건물 에너지 효율 개선을 위해서는 건물 에너지 이용 및 손실의 종합평가 혹 은 진단을 통해 우선순위를 정하고 비용효과적이며 적절한 비용의 조치를 취하 는 것이 바람직하다.
2) 전 주택 평가 과정
○ 주택에너지 진단절차
전문가의 에너지 진단은 에너지 이용 분석으로 시작하여 기밀성 측정기 및 기타 기기를 이용하여 도관 상태, 천연가스 기기 효율 및 안전성, 압력균형, 전 기 이용 및 안전성에 대한 데이터를 수집하여 주택 및 시스템을 점검한다.
○ 에너지소비량 평가
건물의 에너지 이용을 이해하기 위해서는 건물내에서사용되는전력및천연가 스등여러형태의에너지원을확인하는것이필요하다. 영국열량단위(Btu: British thermal unit)는 에너지 열량 기본 단위로 1 Btu는 1파운드의 물을 화씨 1도 올 리는데 필요한 에너지이다. 전기에너지는 열량 3412Btu/kWh의 킬로와트시 (kWh)로 산정된다. 백만 Btu(MMBtu)는 전력 293kWh에 해당하고 천연가스 1 섬(therm)은 열량 100,000Btu에 해당하기 때문에 MMBtu는 가스 10섬(therm)에 해당한다.
연료 단위 Btu/단위 비용/단위 $/MMBtu
이용되는 에너지도 산정할 수 있다.
성 정도를 확인하고 건물 외피 및 도관 시스템의 틈새를 찾아낸다. 기술자들은 기밀성측정기를 외부 출입구에 설치하고 나서 모든 연소설비를 끄고 주택을
동계 조건으로 설정한다. 그리고 나서 측정기 팬의 속도를 조정하여 건물의 모든 면에 바람약 20mph를 적용하여 주택의 기압을 낮춘다. 만일 측정기가 이 만큼의 압력 차를 형성하기 위해 심하게 작동하면 팬을 통한 기류가 높고 주택 의 공기 누출도가 높다.
<그림 4-3> 기밀성측정기는 여러 출입구에 설치되어 다양
측정 결과는 난방기간 동안의 대류열 손실 정도를 측정하는 데 도움이 된다.
볼더시(市)의 역사적 구역 내 일부 주택 대류열 손실을 상쇄하기 위한 난방비는 겨울마다 500달러 이상에 달한다.
전문가들은 공기가 누출되는 공간에서 주택 내부로 공기를 끌어들이는 팬으 로 건물 내 모든 공간을 체계적으로 체크한다. 대다수의 누출부가 눈에 보이지 않기 때문에 정확히 어느 부분이 공기 유입/유출부인지 확인하고 나서 틈새 막 음 공사를 시행해야 한다.
이와 같은 절차는 진단자가 적정 거리를 두고 건물 표면의 기온을 신속히 확 인할 수 있는 적외선(IR)기온탐지기를 이용하면 더욱 정확하게 확인할 수 있다.
그림 4-4의 적외선 기온 탐지기는 부엌 진열장의 환풍기 도관 가까이에서 발생
하는 차가운 공기 누출 상태를 보여준다.
<그림 4-4> 적외선탐지기는 건물 표면의 기온을 거리를 두고 측정 기밀성측정기와 적외선 탐지기가 찾아내는 대류열이 누출되는 공간:
- 내린 천장(dropped ceiling)과 개보수 외장재는 공기누출 문제를 가리거나 찾기 힘들게 할 수 있다.
- 소형승강기, 굴뚝, 빨래 활송장치, 쪽미닫이문 - 배관, 전선로, 매입등
- 화염을 차단하지 못하는 발룬구조(balloon framing)나 다락방 천장판 - 일부 실내벽(공기가 새는 공기배출구와 스위치)
- 이웃과의 공유벽 - 계단통
- 붙박이
- 기초벽 및 토대목
- 천장이나 마루바닥 밑의 통풍공간 - 통풍구 – 유입 및 유출
- 지하실 및 다락방 등 건물추가구조
- 주택 내 다른 공간들로부터 부분적으로나마 밀폐된 공간
- 승강구, 문, 기타 복도 - 창문
- 벽에 난 구멍, 갈라진 틈, 기타 찾기 힘들거나 들어가기 힘든 공간
(1) 전도열 손실
오래된 건물은 보통 단열상태가 낙후되어 있으므로 공기누출이 없도록 철저 히 빈틈을 막는 것이 중요하다.
<그림 4-5> 옥상 단열 부족
<그림 4-6> 옥상 바로 아래 복도 매입등 점검
<그림 4-7> 단열이 되지 않은 구역
보통 건물주나 시공사는 이런 문제를 단열 공사를 추가하여 해결하려고 하지 만 원래 건물 구조를 확인하고 건물 실내 및 실외를 크게 손대지 않고 기존 건 물의 벽이나 천장의 빈틈을 막아 공기 누출을 차단하고 성능을 향상시키는 것 이 바람직하다.
측벽을 고밀도로 단열하는 것은 대류 및 전도열 손실을 막아 에너지를 절약 할 수 있는 효과적인 방법이다.
(2) 다락방 바닥 / 지붕 단열
다락방을 창고로 이용하는 경우 공기누출을 막고, 단열을 강화하여 비용효과 적인 개보수를 통해 에너지를 절약할 수 있다.
(3) 기계설비 시스템
에너지진단전문가는 냉난방, 온수시스템, 가스레인지, 오븐 등의 에너지 성 능을 점검하여 안전성 및 효율 면에서 에너지 개선이 필요한 부분을 진단한다.
<그림 4-8> 연소 탐지기, 연소 분석기
이 연소 분석기는 기기가 최대로 작동할 때 연료를 얼마나 효율적으로 연소 하는지를 보여주는 연소효율 “안정 상태”를 측정한다. 대부분의 오래된 기기들 은 굴뚝을 통한 자연적인 환기 시스템에 의존하기 때문에 연소과정에서 굴뚝 밖으로 발생한 열이 계속하여 빠져나가는 “대기손실(standby losses)”을 보이며 이는 전체 계절별 작동 효율인 연별연료이용효율(AFUE: Annual Fuel Utilization Efficiency)의 10-20%를 저감시킬 수 있다.
(4) 도관
보일러에서 혹은 보일러에서부터 공기를 전달하는 도관의 성능은 종종 에너 지 낭비 및 안전성 문제를 일으킨다. 에너지진단 전문가들은 도관의 상태를 확 인하기 위해 다양한 기기를 이용하여 공기 누출량을 측정하여 적절한 개보수가 필요한 곳을 찾아낸다.
<그림 4-9> 도관의 공기 누출 확인
(5) 자동온도조절장치
에너지진단 전문가들은 보일러, 온수기, 냉장고 등 자동온도조절장치가 달려 있는 기기들의 기능과 설정 상태를 확인하여 비용 효과적으로 적절한 에너지 효율성을 달성할 수 있도록 한다.
설치가 쉽고 에너지 및 비용을 절약할 수 있는 저렴한 다기능설정 전자 자동 온도조절장치가 널리 이용되고 있다.
<그림 4-10> 전자자동온도조절장치
(6) 온수시스템
가정용 온수는 천연가스나 LP가스 혹은 전기를 이용한다. 전기온수기는 구 입가가 저렴하고 통풍구나 연소용 공기공급장치가 필요 없는 반면 전기요금은 천연가스 요금의 3배에 달하기 때문에 운영비용은 가스온수기보다 비쌀 수 있 으므로 가능하면 가스온수기가 낫다. 비용이나 안전성 면에서 가장 좋은 온수 방법은 태양열온수시스템으로 간혹 온수 공급이 부족할 경우 전기 예비시스템 을 갖추면 비용효과적일 것이다.
가정용 가스온수시스템을 이용할 경우, 가스 파이프에서 가스가 새는지 점검
해야 한다. 가정용온수는 바로 사용하기에 너무 뜨거운 온도로 저장 혹은 전달 되기 때문에 차가운 물과 섞어야 사용할 수 있다. 보통 화씨 125도 이하이면 온수로 사용하기 적당하기 때문에 온수온도를 내리면 저장탱크나 파이프를 통 한 대기열 손실을 저감하여 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.
그리고 샤워기의 유량을 확인하여 에너지 및 물 이용량을 줄일 수 있다. 보통 샤워기 유량은 4gpm(갤런/분) 비율인데 샤워를 10분 정도 한다고 치면 물 40갤 런을 쓰게 된다. 1.5gpm이면 별 문제 없이 샤워를 할 수 있기 때문에 같은 시간 에 물 15갤런만 쓰게 되어 기존 사용량의 62%까지 줄일 수 있다. 그림 2-13은 물 1.5gpm 이상을 쓰는 샤워기를 1.5gpm으로 바꾸었을 때 절약할 수 있는 비용 을 환산한 그래프이다.
<그림 4-11> 연별 가스 및 물 사용 절약비용(샤워기 유량을 1.5gmp로 바꾸었을 때) 주: 샤워기 가격은 8달러, 설치비용은 10달러, 1일 6분 샤워 2회를 가정.
4) 전기
(1) 배선 안전성
오래된 건물은 낡은 배선과 새 배선으로 뒤죽박죽이기 쉽고 접속 배선함, 콘 센트, 회로 차단함 등이 부식되어 전기 저항의 원인이 되기도 한다. 전기부하가
작을 경우 별 문제가 없지만 부하가 커지면 이 부분이 쉽게 뜨거워질 수 있다.
처음으로 주택 단열을 할 경우 해당 부분의 열 흐름을 방해하여 위험한 상황을 초래할 수 있다. 따라서, 에너지진단 전문가는 단기 회로 부하를 15amp로 설정 한 특정 회로점검기를 이용하여 전압강하율을 측정한다. 전압강하율이 5% 이 상일 경우 비정상이며, 8% 이상이면 보강공사가 필요하다.
“Suretest™”미터기도 가선 저항, 중성, 접지, 기타 파라미터들을 측정한다(그 림 2-14). 에너지 진단 시 주택 내 모든 콘센트를 점검하고 벽이나 다락방 단열 등 큰 공사 후 배선에 문제가 없도록 재확인해야 한다.
(2) 냉장고 및 냉동고 전기 에너지 이용 평가
에너지진단 전문가는 냉장고 및 냉동고와 연결되어 있는 콘센트를 점검하고 난 뒤 간단한 와트시미터(watt hour meter)를 설치하고 진단기간 동안 해당 전자 제품들의 에너지 이용을 점검한다(그림 4-12)를 통해 장기(월별 혹은 연별) 에 너지소비 데이터를 표준화하여 특정 에너지 비효율적인 모델을 최신 냉장고나 냉동고로 교체하는 것이 비용 효과적인지 분석할 수 있다. 냉장고 및 냉동고는 많은 가정에서 약 12%에 달하는 상당량의 전기요금을 차지한다. 대부분의 구 형 모델은 연 1200kW를 소비하나 에너지스타 인증 모델의 에너지소비량은 연 500kW 이하에 그친다.
(3) 조명
대부분의 역사적 건물들은 비효율적인 실내 및 실외 조명을 갖추고 있다. 비 용 효과적이며 에너지 효율적인 조명이 널리 이용되고 있음을 감안하여 역사적 빌딩에 최고의 조명 기술을 적용할 때이다. 조명의 에너지 성능을 파악하기 위 해서는 다양한 형태의 조명이 전력을 단위당 빛으로 바꿔주는 효율인 발광효율 (luminous efficacy: lm/W)을 확인할 필요가 있다.
와트수가 높은 백열등은 16-17 lm/W, 냉장고 안의 조명과 같은 백열등은 11 lm/W 정도의 발광효율을 보인다. 백열등은 빛뿐만 아니라 상당한 열을 발생하
와트수가 높은 백열등은 16-17 lm/W, 냉장고 안의 조명과 같은 백열등은 11 lm/W 정도의 발광효율을 보인다. 백열등은 빛뿐만 아니라 상당한 열을 발생하