건식벽체를 이용한 가변형 공동주택의 전과정 CO2 배출량 및 경제성 평가

Abstract

세계 각국에서는 기후변화 대응을 위한 지속 가능한 개발(Sustainable Development)을 목표로 1997년 채택된 교토의정서 등 다양한 기후변화협약이 신설 및 강화되고 있으며, 모든 산업에서의 환경부하(이하 CO2) 저감이 강제적 이행요구로 확대되고 있다. 이 중 건설 산업은 전체 산업 CO2 배출량의 약 30%를 차지하는 환경 저해 산업으로 인식되어지고 있어 CO2 절감을 위한 친환경 건축분야의 연구가 요구되고 있다. 현재 건축물의 건설자재 활용과 관련된 연구는 미비한 상태로 건설자재에 대한 CO2 저감기술에 관한 연구가 필요하다. 이러한 CO2 저감기술의 개발 및 적용에 있어 건설자재를 이용한 전과정 CO2 저감과 및 경제성 평가를 이용하여 건설 산업의 지속가능한 질적 성장을 필요로 하는 시점에서 건설자재를 이용한 건축물의 CO2 및 경제성 평가 연구가 요구된다. 따라서 최근 공동주택에 요구되는 리모델링의 용이성 및 장수명화 성능요구 증대의 영향으로 가변성이 우수한 석고보드 건식벽체의 수요가 증가되고 있으며 이에 대한 환경성능 평가의 중요성이 부각되고 있다. 이에 건설자재를 이용한 건축물의 친환경성능에 관한 연구의 일환으로 본 연구에서는 석고보드 건식벽체를 적용한 건축물의 환경부하 및 경제성 평가를 목적으로 건축물 전과정 동안의 이산화탄소(LCCO2) 및 경제성(LCC)을 평가를 실시하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적으로 건설되는 공동주택 구조인 콘크리트 내력벽식을 Case 1로 설정하고 비교 대상으로 석고보드 건식벽체 적용비율을 증가시킨 Case 2, Case 3, Case 4를 설정 후 각 평가 대상 건축물의 구조적 안전성에 근거하여 석고보드 건식벽체를 적용한 벽체를 선정하고 이를 적용한 건축물에 관하여 법적 인센티브를 고려하여 평가대상 건축물 분석 및 선정을 하였다. 이에 선정된 건축물에 근거하여 평가 대상 건축물의 전과정 관점에서 CO2 배출량 평가를 실시를 하였다. 즉, 건설단계, 운영/유지관리단계, 해체/폐기단계로 구분하여 단계별 CO2 배출량을 평가하였다. 특히 건설단계는 자재생산단계, 자재운송단계, 건축시공단계로 세분화하여 평가하였으며 운영단계는 시뮬레이션 중 하나인 ECO-Designer를 유리관리 단계는 수선율·수전주기를 이용하였다. 해체/폐기단계는 건축물 해체단계, 폐기물 운송단계, 폐기물 매립단계로 구분하여 평가를 하였다. 경제성 평가 또한 전과정 관점에서 건설단계, 운영/유지관리단계, 폐기단계로 구분하여 평가하였다. 각 단계 평가에서 요구되는 건설 자재물량, 에너지 사용량, 수선율, 수선주기 등의 데이터는 CO2 평가 시와 동일한 조건의 자료를 활용하였다. 본 연구는 다음과 같은 6장을 구성되어 있으며, 각 장별 주요내용은 다음과 같다. 제 1장 : 서 론 제 2장 : 기존문헌의 고찰 제 3장 : 평가대상 공동주택 분석 및 연구 제 4장 : 석고보드 건식벽체를 적용한 건축물 전과정 CO2 배출량 평가 제 5장 : 석고보드 건식벽체를 적용한 건축물 전과정 경제성 평가 제 6장 : 결론 본 연구에서는 건설자재를 이용한 건축물의 친환경성에 관한 연구의 일환으로 석고보드 건식벽체를 이용한 가변형 공동주택의 전과정 CO2 배출량 및 경제성 평가를 목적으로 연구를 실시하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1) 판상형 및 탑상형의 구조형식별(Case 1, 2, 3, 4) 구조계산을 통한 정량적인 투입물량을 산출하고 평가 대상 건축물의 전과정 CO2 배출량 및 경제성 평가를 실시하였다. 2) 평가대상 건축물 Case별 전과정 CO2 배출량 및 경제성 평가 결과 Case 1 대비 Case 2, Case 3, Case 4로 변화할수록 구조형식 변화에 의한 건식벽체 적용율의 증가 즉, 가변성이 높아질수록 전과정 CO2 배출량 및 경제성은 감소경향을 나타내었다. 3) 전과정 CO2 배출량 평가결과 판상형의 경우 Case 1 대비 Case 2는 1.0%, Case 3은 4.5%, Case4는 5.4% 저감되는 결과를 얻었으며, 탑상형은 Case 1 대비 Case 2, 3, 4에서 각각 1.3%, 4.9%, 5.5%의 저감율이 산출되었다. 4) 전과정 경제성 평가결과 판상형의 경우 Case 2, Case 3, Case 4의 저감율은 Case 1대비 각각 0.2%, Case 3은 6.2%, Case 4는 7.2%로 평가되었으며, 탑상형은 Case 1 대비 Case 2, 3, 4에서 각각 1.1%, 3.4%, 3.8% 비용이 저감되는 결과를 얻었다. 5) 이러한 결과는 Case 1의 벽식구조를 기둥식 구조로 변경함에 따라 Case 1 대비 Case 2, Case 3, Case 4의 단위면적 당 콘크리트 등의 자재물량이 저감되었기 때문이며 전과정 경제성 평가에서는 공사기간 단축에 의한 이자비용 절감, 탄소배출권 적용에 의한 비용 절감에 기인한 것으로 사료된다.