I. 서 론
1. 연구의 배경 및 목적
II. 이론적 배경
1. 에너지소비 행동이론 및 모델
2. 주거부문의 에너지 소비행동에 관한 선행연구
III. 연구방법
1. 조사대상
2. 설문조사
3. 난방에너지 소비 데이터 수집
IV. 연구결과
1. 난방에너지 소비패턴에 따른 그룹 분류
2. 그룹 간 난방에너지 사용 행동의 차이
3. 거주자의 의도 및 습관과 에너지소비량의 관계
V. 논 의
VI. 결 론
I. 서 론
1. 연구의 배경 및 목적
현대 사회에서 효율적인 에너지 소비는 전 세계적으로 중요한 이슈로 부각되고 있으며, 특히 주거 부문에서의 에너지 소비는 환경적, 경제적 측면에서 큰 영향을 미친다. ｢2023년도 에너지통계연보｣(KEEI, 2024)에 따르면 2022년 건물부문1)의 에너지 소비량(47,725 천toe)은 총 에너지소비량(214,482 천toe)의 약 22.3%를 차지하는 것으로 나타났으며, 쾌적한 생활환경의 추구와 건축물의 대형화·고층화로 에너지소비량은 더욱 증가 될 전망이다. 가정 부문의 에너지소비량은 23,560 천toe로 총에너지소비량의 11.0%, 건물부문의 49.4%를 차지하고 있다. 따라서 에너지소비 절감을 위해서는 주거용 건물의 에너지소비에 대한 파악이 중요하다. 특히 주거부문의 경우, 거주자의 생활 방식, 행동 패턴, 그리고 의도와 습관에 따른 에너지 소비량의 차이가 상업/공공부문에 비해 크게 달라질 수 있다. 거주자 행동변화가 에너지소비에 영향을 미친다는 사실은 2020년 상반기 건물분야의 에너지 소비량 변화를 살펴보면 더 확연히 드러난다. 2019년 하반기 부터 전 세계에 영향을 미치고 있는 COVID-19에 의해 사람들의 외부활동이 감소하고 가정에서 보내는 시간이 길어지면서 전년 동기대비 난방도일이 4.8% 감소했음에도 불구하고 2020년 상반기 가정부문의 에너지 소비는 0.3% 증가하였다(KEEI, 2020). 이렇게 내·외부의 영향 및 조건에 의해 거주자의 행동패턴에 변화가 생기고 이러한 변화가 에너지 사용량에도 영향을 미치게 되므로, 주택의 경우 에너지 사용 특성에 관한 다양한 요인의 복합적인 분석이 요구된다.
과거 연구들에서는 주로 건축물의 물리적 특성이나 기술적 요소에 집중하여 에너지 효율성을 개선하려는 노력이 이루어졌으나, 최근에는 거주자의 행동적 요인과 에너지소비 행동을 유발시키는 의도나 습관과 같은 요소들이 에너지소비에 미치는 영향에 대한 관심이 증가하고 있다. 거주자의 행동과 에너지소비 간의 관계는 복잡하며, 이는 개인의 생활 방식, 에너지 절약에 대한 인식, 그리고 사회적, 경제적 요인 등에 의해 좌우될 수 있다. 특히, 거주자의 의도와 습관은 일상적인 에너지 사용 패턴을 형성하는 데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 난방을 효율적으로 사용하고자 하는 의도는 난방비를 절감할 수 있는 행동으로 이어질 수 있으며, 이러한 행동이 장기간 반복되면 습관으로 자리 잡게 된다. 이와 같은 행동적 요인은 전체적인 에너지 소비량에 직접적인 영향을 미칠 수 있으며, 궁극적으로는 주거 부문의 에너지 효율을 좌우할 수 있게 된다.
이러한 배경에서, 본 연구의 주요 목적은 동일한 가족 구성과 주거환경을 가진 가구 간 난방에너지 소비량 차이에 영향을 미치는 요인을 도출하는 것이다. 이는 가구의 에너지 소비 행동과 인지적 요소가 에너지 소비량 차이에 영향을 미칠 것이라는 가설에 기반한다. 이를 위해 동일한 아파트 단지 내 위치한 동일한 가족 구성을 가진 25가구를 대상으로 겨울철(11월~2월) 난방에너지 소비 데이터를 수집하였다. 또한, 거주자의 행동적 특성, 에너지 절감 의도, 에너지 절약 습관 등의 인지적 요소를 조사하여 이들과 에너지 소비량 간의 관계를 규명하고자 한다. 구체적으로, 본 연구는 다음과 같은 세부 목표를 가지고 있다:
① 특정 아파트 단지 내 동일한 가족구성을 가진 거주자들의 난방에너지 소비 패턴을 분석하여, 동일한 거주자 구성 및 주거 환경 내에서도 에너지 소비 차이가 발생하는지 확인한다.
② 거주자들의 에너지 사용 행동이 난방에너지 소비량에 미치는 영향을 조사한다.
③ 거주자의 에너지 절감 의도 및 에너지 절약 습관과 실제 행동 간의 관계를 분석하고, 이러한 인지적 요소에 따른 에너지 소비량 차이를 파악한다.
II. 이론적 배경
1. 에너지소비 행동이론 및 모델
거주자의 에너지소비 행동을 설명하기 위해 다양한 분야에서 행동이론 및 모델을 제안하고 있다. 에너지 소비 행동을 이해하기 위해 가장 널리 사용되는 이론 중 하나는 ‘계획된 행동 이론’(Theory of Planned Behavior, TPB)’이다. 이 이론은 개인이 정보와 지식을 기반으로 특정 행동을 수행하기 위해 합리적인 결정을 내린다는 가정에 기반하여 구축되었다. TPB에 따르면 소비자의 행동(Behavior)은 주로 태도(Attitude)와 규범(Norm)에 영향을 받는 의도(Intention)에 의해 결정되며, 행동의 인지된 용이성 또는 어려움인 ‘인지된 행동 통제’(Perceived Behavioral Control) 역시 행동에 직접적 또는 간접적으로 영향을 미친다고 설명한다(Jackson, 2005). 그러나 TPB는 개인의 태도, 규범, 인지된 행동 통제 외에도 사회적 규범, 환경적 영향 및 습관적 행동이 소비자 행동에 미치는 복잡한 상호작용을 충분히 고려하지 못한다는 한계를 가진다. TPB와 같은 전통적 모델의 한계를 보완하고 이를 감정적, 습관적인 차원까지 확장한 Theory of Interpersonal Behavior(TIB)는 인간의 행동을 다양한 개체 간의 상호작용이 존재하는 종합적인 관점으로 보고, 행동에 영향을 미치는 의도, 습관, 촉진 조건 등의 요인을 제시한다(McDonald, 2014). 에너지 소비 행동은 의식적인 결정보다는 주로 습관적인 행동으로 나타나는 경향이 있으며, 단일 요소가 아닌 사회적 실천이 수행되는 더 넓은 맥락 안에서 이해될 필요가 있다. 동기, 습관 및 상황적 요인을 환경친화적 행동의 단일 모델에 통합한 Motivation-ability-Opportunity Model(MAO)에서는 행동을 자동화하고 의사 결정에 필요한 인지적 노력을 줄여 행동에 영향을 주는 것에 습관이 중요한 역할을 한다고 밝히고 있다(Ölander & Thøgersen, 1995).
2. 주거부문의 에너지 소비행동에 관한 선행연구
최근 주거부문의 에너지사용량에 영향을 미치는 요인을 도출하기 위한 연구가 여러 분야에서 수행되고 있다. 건축년수, 바닥면적, 침실 수와 같은 건물특성(Santin, Itard, & Visscher, 2009; Jaffar et al., 2018; Steemers & Yun, 2009; Eum, Hong, & Lee, 2018; Yohanis et al., 2008), 거주자수, 거주자 구성, 가구주 연령, 소득 등과 같은 가구의 사회 경제적속성(Steemers et al., 2009; Ouyang & Hokao, 2009, Jaffar et al., 2018; Lee et al., 2018), 거주자의 냉난방기기 소유여부 및 설정온도, 사용빈도와 같은 냉난방 사용행태(Steemers & Yun, 2009; Rinaldi, Schweiker & Iannone, 2018; Nugroho et al., 2010; Jaffar, Oreszczyn, & Raslan, 2019; Santin, Itard, & Visscher, 2009; Sanquist et al., 2012), 의도, 태도, 습관과 같은 거주자의 인지적 요인(Brown & Macey, 1983; 1985; GM Huebner et al., 2015) 등과 같이 가구의 에너지소비에 영향을 미치는 관련 변수를 도출하고 요인들의 상호작용과 직·간접적인 영향을 해석하기 위해 노력하고 있다. 구체적으로 의도와 행동이 에너지소비에 미치는 영향에 대한 연구의 경우, 환경 지식과 에너지 문제(저축, 소비, 관심, 사용)에 대한 사람들의 태도와 행동 평가 관련 설문을 실시한 Paço and Lavrador(2017)의 연구에서는 지식과 태도 간, 지식과 행동 간 관계가 없는 반면 태도와 행동 간에는 약한 상관 관계가 있는 것으로 나타났다. Conradie et al.(2023)의 연구에서는 난방 관련 소비 감소에 영향을 미치는 요인을 밝히기 위해 29개 유럽 국가의 3098명을 대상으로 사람들의 난방소비 행동, 의도, 주관적 규범,태도, 비용에 대한 의식, 편안함, 환경지식 및 환경문제 등에 대한 설문을 실시하였고, 그 결과 행동 통제, 주관적 규범 및 태도가 소비 감소 의도의 중요한 예측 요인임을 발견하였다. 또한, 개인의 의지는 소비를 줄이려는 의도 및 행동과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 사회 인구학적, 심리적, 정서적 요소가 가정의 전기 절약 행동에 어떤 영향을 미치는지 설문을 통해 조사한 Khurshid, Shah, and Munir(2023)의 연구에서는 지각된 행동 통제 , 개인적 도덕적 규범, 습관, 전기 절약 의도가 전기 절약 행동과 유의미하게 연관되어 있다고 밝히며, 에너지 절약행동의 원동력으로서 심리적 및 감정적 요소의 중요성을 강조하고 있다. Yoo, Eom, and Han(2020)은 한국 가구를 대상으로 한 설문조사를 통해 주거용 건물의 에너지 관련 행동을 형성하는 데 소비자의 가치, 선호도, 건물에서의 에너지 관련 행동 등 다양한 요인이 복합적으로 영향을 미치고 있음을 밝히고 있다.
이러한 거주자의 의도와 행동에 대한 많은 연구에도 불구하고 아직까지 다양한 건물 특성, 다양한 가구 구성 등으로 인해 거주자의 행동과 인지적 요인의 영향력이 상대적으로 간과되고 있다. 에너지 소비에 대한 다양한 유형의 변수의 설명력을 계산한 Huebner et al.(2015)의 연구에 따르면 바닥면적, 층수, 건물년수 등의 건물 변수의 경우 건물 총에너지 소비량의 37.29%, 거주자 수, 아동연령, 소득 등과 같은 사회인구학적 변수모델은 총 에너지 소비량의 22.59%을 설명하였으나, 에너지소비 행동 및 인지 관련 변수는 전체 소비량의 3.18%만을 설명하는 것으로 나타났다. 하지만, 에너지소비 행동과 인지관련 변수를 다른 변수와 결합시켰을 경우 에너지소비에 대한 변수의 설명력이 더 커질 수 있다고 밝혔다. 이처럼 가구 거주자의 행동에 대한 제한된 이해로 인해 건물의 에너지 소비를 줄이고자 하는 노력들이 방해받고 있다(Harputlugil & de Wilde, 2021). 따라서, 에너지 소비 감소에 영향을 미칠 수 있는 물리적 요인 뿐 아니라 사회심리학적 요인도 주요 요인으로 고려하는 것이 중요하다.
동일한 가족구성과 주거 환경 내에서도 에너지 소비량에는 상당한 차이가 발생할 수 있다. 이는 가족구성원들이 가진 에너지 사용 습관, 생활 패턴 및 인지적 차이에 기인한다. Gram-Hanssen(2010)의 연구에서도 정량적 측정과 정성적 인터뷰를 결합한 결과, 일부 가족은 동일한 주택유형의 집에서 살면서도 이웃보다 난방에 3배이상 더 많은 에너지를 사용할 수 있다고 밝히고 있다. 하지만, 기존 국내외 연구들을 살펴보았을 때, 동일한 주택특성과 동일한 가족구성을 대상으로 한 에너지소비의 차이에 관한 연구는 드물다. 이에 따라, 본 연구에서는 동일한 가족구성과 주거환경을 가지는 가구들 사이에서 발생하는 난방에너지 소비량의 차이를 설명할 수 있는 인지적, 행동적 요인을 확인하는 것을 주된 목적으로 한다.
III. 연구방법
1. 조사대상
Table 1.
Overview of Survey Participants
연구 대상으로 선정한 단지는 1992년 준공된 경기도에 위치한 Y 아파트 단지로 최소 12층, 최대 26층의 16개 동, 총 918세대로 구성되어 있으며, 남서향 건물인 106동과 116동을 제외하고는 모두 남동향으로 배치된 판상형 구조이다.
본 연구에서는 같은 구성을 가진 가구 사이의 에너지소비 차이를 알아보고자 하므로, 대상 가구의 거주자 구성 조건을 동일하게 통제하였다. 분석 대상 가구는 총 25가구이며, 모두 부부와 초등학생 이상의 학생이 포함된 4식구로 구성되어 있다. 본 연구는 특정 조건을 가진 가구를 대상으로 에너지 사용 패턴에 영향을 미치는 행동적 및 인지적인 요소를 심도 있게 분석하고자 하였으며, 이를 위해 제한된 표본을 대상으로 연구를 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 적은 샘플의 크기에도 불구하고 가구별로 1시간 간격으로 수집된 난방에너지 소비데이터를 함께 활용하여 적은 가구수의 한계를 보완하고자 하였다. 주택의 소유 형태는 모두 자가이며, 모든 가구가 2021년 1분기 전국 가구당 월평균 소득인 4,384,000원을 초과(Statistics Korea, 2021)하는 평균 월소득 금액을 가지는 것으로 나타났다. 또한, 모든 가구가 평일 낮 시간 동안 최소 한 명 이상이 집에 머무르고 있다고 응답하였다. 대상 아파트단지 및 설문대상 거주자의 개요는 <Table 1>과 같다.
2. 설문조사
설문조사의 내용은 <Table 2>에서 보는 바와 같이 난방에너지 사용행동과 인지적 요소로 크게 나뉘어진다. 난방에너지 사용행동은 난방 조절 패턴이나 사용하지 않는 방의 난방여부 등과 같은 에너지 사용행위와 관련된 내용이며, 인지적 요소는 거주자의 에너지절감 의식 및 절약 습관과 같은 인지적 요소와 관련된 내용이다. 설문 문항은 선행연구(Paço & Lavrador, 2017; Conradie et al., 2023; Khurshid, Shah, & Munir, 2023; Yoo, Eom, & Han, 2020)를 참조하여 도출되었으며 내용타당도 확보를 위해 에너지기술과 거주자 에너지소비 행동 관련 분야의 실무경력 10년 이상의 전문가 5인의 검토 및 의견 반영을 실시하였다. 또한, 에너지기술 전문기관의 연구자 5인을 대상으로 예비조사를 실시하여 설문의 신뢰도와 타당도를 저하하거나 이해가 어려운 문항을 수정 및 제거하는 과정을 거쳤다. 예를 들어, 에너지 절약 습관에 관한 문항의 초안인 ‘습관적으로 에너지 절약 행동을 하려고 노력한다.’에서는 문항의 의도를 너무 광범위하게 해석할 여지가 있다는 피드백을 받아 질문 문항을 더 구체적인 행동 지향적 표현으로 수정하였다. 이에 따라 ‘집에 사람이 없을 때는 난방을 줄이거나 끈다’ 등과 같이 실제 에너지소비 습관에 관한 구체적인 예시를 포함시켜 문항을 재작성 하였다. 이러한 작업을 거쳐 최종적으로 설문 문항을 <Table 2>와 같이 선정하였다.
Table 2.
Survey Details
난방에너지 사용 행동과 관련된 설문은 거주자의 난방 사용 행동 중 난방 조절 행동(Control behavior)과 사용하지 않는 방의 난방여부(Unused room heating) 에 대해 조사하였다. 또한, 응답자의 에너지 절감 의도와 에너지 절약 습관에 대해 알아보기 위해 인지적 요인에 대한 설문을 구성하였다. 설문은 각각 4개의 문항으로 구성하였으며, 5개의 척도(전혀 그렇지 않다(1), 그렇지 않은 편이다(2), 보통이다(3), 그런편이다(4), 매우 그렇다(5))로 응답하도록 하였다. 부정적인 문구가 포함된 항복은 역코딩하여 분석하였다. 인지적 요인에 대한 설문의 경우 각 요인의 내적 일관성 확인을 위해 신뢰도 분석을 실시하였으며, Cronbach’s Alpha값이 모두 0.7 이상으로 나타나 변수의 신뢰도를 확보한 것으로 판단하였다.
3. 난방에너지 소비 데이터 수집
연구대상으로 선정한 단지는 지역난방을 사용하는 단지로, 각 가구에는 난방과 온수 사용량 측정을 위한 별도의 스마트미터가 설치되어 있어 이를 통해 가구의 난방에너지 소비데이터를 수집하였다. 본 연구에서는 2019년 1월에서 2021년 2월 사이의 난방 기간(11월~2월) 동안, 1시간 간격으로 스마트미터에서 수집한 난방에너지 소비 데이터를 활용하였다<Table 3>. 데이터의 정확도를 높이기 위해, 분석에 앞서 누락되거나 오류가 있는 데이터를 제거하는 전처리 과정을 거쳤다. 또한, 가구 간 에너지 소비를 직접적으로 비교하기 위해, 각 가구의 난방 에너지 소비량을 면적으로 나눈 단위면적당 에너지 소비량(Wh/m2)을 기준으로 분석을 실시하였다.
IV. 연구결과
1. 난방에너지 소비패턴에 따른 그룹 분류
Table 4.
Comparison of Heating Energy Consumption across Groups using one-way ANOVA
| Categories | N | Mean (Wh/m2) | SD | F | p |
| Group 1 | 10 | 270.69a | 57.82 |
35.26 *** | .000 |
| Group 2 | 6 | 91.09b | 65.36 | ||
| Group 3 | 9 | 345.45c | 53.13 | ||
| Total | 25 | 254.50 | 113.89 | ||
| Post-hoc Test(Duncan) | b < a < c | ||||
에너지 소비에는 다양한 요인이 영향을 미치며, 특히 거주자 수나 구성은 중요한 영향 요소로 알려져 있다(Steemers et al., 2009; Ouyang et al., 2009). 하지만, 동일한 거주자 구성을 가진 가구라도 에너지소비량에 차이가 있을 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 같은 거주자구성을 가진 가구 내에서 습관과 의도가 난방에너지 소비량 및 소비 행동의 차이를 발생시킬 것이라 가정하였다. 이를 분석하기 위해 먼저 시간별 에너지소비량 데이터를 기반으로 K-mean 클러스터링 분석을 통해 거주자의 에너지소비량과 패턴을 그룹화 하였으며, 엘보우 방법(Elbow method)을 이용하여 최적의 그룹 수를 3개로 결정하였다.
먼저, 분류된 그룹별로 총 난방에너지 소비량에 차이가 있는지 알아보기 위해 One-way ANOVA 분석을 실시하였다. 그 결과, 유의수준 0.01 수준(p < .000)에서 그룹별로 소비량에 차이가 있는 것으로 나타났다. 그룹별 차이분석을 위한 사후검정(Post-Hoc Test) 결과 총난방에너지 소비량에는 그룹별로 차이가 있었으며, Group 2, Group 1, Group 3 순서로 총에너지 소비량이 증가하는 것으로 나타났다<Table 4>.
그룹별로 에너지소비패턴에 차이가 있는지 알아보기 위해 평균 난방에너지소비량을 시간별로 그래프로 나타내었다<Figure 1>. 먼저, 총 에너지소비가 가장 많은 것(345.34 Wh/m2)으로 나타난 Group 3은 9가구(36.0%)로 전체 시간대에 걸쳐 높은 에너지소비량을 보인다. 오전 7시에 난방 에너지소비가 약간 증가하고, 오전 10시~12시 사이에 줄어들어 12시에 최소 소비량을 가지지만 그 값은 다른 그룹 대비 높은 것으로 나타났다. 이 그룹은 밤시간 동안 지속적으로 일정수준의 난방에너지 소비를 유지하는 것으로 나타났다.
총 에너지소비가 가장 낮은(91.09 Wh/m2) Group 2의 경우 6가구( 24.0%)로 전체 가구에서 차지하는 비중이 가장 적다. 이 그룹은 지속적으로 낮은 난방에너지 소비량을 유지하고 있으며, 일과가 시작하는 오전 7시와 일과가 끝나고 가족이 휴식을 취하는 18시~21시 사에 에너지소비량이 명확하게 늘어나고, 낮시간에는 줄어드는 경향을 보인다. 또한, 22시부터 소비량이 줄어들고 새벽 2시를 기점으로 완만하게 증가하는 경향을 보인다.
중간수준의 총난방에너지소비량(270.69 Wh/m2)을 가지는 Group 1의 경우 총 10가구(40%)로, 밤시간대의 난방에너지 소비가 특히 높은 경향을 가지는 것으로 나타났다. 이 그룹의 경우 낮시간 동안은 낮은 에너지소비량을 보이다가 15시부터 지속적으로 난방에너지가 증가하는 경향이 나타난다. 밤 시간 동안은 상대적으로 높은 에너지소비량을 보이는데, 0시에 최대 소비량을 보인 이후 14시까지 지속적으로 감소하는 경향을 보인다.
이러한 그룹 간 에너지소비량과 소비 패턴의 차이는 같은 가족 구성원을 가진 가구라 하더라도 에너지를 사용하는 행동이나 구성원의 습관과 의도가 에너지소비에 영향을 미쳐 나타나는 결과라 판단된다. 이에 따라 각 그룹별 에너지 사용행동과 에너지사용에 관한 의도나 습관에 대해 분석을 진행하였다.
2. 그룹 간 난방에너지 사용 행동의 차이
가구의 에너지 소비량은 거주자가 주택 내에서 어떠한 에너지소비 행동을 보이는지에 따라 차이가 있으며, 이러한 거주자의 행동은 에너지소비의 주요한 요인으로 고려되고 있다. 거주자의 일상적인 행동을 분석함으로써 거주자의 다양한 에너지 소비 수준에 대한 이해가 가능하다. 그러나 많은 연구가 거주자의 전기 사용 행동에 집중하고 있어, 난방 사용 행동에 대한 보다 세부적인 분석이 필요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 앞서 <Table 2>에서 기술한 바와 같이 설문을 통해 거주자의 난방 사용 행동 중 난방 조절 행동(Control behavior)과 사용하지 않는 방의 난방여부(Unused room heating) 에 대해 조사하고, 이를 난방에너지 소비패턴에 따라 분류한 그룹과 연계하여 분석하였다.
가구의 난방 사용 행동이 난방에너지소비량에 영향을 미치는지 알아보기 위해 ‘난방조절행동’과 ‘사용하지 않는 방의 난방여부’ 변수 각각을 대상으로 단순선형회귀분석을 실시하였다<Table 5>.
먼저, “난방비에 대한 우려 없이 실내 온도를 항상 따뜻하게 유지하는 경우”, “난방비에 대한 우려는 있지만 실내 온도를 따뜻하게 유지하는 경우”, “난방비 절감을 위해 실내 온도를 낮추는 경우”, “난방 사용을 최소화하여 난방비를 절약하는 경우”와 같은 난방조절행동 변인과 난방에너지소비량의 관계 분석 결과 F = 8.145(p < .01)으로 본 회귀모형이 적합하다고 판단하였다. 또한 이 모형의 R2 = 0.262로 약 26.2%의 설명력을 나타내어 거주자의 조절행동은 난방에너지 소비량에 유의한 영향을 미치며, B값이 -81.826으로 조절행동이 증가하면 난방에너지 소비량이 낮아지는 것으로 나타났다. 사용하지 않는 방의 난방여부와 난방에너지소비량의 관계의 경우 F = 3.956(p < .1)로 나타났다. 본 모형의 결정계수(R2)는 0.147로, 이는 모형이 전체 데이터 변동의 약 14.7%만을 설명한다는 것을 의미한다. 비록 설명력이 비교적 낮지만, 회귀 계수(B)는 -131.557로 통계적으로 유의미하게 나타났다. 즉, 사용하지 않는 방의 난방을 하지 않는 행위가 난방 에너지 소비량을 감소시키는 데 유의한 영향을 미치는 것으로 해석할 수 있다.
Table 5.
Regression Analysis of the Relationship Between Heating Energy Using Behaviors and Energy Consumption
| Unstandardized Coefficients | Standardized Coefficients | t(p) | F | R2 | ||
| B | SE | β | ||||
| (Constant) | 463.973 | 76.072 | 6.099 |
8.145 ** | .262 | |
| Control behavior | -81.826 | 28.671 | -.511 | -2.854 | ||
| (Constant) | 501.827 | 126.188 | 3.977 | 3.956† | .147 | |
| Unused room heaing | -131.557 | 66.140 | -.383 | -1.989 | ||
다음으로는 거주자 소비패턴에 따라 분류된 그룹 별로 난방에너지 사용 행동에 차이가 있는지 확인하기 위해 교차분석을 실시하였다. 먼저, 그룹별 난방 조절 행동의 경우 0.1수준2)에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다<Figure 2>.
에너지소비량이 가장 높은 Group 3의 경우, ‘난방 요금이 다소 신경 쓰이지만, 따뜻하게 사용’하는 가구가 66.7%(n = 6)로 가장 많았으며, ‘난방 요금은 신경쓰지 않고 항상 따뜻하게 사용’으로 응답한 가구도 11.1%(n = 1)로 전체 가구 중 유일하게 응답자가 존재하였다. 에너지소비량이 가장 낮은 Group 2에 속한 응답자의 83.3%(n = 5)은 ‘난방 요금을 줄이기 위해 조금 춥게 살더라도 난방온도를 낮춰 사용’하며, 16.7%(n = 1)은 ‘난방 요금을 아끼기 위해 최소한의 난방을 사용’한다고 응답하였다. 중간 수준의 에너지소비량을 보이는 Group 1에서는 50%(n = 5)가 ‘난방 요금이 다소 신경 쓰이지만, 따뜻하게 사용’하고, 나머지 50%(n = 5)는 ‘난방 요금을 줄이기 위해 조금 춥게 살더라도 난방온도를 낮춰 사용’한다고 응답하였다. 즉, Group 3은 다른 그룹보다 실내를 따뜻하게 유지하기 위해 더 많은 난방을 사용하는 반면, Group 2는 경제적인 이유로 난방 에너지를 의도적으로 최소화하여 사용해 에너지소비를 줄이고자 하는 경향을 보이며, 이러한 차이는 통계적으로 유의하였다.
또한, 그룹별로 사용하지 않는 방의 난방 여부에 대한 차이를 조사하기 위해 교차분석을 실시하였다<Figure 3>. 난방 에너지소비량이 중간 수준인 Group 1과 가장 낮은 수준인 Group 2의 경우 모두 사용하지 않는 방에는 난방을 하지 않는다고 응답한 반면, 에너지소비량이 가장 높은 Group 3에서는 33.3%(n = 3)가 사용하지 않는 방도 난방을 한다고 응답하였다. 그룹에 따라 사용하지 않는 방의 난방 여부는 통계적으로 유의한 차이(p = .048*)가 있는 것으로 나타났으며, 이러한 난방 사용 행동의 차이는 거주자의 난방에너지 소비에 중요한 영향을 미치고 있음을 의미한다.
3. 거주자의 의도 및 습관과 에너지소비량의 관계
많은 기존 연구에서 거주자의 의도는 행동 수행에 관한 개인의 동기로 에너지소비 행동을 결정하는 주요 요소로 다루어지고 있으며, 의식적인 에너지소비 행동보다는 습관적인 반복 행동이 주거에너지 소비에 영향을 준다고 밝히고 있다(Stephenson et al., 2010). 이에 따라 본 연구서는 거주자의 에너지소비 절감 의도와 에너지소비 절약 습관이 가구의 난방 사용 행동과 에너지소비량에 영향을 미칠 것이라고 가정하고, 거주자의 에너지소비 의도와 절약 습관에 대해 설문을 진행하였다<Table 2>.
설문조사를 통해 수집된 데이터를 사용하여, 응답자들의 에너지 소비 절감 의도와 절약 습관의 평균값을 계산하였다. 이후, 이러한 변수들과 난방 에너지 소비량 및 사용 행동과의 관계를 단순 회귀 분석을 통해 분석하였다<Table 6>.
에너지 절감 의도와 난방 에너지 소비량 사이의 관계를 확인한 결과, F-값은 9.064(p < .01), R2는 0.295로 나타났다. 이는 에너지 절감 의도가 난방 에너지 소비량에 대해 약 29.5%의 설명력을 제공하며 유의한 영향을 미친다는 것을 의미한다. 회귀 계수(B )는 –98.956으로, 에너지 절감 의도가 높아질수록 가구의 에너지 소비량은 감소하는 경향을 보였다. 에너지 절약 습관과 난방에너지 소비량의 경우, F-값은 8.470(p < .01), R2는 0.269로 나타나 에너지 절약 습관이 난방 에너지 소비량에 대해 약 26.9%의 설명력을 제공하는 것으로 나타났다. 습관 역시 의도와 마찬가지로 에너지 절약 습관이 높아질수록 난방에너지 소비량이 감소하는 것으로 나타났다(B = -87.236).
Table 6.
Regression Analysis of the Relationship Between Cognitive Factors and Heating Energy Consumption
| Unstandardized Coefficients | Standardized Coefficients | t(p) | F | R2 | ||
| B | SE | β | ||||
| (Constant) | 627.563 | 121.955 | 5.146 |
9.604 ** | .295 | |
| Intention | -98.956 | 31.931 | -.543 | -3.099 | ||
| (Constant) | 591.230 | 117.401 | 5.036 |
8.470 ** | .269 | |
| Habit | -87.236 | 29.975 | -.519 | -2.910 | ||
앞선 분석에서와 같이 거주자의 난방에너지 사용행동은 난방에너지 소비량에 영향을 미치는 주요 변수로 나타났다. 또한, 거주자의 의도나 태도와 관련된 변수의 경우 거주자의 에너지소비나 절약 행동변화에 영향을 미쳐 직·간접적으로 에너지소비에 영향을 주는 것으로 생각할 수 있다(Choi,1990; Ouyang & Hokao, 2009; Yun & Steemers, 2011). 이러한 배경 하에, 에너지 절감 의도와 에너지 절약 습관이 사용 행동에 어떠한 영향을 미치는지를 평가하기 위해 각 변수에 대한 단순 회귀 분석을 실시하였다.
Table 7.
Regression Analysis of the Relationship Between Cognitive Factors and Heating Control Behavior
| Unstandardized Coefficients | Standardized Coefficients | t(p) | F | R2 | ||
| B | SE | β | ||||
| (Constant) | .157 | .752 | .208 |
10.478 ** | .313 | |
| Intention | .637 | .197 | .559 | 3.237 | ||
| (Constant) | -.231 | .623 | -.370 |
20.665 *** | .473 | |
| Habit | .723 | .159 | .688 | 4.546 | ||
난방 조절 행동은 의도와 습관 모두에 영향을 받는 것으로 나타났다<Table 7>. 의도(B = 0.637)의 경우 난방 조절 행동과 유의한 정(+)의 관계를 보였으며, 이는 통계적으로 유의미한 것으로 분석 되었다 (F = 20.665, p < .001). 거주자의 에너지절감 의도는 난방 조절 행동의 약 31.3%의 변동을 설명하는 것으로 나타났다(R2 = 0.313). 습관(B = 0.723)은 난방 조절 행동과 강한 정(+)의 관계를 나타내었으며, 이 역시 통계적으로 유의하였다 (F = 20.665, p < .001). 습관은 본 모델에서 난방 조절 행동 변동의 47.3%를 설명하였다(R2 = 0.473). 이러한 결과는, 거주자의 에너지 절감 의도가 명확하고 에너지 절약 습관의 강도가 클수록 에너지 효율적인 난방 조절 행동을 취하는 경향이 더 높다는 것을 시사한다.
Table 8.
Regression Analysis of the Relationship Between Cognitive Factors and Heating Status of Unoccupied Rooms
| Unstandardized Coefficients | Standardized Coefficients | t(p) | F | R2 | ||
| B | SE | β | ||||
| (Constant) | 1.252 | .401 | 3.118 | 2.511 | .098 | |
| Intention | .167 | .105 | .314 | 1.585 | ||
| (Constant) | .888 | .340 | 2.608 |
8.748 ** | .276 | |
| Habit | .257 | .087 | .525 | 2.958 | ||
다음으로, 사용하지 않는 방의 난방 행동과 의도, 습관과의 관계 역시 동일한 방법으로 분석하였다<Table 8>. 의도와 관련된 회귀모델의 경우 통계적으로 유의미하지 않았으며, (F = 2.511, p > .05) 이 모델의 결정계수(R2 = 0.098)는 전체 변동의 약 9.8%만을 설명하였다. 이는 에너지 절감 의도는 사용하지 않는 방의 난방 행동을 충분히 예측하지 못함을 시사한다. 에너지 절약 습관과 관련된 모델에서는 습관이 사용하지 않는 방의 난방 행동에 대해 유의미한 양의 영향(B = 0.257)을 주는 것으로 나타났으며(F = 8.748, p < 0.01), 난방 조절 행동 변동의 약 27.6%를 설명하였다(R2 = 0.276). 이러한 결과는 사용하지 않는 방의 난방 여부는 거주자의 에너지 절감 의도 보다는 에너지 절약 습관에 더 영향을 받는다는 것을 의미한다.
앞서 거주자의 소비 패턴에 따라 분류한 그룹 간에 에너지 절감 의도와 절약 습관의 수준에 차이가 있는지에 대해 확인하기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였다<Table 9>.
Table 9.
Comparison of Energy Conservation Intention and Habits across Different Consumption Patterns
| Categories | N | Mean | SD | F | p | |
| Intention | Group1 | 10 | 3.88ab | .56 | 4.615* | .021 |
| Group2 | 6 | 4.21b | .49 | |||
| Group3 | 9 | 3.36a | .57 | |||
| Total | 25 | 3.77 | .62 | |||
| Post-hec Test (scheffe) | a < b | |||||
| Habit | Group1 | 10 | 3.98ab | .40 | 3.760* | .039 |
| Group2 | 6 | 4.29b | .62 | |||
| Group3 | 9 | 3.44a | .78 | |||
| Total | 25 | 3.86 | .68 | |||
| Post-hec Test (scheffe) | a < b | |||||
분석 결과, 에너지 절감 의도(p = .021*) 및 절약 습관(p = .039*) 모두에서 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 그룹 간의 차이를 구체적으로 알아보기 위해 사후검정을 실시한 결과, 에너지 절감 의도에서는 에너지소비가 가장 적은 그룹인 Group 2(평균 4.21)가 에너지소비가 가장 많은 그룹인 Group 3(평균 3.36)보다 통계적으로 유의하게 (p = .021*) 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 에너지 절약 습관 역시 같은 경향을 보였으며, Group 2(평균 4.29)는 Group 3(평균 3.44)보다 통계적으로 유의하게(p = .039*) 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 의도와 습관이 난방 에너지 소비 패턴에 따라 다르게 형성되며, 에너지 절감 의도가 높고 소비 습관이 잘 정립된 그룹이 실제로 낮은 에너지소비를 기록하였다는 것을 보여준다. 따라서, 거주자의 에너지 절감 의도와 절약 습관은 에너지 사용을 줄이는 데 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
V. 논 의
본 연구에서는 동일한 가구구성과 주거조건을 가졌음에도 에너지소비의 차이를 발생시키는 요인이 무엇인지에 대해 알아보기 위해 같은 아파트단지에 거주하는 동일한 가구구성을 가진 25가구를 대상으로 가구의 난방에너지소비데이터를 수집하고 에너지 사용행동 및 에너지절감 의지와 에너지절약 습관에 대해 조사하여 분석하였다. 기존연구의 경우 다양한 주택과 가구구성을 대상으로 한 에너지소비와 인지적 요인간의 관계 분석의 경우 상대적으로 기여도가 큰 건물특성이나 거주자 특성으로 인해 행동 및 인지 관련 변수가 에너지소비에 미치는 영향이 미미하게 나타날 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 에너지소비에서 큰 영향력을 가지는 건물특성과 거주자 특성을 동일하게 통제한 후 에너지소비량에 행동과 인지적 요소가 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 동일한 구성을 가지는 가구 내에서도 에너지소비 패턴이나 소비량에 차이가 있었으며, 난방 사용 행동, 의지 및 습관 모두 난방에너지 소비량에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
많은 논문에서 거주자의 행동은 에너지소비에 영향을 주는 요소라고 밝히고 있다. 미국에서 수행된 연구(Sanquist et al., 2012)에 따르면, 난방의 경우 냉방보다 거주자의 행동에 영향을 덜 받는 것으로 나타났으나, 실내온도조절장치 설정의 경우 난방에너지 사용의 10%를 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 설문조사를 통한 거주자의 건물 내 에너지사용 영향요인을 추출한 연구(Rinaldi, Schweiker, & Iannone, 2018)에서는 거주자가 건물 성능과 에너지 소비에 현저한 영향을 미침을 강조하며, 높은 설정온도 및 총 난방시스템 사용시간이 더 많은 에너지소비를 유발하는 것으로 결론짓고 있다. 본 연구에서도 난방 조절 행동이나 사용하지 않는 방의 난방여부와 같은 거주자의 행동이 각각 난방에너지소비의 26.2%와 14.7%를 설명하는 것으로 나타났으며, 거주자 소비패턴에 따라 분류된 그룹 별로 난방에너지 사용 행동에 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 주택을 개조하거나 에너지 효율이 높은 가전제품을 구입하는 것도 소비를 줄이는 한 가지 방법이지만 거주자의 행동을 바꾸는 것(예: 난방 온도 낮추기)도 상당한 절감 가능성이 있는 것으로 판단된다(Lopes et al., 2012).
의도와 습관과 같은 인지적인 요소의 경우 에너지소비에 미치는 영향에 대해 다양한 해석이 있다. Paço and Lavrador(2017)의 연구에서는 에너지 절약에 대한 태도와 행동 사이의 연관성이 약한 것으로 분석하고 있으며, Hines et al.(1987)은 환경 지식, 태도 및 행동 사이의 관계는 복잡하고, 다양한 저자들이 이해, 신념 및 후속 행동 사이의 관계의 기본에 대해 어떠한 합의에도 도달하지 못했다고 결론내리고 있다. 또한, 많은 연구에서 환경친화적인 의도를 가지고 있더라도 이를 녹색행동으로 전환하는데 종종 어려움을 겪는 것으로 나타났으며(Pickett & Ozaki, 2008; Young et al., 2009; Kollmuss & Agyeman, 2002), 합리적 행동이론(TRA, Theory of Resoned Action)과 계획됭 행동이론(TPB, Theory of planned behavior)을 적용한 연구에 대한 메타 분석에서는 의도와 행동사이의 상관관계가 0.5를 넘지 않는다고 밝히고 있다(Rausch & Kopplin, 2021). 반면, 의도가 행동 수행에 관한 개인의 동기로 에너지소비 행동에 영향을 주는 주요 요소로 다루고 있는 연구도 존재한다(Chen, 2016; McDonald, 2014). 앞서 에너지소비 행동 및 인지 관련 변수가 에너지소비에 미치는 영향이 미미하다고 밝힌 Huebner et al.(2015)의 연구에서도 이를 건물의 물리적 특성이나 거주자 특성에 관한 변수와 함께 조합할 경우 설명력이 더 높아진다는 결과를 제시하였으며, Gill et al.(2010)은 저에너지 주택에서 전기 소비량 변화의 최대 37%는 거주자의 행동으로 설명할 수 있다고 밝히고 있다.
에너지 소비와 관련된 행동은 많은 경우 개인의 의도적 선택보다는 오랜 시간 형성된 습관에 의해 결정되는 경향이 있다. 습관은 개인의 행동 및 의사 결정 과정에서 중요한 역할을 하며, 이러한 습관화된 행동은 특정 상황에서 자동적이고 일관된 반응으로 자리잡게 되어 일상생활의 예측 가능성을 높인다. 나아가, 사람들은 자신의 습관에 맞는 행동을 반복하는 경향이 있어 그러한 행동을 점점 더 자주 수행하게 된다. 고령자의 에너지소비 행태를 연구한 Yagita and Iwafune(2021)의 연구에 따르면, 고령자들은 난방 장치와 같은 생활 가전에서 첨단 고성능 제품을 사용하기보다는 익숙하고 오랫동안 사용해 온 제품을 습관적으로 사용하는 경향이 강한 것으로 나타났다. 재활용, 에너지 절약 또는 친환경적 구매와 같은 개인의 습관은 일관된 환경 친화적 행동을 촉진한다. 하지만, 이렇게 고착화된 습관으로 인해 새로운 행동을 채택하거나 기존의 패턴을 변경하는 데 방해가 될 수 있다. 예를 들어 사용하지 않는 방에 난방이나 조명을 켜두는 행동의 경우 습관적인 행동에 의해 유발되므로(Barr, Gilg, & Ford, 2005), 에너지절약을 위한 행동으로의 전환을 어렵게 한다. 본 연구에서 의도와 습관이 에너지 사용 행동에 미치는 영향에 대한 분석 결과, 난방 조절 행동의 경우 의도(R2 = .313)와 습관(R2 = .473)이 모두 영향을 미쳤으나 습관의 설명력이 더 컸고, 사용하지 않는 방의 난방여부의 경우 의도는 유의한 영향이 없었으나, 습관은 27.6%의 설명력을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는, 에너지 소비 행동을 변화시키기 위해서는 단순히 정보 제공이나 절감 의도를 강화하는 것만으로는 충분하지 않음을 시사한다. 습관이 의도보다 더 강력하게 작용하는 상황에서는, 기존의 습관을 인식하고 이를 변화시키기 위한 체계적인 접근이 필요하다.
다양한 건물 특성과 가족 구성을 대상으로 한 분석에서는 인지나 태도적인 요인이 독립적으로 에너지 소비량에 미치는 영향은 적은 것으로 나타났다(Huebner et al., 2015; Bae, 2021). 그러나 본 연구에서와 같이 건물 특성과 가족 구성을 통제한 후 동일한 조건을 가진 가구들의 소비수준과 의도 및 습관을 비교해본 결과, 에너지소비가 낮은 가구의 경우 의도와 습관의 수준이 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 건물 특성과 가족 구성을 통제한 상황에서 의도와 습관이 에너지 소비 수준에 유의미한 영향을 미친다는 점은, 단순히 물리적 환경이나 인구통계적 요소만으로 주거부문의 에너지 소비를 설명하기 어려우며, 거주자의 의도와 습관이 에너지 소비 차이에 미치는 영향을 간과할 수 없음을 시사한다.
VI. 결 론
본 연구는 동일한 가족 구성과 주거 환경을 가진 가구들을 대상으로 난방 에너지 소비에 영향을 미치는 요인을 심층적으로 분석하였다. 그 결과, 거주자의 에너지 절약 의도, 습관, 그리고 난방 사용 행동이 난방 에너지 소비량에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 에너지 절약 의도가 높고, 절약 습관이 잘 형성된 가구일수록 난방 에너지 소비량이 현저히 낮았다. 이는 에너지 소비 행동이 단순히 물리적 환경이나 인구통계적 요인에 의해 결정되는 것이 아니라, 거주자의 의도와 습관 같은 심리적 요인에 의해 영향을 받을 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 에너지 절감 의도와 습관이 에너지 효율적인 행동 촉진에도 중요한 역할을 한다는 것도 확인하였다.
또한, 기존 연구와 달리, 동일한 가족 구성과 주거 환경을 가진 가구를 대상으로 함으로써 거주자의 행동과 인지적 요인이 에너지 소비에 미치는 직접적인 영향을 보다 명확하게 규명하였다. 이러한 결과는 주거 부문에서 에너지 소비를 줄이고 효율을 향상시키기 위해서는 거주자의 행동 변화를 유도하기 위한 다양한 노력이 필요하다는 것을 시사한다. 단순히 정보를 제공하거나 기술을 개선하는 것만으로는 부족하며, 교육과 행동 유도 정책에 중점을 두어 거주자들이 긍정적인 에너지 절감 의도를 가지고 에너지 절약 습관을 형성할 수 있도록 체계적이고 지속적인 지원을 제공하는 것이 중요하다.
이처럼 본 연구는 주거부문의 겨울철 난방 사용에 있어 거주자의 행동적 요인과 인지적 요인이 영향을 미친다는 것을 밝힘으로써, 향후 수요 관리 정책 수립 시 활용될 수 있는 기초자료로서 의미를 가진다. 다만, 에너지 소비 행동에 영향을 줄 수 있는 가구 구성과 건축적 요소를 통제하고자 단일 단지의 특정 가구 구성을 대상으로 연구를 수행하였고, 조사한 세대가 25가구에 불과하다는 부분은 본 연구 결과의 일반화에 한계가 있음을 보여준다. 하지만, 샘플 수가 25가구로 제한적일 수 있지만, 이들 가구는 동일한 조건 하에서 수집된 데이터로 구성되어 있어 데이터의 동질성을 확보하였다는 데 의미가 있다. 추가적으로, 가구별로 1시간 간격으로 수집된 실제 난방 에너지 소비 데이터를 함께 활용하여 거주자의 행동 패턴과 에너지 사용 의도 등의 인지적 요소를 분석에 포함시켜 개별 가구 간의 소비 패턴을 더욱 심도 있게 분석하고자 하였다. 또한, 본 연구는 2019년 11월부터 2021년 2월까지 수집된 난방 에너지 소비 데이터를 활용하여 분석을 진행하였다. 이로 인해 이 기간 이후의 데이터를 분석하지 않은 점에서 연구 결과를 일반화하는 데 제한이 있을 수 있다. 난방 에너지 소비 패턴은 다양한 외부 요인에 의해 영향을 받을 수 있으며, 시간이 지남에 따라 그 요인들이 변화할 수 있으므로 본 연구의 결과를 현재 혹은 미래의 상황에 일반화하여 적용하는 데 한계가 있을 수 있다. 이러한 한계에도 불구하고, 본 연구는 2019년에서 2021년 사이의 난방 에너지 소비 패턴 차이에 대한 중요한 통찰을 제공하였다는데 의미가 있다.
따라서, 향후 연구에서는 다양한 지역에서 더 많은 가구를 대상으로 연구를 진행하여 데이터의 대표성과 신뢰성을 강화할 필요가 있다. 또한, 2022년 이후의 데이터를 추가로 수집하여 본 연구의 결과를 보완하고, 변화된 환경 및 기술적 요인을 반영한 추가 분석이 필요할 것이다.
