호가 크고 개수가 많은 것을 확인할 수 있으나, 본 연구에서는 구조와 연면적, 층수 등을 통제 변인으로 두고 일반대비 저에너지 주택의 차이를 비교분석하였으므로, 습식과 건식에 대한 구조의 차이는 고려하지 않았다. 일반주택의 비용은 (사)한국물가협회(KPRC, 2020b)의 물가자료를 사용하였으며, 패시브인증 주택의 비용은 시스템창호 공급업체의 견적을 사용하였다. 시공비는 종합물가정보에서 추출하였으며(KPRC, 2020a), 일반주택의 재료비 및 시공비는 거래수량 100개 이상일 때의 견적을 사용하였다. 현관문은 면적 2.4 ㎡를 기준하여 1개소로 산정하였으며 2.4 ㎡ 이상일 경우에는 추가면적을 개수로 치환하여 산정하였다. 일반주택과 패시브인증 주택의 창호 구성은 Table 3과 같고, 비용 산정 식은 아래와 같다.

(6)
Cost(GeneralHouse)=FrontDoor+MaterialandConst.Cost;Glazing,Frame,InsectScreen
(7)
Cost(PassiveHouse)=FrontDoor+MaterialandConst.Cost;Glazing,Frame,InsectScreen,RainGutter,Airtight
Table 3.

Window Composition of General House and Passive House

General House Passive House
Window composition -Double window (double glazing)
-22 mm (5+12Ar+5) glass, 225 mm frame
-Low-E coating, transparent color, argon gas, non-use of insulating rod, insect screen included, rain gutter not included
-System window
-Triple glazing, System frame
-Low-E coating, transparent color, argon gas, heat insulation rod, insect screen included, rain gutter included

④ 열교 : 열교 추가비용 산정 대상은 패시브인증 주택이며, 열교저감 추가공사비를 산정하기 위해 Figure 4와 같이, 습식은 접합부 열교저감 부위를 선정하여 비용 산출하였고, 건식은 스터드를 추가하여 선형열교를 점형열교로 바꾸는데 추가되는 비용을 산출하였다. 습식은 옥상 파라펫이 시공되는 평지붕 둘레, 발코니 1개소의 상·하부 각 4 m, 현관 캐노피 1개소 2 m에 대한 열교차단재 사용분을 산정하였고, 건식은 벽체부분에서 2×2 레이어 1겹 추가, 지붕부분에서 2×2 레이어 2겹 추가 비용을 산정하였다. 습식 주택에 사용되는 열교차단재는 시장점유율이 높은 ‘열교차단업체 T사’의 단가를 사용하였고, 건식 주택에 적용되는 각재의 재료비는 종합물가정보에서 추출하였으며, 각재 시공비용은 정확한 공사비가 없으므로 가장 유사한 공사비를 추출하였다(벽체:벽체틀설치, 지붕: 금속기와잇기)(KPRC, 2020a).

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Figure 4.

Thermal Bridge Reduction Part of Lower Energy Buildings (Wet & Dry Const.)

습식 열교저감 비용은 다음 식에 따라 산출하였다.

(8)
Cost=ParapetCost+AdditionalCost

여기서, 파라펫 금액은 평지붕 둘레에 파라펫용 열교차단재 금액을 곱해서 산정하였고, 추가비용은 발코니 1개소(8 m×열교차단재 금액), 캐노피 1개소(2 m×열교차단재 금액), 운반비, 시공비(1품×4), 구조안전 확인 비용을 포함하였다.

건식 열교저감 비용은 아래의 산정 식에 따라 벽, 지붕의 산출 값을 합산하여 도출하였다.

(9)
Cost=(Area×1.05SquareLumberSize×UnitPrice)+(Area×Const.Cost)

여기서, Area는 벽체와 지붕 각각의 면적이고, 1.05는 할증률이다. 각재 길이는 3.6 m로 동일하게 산정하였고, 각재 간격은 벽체 0.4 m, 지붕 0.61 m로 산정하였다.

⑤ 외부 전동차양 : 외부 전동차양은 일반주택에 적용되지 않는 사항이므로 패시브인증 주택 적용 비용만 산정하였다. Table 4와 같이, 90건의 사례 중 창호 크기에 따른 창호개수를 추출한 후 북측의 창호면적 비율을 제외하여 동, 서, 남측의 창호 개수를 재산정하였으며, 재료비 및 시공비는 외부 업체의 견적을 평균하였다. 창호면적이 6 ㎡ 이상일 경우 차양을 분리시공 하므로, 너비를 1.5 m 내로 분할하였다(Figure 5). 외부에 설치되는 전동차양을 기준으로 하였다.

Table 4.

Average Number of Windows (Except for North)

1 ㎡ or less 1~3 ㎡ 3~6 ㎡ 6~9 ㎡ 9~12 ㎡
Less than 100 ㎡ 1F 3.37 4.15 2.48 1.25 1.00
2F 4.00 6.75 2.00 1.00 -
100 ㎡ or more
and less than 200 ㎡
1F 4.14 5.38 2.63 1.80 -
2F 6.23 7.59 3.08 1.38 1.50
200 ㎡ or more
and less than 300 ㎡
2F 5.56 7.67 3.75 1.33 1.50
3F 5.50 12.5 5.50 6.00 1.00
B1F, 2F 7.50 9.00 3.50 2.00 -
300 ㎡ or more 3F 3.67 14.0 4.33 1.50 1.50
B1F, 2F 10.0 5.50 5.00 4.00 2.00

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Figure 5.

Model Drawing : External Electric Awning by Size

(10)
Cost=AverageNmberofWindows×ElectricAwningCost

여기서, 창호 개수는 창호 면적에 따른 동, 남, 서측 향의 창호 개수 평균값이며, 외부전동차양 금액은 B.F사 견적(예가) 평균으로, 재료비와 노무비(설치비 포함), 관리비(경비 포함)를 포함한다.

⑥ 열회수환기장치 : 열회수환기장치 추가비용 산정 대상은 패시브인증 주택이며, 구조를 구분하지 않았다. 연면적, 규모에 따른 재료비 및 시공비에 열회수환기장치 기계비용을 더하여 금액을 산정하고, 수집한 비용 사례가 모든 면적별, 규모별 구분을 만족시키지 못해 일부 구분에서는 100 ㎡ 이상 200 ㎡ 미만 구간에서의 증감률을 기본으로 예측하였다. 열회수환기장치는 4개 업체의 실 시공 시행가 31건에 대한 기계비용(350 cmh 기준 바닥거치형; 부자재 필터박스, 소음기 포함)을 평균하여 적용하였고, 시공비는 인건비, 공구손료, 일반관리비, 차량운행비, 재료비를 합산하여 산출하였다.

분석결과

패시브 주택에만 사용된 요소는 일반주택 대비 증감률을 비교할 수 없으나, 비용의 절대 값만을 확인했을 경우 창호, 차양, 열회수환기장치, 단열, 기밀, 열교 순으로 추가비용이 높게 산정되었다. 90개 사례에서 도출한 6가지 요소의 합산금액을 살펴보면, 습식구조의 경우 일반주택 대비 패시브 주택이 약 1.1 ~ 2배의 추가요소에 대한 비용증가가 있고, 건식구조의 경우 일반주택 대비 패시브 주택이 약 1.1 ~ 1.8배의 추가요소에 대한 비용증가가 있는 것으로 나타났다. 6가지 요소에 대한 추가공사비는 다음과 같다.

습식과 건식 구조의 6가지 요소에 대한 추가공사비와 공사비 증가율은 Table 5, Table 6과 같다.

Table 5.

Additional Cost of 6 Elements (Wet) (1,000 KRW, %)

Wet Const. Insulation Airtightness Glazing Thermal bridge Shading MVHR
Type General Lower
energy
Rate of change General Lower
energy
Rate of change General Lower
energy
Rate of change Sum. Sum. Sum.
Less than 100 ㎡ 1F 11,842 13,172 11.23 - 121 - 8,707 21,476 146.65 8,768 10,578 7,226
2F 12,204 13,791 13.01 - 121 - 11,225 25,373 126.05 10,019 13,147 7,742
100 ㎡ ~200 ㎡ 1F 14,476 16,084 11.10 -  121 - 11,566 27,688 139.39 9,551 12,301 7,226
2F 15,405 17,413 13.03 - 121 - 12,628 32,981 161.17 10,706 15,573 7,742
200 ㎡ ~300 ㎡ 2F 18,412 20,831 13.14 - 121 - 17,697 40,011 126.08 11,298 18,176 7,493
3F 21,447 24,365 13.61 - 121 - 41,771 62,279 49.09 11,631 28,302 8,052
B1 2F 31,320 35,333 12.81 -  121 - 20,635 44,944 117.81 14,391 24,101 7,387
300 ㎡ or more 3F 23,880 27,529 15.28 -  121 - 18,040 53,744 197.92 10,844 25,932 8,189
B1 2F 28,608 32,521 13.68 - 121 - 29,429 56,307 91.33 12,993 24,363 7,501
Table 6.

Additional Cost of 6 Elements (Dry) (1,000 KRW, %)

Dry
Const.
Insulation Airtightness Glazing Thermal bridge Shading MVHR
Type General Lower
energy
Rate of change General Lower
energy
Rate of change General Lower
energy
Rate of change Sum. Sum. Sum.
Less than 100 ㎡ 1F 9,767 13,613 39.37 3,840 6,756 75.96 8,707 21,476 146.65 1,515 10,578 7,226
2F 10,561 14,666 38.87 4,228 7,745 83.19 11,225 25,373 126.05 1,967 13,147 7,742
100 ㎡ ~200 ㎡ 1F 11,898 16,587 39.40 4,394 7,587 72.66 11,566 27,688 139.39 1,817 12,301 7,226
2F 13,341 18,526 38.87 4,969 8,792 76.93 12,628 32,981 161.17 2,491 15,573 7,742
200 ㎡ ~300 ㎡ 2F 15,990 22,200 38.84 5,925 10,373 75.06 17,697 40,011 126.08 3,013 18,176 7,493
3F 18,854 26,153 38.72 7,114 12,715 78.73 41,771 62,279 49.09 3,698 28,302 8,052
B1 2F 26,965 37,462 38.9 10,000 17,493 74.93 20,635 44,944 117.81 3,698 28,302 8,052
300 ㎡ or more 3F 21,907 30,299 38.30 8,122 14,479 78.26 18,040 53,744 197.92 4,868 25,932 8,189
B1 2F 25,197 34,947 38.70 9,310 16,263 74.68 29,429 56,307 91.33 4,972 24,363 7,501

단열은 습식의 경우 최소 11.1%에서 최대 15.28%의 증가율을 보였고, 건식의 경우 최소 38.3%에서 최대 39.4%의 증가율을 보였다. 기밀은 습식의 경우 공통기밀자재 121천원의 추가비용이 발생하였고, 건식의 경우 최소 72.66%에서 최대 83.19%의 증가율을 보였다. 창호는 구조의 차이는 고려하지 않았고, 최소 49.09%, 최대 197.92%의 증가율을 보였다. 창호는 저에너지 6가지 요소 중 추가비용과 비용증가율이 가장 큰 요소임을 확인할 수 있다. 열교, 외부전동차양, 열회수환기장치는 패시브인증 주택을 대상으로 비용 산정하였고, 열교는 습식의 경우 최소 8,768천원, 최대 14,391천원의 추가비용이 발생하였다. 차양과 환기장치는 구조의 차이를 고려하지 않았고, 차양은 최소 10,578천원, 최대 28,302천원의 추가비용이, 환기장치는 최소 7,226천원, 최대 8,189천원의 추가비용이 발생하였다.

Table 7에서와 같이 6가지 요소의 합산금액은 100 ㎡ 미만 지상1층 규모에서 습식 40,792천원, 건식 38,850천원으로 최소, 300 ㎡ 이상 지상3층 규모에서 습식 84,439천원, 건식 89,442천원으로 최대로 산정되었다. 이처럼 6가지 요소에 대한 절대 값은 도출하였으나, 일반 대비 패시브인증 주택의 전체 공사비 증가율을 확인하기 위해, Table 8과 같이 실제 항목별 전체 공사비를 확인할 수 있는 19개의 사례를 추가로 선정하였으며, 해당 구조와 규모로 분류하여 전체 공사 금액, 6 요소 금액 및 6 요소 이외의 금액을 추출하였다.

Table 7.

Total Amount and Additional Cost with 6 Elements (1,000 KRW)

Type General Lower energy Additional cost
Wet Dry Wet Dry Wet Dry
Less than 100 ㎡ 1F 20,549 22,314 61,341 61,164 40,792 38,850
2F 23,429 26,014 70,193 70,640 46,764 44,626
100 ㎡~200 ㎡ 1F 26,042 27,858 72,971 73,205 46,929 45,348
2F 28,033 30,938 84,536 86,105 56,503 55,167
200 ㎡~300 ㎡ 2F 36,109 39,612 97,930 101,266 61,821 61,654
3F 63,218 67,739 134,750 141,199 71,532 73,460
B1 & 2F 51,955 57,600 126,277 139,951 74,322 78,721
300 ㎡ or more 3F 41,920 48,069 126,359 137,511 84,439 89,442
B1 & 2F 58,037 63,936 133,806 144,353 75,769 80,417
Table 8.

Construction Cost of 6 Elements and Other for 19 Cases (㎡, 1,000 KRW)

Type Total
floor area
Number of floors Total
amount
6 elements Others Type Total
floor area
Number of floors Total
amount
6 elements Others
Wet-A 87.6 1F 247,304 56,982 190,322 Dry-F 126.02 2F 337,222 103,745 233,477
Wet-B 333 B1&2F 655,390 197,732 457,658 Dry-G 244.79 2F 458,370 133,160 325,210
Wet-C 124 1F 205,000 39,313 165,687 Dry-H 290.73 B1&2F 518,426 108,008 410,418
Wet-D 188.9 2F 282,914 75,680 207,234 Dry-I 298.86 B1&2F 517,362 151,334 366,028
Wet-E 255.5 2F 407,652 125,026 282,626 Dry-J 59.5 1F 143,695 49,419 94,276
Dry-A 85.6 1F 186,809 39,830 146,980 Dry-K 81.06 1F 171,072 55,109 115,963
Dry-B 85.6 1F 163,234 53,066 110,168 Dry-L 99.7 1F 194,664 64,470 130,193
Dry-C 103.3 1F 215,343 53,155 162,188 Dry-M 122.14 2F 222,992 73,378 149,614
Dry-D 141 1F 218,591 54,066 164,525 Dry-N 159 2F 256,181 75,136 181,046
Dry-E 145.2 2F 275,293 73,423 201,870

6가지 요소 “이외 공사비(Table 8의 Others 항목)”는 단열, 기밀, 창호 등 6가지 요소에 대한 공사비를 모두 제거한 것으로 건축, 설비, 전기의 순공사원가를 산정하였으며 일반관리비, 이윤, 부가가치세가 제외되어 현장여건 등에 따라 달라질 수 있는 총공사비와는 차이가 있다. 6가지 요소 이외의 공사비는 구분에 따라 제곱미터당 공사금액을 계산한 후 대표 면적1)으로 재산정 하였다. 여기에 앞서 90개 사례를 통해 모델링한 저에너지 추가 6가지 요소 금액을 합산하여 “패시브인증 단독주택의 전체공사비”를 도출하였다.

최종적으로, 19개 사례를 활용하여, 저에너지 요소가 없는 “일반주택의 전체 공사비”를 산출하였고, 여기에 “패시브인증 단독주택의 전체공사비”를 비교하여, Table 9와 같이 일반주택 대비 패시브인증 단독주택의 전체 공사비에 대한 증가율을 도출하였다.

Table 9.

Additional Construction Cost Increase Rate with 6 Elements

Type Increase rate (Wet const.) Increase rate (Dry const.)
Less than 100 ㎡ 1F 18.45% 24.85%
2F - -
100 ㎡ or more and less than 200 ㎡ 1F 20.68% 19.81%
2F 29.29% 24.69%
200 ㎡ or more and less than 300 ㎡ 2F 19.13% 16.97%
3F - -
B1 & 2F - 21.75%
300 ㎡ or more 3F - -
B1 & 2F 13.12% -

습식구조 100 ㎡ 미만 지상 2층, 200 ㎡ 이상 300 ㎡ 미만 지상 3층, 200 ㎡ 이상 300 ㎡ 미만 지상 1층, 지상 2층, 300 ㎡ 이상 지상 3층 규모와 건식구조 100 ㎡ 미만 지상 2층, 200 ㎡ 이상 300 ㎡ 미만 지상 3층, 300 ㎡ 이상 지상 3층, 지하 1층, 지상 2층은 항목별 전체공사비를 확인할 수 있는 사례가 없어 비율 산정에서 제외하였으며, 분석 결과는 다음과 같다.

결 론

본 연구는 패시브인증 주택 사례분석을 통해 일반주택 대비 저에너지 주택의 추가공사비를 산정하고, 증가율을 도출하고자 하였다. 이를 위해, 먼저 90건의 패시브인증 주택 사례에서 저에너지 요소 6가지(단열, 기밀, 창호, 열교, 외부전동차양, 열회수환기장치)를 모델링하여 공사비를 산정하고, 6가지 요소에서의 공사비 증가율을 산정하였다. 또한 항목별 공사비가 있는 19개 사례를 대상으로 6가지 요소 이외의 일반 공사비를 산정하고, 앞서 모델링한 6가지 요소 금액을 합산하여, 총 공사비 측면에서 일반주택 대비 패시브인증 주택의 추가공사비 증가율을 도출하였다.

구조형식(습식, 건식), 규모(연면적), 층수는 공사비에 영향을 주는 주요 요소이다. 이에, 3가지 요소를 고려하여 공사비의 증가율은 분석되었다. 분석결과는 다음과 같이 요약된다. 습식구조의 경우 최소 13.12%에서 최대 29.29%까지의 증가율을 보였다. 연면적 300 ㎡ 이상 지하1층, 지상2층 규모에서 13.12% 증가하였고, 연면적 100 ㎡ 이상 200 ㎡ 미만 지상2층 규모에서 29.29% 증가하였다. 건식구조의 경우 최소 16.97%에서 최대 24.85%까지의 증가율을 보였다. 연면적 200 ㎡ 이상 300 ㎡ 미만 지상2층 규모에서 16.97% 증가하였고, 연면적 100 ㎡ 미만 지상1층 규모에서 24.85% 증가하였다. 습식구조의 경우 평균 20.13% 증가하였고, 건식구조의 경우 평균 21.61% 증가하였다.

다만, 본 연구의 결과는 패시브인증 주택 90개 사례와 항목별 공사비를 확보할 수 있는 19개 사례를 바탕으로 하기에, 대표성을 갖기에는 한계가 있으며 사례 건물의 변경에 따라 결과 역시 달라질 수 있다. 따라서 향후 연구에서는 더욱 많은 패시브인증 사례건물에 대한 데이터를 수집하고 저에너지 요소에 대한 추가공사비를 분석할 필요가 있다. 패시브인증 주택의 보급이 증가하고 있기 때문에, 향후 연구에서는 보다 일반화된 결과의 제시가 가능할 것이다.

추후 개선된 결과를 도출하면, 이는 감정평가 과정에서 저에너지 요소에 대한 보정금액 기준으로 활용되어 소규모 주택 가치산정 과정에 유용하게 활용될 것이다. 또한 기존 일반주택의 저에너지 주택으로의 리모델링 시 개략적 비용 추산에 참고할 수 있고, 저에너지 소규모 주택의 보급 등과 관련된 정책·제도 운영에 도움을 줄 수 있을 것이다.

한편, 시장 거래를 통해 저에너지 주택 보급이 활성화 되려면 저에너지 주택의 거래사례 분석을 통해 수요 측면에서의 가치반영 수준도 검토되어야 할 것이다. 추가적으로, 향후 더 많은 공사비 분석결과가 누적되고 부동산 거래를 통해 저에너지 요소의 가치증가분이 매매사례로 지지 된다면, 소규모 저에너지 주택의 가치평가도 유형화될 뿐만 아니라 부동산 시장을 통한 저에너지 주택 보급도 더욱 활성화될 것으로 기대된다.

Acknowledgements

본 연구는 2021년도 국토교통부의 재원으로 도시건축연구 사업의 지원을 받아 수행한 연구임(과제번호: 21AUDP-B151639-03).

References

1
Kim, J.H., Cgiu, M.S., Lee, S.Y. (2015). Estimating the Maximum Feasible Investment for the Energy Efficient Housing. Journal of Korea Planning Association, 50(3), 199-211. 10.17208/jkpa.2015.04.50.3.199
2
Kim, J.H., Kim, C.M., Jang, H.I., Kim, S.S. (2017). A Comparative Analysis of Actual Construction Cost According to Building Energy Efficiency Rating for Non-residential Building. Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems, 11(5), 404-414. 10.12972/jkiaebs.20170012
3
Kim, J.M. (2020). Economic Analysis of Zero Energy Building in South Korea. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 36(3), 147-157.
4
Kim, M.Y., Kim, H.G., Hong, G.P. (2018). Design Factors and Initial Cost by Zero Energy Building Rating Systems through Case Study. KIEAE Journal, 18(2), 55-60. 10.12813/kieae.2018.18.2.055
5
Yoo, Y.J., Shin, S.E., Park, A.Y., Yoon, J.D. (2015). A Study on the Value Calculation of Energy Efficiency Rating Buildings Based on Sustainable Evaluation. Real Estate Focus, 82, 43-58.
6
Carbon Neutral Committee (CNC) (Related Ministries Joint). (2021). Revised 2030 Nationally Determined Contribution (NDC).
7
Korea Price Research Center (KPRC). (2020a). Korea Price Information. Korea Price Information editor. 20.04-539.
8
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT). (2020a). The Second Master Plan for Green Buildings.
9
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT). (2020b). Statistics on Buildings. Available at: https://stat.molit.go.kr.
10
Passive House Institute Korea (PHIKO). (2020). 2-00. The Passive House-definition and requirement. Available at: http://www.phiko.kr.
11
The Korean Government (TKG) (Related Ministries Joint). (2021). 2050 Carbon neutral Scenarios.
12
Korea Price Research Center (KPRC). (2020b). Available at: http://www.kprc.or.kr.

Footnotes

[1] 1) 100 ㎡ 미만: 85.8 ㎡, 100~200 ㎡: 148.5 ㎡, 200~300 ㎡: 247.5 ㎡, 300 ㎡ 이상: 349.8 ㎡

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