환경비용을 고려한 건축기계설비분야의 총 비용 산출에 관한 연구

Abstract

환경개선을 위한 범지구적인 노력과 이에 대한 공동의 관리체계가 강화되고 있는 현 상황에서, 지구환경문제에 절대적인 영향을 미치고 있는 건축산업을 친환경적인 산업체계로 전환을 목표로 하는 관련연구의 필요성은 과거 그 어느 때보다 절실히 요구되고 있다. 그러나 지금까지 선행된 대부분의 관련 연구는 건축산업에서 발생되는 다양한 현실적인 상황요소들을 간과한 채 건축산업의 환경성능을 평가하거나 이를 기반으로 한 환경개선의 기회를 도모하는 등 현 건축산업분야에서 요구하는 환경성능평가 수행 기대치를 충족시키기 위해서는 일부 개선의 필요성이 제시된다. 이에 본 연구에서는 선행연구에서 건축물의 환경평가방법이 나타내는 문제점을 보완하는 것을 목표로 환경영향을 경제적인 가치와 통합하여 평가할 수 있는 방법론에 대한 이론분석 수행과 함께, 사례분석을 통해 기계설비분야에서의 환경 및 경제성을 통합하는 총 비용(Total Cost)을 산출함으로써 기계설비분야에서 환경적인 설계요소가 가지는 경제적인 가치 및 설계과정상의 총 비용평가가 가지는 의의를 분석하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 건물의 환경 및 경제성에 대한 평가결과를 비용으로 통합할 수 있는 총 비용평가방법론에 대한 이론적인 분석을 수행하였다. 국내에서 수행된 관련 연구로는 건축분야의 전생애 특성을 반영하고 있는 한국과학재단에서 수행된 ICM을 그리고 국외에서의 관련 연구로 스웨덴 환경연구소에서 개발한 EPA시스템, 미국 국립 표준기술연구원에서 개발한 BEES 그리고 미국 화학공학회의 TCA(Total Cost Assessment) 등에 대한 세부 개요와 특성을 분석·제시하였다. 둘째, 기계설비분야에 대한 LCA를 수행하여 이에 분석되는 모든 투입 및 산출물에 대한 정보를 데이터베이스원단위로 구축하였다. 본 분석결과추후 관련 연구의 수행에 있어 기계설비분야에서 공유할 수 있는 LCA관련 데이터베이스의 원단위정보망 구축이라는 주요 분석의의를 가진다. (1) LCI DB원단위 구축 기계설비 관련공사를 중심으로 하여 자재(320개), 에너지(10개) 등의 투입요소와 총 16개의 산출요소(대기 및 수계환경부하 등)에 대한 DB원단위(f.u : m²)를 구축하였다. (2) LCIA(Life Cycle Impact Assessment) DB원단위 구축 LCI에서 정량화 되는 총 16개의 환경부하에 대해 LCIA(분류화, 특성화, 정규화, 가중치부여)를 수행하여 각 환경부하별 지구환경에 미치는 상대적인 영향도를 분석하였다. 셋째, 사례분석을 통해 기계설비 열원시스템공사를 중심으로 환경 및 경제성을 통합하는 총 비용(Total Cost)을 산출함으로써 기계설비분야에서 환경적인 설계요소가 가지는 경제적인 가치를 정량적으로 분석하고 실제 설계과정에 있어 이러한 총 비용평가의 활용방안과 분석과정상의 효용성을 제시하였다. 총 비용에서 환경(간접)비용이 차지하는 비율은 4～5%로 분석되었으며, 환경비용에 대한 민감도분석결과 총 비용은 최고 20%(US$ 1,932,000) 상승하며, 전 민감도 분석사례에서 t-CO₂e에 대한 환경비용이 US1$ 증가할 때마나 총 비용은 평균 0.5%증가하는 것으로 분석되어 향후 건축기계설비분야에서 환경과 관련된 설계요소의 중요성이 크게 높아질 것으로 사료된다.; Today the importance of environment is highly stressed, and the common control system requiring international cooperation is reinforced. The construction business of Korea should thus shift to a more environment-friendly industrial system based on more accurate evaluation of environmental performance. It's more urgent now to do research on that subject than any time else. The previous studies on the subject usually failed to meet the expectations of environmental performance ignoring the methodological aspects and practical elements of situation. With the purpose of complementing the flaws of environmental assessment of buildings in the previous research, this research analyzed economical value of environmental designing elements in building equipment field and the meaning of total cost assessment on designing process by calculating total cost integrating environment and economical efficiency in building equipment field through case analyses, and theory analyses of assessment methods integrating environmental impact and economic value. The summary of the research is as follow. First, this research performed the theoretical analysis of the methodology of total cost assessments that can integrate a result of environment and economic efficiency of buildings into cost. This research analyzed and presented the detailed summary and characteristics of, for domestic researches, ICM developed by Korea Science and Engineering Foundation that reflects the whole life characteristics in the architecture area and , for foreign researches, EPA system developed by Sweden Environment Institute ,BEES developed by NIST of America and TCA(Total Cost Assessment) developed by AIChE, Second, this research constructed a functional unit database of information of input and output things by performing LCA over building equipment field. As a result of this analysis, in carrying out related researches in the future, it has an important analysis meaning of constructing an information network of functional unit database pertaining to LCA shared in building equipment fields. 1. Constructing functional unit LCI DB This research constructed a functional unit database (f.u : m2) of materials (320), energy (10) and total 16 production factors in construction works relating to building equipments 2. Constructing LCIA(Life Cycle Impact Assessment) Functional Unit DB This research analyzed the relative effectiveness of affecting the global environment by each environmental load by performing LCIA to total 16 environment loads quantified in LCIA Third, through case analyses, this research analyzed quantitatively the economic value of environmental design factors in building equipment field by calculating total cost integrating environment and economic efficiency in construction works of building equipment heat source system, and presented the practical use of total cost assessment and the efficiency of analysis process in the actual design process. This research analyzed that the environmental cost was 4-5 percent of the total cost. The result of sensitiveness analysis of environmental cost showed that the total cost increases maximum 20% (US$ 1,932,000), and in examples of sensitiveness analysis, the total cost is to increase an average of 0.5% with every US1$ increase of environment cost to t-CO2e Considering the importance of environment and the situation strengthening the managing system of it, this research concluded that importance of design factors relating to environment in architect areas would increase greatly, and without appropriate responses to this, a situation in which a heavy burden on economic expenses would happen was possible.