커미셔닝 Commissioning

건물 에너지 분야에서 커미셔닝

 

 

 

커미셔닝은 건물에너지에 관련된 모든 것을 총괄 관리하는 기술을 통칭한다. 

즉, 기획, 설계, 시공, 운용단계까지 건물에너지를 총괄 관리함으로써 기술의 설계, 적용 및 평가를 종합적으로 수행한다. 

 

1. 커미셔닝 어원 및 역사 

1999년 Oak Ridge National Laboratory가 발간한 A practical guide for commissioning existing buildings에서 유래된 것으로 보인다. 

이후 2009년 미국 Lawrence Berkeley National Laboratory에서 Evan Mills 등이 수행한 monitoring-based commissioning: Benchmarking Analysis of 24 UC/CSU/IOU Projects"에서 24개의 캘리포니아 소재 대학 건물에 커미셔닝을 실시한 결과, 에너지 절감이 약 11%으로 투자 대비 단순 환수기간이 2.5년으로 보고해, 커미셔닝에 대한 관심을 촉발시켰다. 

 

 

2. 커미셔닝의 종류

(1) Cx (Commissioning, 일반 커미셔닝)

TAB(Testing, Adjusting, and Balancing)와 같은 개념

설계된 대로의 성능 달성이 목적

 

(2) Re-Cx (Periodic Commissioning, 주기적 커미셔닝)

시간 경과에 따른 성능 저하 및 고장 등 Cx를 통하여 개선함.

설비 노후화에 따른 성능 저하는 건물관리자가 인식하지 못하는 경우가 많기 때문에, 전문 관리자가 없는 중소형 건물의 경우 Cx의 효과가 높음.

단, Cx를 얼마 주기로 받을지 경제성을 고려해야함. 

Periodic commissioning of systems in an existing building to ensure that systems are operating as intended.

 

(3) Retro-Cx, existing-buildings commissioning

Cx을 하지 않았던 기존 건물을 대상으로 Cx를 실시하는 사례. 

Cx의 경험이 없는 중소형 건물 및 전문 관리자가 없는 경우, 에너지 전문가에 의한 Cx는 가장 높은 에너지 절감을 달성할 수 있는 사례. 이후 Re-Cx로 전개가 용이함

Single-instance commissioning of systems in an existing building.

 

(4) CCx (Continuous commissioning, 지속적 커미셔닝) 

an ongoing process to resolve operating problems, improve comfort, optimize energy use and identify retrofits for existing commercial and institutional buildings and central plant facilities

 

(5) MBCx (Monitoring-based Commissioning, 모니터링 기반 커미셔닝) 

기본적 개념은 BEMS(building energy management system)와 같음.

미국 등에서는 BEMS보다는 BEIS(building energy information system, 건물에너지 정보시스템)이라는 개념이 통용됨. 그 이유는 BAS(building automation system)에 제어 기능 및 다양한 에너지 절감 기능이 있어 단순히 정보를 모니터링하고 분석하는 것만으로는 에너지 절감이 가능하다고 판단하지 않기 때문. 

It involves three elements: 1) Energy Information Systems/Building Diagnostics, 2) Retro-commissioning, and 3) Ongoing commissioning and measurement-based savings accounting using the metered and monitored data.

 

Source: “Building Commissioning: A Golden Opportunity for Reducing Energy Costs and Greenhouse Gas Emissions”, Evan Mills, Lawrence Berkeley National Laboratory, July 2009

 

TAB 개념 

TAB (Testing, Adjusting, and Balancing)은 HVAC (heating, ventilation, and air-conditioning) 시스템이 적절히 운전되도록 하기 위해서 행해지는 세가지 주요단계를 말한다. 

 

Testing

장비와 시스템 운전상태를 평가하기 위해서 전문화된 장비를 사용하여 회전속도, 전기적인 특성 및 유속과 유량을 측정하는 것이다.

 

Adjusting

장비와 시스템이 최적 상태와 최고의 효율 점에서 운전 되도록 온도조절기와 압력조정기와 같은 자동 조절기기의 제어를 받는 댐퍼나 밸브를 체계적으로 조정하는 것이다.

 

Balancing 

필요하거나 설계에 표기된 설계량(유속 및 유량)을 기준하여 측정량(유속 및 유량)이 허용범위 이내에서 유통되도록 WATER 및 AIR의 계통을 체계적으로 조절하는 것이다.

 

M&V (measurement and verification, 측정 및 검증)

개별 시설에서 에너지 절감 조치(Energy Conservation Measure, ECM)의 이행 결과로 달성한 실제 절감량을 검증하고 보고하는 목적으로 수행하는 계획, 측정, 데이터 수집 및 분석 과정을 가리킨다.

 

 

 

제로에너지빌딩의 성능검증을 위한 연구 방향

왜 건물에너지를 평가해야 하는가?

건물에너지를 무엇으로 어떻게 평가할 것인가? 

평가를 신뢰할 수 있는가? 

 

 

운영단계 ZEB 구현을 위해, TAB, 커미셔닝, M&V 등 성과보증 제도의 표준화 필요

→ 초기 설계 단계부터 준공단계 이후까지 전반적으로 TAB/커미셔닝 수행을 통해,

    건축물을 관리하는 방법론 제시 및 그에 따른 성과보증제도로 연계 

→ 에너지 사용량 및 음환경 평가 및 기기의 품질 향상부터 효율적 활용까지 ZEB의 필수기술로의 TAB 기준 정립

→ 이해관계자뿐만 아니라 사용자에서 TAB/커미셔닝 실효성 검토결과 및 방법론을 공유하여 필요성에 대한 인식 재고 

 

외피/기밀성/설비 성능을 포함한 종합성능 점검기준 및 방법론 개발

→ 기존의 TAB 수행에 사후관리 개념인 커미셔닝 도입하여, 설비기기에 국한된 TAB가 아닌, ZEB와 연계하여, 건축물의 종합성능 점검 및 관리가 이뤄지는 기준 제안

 

현장 의견을 반영한 발주방식의 변화

→ 기존의 시공사 발주방식에서 건축주 발주방식을 제안하여 현장에서 이뤄지는 결정권자와의 의사소통 문제 등 해결방안 마련 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고문헌

[1] 최상호, 오경호, BAS와 BEMS의 개념에 대한 이해, 대한설비공학회, 2020, Vol.49, No. 6, pp. 16-23

[2] Evan Mills, Paul Mathew, Monitoring-Based Commissioning: Benchmarking Analysis of 24 UC/CSU/IOU Projects

[3] Evan Mills, Paul Mathew, Monitoring based Commissioning: Benchmarking, Analysis of 24 University Buildings in California