[논문]온실가스 평가지수를 활용한 저탄소 설계VE 수행 사례

허인; 김석출; 김기환

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문제 정의

본고에서는 기존에 시행한 설계VE에 온실가스 평가지수를 적용하여 분석한 대표적인 사례를 소개하고자 한다.
본고에서는 온실가스 평가지수를 설계VE 프로세스에 적용하기 위해 품질모델에 항목을 신설하였고 온실가스 감축률에 따른 평가 등급 결정하여 성능점수를 도출하였다. 또한 실제 VE사업에 적용하여 온실가스 감축량을 산출하였으며, 성능점수를 도출해서 원안과 비교분석 하였다.

제안 방법

1. 온실가스 평가지수 적용을 위해 품질모델에“온실가스 감축”항목을 신설하여 팀원들과의 협의하에 가중치를 결정하였고, 감축률에 따라 정량적으로 아이디어 등급을 결정하여 설계 성능점수를 도출하였다.
2장에서는 온실가스 평가지수를 VE프로세스에 도입하기 위해 온실가스 감축을 품질모델 대분류 항목으로 선정한 후 가중치를 결정하였고, 원안 및 아이디어안의 온실가스 감축률을 산출하여 아이디어 등급을 결정하였다. 이와 같이 설계VE에서 성능점수를 결정하는 가장 중요한 품질모델의 가중치와 아이디어 등급 결정단계에 온실가스 평가지수를 도입함으로써 설계VE 검토시 온실가스 배출량을 함께 고려 할 수 있다.
『○○○○ 건설공사 실시설계VE』는 한국도로공사에서 2010년에 수행한 설계VE 사업으로서 기존에 제안된 아이디어 중에서 설계VE 온실가스 감축적용이 용이한 아이디어 4건을 선정하여 온실가스 감축을 고려한 설계VE 프로세스 적용 후 결과를 비교, 분석하였다.
먼저 본 사업의 사용자 및 발주처의 요구사항을 분석한 후, 팀원들과의 합의를 통해 프로젝트 성능에 대한 기대치를 도식화 할 수 있는 품질모델을 표 5와 같이 구성하였다. 또한 AHP기법에 기초하여 팀원들과의 합의를 통해 대분류 및 중분류 항목 가중치를 결정하였으며, 온실가스 감축항목의 가중치는 5%로 결정하였다.
본고에서는 온실가스 평가지수를 설계VE 프로세스에 적용하기 위해 품질모델에 항목을 신설하였고 온실가스 감축률에 따른 평가 등급 결정하여 성능점수를 도출하였다. 또한 실제 VE사업에 적용하여 온실가스 감축량을 산출하였으며, 성능점수를 도출해서 원안과 비교분석 하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
품질모델 가중치와 아이디어 등급을 통해 성능점수를 산출하여 원안대비 대안의(온실가스 감축을 고려하기 전과 후) 성능점수를 비교분석하여 표 8과 같이 나타내었다.
품질모델과 가중치를 결정한 후 온실가스 산정프로그램을 통해서 구조분야 4건의 아이디어에 대한 온실가스 배출량을 산출하였으며 표 6과 같다. 원안의 온실가스 배출량은 5,597 tonCO₂이며, 대안의 온실가스 배출량은 5,425 tonCO₂로서 감축량은 172 tonCO₂이다.
이렇게 수립된 품질모델은 이후 설계VE의 진행에서 아이디어의 검토방향을 제시하고, 대안이 사용자의 요구에 합당한지 확인할 수 있는 중요한 평가기준으로 활용된다. 품질모델을 통해 가중치가 결정되면 기능분석 단계를 거쳐서 아이디어를 창출하고 구체화한 후 대안의 구체화 단계를 통해 성능평가를 실시한다.

대상 데이터

품질모델과 가중치를 결정한 후 온실가스 산정프로그램을 통해서 구조분야 4건의 아이디어에 대한 온실가스 배출량을 산출하였으며 표 6과 같다. 원안의 온실가스 배출량은 5,597 tonCO₂이며, 대안의 온실가스 배출량은 5,425 tonCO₂로서 감축량은 172 tonCO₂이다. 온실가스 배출량은 구조-1 교각단면 중공처리가 가장 많았으며 그 감축량 또한 가장 컸다.

이론/모형

온실가스 감축 항목에 대한 아이디어 등급은 온실가스 감축률을 산정하여 정량적으로 결정한다. 여기서 온실가스 감축률은 원안대비 원안과 아이디어안의 온실가스 배출량 차이의 비율로서 온실가스 배출량은『온실가스 배출량 자동산정 프로그램(한국도로공사, 2010)』을 사용하여 산출하며, 감축률은 다음 식을 통해 산정한다.

성능/효과

2. 정량적 온실가스 배출량 산출을 위해 온실가스 자동산정 프로그램을 이용하여 실제 설계VE에 적용해 본 결과, 원안의 총 온실가스 배출량은 5,597 tonCO₂였으며, 대안의 총 배출량은 5,425 tonCO₂로 총 172 tonCO₂의 온실가스를 감축했음을 알 수 있었다.
3. 온실가스 감축실적에 정부구매단가를 적용시 총 2백만원의 온실가스 조기 감축실적을 도출되었으며 성능점수는 4개의 안이 원안에 비해 각각 13점, 114점, 2점, 7점 향상되었음을 알 수 있었다.
온실가스 평가지수를 적용한 결과 그림 2와 같이 구조-1 에서 온실가스 평가지수를 적용한 대안은 원안대비 성능점수가 13점 향상되었으며, 온실가스 평가지수 적용 전 대안에 비해 2점 향상되었다. 구조-2의 경우 원안대비 114점 향상되었으며, 평가지수 적용 전 대안에 비해 3점 향상되었다. 구조-3의 경우는 원안대비 2점 향상되었지만, 온실가스 배출량이 증가함에 따라 평가지수 적용 전 대안에 비해서는 성능점수가 1점 하락하였음을 알 수 있었다.
구조-2의 경우 원안대비 114점 향상되었으며, 평가지수 적용 전 대안에 비해 3점 향상되었다. 구조-3의 경우는 원안대비 2점 향상되었지만, 온실가스 배출량이 증가함에 따라 평가지수 적용 전 대안에 비해서는 성능점수가 1점 하락하였음을 알 수 있었다.
당 12,000원으로 상향조정하였다. 따라서 본 설계VE에서 선정한 구조분야 아이디어 4건에 대한 온실가스 감축량 172 tonCO₂에 대해 총 2백만원의 온실가스 조기감축 실적이 나타남을 알 수 있었다.
원안의 온실가스 배출량은 5,597 tonCO₂이며, 대안의 온실가스 배출량은 5,425 tonCO₂로서 감축량은 172 tonCO₂이다. 온실가스 배출량은 구조-1 교각단면 중공처리가 가장 많았으며 그 감축량 또한 가장 컸다. 구조-3 주두부 복부두께 조정의 경우는 안전성 확보를 위해 두께를 증가시켰기 때문에 온실가스 배출량이 증가하는 것으로 판단되었다.
온실가스 평가지수를 적용한 결과 그림 2와 같이 구조-1 에서 온실가스 평가지수를 적용한 대안은 원안대비 성능점수가 13점 향상되었으며, 온실가스 평가지수 적용 전 대안에 비해 2점 향상되었다. 구조-2의 경우 원안대비 114점 향상되었으며, 평가지수 적용 전 대안에 비해 3점 향상되었다.
이와 같이 온실가스 평가지수 적용을 통해 기존의 VE프로세스에서는 알 수 없었던 온실가스 감축량과 온실가스 조기 감축에 대한 비용분석이 가능해졌으며, 온실가스 감축 항목을 추가함에 따라서 온실가스 배출량이 고려된 성능점수를 도출 할 수 있었다.

후속연구

한국도로공사는 설계VE에 계량적인 온실가스 평가지수를 도입하여 추진함으로써 저탄소 녹색성장에 많은 기여를 하고 있다. 또한 최근 원가절감적인 부분에만 치중되는 경향이 있는 설계VE에 온실가스 평가지수를 적용하여 기능적인 면이 강조된 차별화 된 설계VE를 수행함으로써 설계VE 사업에서의 경쟁력 우위를 검증할 수 있을 것으로 사료된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

품질 모델은 어떻게 활용되는가?

따라서 사용자 및 발주자의 요구와 기대에 적합한 대안을 도출하는 것은 매우 중요한 절차이며, 이를 위해 품질 모델을 활용한다. 이와 같은 품질모델은 VE 수행시 기능정의, 기능정리, 기능평가 및 아이디어 성능평가시 의사결정의 지침을 제공하고 대안이 발주자의 요구에 합당한지 확인할 수 있는 중요한 평가 기준으로 활용되며 표 1과 같다.

VE 프로세스에서 가장 중요한 기준이 되는 것은 무엇인가?

VE 프로세스에서 가장 중요한 기준이 되는 것은 사용자의 가치이며, VE는 이러한 사용자의 가치에 대응하여 성능/ 비용의 비율을 높이는 행위이다. 따라서 사용자 및 발주자의 요구와 기대에 적합한 대안을 도출하는 것은 매우 중요한 절차이며, 이를 위해 품질 모델을 활용한다.

설계VE란 무엇인가?

설계VE는 총공사비가 100억원 이상인 건설공사의 기본 설계 및 실시설계에 대한 설계의 경제성 등을 검토하는 과정으로서 현재의 설계VE 프로세스에는 온실가스 감축과 관련한 적극적인 평가항목은 없는 실정이며, 설계VE에서 시행되고 있는 전반적 평가는 팀원들 간의 합의를 통해 주관적으로 결정된다. 때문에 설계VE 수행시 온실가스 배출을 고려하기 위해서는 품질모델에 온실가스 관련 항목이 추가되어야 하며, 온실가스 배출에 대한 객관적인 정량화가 반드시 필요하다.

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