건물의 에너지 사용을 평가하는 첫 번째 단계에는 에너지 감사가 포함됩니다. 이것은 에너지 사용을 줄일 수 있는 기회를 식별하는 다양한 가정 성능 테스트로 구성됩니다. 감사가 완료되면 건물의 에너지 효율성을 개선하기 위해 다양한 내후화 기법이 수행되며, 이를 '내후화'(weatherization)라고 합니다. '내후화'라는 용어는 일반적으로 미국 에너지부(DOE)의 내후화 지원 프로그램과 관련이 있습니다.
이 프로그램은 가정에서 감사 및 내후화를 수행하여 에너지 비용을 줄일 수 있는 기회를 저소득 가정에 제공합니다. DOE의 이 지원 프로그램은 저소득 가구를 대상으로 하지만, 모든 건물 소유주는 에너지 감사를 수행하고 그에 따른 필요한 수리를 받는 혜택을 받습니다.
주거용 에너지 사용 및 손실
공조 공간 또는 생활 공간 냉난방은 일반적인 가정에서 에너지 사용량의 거의 45%를 차지합니다. 공기 누출은 냉난방 비용과 직접적인 관련이 있으므로 건물 소유주는 원치 않는 공기 누출을 제어하기 위한 적절한 조치를 취하면 상당한 비용 절감을 실현할 수 있습니다. 그림 1은 공기 누출의 비율을 나타내는 가정의 영역을 보여줍니다. ENERGY STAR®에 따르면 외벽, 천장, 창문, 문 및 바닥과 같이 집의 "외피"를 밀봉하고 단열하는 것이 에너지 효율성과 편안함을 향상시키는 가장 비용 효율적인 방법인 경우가 많습니다.
적외선의 가치
가정의 공기 누출 및 단열 문제는 우리가 볼 수 없기 때문에 간과될 수 있습니다. 그것은 적외선이나 열화상을 사용하지 않았을 경우입니다. 이제 경제적인 열화상은 에너지 감사 및 내후화를 위한 '필수' 도구로 널리 받아들여지고 있습니다.
에너지 감사자와 내후화 전문가는 문제의 정확한 위치를 빠르고 쉽게 찾아내고 문서화할 수 있는 방법을 제공하는 열화상을 활용합니다. 속도와 정확도가 중요한 산업에서 적외선은 더 빠른 검사와 더 자세한 문서화를 가능하게 합니다. 많은 기존 감사 도구는 문제가 있는 위치에 대한 일반적인 아이디어를 제공하지만 정확히 찾아내지는 못합니다.
아마도 적외선 검사의 가장 가치 있는 부분은 결과를 문서화하고 보고하는 기능일 것입니다. 모든 Fluke 열화상 장비에는 IR-Fusion®이 포함됩니다. 이 기술은 향상된 식별, 분석 및 보고를 위해 적외선 이미지와 시각적 이미지를 결합합니다. 시각적 참조 이미지를 통합함으로써 수리를 담당하는 고객 및/또는 계약자는 감사가 완료된 후 문제를 쉽게 고쳐 놓을 수 있습니다.
열화상은 또한 후속 적외선 검사를 수행하여 코킹, 스프레이 폼으로 공극 채우기, 단열재 추가와 같은 수리 및 개선의 효과를 검증하는 데 사용할 수 있습니다.
공기 누출 검사
제어된 공기 교환은 거주자의 안전을 위해 필요하지만, 대부분의 구조물은 제어되지 않은 과도한 공기 누출을 통해 상당한 에너지를 낭비합니다. 누출에 대한 해결책은 간단할 수 있지만, 적외선 기술을 사용하지 않고 누출을 찾는 것은 여전히 어려운 일입니다.
ASTM E1186에 따르면, 최상의 공기 누출 검사 결과를 얻기 위해서는 구조물 내부에서 외부까지 최소 3°F의 온도 차이 또는 Delta T가 존재해야 합니다(차이가 클수록 더 좋음). 이러한 이유로, 무더위나 추위가 심한 시기에 검사를 실시하는 것이 가장 좋습니다.
굴뚝 효과로 인해 다락방과 지하실 근처에서 심각한 공기 누출이 발생하는 경향이 있습니다. 굴뚝 효과는 가정에서 상승하는 따뜻한 공기가 저준위에서는 저기압 영역을 만들고 지붕 근처에는 고기압 영역을 만들 때 발생합니다. 이러한 압력 차이로 인해 따뜻한 공기는 위쪽에서 빠져나가고 찬 공기는 아래쪽 근처로 들어갑니다. 공기 누출의 다른 일반적인 영역은 그림 2에 강조 표시되어 있습니다.
블로어 도어를 사용하면 공기 누출 검사가 크게 향상됩니다. 감사관과 검사관은 구조물의 전체 공기 교환율 또는 기밀성을 측정하기 위해 오랫동안 블로어 도어를 사용해 왔습니다. 블로어 도어는 구조물의 내부에서 외부로 압력차(보통 부압(negative))를 생성합니다. 압력차를 만들어 공기 누출이 커지게 되고 움직이는 공기가 누출 주변 표면에 미치는 영향도 커집니다. 열화상 장비는 블로어 도어와 함께 사용할 경우 공기 누출원을 둘러싼 표면의 온도 차이가 더 크기 때문에 공기 누출을 보다 쉽게 감지할 수 있습니다. 이 과장된 온도 차이로 인해 블로어 도어가 필요한 Delta T를 감소시키기 때문에 일년 내내 적외선 검사를 더 자주 수행할 수 있습니다.
단열재 검사
에너지 손실로 이어지는 단열재 문제에는 종종 누락, 부적절, 내려앉음 및/또는 습한 조건이 포함됩니다. 모두 단열 효과를 감소시키고 열 및/또는 공기 우회로 이어질 수 있습니다.
ASTM C1060에 따르면, 최상의 단열재 검사 결과를 얻으려면 구조물 내부에서 외부까지 최소 18°F의 온도 차이 또는 Delta T가 존재해야 합니다(차이가 클수록 더 좋음).
단열재 유형을 알고 있으면 결과를 해석하기가 훨씬 쉽습니다. 단열재 유형을 알면 감사자는 특정 단열재 유형과 일반적으로 관련된 문제에 대비할 수 있습니다. 예를 들어, 블로운인(blown-in) 단열재는 시간이 지남에 따라 내려앉는 것으로 악명이 높습니다.
습기
공기가 수분 이동 수단을 제공할 수 있기 때문에 습기와 응결은 종종 구조물의 공기 누출과 함께 발생합니다. 습기를 적절하게 제거하지 않으면 건물 손상, 단열 효과 감소 및 곰팡이가 발생할 수 있습니다.
열화상 장비는 수분을 식별하는 데 매우 효과적인 도구입니다. 물은 열 용량이 커서 에너지를 효율적으로 흡수하고 저장합니다. 물의 열 용량 또는 증발 냉각 효과(보통 2°F~5°F 표면 온도 차이)는 표면이 만지면 건조하다고 느낄 때에도 수분 손상의 정도를 나타내는 데 도움이 됩니다. 의심되는 모든 수분은 수분 측정기로 검증해야 합니다.
검사 고려 사항 및 절차
- 건축 방법과 자재에 대한 지식이 중요합니다. 적외선 감사는 건물의 작동 방식과 건축 방식을 이해하는 사람이 가장 잘 수행합니다.
- 열 검사는 따뜻한 날씨와 추운 날씨 모두에서 수행할 수 있습니다. HVAC 시스템을 활용하면 적절한 Delta T가 기계적으로 영향을 받을 수 있습니다. 그러나 검사를 시작하기 최소 15분 전에 HVAC를 꺼서 내부 온도 안정화를 항상 확인하십시오.
- 철저한 검사를 위해 체계적으로 작업하십시오. 경로를 따라 내벽 및 외벽을 모두 스캔해야 합니다. 또한 최종 보고를 위한 적절한 정보가 있는지 확인하기 위해 공정 중에 적절한 시각적, 음성 또는 서면 주석을 기록하는 것이 항상 가장 좋습니다.
- 열화상 장비는 자동 또는 수동 온도 배율조정 모드에서 작동할 수 있습니다. 최상의 결과를 얻고 모든 문제를 식별하려면 수동 배율조정 모드를 사용하십시오. 스팬을 좁게 유지하고 필요에 따라 레벨을 조정하십시오.
- 태양 부하와 바람은 반드시 고려해야 하는 환경적 요인입니다. 태양 부하는 구조물의 하나 이상의 측면이 태양에 의해 균일하게 가열되어 온도 차이가 가려질 때 발생합니다. 마찬가지로, 구조물 위로 이동하는 바람은 열 신호를 유실시키거나 예상치 못한 압력 차이를 만들어 일부 문제를 감지하지 못하게 할 수도 있습니다.
- 열감도 또는 NETD(negative electron-transfer dissociation)는 건물 검사용 열화상 장비를 구입할 때 고려해야 할 핵심 요소입니다. NETD는 30°C 이상에서 최소 0.1°C(100mk)여야 합니다. 열화상 장비가 민감할수록 이상 현상을 더 쉽게 식별할 수 있습니다. 고감도 열화상 장비는 연중 내내 또는 최소 Delta T가 존재할 때 검사를 수행하는 데 더 효과적입니다.