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탄소절감, 옥상녹화와 태양광 발전설비③

병행 설치 가이드라인

유재형 기자   |   등록일 : 2022-02-28 17:16:39

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옥상녹화와 태양광 발전설비 병행설치 구조 / 출처: 국토교통부

 

 

국토교통부는 탄소중립 사회를 구현하기 위한 일환으로 옥상녹화와 태양광 발전설비를 병행 설치할 수 있는 가이드라인을 한국건설기술연구원과 함께 20221월에 옥상녹화와 태양광 발전설비 병행 설치 및 유지관리를 위한 가이드라인을 발표했다. 한정된 옥상 공간에서 휴게공간 제공 및 탄소저감을 위한 수단으로서 옥상녹화와 태양광 발전설비가 조화롭게 설치될 수 있도록 유도하기 위함과 두 가지(옥상녹화와 태양광 발전설비)가 병행 설치될 경우에 대해 적절한 지침을 제시하고자 마련했다. 지침의 내용은 설치 유형의 구분, 권장유형, 옥상녹화 인정면적 기준, 토심기준, 식재종 선정, 태양광 발전설비의 설치 방안, 안전 관련 유의사항으로 구성되어 있다.

 

옥상녹화와 태양광 발전설비 병행설치는 건축물 옥상공간에 옥상녹화와 태양광 발전설비가 함께 설치하여 운영하는 것을 지칭하며, 옥상녹화와 태양광 발전설비의 병행설치는 도시 생물다양성의 확보와 에너지 소요량 저감 및 발전 효율 향상의 시너지 효과를 창출하는 것에 목적이 있고 이를 위한 정책적 방안에 활용이 되고 있다.

 

유사한 용어로 옥상녹화와 태양광 발전시설의 통합적 설치로서 의미를 지닌 옥상녹화와 태양광발전시설의 복합시스템(PV integrated system on green roof) 설치가 있고, 옥상녹화 조성사업과 태양광시스템 설치를 연계했다는 의미를 담고 있는 차원에서 옥상녹화-태양광 연계시스템 설치가 있다. 적용범위는 공간적으로 옥상 중 평지붕에 한정하며, 옥상녹화와 태양광 발전설비 병행에 대한 내용으로 한정하고 있다.

 

 

병행설치 유형별 개념도 및 사례 / 출처: 국토교통부

 

옥상녹화와 태양광 발전설비 병행 설치 유형을 살펴보면, 먼저 옥상녹화 유형에서 '경량형(생태형-토심 15cm 이상, 인공토양 사용시 10cm 이상)'과 '중량형(이용형-토심 30cm 이상, 인공토양 사용시 20cm 이상)'을 대상으로 할 수 있다. 옥상녹화와 태양광 발전설비 병행 설치의 경우 '분리 설치형'과 '통합 설치형'으로 구분할 수 있다.

 

분리설치형은 녹화와 태양광 모듈을 분리된 공간에 설치하는 것을 뜻하며, 난간, 파고라, 실외기 지붕, 엘리베이터 탑 등 옥상에 설치되는 시설 상부 또는 시설과 결합하여 설치하는 유형도 포함한다. 유의사항으로는 모듈로 인한 넓은 영구음지로 인해 식물 생장에 방해가 되지 않도록 태양광 모듈이 설치되는 옥상 표면을 제외한 곳에 녹화를 설치해야 하고 이용이 가능한 파고라 등의 지붕을 대체하여 설치하는 경우 옥상녹화와는 별개의 시설로 조성되어야 한다.

 

통합설치형은 태양광 모듈을 1열 혹은 병렬로 설치하면서 옥상의 녹화면과 태양광 발전설비가 분리되지 않은 채 설치되는 것을 뜻하며 유의사항으로 태양광 패널 변의 길이가 긴 쪽 혹은 짧은 쪽이 가로로 가되 경향형 옥상녹화 공간과 연계하여 설치, 패널과 패널 사이 그늘이 지지 않도록 일정 간격을 띄워야 하고 패널 하단부 높이를 녹화 표면으로부터 50cm 이상 높이에서 설치할 것을 권장한다.


 

녹화유형과 태양광 발전설비 용량에 따른 권장 설치 유형 / 출처: 국토교통부

 

 

권장하는 유형은 옥상녹화와 태양광 발전설비 둘 다 옥상에 하중을 가중할 수 있어 사전에 구조안전진단을 수행하여 하중에 대한 고려를 설치 전에 반드시 해야 한다. 중량형 옥상녹화와 대용량 발전설비가 불가능한 것은 아니지만 효율성과 건축물 구조 안전 등을 고려하여 가급적 지양하는 것이 바람직하다. 이에, 녹화와 태양광 발전설비 병행설치 유형은 옥상녹화가 경량형이면 분리 및 통합 설치형 설치 시 제한이 없으나 중량형일 때는 통합 설치형은 가급적 지양하고 있다.

 

 

옥상녹화와 태양광 발전시설 병행 시 옥상녹화 면적 인정 기준 / 출처: 국토교통부

 

옥상녹화와 태양광 발전설비 병행 설치 시 옥상녹화 인정 면적 기준은 태양광 발전 설비의 모듈 크기와 설치 기울기에 따라 영구음지가 다양하게 발생할 수 있다. 그래서 영구음지에서 생육이 가능한 식물을 고려하여 태양광 발전설비 아래 공간에 옥상녹화를 권장하고 있다. 또한 통합설치 시, 태양광 패널의 크기에 의해 뒷면 공간이 수직 투영선으로부터 매우 깊숙이 조성될 경우 깊은 음지로 인해 식물의 생장이 원활하지 못할 수 있음으로 깊은 음지를 생성하지 않도록 패널을 배치하고 식재의 원활한 생장과 관리를 위해 패널 하단부의 높이는 표면으로부터 50cm 이상 설치하는 것을 권장한다.

 

한편, 기존 실험연구에서 통상적으로 사용되는 패널(1m X 2m)의 하부에 지피식물을 식재할 경우, 일부 식재종에서 최소한의 광보상점/광포화점/수분의 확보가 가능하였지만, 더 큰 패널을 설치할 경우, 광원과 수원을 별도로 확보해야 하는 것으로 나타났다. 이에, 옥상녹화와 태양광 발전설비 병행설치 할 경우, 식물생장을 위한 최소한의 광보상점*을 확보하기 위하여 패털 하단부의 높이는 녹화 표현으로부터 50cm 이상 설치하고 권장하는 식재종을 식재할 경우, 조경면적 산정 시 태양광 패널 끝의 수직투영선으로부터 1m 내측 까지를 옥상녹화 면적으로 인정한다.

 

광보상점* : 광보상점(light compensation point)이란 식물의 광합성량이 호흡량과 정확히 일치하는 점의 광도를 일컫는 말이다. 광보상점에서는 광합성을 통한 이산화탄소의 흡수량과 호흡(광호흡과 세포 호흡)을 통한 이산화탄소의 방출량이 같아지며, 호흡에서 비롯된 산소의 흡수량과 광합성의 결과로 방출되는 산소의 양이 같아진다.

 

토심기준은 경량형 녹화를 조성할 경우, 최소 토심 15cm(인공토양 사용시 10cm 이상)를 확보하도록 하고 있으며 옥상녹화가 태양광 발전 설비 가대 아래로 연계가 되어 있는 통합설치형으로 설치해도 무관하다. 중량형 녹화를 조성할 경우는 최소 토심 30cm 이상(인공토양 사용 시 20cm 이상)을 조성해야 하고 토심으로 인한 옥상녹화 설치의 제약과 식재의 생장을 고려하여 병행 설치를 하되 공간은 분리하는 분리 설치형을 설치하는 것이 바람직하다. , 중량형과 통합설치형을 같이 할 경우에는 구조 안전 진단 등 안전 문제에 있어 관리를 요구하는 기준이 필요하다.

 

또한, 식재종 선정에서는 녹화와 태양광 발전설비를 병행 설치할 경우, 태양광 패널과 패널 사이 또는 태양광 패널의 음영에 영향을 받는 부분에는 음지생장이 가능한 식물로 녹화를 하고 발전설비가 식물 생장에 방해가 되지 않도록 한다.

 

 

병행설치에 따른 시너지 / 출처: 국토교통부

 

옥상녹화와 태양광 발전설비 병행에 따른 기대효과로는 태양광 모듈 패널 뒷면 아래에 조성된 옥상녹화의 증발산 및 냉각 효과로 인해 옥상 표면에서 올라오는 반사열을 감소시켜 태양광 발전설비 효율을 일반 옥상대비 6% 증대시킬 수 있다는 연구결과가 있으며, 옥상녹화와 태양광 발전설비 두 가지의 시설을 하나의 공간에 동시에 설치한다는 측면에서 옥상 공간의 활용이 극대화될 수 있다.

 

또한, 병행설치를 통해 인공지반인 건축물의 옥상에 녹화를 조성하여 건축물에 재생에너지 공급과 함께 녹화를 통한 도시생물다양성 확보와 에너지 소비 저감 효과를 동시에 기대할 수 있고, 옥상 녹화를 설치함에 따라 태양광 발전설비만 설치할 경우에 비해 우수 유출량을 저감할 수 있다.

 

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