ASHRAE Advanced Energy Retrofit Guide Summary

ASHRAE Advanced Energy Retrofit Guide 요약본

1) 프로그램의 목적

 

○ AERG(Advanced Energy Retrofit Guides)는 기존 건축물들을 대상으로 건물 소유주, 시설 관리자 그리고 에너지 관리자들이 그들의 건물 타입과 위치에 맞게 성공적으로 에너지 효율성을 향상시키기 위해 U.S. Department of Energy(DOE)에 의해 개발되었다. 전체 가이드 시리즈는 상업건물의 중요한 파트들의 내용을 다룬다. 가장 유망한 retrofit 방법들의 실현가능한 정보, 실용적인 방법론, 다양한 사례 스터디, 그리고 객관적인 평가에 초점이 맞춰져 있다.

 

 

 

2) 개요

 

○ 미국 내에 사무실은 다른 어떤 빌딩 타입보다 많은 에너지를 소비한다(Figure 1.1) 그리고 약 60%의 기존 사무실이 1980년 이전에 지어졌다는 사실을 감안 했을 때, 노후된 건물 설비, 시스템들이 업그레이드 될 시기가 지났음을 알 수 있다. 사무실 빌딩은 비용효율적인 에너지 효율성 향상의 중요한 기회들을 제공한다. 그리고 해당 프로그램은 그러한 기회들을 실현시킬 수 있는 실용적이고 구체적인 가이드라인을 제공한다.

 

 

 

○ 에너지 효율성 향상 실현방법을 다루기 전에, 먼저 전형적인 사무실 빌딩에서 빌딩 시스템에 걸쳐 에너지 사용이 어떻게 구성되어 있는지 조사하는 것이 가치 있을 것이다. Figure 2.1은 미 사무실 빌딩의 에너지소비를 퍼센트별로 분석한 것을 나타낸다. 차트에 나타난 것 처럼, HVAC 시스템(난방, 냉방 그리고 환기) 관련 소비가 총 에너지 소비의 51%를 차지하고 조명 관련 소비가 전체 에너지 소비의 25%를 차지한다(U.S. Energy Information Administration, 2006). 이 두 가지 소비결합 (HVAC 시스템+조명)이 사무실 빌딩 에너지 소비의 ¾를 차지하기 때문에, 일반적으로 두 가지의 에너지 소비 관련 retrofit에 집중하는 것이 최선의 선택이다.

 

 

 

 

 

 

○ AERG는 미 상업건물의 중요한 파트들을 다루기 위해 고안되었다; 사무실, 소매점, 학교, 식료품점 그리고 병원. 가이드의 일반적인 프로젝트 계획에 대한 고려는 미 전국적으로 적용가능하다; 추천되는 에너지 효율성 방안을 위한 에너지 세이빙과 비용절감 추정치는 5개의 뚜렷한 차이를 가지는 기후 존에 맞춘 에너지 시뮬레이션과 비용견적을 바탕으로 개발되었다. 이러한 분석들의 결과는 두 가지 프로젝트 타입(기존 건물 커미셔닝, 전체 빌딩 retrofit)을 위한 각각의 방안 그리고 추천된 패키지방안을 위해 제시된다.

 

 

 

 3) 가이드라인 프로세스

Figure 3.1. AERG Example of AERG Project Planning Flow Chart

*Integrated Approach: 다수의 빌딩 시스템에 동시에 Retrofit을 하는 접근법

*Staged Approach: 순차적으로 빌딩 시스템을 Retrofit 하는 접근법

 

 

             ○  Figure 3.1는 가이드라인의 주된 부분의 작동방식의 예시를 제공한다.

     사무실 빌딩의 경우 다양하게 디자인 될 수 있고 여러 가지 용도로 사용 될 수 있다. 또한, 건축주와 시설 관리자는 다양한 재정적 제한을 마주한다. 이 다양성을 해결하기 위해 가이드라인은 3가지의 업그레이드 옵션을 포함한다. (1) Implementing operations and maintenance (O&M) improvements through Existing Building Commissioning (EBCx) - 기존 건축물 커미셔능을 통한 유지관리의 향상 실현 / (2) Standard Retrofit / (3) Deep Retrofit. Standard Retrofit은 장비, 시스템을 포함한 비용효율적이고 위험성이 적은 retrofit 방법을 제공한다. Deep Retrofit은 EBCx나 Standard Retrofit보다 더 긴 투자회수기간을 가진다.

     

    가이드는 Chapter 2로부터 시작한다. 이는 에너지 효율 프로젝트의 중요한 컨셉을 소개한다. 또한 Chapter 2는 강한 사업 케이스를 위한 기존 요소들을 제공하기 위해 에너지 회계감사(Energy Retrofit), 재정 분석(Financial analysis), Financing 옵션에 관련된 설명을 제공한다. 이 챕터는 에너지 효율성 프로젝트의 옵션이 만들어지는 이어지는 섹션의 기초가 형성된다.

 

     Chapter 3에서 Chapter 5까지는 세 가지 레벨의 프로젝트(EBCx, Standard retrofits and deep retrofits)를 위한 업그레이드 패키지 샘플을 제공한다. 각각의 패키지는 전형적인 큰 사무빌딩 (200,000 square feet)을 바탕으로 모델링 되었고 에너지 세이빙과 대략적인 실행비용 추정치를 제공한다.

 

Existing Building Comissioning(EBCx)	Up to 25% Energy Savings
Standard retrofit	25%-45% Energy Savings
Deep retrofit	45% Energy Savings

 

< Figure 3.2 업그레이드 옵션에 따른 에너지 세이빙 비율 >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) 사례 - Existing Building Commissioning (EBCx)

 

세 가지 업그레이드 옵션 중의 하나인 EBCx를 사례로 살펴보자.

 

   ○ Figure 4.1은 추천된 패키지의 에너지, 재정 분석의 결과물 요약본이다. Baseline은 비슷한 유형의 건축물의 경우를 의미하고 Post-EBCx는 EBCx 이후의 상황를 의미한다. % Reduction From Baseline은 EBCx의 Baseline 대비 감소율을 나타낸다.

< Figure 4.1 EBCx 추천 패키지의 결과값 >

 

   ○ Figure 4.2는 추천된 EBCx 패키지의 에너지 세이빙 결과 값을 나타낸다. EUI(Energy Use Intensity는 에너지 소비량을 해당 면적으로 나눈 양)

< Figure 4.2 EBCx 추천 패키지의 에너지 세이빙 결과값 >

 

 

   ○ 각 방법의 비용은 Baseline 조건과 그 방식을 시행하는 방법에 따라 큰 차이를 보인다. 연구 결과 EBCx의 평균비용은 $0.30/sq(Mills, 2009)라고 한다. 프로젝트를 200,000 sqare feet 면적의 사무실이라고 가정했을 때, 예상 시행 비용은 약 $61,100 이 나온다. 다음의 Figure 4.3은 추천된 EBCx의 재정분석 결과를 나타낸다.

     

< Figure 4.3 EBCx 추천 패키지의 재정분석 결과 >

 

 

 

     ○ 다음은 EBCx의 Case study이다. 사이트는 미국 뉴옥의 맨하탄에 위치한 522 Fifth Avenue이다. 다음의 4단계를 통해 1)계획단계, 2)조사단계, 3)시행단계 4)평가 및 검증 O&M(Operation & Maintenance) 향상이 이뤄졌다. 주된 에너지 소비는 HVAC 시스템과 조명 부분에서 발생했기 때문에 O&M 향상은 여기에 초점을 맞추었다. O&M Improvement 방법이 적용된 이후 빌딩 시스템은 상호보완적으로 작동할 수 있는 능력을 얻었을 뿐 아니라 사이트 에너지 소비를 18% 줄일 수 있게 되었다. 이 감소폭은 동시대에 Chiller 교체와 대형조명계획을 포함한 다른 프로젝트에 비해 월등한 결과이다. 다음의 Figure 4.4는 Case Study의 보고서이다.

 

< Figure 4.4 522 Fifth Avenue Case Study 사례 >