환경부하 및 경제성을 고려한 공동주택의 전생애 친환경 최적설계 평가 시스템 개발에 관한 연구

Abstract

건설산업은 국내 GDP의 17%를 차지하는 국가기간산업이나 전체 재료 소비의 약 48%, 에너지 소비의 40%를 점유하고 있는 대량 소비 산업임과 동시에 모든 CO2 배출량의 42%, 전 산업폐기물의 30%, 불법 폐기물의 60%를 발생하는 환경저해산업이라 할 수 있다. 또한 전체 에너지의 22%가 건축물에서 사용되고 있으며, 건물 생애 비용의 경우 16%가 건설단계에서 사용되며 83%가 유지관리단계에서 사용되고 0.4%가 해체 및 폐기단계에서 사용되고 있다. 따라서 건축물 전생애를 통하여 사용되는 에너지로 인한 CO2 발생량의 저감을 위하여 정량적 평가가 가능한 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 건축물의 전생애 주기인 건설단계, 운용 및 유지관리단계, 해체 및 폐기단계에 이르는 각 단계별 과정에서 발생하는 환경부하 및 경제성을 고려한 공동주택의 친환경 최적설계 평가 시스템을 개발하였다. 제1장 서론에서는 연구의 배경과 목적에 대한 설명과 연구의 범위 및 구성 그리고 연구의 흐름을 제시하였다. 제2장 연구의 이론적 배경에서는 전과정 평가에 대한 기초적인 내용과 건축물 전생애 환경부하 평가 프로그램 및 최적설계 시스템을 조사하고 최적설계의 필요성을 분석하였다. 제3장 건축물 전생애 환경부하 평가 프로그램에서는 대상 건축물을 선정하고 전생애 주기 각 단계별 데이터베이스 및 환경부하 평가 시스템을 구축하였다. 제4장 친환경 건축물 최적설계 평가 프로그램 개발에서는 최적설계 시스템의 제안을 통해 최적설계 평가 프로그램의 구성 및 친환경 건축요소 기술 데이터베이스를 기초로 하여 최적설계 평가 프로그램을 개발하였다. 제5장 친환경 건축물 최적설계 평가 프로그램 사례 분석에서는 개발된 프로그램을 통해 공동주택을 시뮬레이션 한 결과, 이산화탄소 저감 및 초기 투자비율의 확인이 가능하였다. 제6장 결론에서는 본 연구를 통하여 얻은 연구 결과를 다음과 같이 제시하였다. 1. 환경부하 평가모델은 국내 대부분의 규모를 포함하고 있는 일반공동주택과 국가기준에 의한 초고층 건축물 규모의 초고층공동주택을 선정하였다. 2. 주요 환경부하 인자를 분석하여 대표자재를 선정하고 공동주택에 대한 자동물량 산출이 가능한 시스템을 구축하였다. 3. 대표자재에 대한 환경부하 원단위를 혼합분석방식을 통해 산출 적용하고 전생애 주기 각 단계별 에너지소비량의 도출과 함께 이산화탄소 발생량의 산출이 가능한 데이터베이스를 구축하였다. 4. 이산화탄소 저감 및 초기 투자비율의 확인을 위한 기초 자료인 전생애 주기 각 단계별 친환경건축 요소기술에 대한 테이터베이스를 구축하였다. 5. 이상과 같은 공동주택의 평가모델의 선정과 대표자재에 대한 자동물량 산출시스템, 환경부하 원단위 산출, 각 단계별 에너지소비량의 도출에 의한 이산화탄소 발생량의 산출, 친환경건축 요소기술 등 각 단계별로 구축된 테이터베이스를 통해 전생애 주기에 대한 종합적 평가를 위하여 진화 알고리즘에 기반한 최적설계 평가 프로그램을 개발하였다. 6. 본 연구를 통하여 개발된 환경부하 및 경제성을 고려한 최적설계 평가 시스템은 준공된 공동주택은 물론 건립될 공동주택의 환경부하 평가가 가능하며 사업 초기 단계인 건설기획 및 기본 설계단계를 포함하여 사업의 시행단계 중 어떠한 단계에서도 적용이 가능하여 향후 공동주택의 건립 시 환경부하와 경제성을 종합적으로 고려한 평가를 할 수 있는 시스템으로 활용이 가능할 것으로 사료된다.