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기존 벽돌 벽 내부에 압출법보온판(XPS) 및 단열재 설치(5)

기존 벽돌 벽 내부에 압출법보온판(XPS) 및 단열재 설치(5)

 

출처: https://www.nrel.gov/docs/fy12osti/54163.pdf

2. 비용 및 성능

1) 에너지절약

우리는 합리적으로 벽돌 벽은 200mm(8inch) 두께마다 열저항 값(R-)1이라고 가정할 수 있습니다. 벽돌 벽의 단열성이 비교적 낮기 때문에, 압출법보온판(XPS, R-10의 단열재) 50mm 추가하면 건물 성능크게 향상될 수 있습니다. 이 단열재의 에너지절감 효과를 입증하기 위해 CARBeQuest v3-64 에너지 모델링 소프트웨어에서 전체 빌딩 에너지모델을 구축하고, 1년 동안 단열재를 추가하기 전과 후에 전기 및 천연 가스소비량을 모의실험 했습니다. BA 선호 소프트웨어 BEopt는 구조용 벽돌 건물을 모델링하는 기능을 갖고 있지 않기 때문에 eQuest가 사용되었습니다.

참고: http://energy-models.com/

이 건물을 모델링한 것은 7,600sq.ft로 약 950sq.ft8개 아파트를 갖춘 다목적 건물이 있습니다. 새로운 단열재로 덮인 벽의 총 면적은 8,672sq.ft입니다. 모델링된 건물은 기후 영역4로 뉴욕에 위치하고 있습니다.

 

[eQuest 모델의 화면]

경질 압출법보온판(XPS)을 설치한 후에 난방 요금을 크게 절약할 수 있었습니다.

모델링된 건물의 에너지 및 연료 소비, 단열재 설치 전과 후에 모두 [4]에 나와 있으며, 건물 전체에 대해

1년간 전기소비량을 1% 줄이고 가스 소비량을 13% 감소한다고 예측되었습니다. 모의 실험한 유용한 비용

절감은 전기(냉방)에 대해 연간 약 388달러, 가스 (난방)에 대해 매년 1,686달러였으며, 연간 약 2,074달러

를 절감할 수 있습니다.

 

 

(전기 비용은 kWh0.191달러, 가스 비용은 1.251달러입니다.)

[4] 7,600sq.ft 규모의 공동주택 단열 시공을 통한 모델링 비용절감

2) 자본 비용

위의 분석은 R-10 단열재 설치로 에너지비용의 9% 감소 가능성을 보여줍니다.

이는 연간 약 260달러의 아파트 비용을 절감하는 것과 같습니다. 이러한 절약은 다양한 단열재를 사용하여

실현될 수 있지만, 경질 압출법보온판(XPS)는 투자 수익률이 우수한 건설 또는 개수 공사의 첫 번째 비용

계획으로 상당히 낮을 수 있습니다. 데이터베이스는 경질 압출법보온판(XPS) 설치비용 범위를 제공합니다.

외부에 설치하기 위해 추정되긴 하지만, 내장이 골조 및 건식 벽체로 마감이 예정되어 있고 인테리어라고

가정할 때, 실내 설치 상황과 거의 동일한 비용이 듭니다.

[5]에는 이 건물에 대한 설치 비용과 이 조치에 대한 간단한 회수 비용이 요약되어 있습니다.

50mm 출법보온판(XPS)은 다른 두 단열 측정값보다 낮은 열저항 값을 가집니다. 낮은 열저항 값으로

감소된 잠재 에너지절감은 단순한 투자 회수 분석에서 설명됩니다.

 

[5] 벽돌 벽 8,672sq.ft의 내부 단열에 대한 비용 범위(노동 및 재료) 및 단순한 투자 회수기간

 

3) 간접 및 비에너지 혜택

단열재를 설치하면 건물의 열 부하를 직접 줄일 수 있습니다. 결과적으로 HVAC 시스템은 새로운 소형 부하를 충족시키기 위해 더 작은 크기로 만들 수 있습니다. 올바르게 설치된 경질 단열재는 공기의 장벽이 되어 침투를 줄이고 필요한 난방 및 냉각 용량을 줄여 HVAC 장비의 소형화를 더욱 지원합니다. 이러한 간접적인 이익은 HVAC 교체가 개조 범위에 속하는 경우 실현될 수 있습니다. 이러한 간접적 이익은 에너지와 비용 절감 외에도, 벽돌 벽 내부에 단열재를 설치함으로써 얻을 수 있는 비에너지 이외의 잠재적 이점은 편안함과 실내 공기질이 개선된다는 것입니다.

(1) 편의(comfort)

시원하고 따뜻하게 단열된 공간은 단열되지 않는 공간보다 더 시원하고 따뜻하게 유지됩니다. 단열 공간이 최소화된 상태에서 단열 공간 내에서 열 쾌적성을 유지하는 것이 더욱 쉬워지고 간편해졌으, 온도 및 습도에 대한 보다 세밀한 제어가 가능합니다.

(2) 실내 공기질(indoor air quality)

침투 감소는 공간의 공기 품질을 유지하는 데 도움이 되며, 외부 오염 물질이 집에 들어올 가능성을 줄여니다. 그러나 수용 가능한 실내 공기의 질을 보장하기 위해 통풍이 잘되는 모든 건물에는 통제된 기계 환기가 추가되어야 합니다.

[기계 환기가 필요합니까?]

송풍기 도어(blower door)를 통한 침투 시험은 에너지효율 측정 완료시 수행되어야 합니다. 이 시험의 결과ASHRAE 62.2 환기 표준에 따라 추가적인 기계 환기가 필요한지 여부를 결정하는데 사용되어야 합니다.

참고: https://www.mintie.com/assets/pdf/education/ASHRAE%2062.1-2007.pdf

 

ASHRAE 62.2 CFMdesign에서 가정에 필요한 기계 환기율을 계산합니다.

CFMdesign = 0.01 x FA + 7.5 (Nbr + 1)

FA = 마감재 바닥 면적, Nbr = 침실 수

침투 시험을 통해 건물의 CFM50 번호를 결정합니다.

Sherman-Grimsrud의 공기 침투 모델(Sherman M. 1987. 누출 및 기후 지표에 대한 침투량 추정. 에너 및 건물, 10, p.81)을 사용하여 자연 건조에서 침투량을 추정합니다. CFMnat (이 값을 결정하는 방법은 다음과 같습니다. http://www.homeenergy.org/show/article/nav/blowerdoor/id/1015)

에어컨 칸막이로 CFMnat을 나눕니다. CFMnat/ft²

CFMnat/ft² 값이 0.02 미만인 경우, 그렇다면 환기를 위해 ASHRAE 62.2 값을 사용합니다. 기계 환기율을 줄일 수는 없습니다.

CFMnat/ft² 값이 0.02보다 큰 경우 다음 계산을 수행하여 필요한 기계 환기량을 결정합니다.

CFMneeded = CFMdesign – [1/2 x (CFMnat / ft²-0.02) × FA]

 

[비판적인 요점]

단열재의 추가로 필요한 에너지소비, 공과금 비용 및 HVAC 장비의 크기가 줄어들 뿐만 아니라 편안함과 실내 공기질을 향상시킬 수 있습니다.

대부분의 경우 경질 압출법보온판(XPS)의 설치는 폐쇄 셀 스프레이 폴리우레탄폼 단열재보다 비용이 낮습니다.

경질 압출법보온판(XPS) 설치에 대한 투자 회수기간은 일반적으로 매우 합리적입니다.

[주의] 가정의 자연 공기 교환을 줄이면, 공기 기밀성 수준에 따라 기계적 환기가 필요합니다.