1. 서 론
2. 선행 연구 고찰
3. 비용-편익 분석 상세
3.1 불법건축물 요소
3.2 분석대상
3.3 가정 사항
3.4 불법건축물 요소 철거에 따른 비용 및 태양광발전 설비 설치 비용 산출 방법
3.5 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 1차에너지소요량 절감률 분석 방법
4. 분석 결과
4.1 불법건축물 현황 분석
4.2 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 비용
4.3 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 1차에너지소요량 절감률 분석
5. 종합분석
6. 결 론
1. 서 론
기후위기 심각성 인식 고조에 따라 국제사회적으로 탄소중립 선언과 기후위기 대응체제에 돌입하며 우리나라도 2050 탄소중립1)을 선언하였고, 부문별 로드맵을 수립하며 건물부문에서는 국토교통 탄소중립 로드맵2)(‘21.12)을 발표하였다. 2030년까지 `18년 총 온실가스 배출량 대비 40%를 감축하고 `50년까지 탄소중립을 목표로 설정하여 건물부문에서는 직접배출로 감축목표를 산정하며 `18년 대비 `30년까지 32.8% 감축, `50년까지 88.1% 감축하는 것을 목표로 하고 있다. 이에 신축건물의 제로에너지화, 기축건물의 그린리모델링이 핵심 추진과제로 설정되었다. 특히, 그린리모델링과 관련하여 2020년부터 취약계층이 이용하는 공공건축물을 중심으로 에너지성능 향상을 이루어왔고, 다양한 용도 건물로 확대하여 건물에너지 성능을 향상시키는데 주력하고 있다.
그린리모델링을 통한 노후건축물의 에너지성능향상, 재실공간의 IEQ 향상 등의 측면에서 실사용자로부터 좋은 평가를 받고 있는 반면3,4), 이용자 편의를 위해 기 설치되었던 시설이 불법건축물로 확인되어 공적자금 투입을 위해 철거됨에 따라 불편을 호소하는 사례가 다발하고 있다. 이 중에는 보건소와 어린이집 등을 이용하는 이용자 편의를 위해 설치된 비가림 시설 및 캐노피, 옥외계단 가림막 등이 다수를 차지하고 있다. 물론 본 이슈는 당초 지자체 예산을 활용하였음에도 불구하고 설치과정에서 증축 신고 과정 등을 밟지 않은 것에 기인하고 있으므로, 철거 등의 조치를 취하는 것이 당연하다. 하지만 “그린”리모델링을 통해 에너지성능 향상되었음에도 이용자 편익이 줄어들어 시설 활용도가 떨어진다면 노후건축물 “리모델링”으로서의 본질을 가지지 못한다는 견해 또한 부정할 수 없다.
본 논문은 이용자 편의를 유지함과 동시에 그간 지적받아온 공공건축물 그린리모델링에서의 신재생에너지 설비도입 부족 문제를 보완하는 것을 목적으로 불법건축물 요소를 신재생에너지(태양광발전) 설비화하는 방안을 제시하고자 한다. 구체적으로, 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 편익(그린리모델링을 통한 지역레벨의 신재생에너지 도입용량 증가, 개별 건축물의 에너지성능 향상 효과)을 분석하고, 불법건축물 요소의 철거 및 폐기물처리, 재설치 등의 비용을 함께 분석함으로써 본 연구진이 제안하는 불법건축물의 태양광발전 설비화 과정의 의의를 설명하고자 한다.
2. 선행 연구 고찰
불법건축물 관련 선행 연구 고찰을 통해 불법건축물 제도 및 법률 현황을 파악하였다. Yoo and Yoon (2014)5)은 불법건축물을 8개의 유형으로 구분하여 법에 대한 제재가 강화되어야하는 유형을 도출하고 향후 제도적 보완이 요구되는 부분에 대해 정리하였다. 서민생활의 안정을 목적으로 하고 있으나, 불법건축물로 인해 화재, 재해재난 등에 대비하지 못하여 주거 안정상의 위험 요소가 되지 않도록 제도적 보완 및 가이드라인이 필요하며 위반 빈도가 높은 사례 유형의 경우, 시정이나 제재가 용이하지 않다면 부분적으로라도 가이드라인을 선제시하여 관리해야하는 필요성을 강조하였다. Kim and Dong (2021)6)은 행정심판을 통한 불법건축물의 처분유형을 분석하여 건축법 위반조항 및 주요쟁점 사항 등 위반해위 유형 분석을 통해 행정제도 개선과 건축법 및 관련법의 제도 개선방안을 제시하였다. 위반 건축행위는 주로 증축, 개축, 대수선, 용도변경에 의해 이루어지고 있다. 위반건축물은 허가권자의 단속과 민원제기로 적발되고 있으며, 지속적인 단속과 시정명령 및 이행강제 금 등의 행정처분에도 불구하고 감소하지 않고 있다. Bae et al. (2022)7)은 불법건축물과 밀접한 연관이 있는 가설건축물 관련 제도와 법률의 문제점을 파악하고 가설건축물을 통합적으로 관리하기 위한 제도 개선 방향을 제시하였다. 가설건축물의 정의와 범위를 명확히 할 필요가 있으며, 가설건축물 제도의 도입 취지와 일반건축물과의 제도 적용의 차이를 고려하여 가설건축물의 개념 정립 필요성을 강조하였다.
위 연구들의 결과를 종합해 보면 불법건축물 관련 현행 제도와 법률이 있음에도 지속적으로 불법건축물은 늘어나고 있으며 불법건축물을 줄이기 위해 현행 제도와 법률을 개선하여야 하지만 이는 장기적인 시간이 필요하다. Kim et al. (2012)8)은 국내와 독일에서의 태양광발전 설비를 편의시설(비가림 및 차양 시설)로서 활용한 건축물 사례 분석을 통해 태양광발전 설비를 편의시설로서 활용하기 위해 고려해야 할 사항을 검토하였다. 사용자의 편의(비가림 및 차양)를 위해 설치된 기존 불법건축물을 태양광발전 설비화하여 기존 편의성을 유지함과 동시에 신재생에너지 설비도입 부족 문제를 보완할 수 있을 것이다.
3. 비용-편익 분석 상세
3.1 불법건축물 요소
건축법(제80조제1항제1호) 및 건축법 시행령(제115조의3제1항)에서 정의하는 불법건축물은 건축허가를 받거나 신고한 뒤 건축과정에서 건폐율이나 용적률이 초과하는 경우, 또는 애초부터 허가를 받지 않거나 신고를 하지 않은 경우에 해당한다. 차양 및 비가림막 시설, 태양광 및 태양열 설비, 굴뚝, 장식탑, 고가수조, 옹벽 및 담장 같은 시설은 건축물과 별도로 축조되는 경우 원칙적으로 건축물에 해당하지 않지만, 건축물에 딸린 시설물로 축조되는 경우에는 건축물에 해당하게 된다9). 따라서 건축물에 딸린 시설물로써 건축법을 위반하여 축조할 경우 일반적으로 불법건축물이라고 표현을 하며, 시정조치 시까지 지속적인 과태료를 부과한다.
불법건축물에 대한 시정조치는 1) 건축법에 위배된 부분을 철거하여 원 상태로 되돌려 건축물대장과 일치시키는 방법, 2) 건축물대장(용적률, 건폐율, 용도 등)을 현 상태에 맞게 수정하여 허가받는 방법이 있다. 후자의 경우 건축물대장을 수정하기 위한 건축사 고용 비용 및 허가 비용, 절차를 밟기 위한 시간을 이유로 민간에서는 전자의 방법이 주로 이용된다. Table 1은 법제처10)에서 예시로 들고 있는 불법건축물의 유형과 세부 요소를 정리한 표이며, 불법건축물 유형을 증축, 대수선, 용도변경 및 그 밖의 유형으로 구분하고 있다.
Table 1
Types of illegal buildings introduced by the Ministry of Government Legislation
최근 민간에서는 전술한 방법 이외에 증축 유형의 세부 요소들을 태양광발전 설비로 교체하는 사례들이 등장하고 있다(Fig. 1 참조). 하지만 태양광 발전량을 고려하지 않고 오직 불법건축물을 지속 사용하려는 목적으로 태양광발전 설비를 설치하는 경우도 있는 상황이다. 불법건축물을 태양광발전 설비로 교체할 경우 전기를 생산하는 설비로서의 본래 기능이 잘 구현될 수 있도록 하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
3.2 분석대상
불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 대한 비용-편익 분석에는 2020년, 2021년 공공건축물 그린리모델링 사업대상지가 활용되었다. 총 1,716개 대상지 중 자료(리모델링 전-후 설계 도면 및 현장사진, 에너지성능분석 결과 등)를 확보한 203개소를 대상으로 하였다. Fig. 2는 분석 대상의 리모델링 전-후 설계도면과 현장사진 일부를 나타낸다. Fig. 2(a)의 붉은색 원 부분과 같이 리모델링 설계도면 상에 불법건축물 철거가 명시되어 있거나, Fig. 2(b)와 같이 리모델링 전-후 현장사진 확인을 통해 불법건축물 철거를 확인할 수 있는 경우, 그린리모델링 과정에서 불법건축물 요소 철거가 이뤄진 대상지로서 판단하였다.
불법건축물 요소가 포함된 대상지 중 태양광발전 설비 설치가 가능한 유형(발코니, 캐노피, 옥외계단 차양시설)과 향(동-남-서)을 충족하는 경우, 불법건축물 요소 면적, 방위 그대로 태양광발전 설비를 설치한다고 가정하여 철거 및 폐기물처리, 태양광발전 설비 설치 비용과 그에 따른 1차에너지소요량 절감률을 분석하였다.
3.3 가정 사항
불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 대한 비용-편익 분석을 위해 가정한 사항들은 다음과 같다. 가정 1) 태양광발전 설비는 불법건축물 요소 면적 전체에 설치되는 것으로 가정하였다. 가정 2) 태양광 패널 설치 방위는 기존 불법건축물의 방위를 그대로 적용하며, 설치각도는 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화의 최대 효과를 확인하기 위해 시뮬레이션 상에서 가장 많은 1차에너지소요량 절감률을 얻을 수 있는 45°로 설정하였다.
3.4 불법건축물 요소 철거에 따른 비용 및 태양광발전 설비 설치 비용 산출 방법
불법건축물 요소에 대한 태양광발전 설비 설치 가능면적은 철거 도면상의 면적을 사용하였다. 그린리모델링 설계 내역서 상의 철거 및 폐기물처리비용, 재설치 비용에 관하여, 불법건축물 요소의 철거 비용(노무비, 경비)은 제시되어 있으나 폐기물 처리비용은 전체 공사에서의 폐기물 처리비용으로 계상되어 있다. 이에 전체 공사의 철거비용 대비 불법건축물 요소의 철거 비용의 비율을 적용하여 불법건축물 요소의 폐기물처리비용을 산출하였다. 내역서가 없는 경우, 내역서가 있는 사례지에 적용된 단가 중 가장 높은 금액을 철거 및 폐기물처리, 재설치 면적당 단가로 적용하여 산출하였다. 태양광발전 설비는 불법건축물 요소 면적 전체에 설치되는 것으로 가정하여, 면적당 태양광발전 설비 용량은 0.188 kW/m2를 적용12)하였다. 태양광발전 설비 설치 비용은 1,830 천원/kW를 적용13)하였다.
3.5 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 1차에너지소요량 절감률 분석 방법
불법건축물 요소를 태양광발전 설비화 했을 때의 건물 에너지성능 변화를 분석하기 위하여 건축물 에너지소요량 평가프로그램(ECO2-OD)를 사용하였다. 건축물 에너지소요량 평가프로그램(ECO2-OD)는 건축물에너지 절약기준의 의무사항과 에너지절약계획서(EPI) 항목을 정량화 하고, ISO 13790 규격에 따른 총량적 에너지 소요량과 1차에너지소요량을 산출할 수 있도록 개발된 프로그램이며, 현재 공공건축물 그린리모델링 사업의 리모델링 전-후 에너지성능을 분석하기 위해 사용되고 있다.
리모델링 전-후 설계도서에 기반하여 리모델링 전-후 1차에너지소요량(kWh/m2), 절감률을 산출하였다. 또한 불법건축물의 태양광발전 설비화를 통해 발생하는 추가적인 1차에너지소요량 절감률을 도출하기 위한 분석을 수행하였다.
4. 분석 결과
4.1 불법건축물 현황 분석
Table 2은 불법건축물 요소 현황 분석 결과이다. 203개 대상지 중 45개(22.17%) 대상지에서 101개의 불법건축물 요소를 판별하였다. 101개의 불법건축물 요소에는 캐노피 증축 61개(60.4%), 옥외계단 차양시설 16개(15.84%), 창고 증축 12개(11.88%), 발코니 증축 10개(9.9%) 순으로 캐노피 유형이 가장 많았으며, 전체 총 면적은 1118.88 m2이다. 이 중 창고, 현관전실, 컨테이너 등은 건축법을 위반하지 않고 시설 자체의 사용성, 편의성을 유지하면서 태양광발전 설비화할 수 없다고 판단하여 분석에서 제외하였다. 또한 태양광 발전량을 고려하여 불법건축물 요소가 북측에 위치한 부분을 제외하였다. 불법건축물의 유형과 향을 고려하면 총 29개의 대상지에서 54개의 불법건축물 요소에 태양광발전 설비를 도입할 수 있다.
Table 2
Illegal elements obtained from green remodeling cases
4.2 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 비용
Table 3은 불법건축물 29개 대상지의 불법 요소의 면적과 철거 및 폐기물처리, 재설치를 위한 처리 비용, 태양광발전 설비 설치가능 용량 및 설치 비용을 분석한 결과이다. 29개 대상지의 불법건축물 요소 총 합계 면적은 553.51 m2이며, 모든 불법건축물 요소가 그린리모델링 시행 후 재설치된다고 가정하면 철거 비용 및 폐기물처리 비용, 재설치 비용은 29개 대상지의 합계 49,498 천원이다. 이를 태양광발전 설비화한다면 총 104.06 kW 설치할 수 있으며, 태양광발전 설비 설치 비용은 29개 대상지 합계 190,425 천원이 소요된다. 철거 후 태양광발전 설비화할 경우 203,143 천원이 소요된다.
Table 3
Illegal building removal costs and Solar installaion costs
4.3 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 1차에너지소요량 절감률 분석
Table 4는 그린리모델링 전, 그린리모델링 후, 그린리모델링에 태양광발전 설비화를 추가한 케이스에 대한 1차에너지소요량 변화를 보여준다. 태양광발전 설비화에 따른 추가적인 절감률은 20-F2 대상지가 최대값 (27.2%)을 나타냈으며, 이는 단순히 원래 불법건축물 요소의 합계면적이 큰 것에 기인한다. 태양광발전 설비화에 따른 추가적인 1차에너지소요량 절감률 평균은 10.0 %이다.
Table 4
Primary energy demand and reduction rate
5. 종합분석
그린리모델링 시행과정에서 불법건축물 요소를 철거했을 경우 29개 대상지 전체에서 12,715 천원(폐기물 처리 비용 포함)이 소요된다. 하지만 해당 요소는 개인의 이득을 위해서가 아닌 공공건축물의 이용자 편의를 위해 축조되었으므로, 리모델링 이후에도 다시 축조될 확률이 높고, 실제로 전체 101개의 불법건축물 요소 중 13개의 불법건축물 요소가 재설치가 진행되었다. 만약 그린리모델링 시행과정에서 철거된 모든 요소가 재설치된다면, 29개 대상지 합계 49,498 천원이 소요되며, 이 또한 지자체 예산으로 충당되는 공적자금이다.
Fig. 3은 29개 대상지에 대해 기존 리모델링을 통한 1차에너지소요량 절감률과 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따른 1차에너지소요량 절감률에 대한 히스토그램이다. 불법건축물을 태양광발전 설비화 할 때 소요되는 비용은 29개 대상지 합계 203,143 천원이다. 29개 대상지 전체가 철거 요소를 재설치를 한다는 전제하에 153,642 천원의 예산을 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 투입한다면, 29개 대상지의 평균 1차에너지소요량 절감률을 32.6%에서 42.6%로 약 10.0%1 향상시킬 수 있다.
Table 5는 203개소 전체 대상지의 총 공사비와 공사비 내에서 불법건축물 요소의 철거 및 폐기물처리, 재설치 비용, 총 공사 비용에 따른 평균 1차에너지소요량 절감률, 추가적인 태양광발전 설비화를 위한 비용 및 태양광발전 설비화 후의 평균 1차에너지소요량 절감률을 나타낸 것이다. 전체 203개 대상지 총 공사비 66,689,588 천원 (철거 및 폐기물 처리비용 포함) 투입으로 평균 1차에너지소요량 절감률은 34.1%로 나타났으며, 불법건축물을 태양광발전 설비화할 경우 추가되는 비용 190,425 천원을 투입하여 평균 1차에너지소요량 절감률이 35.5%로 향상되었다. 203개 대상지의 당초 전체 공사비에서 0.3% 추가만으로 평균 1차에너지소요량 절감률은 1.4% 절감 효과가 나타났으며, 이러한 태양광발전 설비화로 보건소 및 어린이집 시설 이용자의 비가림이나 차양 효과와 같은 편의성을 유지가 가능하다.
향후 불법건축물 요소를 태양광발전 설비화 하는 것이 그린리모델링 사업의 공사 범위로 추가되는 것이 가능하다면 또한 공공건축물 그린리모델링 의무화가 시행된 상황을 생각해보자면 , 지자체의 한정된 예산으로 의무화에 의한 그린리모델링을 시행함에 있어서 불법건축물 요소를 태양광발전 설비화하기 위한 예산이 소요됨에 따라 정해진 예산 안에서 단열보강, 창호교체, 냉난방/환기 설비교체 등 사용자가 체감도가 높은 필수공사에 대한 투입예산은 줄어들게 될 것이다. 이것은 그간 축조한 불법건축물 요소에 대한 일종의 페널티로서의 역할을 함과 동시에 지역레벨의 신재생에너지 도입률 확보에 기여할 수 있을 것이라 생각된다.
6. 결 론
본 연구는 공공건축물 그린리모델링 대상지의 불법건축물 요소 현황을 분석하고 불법건축물 요소를 태양광 발전 설비화를 진행함에 따른 비용과 1차에너지소요량 절감률을 분석하였다.
(1) 총 203개 대상지 중 45개(22.17%) 대상지에서 101개의 불법건축물 요소를 판별하였다. 101개의 불법건축물 요소 중 캐노피 증축 유형 61개(60.4%)로 가장 많았다. 이 중 태양광발전 설비화하기 어려운 창고, 현관전실, 컨테이너 유형과 불법건축물 요소가 북측에 위치한 부분은 분석에서 제외하여 총 29개의 대상지에서 54개의 불법건축물 요소에 대한 태양광발전 설비를 도입 효과를 분석하였다.
(2) 그린리모델링을 시행하는 과정에서 불법건축물 요소를 철거 및 폐기물처리, 재설치에 49,498 천원의 비용이 소요되었다. 그러나 이를 태양광발전 설비로 전환하여 설치할 경우, 총 104.06 kW 용량의 태양광발전 설비를 설치할 수 있으며, 불법건축물의 태양광발전 설비화에 총 203,143 천원(태양광발전 설비 설치비용+철거 및 폐기물처리비용)의 비용 투입된다.
(3) 리모델링 전-후와 리모델링 전-태양광발전 설비화를 비교해보면 불법건축물 요소의 태양광발전 설비화에 따라 평균 10.0%의 추가적인 1차에너지소요량 절감을 기대할 수 있다.
(4) 203개소 전체 대상지의 총 공사비를 고려하면 203개 대상지의 당초 전체 공사비에서 0.3% 예산을 추가함으로써 지역레벨의 평균 1차에너지소요량 절감률을 1.4% 추가 절감할 수 있다.
본 논문에서는 대상지별로 불법건축물의 태양광발전 설비화 진행 가능성을 판별함에 있어 불법건축물 요소의 유형과 향만을 고려하였다. 태양광 발전량과 시설 편의성 유지 측면을 각 대상지별 의견수렴을 통해 고려할 경우 태양광발전 설비화가 가능한 대상지 개수는 변동이 있을 것으로 예상된다.
불법건축물 요소의 태양광발전 설비화가 그린리모델링을 통한 건축물 에너지성능 향상에 큰 효과를 더할 수 있으나, 아직은 현실적으로 사업 진행 과정에 반영되지 못하고 있다. 사전 컨설팅 단계와 발주단계, 실시설계 단계에서 각 참여주체가 요소기술별 에너지성능 향상 효과에 대해 충분히 인식할 경우 태양광발전 설비를 포함한 신재생에너지 도입이 더욱 증대될 수 있지만, 이러한 효과에 대해 정보가 공유되지 않고 있는 것이 현실이다. 이해관계자들의 입장을 조정하고, 원래 목적인 에너지성능 향상에 더하여 사용자 편의, 지역특성을 고려한 그린리모델링 사업이 진행될 수 있는 “조정자” 역할을 할 수 있는 기구가 필요하다.
2020년 공공건축물 그린리모델링 사업부터 그린리모델링 지역거점 플랫폼이라는 이름으로 각 권역의 전문가 집단이 리모델링 대상지의 에너지성능평가 및 정보 공유, 전문가 교육 등의 역할을 수행하고 있다. 태양광발전 설비를 비롯한 신재생에너지 설비 확대 도입을 위한 역할을 충분히 수행해 나갈 수 있는 역량을 가지고 있다. 지역의 전문가 집단인 그린리모델링 지역거점 플랫폼을 효율적으로 활용하여 국가 정책으로서 그린리모델링 성과 향상을 기대할 수 있을 것이며, 지속적인 연구 지원이 필요할 것이다.
