건설산업에서 발생하는 $CO_2$배출량은 지구 온난화를 유발하는 주요 원인 중 하나이다. 이에 따라 건설산업에서는 $CO_2$배출량을 줄이기 위해 노력하고 있다. 최근 건축물의 $CO_2$배출량에 관한 다양한 연구가 진행되고 있지만 $CO_2$배출비용에 관한 연구는 아직 없는 실정이다. 본 연구에서는 벽체별(시멘트벽돌벽, 블록벽돌벽, 점토벽돌벽)로 기존 공사비에 $CO_2$배출비용을 포함하여 비교해 보았다. 그 결과 $CO_2$배출비용은 점토벽돌벽, 시멘트벽돌벽, 블록벽 순으로 높았다. 본 연구는 $CO_2$배출량을 비용으로 환산하는 방법을 제시함으로써 향후 $CO_2$배출량을 비용측면으로 비교해 볼 수 있는 기초적 자료를 제공할 수 있을 것이다.
건설산업에서 발생하는 $CO_2$배출량은 지구 온난화를 유발하는 주요 원인 중 하나이다. 이에 따라 건설산업에서는 $CO_2$배출량을 줄이기 위해 노력하고 있다. 최근 건축물의 $CO_2$배출량에 관한 다양한 연구가 진행되고 있지만 $CO_2$배출비용에 관한 연구는 아직 없는 실정이다. 본 연구에서는 벽체별(시멘트벽돌벽, 블록벽돌벽, 점토벽돌벽)로 기존 공사비에 $CO_2$배출비용을 포함하여 비교해 보았다. 그 결과 $CO_2$배출비용은 점토벽돌벽, 시멘트벽돌벽, 블록벽 순으로 높았다. 본 연구는 $CO_2$배출량을 비용으로 환산하는 방법을 제시함으로써 향후 $CO_2$배출량을 비용측면으로 비교해 볼 수 있는 기초적 자료를 제공할 수 있을 것이다.
The carbon dioxide($CO_2$) emissions that result from construction are one of the main factors causing a global warming problem. It is therefore necessary to make efforts to reduce $CO_2$ emissions in the construction industry. Some researchers have studied $CO_2$ em...
The carbon dioxide($CO_2$) emissions that result from construction are one of the main factors causing a global warming problem. It is therefore necessary to make efforts to reduce $CO_2$ emissions in the construction industry. Some researchers have studied $CO_2$ emissions in the industry ; however, there has been a lack of study on $CO_2$ emissions cost. Therefore, in this study, the construction costs, including the $CO_2$ emission cost, of masonry wall type, which is a common brick wall, concrete brick wall, and fired brick wall, were examined. The purpose of this study is to compare the construction costs of masonry wall types, including $CO_2$ emission costs. The study found that the $CO_2$ emission costs were highest for the fired brick wall, followed by the concrete brick wall. This research could provide basic information that can be used in other engineering methods to convert $CO_2$ emissions to $CO_2$ emission cost.
The carbon dioxide($CO_2$) emissions that result from construction are one of the main factors causing a global warming problem. It is therefore necessary to make efforts to reduce $CO_2$ emissions in the construction industry. Some researchers have studied $CO_2$ emissions in the industry ; however, there has been a lack of study on $CO_2$ emissions cost. Therefore, in this study, the construction costs, including the $CO_2$ emission cost, of masonry wall type, which is a common brick wall, concrete brick wall, and fired brick wall, were examined. The purpose of this study is to compare the construction costs of masonry wall types, including $CO_2$ emission costs. The study found that the $CO_2$ emission costs were highest for the fired brick wall, followed by the concrete brick wall. This research could provide basic information that can be used in other engineering methods to convert $CO_2$ emissions to $CO_2$ emission cost.
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문제 정의
그 중에서도 에너지소비량 및 CO2배출량이 가장 많은 단계인 사용 · 유지보수단계에 대한 평가가 중요하지만 기후변화협약에 대응한 친환경적인 설계를 유도하고 환경부하 저감형 건설을 유도하기 위해서는 신축단계까지에 대한 평가가 중요시 되어야 한다.3) 따라서 본 연구에서는 건축물의 라이프사이클 중 신축단계시까지 발생하는 CO2배출비용을 범위로 한정하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 벽체별로 신축단계에서의 CO2배출비용을 산출하여 비교하는데 목적이 있으므로 2000년 산업연관표를 이용하여 작성된 원단위 데이터를 이용하는데 무리가 없는 것으로 사료되어 선행연구의 데이터를 이용하여 계산하였다.
본 연구는 건설프로젝트에서 CO2배출량을 공법선정의 한 요소로 적용가능성을 검토하기 위하여 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 3가지 벽체를 대상으로 벽체별 CO2배출량을 비용으로 환산한 뒤 재료비, 노무비에 합산하여 비교 · 분석하였다.
본 연구에서는 벽체별 구성요소별로 배출되는 CO2배출량을 건설원가로 환산하여 비용측면으로 비교해 보고자 한다. 본 연구는 노무비, 자재비, 경비 등으로 이루어진 공사비에 CO2배출비용을 추가하는 방법을 제시함으로써 향후 건설프로젝트 의사결정시 기존의 공사비에 CO2배출량까지 고려한 친환경적인 건축물 계획을 유도할 수 있을 것이라 사료된다.
연구를 진행하기 앞서 기존에 수행된 연구에 대하여 고찰하였다. 건설분야에서는 표 1과 같이 전과정 평가기법(LCA)4)을 이용한 건축물의 에너지소비량 및 CO2배출량산출로 정량적으로 분석함으로써 원단위 데이터를 제시하고, 이를 이용하여 건축물 유형별․공종별․자재별 등 개별 요소에 대한 에너지소비량 및 CO2배출량을 분석하는 연구가 주를 이루고 있다.
제안 방법
2009년 표준품셈과 일위대가를 참조하여 각 0.5B 벽체의 자재량과 노무량을 산출하였다.
객관적이고 정확한 비교를 위해 벽체두께는 0.5B를 기준으로 설정하고 사용자재는 시멘트벽돌과 점토벽돌은 각각 190×90×57mm, 블록은 100×190×390mm의 규격을 적용하여 1㎡당 수량 및 금액을 산출하였다.
넷째, 산출된 소요 자재량을 이용하여 벽체별 투입되는 자재와 재료를 산업연관표에 상응하는 산업부문으로 분류하고 이를 선행 연구에서 제시한 CO2배출량 원단위 데이터에 적용하여 벽체별 CO2배출량을 산출한 후 비용으로 환산하였다.
둘째, 선행연구를 통하여 산업연관표를 이용한 에너지 소비량 및 CO2배출량 산출 방법에 대해 고찰하였다.
배출의 원인이 된 연료 종류별 투입량을 추계한다. 둘째, 연료종류별로 연소율을 설정하여 연료로서 에너지소비에 기여한 투입물량을 구한다. 셋째, 여기에 각 연료별 발열량 및 CO2배출계수를 곱한 뒤 더하여 부문별 직접 에너지 소비량 원단위 및 직접 CO2배출량 원단위를 구한다.
배출량을 산정하였다. 또한 건축구조형식별로 공공 건축물의 건설단계에서 건축자재와 재료에 요구되는 에너지소비량과 CO2배출량을 산정하였다. 홍성회(2002)의 연구는 사무소 건축물과 공동주택을 대상으로 표본을 추출하여 에너지원별 사용량을 조사하고 그 결과를 활용하여 CO2배출원단위를 제시하였다.
또한 유럽기후거래소(ECX)에서 거래되고 있는 단위인 EURO 화를 국내 화폐단위인 원(Won)으로 환산하기 위하여 EURO화에 대한 2009년 연평균 환율인 1,809.65원을 곱하여 원단위로 변환하였다. CO2배출비용을 산출하기 위한 방법은 식 1으로 나타낼 수 있다.
마지막으로, 벽체별 구성재료별 자재비, 노무비, CO2배출비용을 합하여 비교 · 분석하였고 연구의 절차는 그림 1과 같다.
셋째, 벽체별 소요 자재량과 소요 노무량을 산출하고 이를 이용하여 자재비, 노무비를 산출하였다.
둘째, 연료종류별로 연소율을 설정하여 연료로서 에너지소비에 기여한 투입물량을 구한다. 셋째, 여기에 각 연료별 발열량 및 CO2배출계수를 곱한 뒤 더하여 부문별 직접 에너지 소비량 원단위 및 직접 CO2배출량 원단위를 구한다. 그 다음에는 직접부문의 원단위에 레온티에프 역행렬 즉, (I-A)-1인 생산유발계수로부터 각 부문별 직간접 원단위를 산출할 수 있다.
첫째, 각 부문에서 에너지소비 및 CO2배출의 원인이 된 연료 종류별 투입량을 추계한다. 둘째, 연료종류별로 연소율을 설정하여 연료로서 에너지소비에 기여한 투입물량을 구한다.
첫째, 기존의 연구문헌 고찰과 자료조사를 통해 에너지소비량과 CO2배출에 대한 이론적 고찰과 문제점을 파악하였다.
대상 데이터
건축물은 많은 요소(Elements)들로 구성되어 있으나 건축물에 적용되는 벽체 중 국내에서 많은 비중을 차지하는 조적식 벽체를 대상으로 하였다. 조적식 벽체 중에서 내력벽, 내․외부 칸막이 벽 및 치장용 등으로 주로 사용되고 있는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 3가지 벽체로 한정하였다.
주요 선진국에서 대기 오염물질 배출량을 규제하기 위해 만들어진 배출권거래소의 종류는 상당수 있다. 본 연구에서는 전 지구적인 단위에서 거래되는 배출권거래제 중 하나인 EU ETS하에서 거래되고 있는 EUA8)가격에 의해 산출하고자 하였으며 이를 위해 유럽기후거래소(ECX)에 제시되어 있는 2005년부터 2009년까지 CO2배출권 평균 거래가격인 19.73EUR/ton을 적용하였다.
배출량에 대한 원단위 데이터가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 선행연구9)에서 구축된 건설자재의 환경부하 원단위 데이터베이스를 활용하였다. 선행연구에서는 2000년 산업연관표를 이용, 에너지원별 투입물량을 이용하여 건축물의 건축자재 및 재료의 에너지소비 및 CO2배출 원단위 데이터를 세부분류까지 산출하여 제시하고 있다.
건축물은 많은 요소(Elements)들로 구성되어 있으나 건축물에 적용되는 벽체 중 국내에서 많은 비중을 차지하는 조적식 벽체를 대상으로 하였다. 조적식 벽체 중에서 내력벽, 내․외부 칸막이 벽 및 치장용 등으로 주로 사용되고 있는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 3가지 벽체로 한정하였다.
성능/효과
넷째, CO2배출비용을 자재비, 노무비와 합산한 결과 벽체별 비용은 점토벽돌벽 55,971원, 시멘트벽돌벽 29,128원, 블록벽 25,349원 순으로 CO2배출비용을 고려하지 않은 경우와 순위측면에서는 동일하였다.
단위 면적당 벽체별 CO2배출량을 산정한 결과 점토벽돌벽 0.05764358t-CO2, 블록벽 0.01882000t-CO2, 시멘트벽돌벽 0.01138697t-CO2순으로 산출되었다.
둘째, 벽체별 소요 노무비를 비교・분석한 결과 점토벽돌벽 30,399원, 시멘트벽돌벽 23,650원, 블록벽 18,479원 순이었다. 노무비는 시멘트벽돌벽에 미장공사가 추가되었음에도 불구하고 치장벽돌공의 단가가 조적공의 단가보다 높아 전체적으로 노무비가 높은 것으로 판단된다.
벽체별 CO2배출비용을 산출한 결과 점토벽돌벽 2,058원, 블록벽 672원, 시멘트벽돌벽 407원으로 점토벽돌벽이 가장 비싼 것으로 조사되었다.
벽체별 소요 자재비를 산출한 결과 점토벽돌벽 23,514원, 시멘트벽돌벽 5,071원, 블록벽 6,198원으로 점토벽돌벽의 자재비가 가장 높은 것으로 나타났다.
벽체별 자재비, 노무비에 CO2배출비용까지 합산하여 비교한 결과 점토벽돌벽 55,971원, 시멘트벽돌벽 29,128원, 블록벽 25,349원순으로 점토벽돌벽이 가장 비싼 것으로 나타났다.
위 같은 결과로 볼 때 자재비 측면에서는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 순으로, 노무비 측면에서는 블록벽, 시멘트벽돌벽, 점토벽돌벽 순으로 저렴하였다. 본 연구의 핵심인 CO2배출비용 측면에서는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 순으로 저렴한 것으로 나타났으며 시멘트벽돌벽 대비 점토벽돌벽은 5.05배, 블록벽은 1.65배 높아 CO2배출비용 측면에서 많은 차이를 보이고 있는 것으로 나타났다.
셋째, CO2배출비용은 점토벽돌벽, 블록벽, 시멘트벽돌벽 순으로 높았다.
시멘트 벽돌벽의 경우 미장공사가 추가됨에 따라 블록벽과 점토벽돌벽에 비해 시멘트와 모래의 투입량이 많았다. 벽체별 소요자재량과 이에 따른 자재비는 표 3, 4와 같다.
연구 결과 벽체별 CO2배출비용은 점토벽돌벽, 블록벽, 시멘트 벽돌벽 순으로 높았으나 CO2배출비용을 포함한 벽체별 비용은 점토벽돌벽, 시멘트벽돌벽, 블록벽 순으로 나타났는데 이는 CO2배출비용이 자재비의 영향을 받지만 전체비용에서 노무비가 차지하는 비율이 매우 높은 것 때문이라고 할 수 있다.
위 같은 결과로 볼 때 자재비 측면에서는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 순으로, 노무비 측면에서는 블록벽, 시멘트벽돌벽, 점토벽돌벽 순으로 저렴하였다. 본 연구의 핵심인 CO2배출비용 측면에서는 시멘트벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽 순으로 저렴한 것으로 나타났으며 시멘트벽돌벽 대비 점토벽돌벽은 5.
첫째, 벽체별 소요 자재비는 점토벽돌벽 23,514원, 시멘트벽 돌벽 5,071원, 블록벽 6,198원 순으로 높은 것으로 조사되었다.
후속연구
유럽연합 국가들은 2005년에 자체적으로 배출권 거래제(EU Emission Trading Scheme;EU ETS)를 만들어 2007년까지 1단계 운영을 마쳤다. 1단계 기간 중 허용치를 초과하는 탄소를 배출하고도 거래소에서 탄소배출권을 사들여 이를 상쇄하지 않는 국가나 기업에게 t당 40유로의 벌금을 부과하였고 이 또한 지키지 않을 경우 각종 제재(배출한도의 삭감, 거래 참가권의 박탈, WTO에서의 무역제재)를 가할 예정이다. EU ETS뿐만 아니라 UK ETS, 유럽기후거래소(European Climate Exchange;ECX), 시카고 기후거래소(Chicago Exchange; CCX), Powernext, MCeX(Montreal Climate Exchange) 등 전세계적으로 탄소배출권 시장이 형성되고 활발하게 거래가 이루어지고 있다.
배출량을 건설원가로 환산하여 비용측면으로 비교해 보고자 한다. 본 연구는 노무비, 자재비, 경비 등으로 이루어진 공사비에 CO2배출비용을 추가하는 방법을 제시함으로써 향후 건설프로젝트 의사결정시 기존의 공사비에 CO2배출량까지 고려한 친환경적인 건축물 계획을 유도할 수 있을 것이라 사료된다.
본 연구를 통하여 향후 건설프로젝트의 공법 및 재료 선정시 CO2배출량을 자재비, 노무비와 함께 시공비용으로 환산하여 비교하는 기초적인 방법을 제시함으로써 친환경적인 설계를 유도하고 환경부하 저감형 건설을 유도할 수 있을 것이라 사료된다. 향후객관적인 에너지소비량 및 CO2배출 원단위 데이터를 통하여 다양한 공법에 대한 CO2배출비용을 산출하고 전생애주기비용(LCC)에 환경영향 정도를 포함하여 비교 · 분석할 수 있는 연구가 추가되어야 할 것으로 사료된다.
배출량을 자재비, 노무비와 함께 시공비용으로 환산하여 비교하는 기초적인 방법을 제시함으로써 친환경적인 설계를 유도하고 환경부하 저감형 건설을 유도할 수 있을 것이라 사료된다. 향후객관적인 에너지소비량 및 CO2배출 원단위 데이터를 통하여 다양한 공법에 대한 CO2배출비용을 산출하고 전생애주기비용(LCC)에 환경영향 정도를 포함하여 비교 · 분석할 수 있는 연구가 추가되어야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건축물은 구성되는 재료에 따른 에너지소비량 및 CO2배출량에 대한 계산이 필요한 이유는 무엇인가?
건축물은 여러 재료가 결합하여 만들어지는데 구성되는 재료에 따른 에너지소비량 및 CO2배출량에 대한 계산이 필요하다. 왜냐하면 각 재료를 결합하는데 필요한 재료가 다르고 이에 따라 에너지소비량 및 CO2배출량 또한 다르기 때문이다. 또한 건설프로젝트의 경우 건설현장의 공법 및 자재를 선택하는데 있어 프로젝트의 특성 및 현장의 여건에 따라 자재비, 노무비, 경비 등의 공사비용으로 결정되는 경우가 대부분이기 때문이다.
지구온난화를 야기하는 요인 중 가장 높은 비율을 차지하는 것은 무엇인가?
20세기말 지구온난화 문제가 국제사회의 주요문제로 대두되면서 전 세계적으로 지구온난화 문제를 해결하기 위하여 노력하고 있다. 지구온난화를 야기하는 요인 중 가장 높은 비율을 차지하는 것으로는 화석연료의 연소로부터 나오는 CO2 등의 온실가스를 들 수 있다. 이러한 온실가스 저감을 위하여 1992년 리오 기후변화협약을 시작으로 지구온난화물질 배출저감을 위하여 전 세계적으로 노력하고 있다.
건축물의 전 과정에서 발생하는 에너지소비량과 CO2배출량은 어떻게 나누어 질 수 있는가?
건축물의 전 과정에서 발생하는 에너지소비량과 CO2배출량2)은 자재의 생산단계부터 시공단계, 사용 · 유지보수단계, 해체 · 폐기단계로 나누어 질 수 있다. 그 중에서도 에너지소비량 및 CO2배출량이 가장 많은 단계인 사용 · 유지보수단계에 대한 평가가 중요하지만 기후변화협약에 대응한 친환경적인 설계를 유도하고 환경부하 저감형 건설을 유도하기 위해서는 신축단계까지에 대한 평가가 중요시 되어야 한다.
참고문헌 (12)
김선식 외 3명, 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 저감을 위한 건축물 내부 벽체 컴포넌트 분석, 대한건축학회 논문집, 제24권 제1호, pp.95-103, 2008.1
김정용, 김영석, 김재준, 에너지소비량 및 이산화탄소 배출량분석을 통한 건축 바닥 컴포넌트의 친환경 성능 평가에 관한 연구, 대한건축학회논문집, 제24권 제11호, pp.297-304, 2008.11
김종엽, 김성완, 손장열, 건축물 LCA를 위한 건설자재의 환경부하 원단위 산출 연구, 대한건축학회논문집, 제20권 제7호, pp.211-218, 2004.7
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