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문제 정의
- 이에 본 연구는 쿨루프와 옥상녹화를 초기 설비비와 유지·관리비, 해체·폐기비를 포함한 건축물 수명주기에서의 총 설비 투자비를 비교하고자 한다.
- 본 논문은 기존의 연구가 옥상녹화와 쿨루프의 설치비용 비교에 대한 아이디어 자체도 제시하지 못한 점을 고려하여 전혀 다른 성격의 지붕이지만 에너지 절감의 관점에서 설치비용 비교·평가의 필요성을 제안하는 최초의 연구이다.
가설 설정
- 건물 등이 본래의 목적으로써 사용할 수 없을 때까지의 경과년수를 의미하는 내용연수, 즉 LCC 분석에 있어서 분석기간은 대상물의 생애주기를 얼마동안으로 하여 비용을 산정할 것인가에 대한 가정이다. 건물의 내용연수는 초기설비와 첫 번째의 주요보수 및 바로 그다음의 수선까지 포함할 정도로 장기적인 관점에서 분석이 이루어져야 하며 법인세법상의 내용연수와 한국감정원에서 발간하는 ‘유형고정자산 내용연수표’를 통해 그 기간을 설정할 수 있다.
제안 방법
- 생애주기비용분석에서는 초기 설비비, 유지·관리비, 해체·폐기비가 전통적인 지표로 확인되고 있는 바, 이를 집중적으로 평가하여 상대적인 비교를 통하여 옥상녹화와 쿨루프의 설비투자비용에 대해 검증을 시도하였다.
- 본 연구는 기존 연구에서 사용된 분석 기준을 토대로 관련 업계 전문가와의 면담(박재홍·박대성, 2012)을 통해 실무에서의 관행을 반영한 비용 산정기준을 도출하였다(표 1).
- 초기 설비비의 산정에서 쿨루프와 옥상녹화의 유형에 따라 많은 비용차이가 발생하므로 사례지역선정을 통해 시공 당시의 소요비용 근거자료, 실제 시공사와의 개별 면담(박재홍·박대성, 2012)을 통해 비용을 산정하였다(표 1).
- 건축물의 초기설비비 산정 시 전체를 검토하는 경우에는 설계비, 건설공사비, 간접비, 제세공과금 등 모든 비용이 포함되지만, 부분을 검토하는 경우에는 각 시스템을 구성하기 위하여 소요되는 재료비, 노무비가 포함된다. 설계비와 간접비, 계약비 등 행정비용은 옥상녹화와 쿨루프 간의 공통적인 항목이고 크게 비용차이가 발생될 수 있는 변수가 아니므로, 건축물 전체가 아닌 지붕에 대해서만 LCC를 검토하는 본 분석에서는 후자의 비용만을 초기설비비항목에 포함하여 분석하였다. 초기 설비비의 산정에서 쿨루프와 옥상녹화의 유형에 따라 많은 비용차이가 발생하므로 사례지역선정을 통해 시공 당시의 소요비용 근거자료, 실제 시공사와의 개별 면담(박재홍·박대성, 2012)을 통해 비용을 산정하였다(표 1).
- 건물의 주요부분에 대한 수선·교체주기와 수선율에 대한 규정은 한국토지주택공사, 국토해양부 등에서 찾아볼 수 있다. 시설의 교체 시기와 횟수는 전적으로 시스템의 사용연한에 달려 있으며 미래의 시설교체비용은 초기설비비의 산출에서 사용한 현재가를 기초자료로 적용할 수 있으므로 본 분석에서는 국토해양부의 주택법 시행규칙 장기수선계획의 수립기준을적용하여 수선주기와 교체주기, 수선비율을 산정하였다. 유지·관리비는 수명주기 40년간 소요비용을 명확히 나타내는 자료의 확보가 불가능하다.
- 해체·폐기비는 초기설비비의 5%를 적용한 선행연구가 있으나(김옥, 2010), 과거이력 데이터 또는 전문가의 의견을 통하여 비용을 산정하는 것이 실무에서 통용되는 산정방법이므로 옥상녹화와 쿨루프의 해체·폐기비 또한 실제 시공사와의 면담(박재홍·박대성, 2012)을 통해 산정하였다(표 1).
- 현시점으로부터 미래의 비용발생 시점까지의 기간(n)과 할인율(i)을 기초로 하는 현재가치환산계수(Present Worth Factor; PWF)를 곱하여 미래시점의 비용을 현재시점 가치(현재가)의 비용으로 환산하여 비용을 통합하는 방법이 현가법이다. 본 연구에서는 한국은행에서 발표한 경제통계연보(한국은행, 2012a)와 주요경제지표(한국은행, 2012b)를 통해 이자율은 최근 15년간의 평균 국내시중은행 정기예금금리인5.7%를 적용하고, 물가상승률은 최근 15년간의 소비자물가상승률인 3.4%를 적용하여 산출된 실제할인율 2.3%를 적용하였다(표 2).
- 에너지 절감 설비인 쿨루프와 옥상녹화의 초기설비비 자료를 근거로, 국토해양부 주택법시행규칙의 건축물 수선주기와 내구연한에 따라 시설물의 재설치가 이루어지는 것으로 가정하여 수명주기에 따른 총 설비투자비를 산출·비교하였다.
- 쿨루프와 옥상녹화의 공통적인 소요비용인 유지·관리비 중 에너지비와 일반관리비는 별도로 산정하지 않고 수선·교체비만을 산정하였다(유지관리비에서 일반관리비는 제외하였으므로 이하 수선교체비).
- 한국감정원(2010)에서는 철근콘크리트조 건축물의 내용연수를 평균 55년으로, 고정자산의 감가상각에 대한 기본이 되는 법인세법에서의 내용연수는 평균 40년이다(손보식 등, 2005). 본 연구에서는 내용연수가 경제적 가치를 평가하기 위한 것이므로, 자산의 가치가 존재하는 기간을 법률로 규정한 법인세법상의 내용연수에 의거하여 비용을 산정하였다.
- 국토해양부 주택법시행규칙 장기수선계획에서 경북대학교에 설치된 쿨루프는 고분자 시트방수에 속하므로 수선주기 8년 20%와 교체주기 20년 100%를 수선·교체비를 산정하는 과정에서 적용하였다.
- 연구대상지역의 쿨루프와 옥상녹화의 해체·폐기비는 실제 시공사와의 면담을 토대로 산정하였다.
- 쿨루프의 경우 초기설비시공 시 방수 공사를 포함한 도막 코팅이 동시에 이루어지므로 방수 시공비와 코팅비 이외의 추가비용은 발생하지 않았다. 쿨루프는 방수, 도막, 코팅 등 여러 층의 작업이 순차적으로 이루어지므로 각 재료에 따른 비용 세분화가 쉽지 않았으며 옥상녹화와 마찬가지로 지붕표면에서 이루어지는 설비 작업의 특성상 전체 설비 면적의 시공비를 산정한 후 단위면적(m2)당 비용으로 재산정하였다. 쿨루프는 방수층 시공 작업, 도막, 코팅 작업 등을 포함한 6단계에 걸친 시공과정의 재료비, 인건비, 공구손료를 합산한 초기설비비에서 단위면적당(m2) 47,911원의 시공비가 소요된 것으로 확인되었다(표 3).
- 동일한 수명주기 내에서 시간의 경과에 따라 할인율에 기초한 현재가치환산계수의 적용을 통해 산출된 할인비용(현재가)의 합계로 총 설비투자비를 산정하였다. 예상치 못하게 발생될 수 있는 설비의 수선이나 완전 교체 등의 변수는 제외하였다.
- 초기설비비는 재료비, 노무비, 유지관리비는 수선비, 교체비로 해체·폐기비는 잔존가치를 제외한 해체비로 각각 분류하여 산정하였으며 내용연수가 동일할 때 주로 적용하는 현가법을 적용하여 생애주기비용을 산정하였다(김옥, 2010).
- 유지·관리비는 수명주기 40년간 소요비용을 명확히 나타내는 자료의 확보가 불가능하다. 그렇지만 수선과 교체를 통한 반복비용이 비용투자의 대부분을 차지하므로 관계법령, 기존 연구자료 및 시공전문가와의 면담내용(차재혁, 2012)을 바탕으로 명확한 소요비용 기준을 설정하고 그에 따른 설비투자비용을 산정하였다(표 1).
대상 데이터
- 동일한 대학 캠퍼스에 설치된 쿨루프와 옥상녹화의 사례를 비교하여 설치비용을 산정할 경우, 건축 관련 법령이나 규칙이 어느 정도 일관성을 가지고 적용되어 설치비용에 대한데이터의 객관성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. 쿨루프와 옥상녹화의 실제 설치 지역인 경북대학교 정보전산원과 경북대학교 경상대학 건물을 비교 대상으로 선정하였다. 대상건물은 초기설비비를 비롯한 시설물에 대한 자료 확보가 용이하며, 비교적 쉽게 시공사와의 교신이 가능하여 시공사로부터 시공과정에 대한 상세한 상황을 확인할 수 있는 등 다양한 여건을 충족하고 있었다(그림 1).
- 경북대학교 정보전산원 쿨루프와 경상대학 건물의 옥상녹화는 2009년도에 설치되어 시점이 큰 차이를 보이지 않아 물가 상승률을 감안하지 않아도 초기설비비 비교에 무리가 없을 것으로 판단되었으며 시공 당시 설비에 투자된 비용에 대해 상세한 자료가 기록으로 남아 있었다. 따라서 건축물 에너지 절감 설비의 도입이 시급한 대구광역시의 동일한 기관 내에 쿨루프와 경량형 옥상녹화가 모두 설치되어 있으며, 초기설비비와 시설물에 대한 자료 확보가 용이하고, 비교적 쉽게 실제 시공사와의 교신이 가능한 경북대학교 정보전산원과 경북대학교 경상대학 건물을 비교 대상지역으로 선정하였다.
성능/효과
- 쿨루프는 아직 국내 보급이 초보 단계에 머물러 있어 시공 사례로 선정할 수 있는 건물을 찾기가 쉽지 않았고 유사한 시공 여건에서 설치되어 옥상녹화와 비교할 만한 대상 건물을 추적하는 것은 상당히 난해한 작업이었다. 동일한 대학 캠퍼스에 설치된 쿨루프와 옥상녹화의 사례를 비교하여 설치비용을 산정할 경우, 건축 관련 법령이나 규칙이 어느 정도 일관성을 가지고 적용되어 설치비용에 대한데이터의 객관성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. 쿨루프와 옥상녹화의 실제 설치 지역인 경북대학교 정보전산원과 경북대학교 경상대학 건물을 비교 대상으로 선정하였다.
- 쿨루프와 옥상녹화의 실제 설치 지역인 경북대학교 정보전산원과 경북대학교 경상대학 건물을 비교 대상으로 선정하였다. 대상건물은 초기설비비를 비롯한 시설물에 대한 자료 확보가 용이하며, 비교적 쉽게 시공사와의 교신이 가능하여 시공사로부터 시공과정에 대한 상세한 상황을 확인할 수 있는 등 다양한 여건을 충족하고 있었다(그림 1).
- 불변가를 통해 산출된 수선·교체비 합계에서 옥상녹화는 쿨루프에 비해 수명주기인 40년 동안 약 4.8배 많은 비용이 소요되는 것으로 나타났다.
- 쿨루프는 방수, 도막, 코팅 등 여러 층의 작업이 순차적으로 이루어지므로 각 재료에 따른 비용 세분화가 쉽지 않았으며 옥상녹화와 마찬가지로 지붕표면에서 이루어지는 설비 작업의 특성상 전체 설비 면적의 시공비를 산정한 후 단위면적(m2)당 비용으로 재산정하였다. 쿨루프는 방수층 시공 작업, 도막, 코팅 작업 등을 포함한 6단계에 걸친 시공과정의 재료비, 인건비, 공구손료를 합산한 초기설비비에서 단위면적당(m2) 47,911원의 시공비가 소요된 것으로 확인되었다(표 3).
- 예상치 못하게 발생될 수 있는 설비의 수선이나 완전 교체 등의 변수는 제외하였다. 물가상승율을 감안하지 않은 불변가에 의해 초기설비비와 수선교체비, 해체폐기비를 포함하는 쿨루프와 옥상녹화의 총 설비 투자비용을 비교한 결과, 설치 후 건축물의 최소 수명주기인 40년이 경과함에 따라 옥상녹화는 단위 면적당(m2) 설비비가 856,588원으로 182,062원이 소요된 쿨루프에 비해 약 4.7배의 높은 설비 투자비가 소요되는 것으로 나타났다(그림 2).
- 쿨루프와 옥상녹화의 초기설비비와 수선·교체비, 해체·폐기비를 포함하는 설비 투자비용을 비교한 결과, 설치 후 건축물의 최소 수명주기인 40년이 경과함에 따라 옥상녹화는 단위 면적당(m2) 설비비가 601,280원으로 121,552원이 소요된 쿨루프에 비해 4.95배의 값비싼 투자비가 소요되는 것으로 나타났다.
- 옥상녹화는 높은 초기 설비비로 인해 수선·교체 시에도 쿨루프에 비해 높은 비용이 지속적으로 투입되므로 시간이 경과할수록 쿨루프와의 설비 투자비용 차이는 점차 증가되는 것이 확인된다.
- 쿨루프와 옥상녹화의 총 설비투자비용을 불변가로 산출하는 것은 물가의 상승이나 이자율의 불확실성을 반영하지 못하는 확정적 변수에 의거하여 생애주기비용을 산출한 것이다. 이를 현가법(할인율 2.3%)을 적용하여 현재가로 각 비용항목을 환산한 후 쿨루프와 옥상녹화의 총 생애주기비용으로 통합하면 옥상녹화가 601,280원, 쿨루프가 121,552원의 설비투자비용이 소요되는 것으로 나타났다(표 5, 그림 3).
- 단위면적당 생애주기비용에서 옥상녹화는 쿨루프에 비해 약 4.95배 가량 높은 비용이 발생하는 것으로 나타나 현재가치로 변경시 불변가에 의해 산출된 비용보다 더 큰 차이가 확인된다. 옥상녹화는 누적 설비투자비에서 불변가와 현재가에 관계없이 초기설비 후 지속적으로 수선교체비가 투입되므로 설비에 투입되는 누적 비용은 점차 증가하게 된다.
후속연구
- 건물의 지붕이 에너지 절감에 미치는 영향에 대한 높은 관심만큼, 지붕으로 인한 에너지 절감에 대한 잠재적인 기회들을 수용할 수 있도록 기존의 옥상녹화에만 얽매이지 않고 쿨루프라는 하나의 새로운 혁신적 기술이 설비투자비용의 관점에서 사회적으로 용납될 수 있는지에 대한 적극적인 대응이 필요한 시점이다. 설비투자비용의 관점에서 옥상녹화와 쿨루프를 비교하여 필요한 부분에 대해 적절한 이론과 지침을 개발하여 이와 같은 지붕의 도입, 확산 과정에서 발생할 수 있는 문제점과 시행착오 등을 사전에 점검해야 할 것으로 사료된다. 이에 본 연구는 쿨루프와 옥상녹화를 초기 설비비와 유지·관리비, 해체·폐기비를 포함한 건축물 수명주기에서의 총 설비 투자비를 비교하고자 한다.
- 이에 본 연구는 쿨루프와 옥상녹화를 초기 설비비와 유지·관리비, 해체·폐기비를 포함한 건축물 수명주기에서의 총 설비 투자비를 비교하고자 한다. 신축 건물에 적용된 옥상녹화와 쿨루프의 설비투자비용 비교결과는 비용의 편익 효과가 상대적으로 큰 사업을 파악하여 다양한 이유로 국내 보급이 미미한 옥상녹화에 대한 대안으로 쿨루프를 검토하는 과정에서 객관적이고 신뢰성 있는 근거자료로 제시될 수 있을 것이다. 이는 저탄소 녹색도시를 위한 지붕의 종류를 선정하는 과정에서 정부의 설비투자비용 지원제도의 수립과 민간의 합리적 재원 운영의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 신축 건물에 적용된 옥상녹화와 쿨루프의 설비투자비용 비교결과는 비용의 편익 효과가 상대적으로 큰 사업을 파악하여 다양한 이유로 국내 보급이 미미한 옥상녹화에 대한 대안으로 쿨루프를 검토하는 과정에서 객관적이고 신뢰성 있는 근거자료로 제시될 수 있을 것이다. 이는 저탄소 녹색도시를 위한 지붕의 종류를 선정하는 과정에서 정부의 설비투자비용 지원제도의 수립과 민간의 합리적 재원 운영의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 옥상녹화는 시민들에게 도심 녹지 공간과 휴식공간을 제공하며, 쿨루프는 저렴한 설치비용과 적용의 용이함 등의 각기 다른 장점을 가지고 있으므로 건축물 에너지 절감 전략을 추진하는 과정에서 쿨루프와 옥상녹화에 좀 더 차별화되는 기준을 설정하려는 정부의 제도적 노력이 요구되는 것은 사실이다. 쿨루프를 시가화 지역과 더불어 도심 외곽지역이나 옥상녹화를 적용할 수 없는 지역에 설치하도록 정부나 지방자치 단체가 적극 지원할 경우 저렴한 설비투자비용과 사후 관리상의 편리 등의 장점으로 옥상녹화에 비해 훨씬 빠른 속도로 보급될 것으로 보이며, 그에 따른 설비 투자비 절감, 건축물 에너지 사용량 저감 등의 반사적 효과를 보일 것으로 판단된다.
- 쿨루프는 급속히 성장발전하고 있으며 많은 변화를 보이는 분야이기 때문에 체계적인 이론이나 완성된 연구결과가 부족하다. 본 연구에서 도출된 비교·평가 결과는 보완을 거쳐 객관적이고 효과적인 설치비용 평가모형으로도 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구가 지금까지 시도된 두 기술의 설비투자비용을 비교 정리함으로서 향후의 연구에 시사점을 제공하고 건축물의 에너지절감 분야에서 실무를 수행하는 사람들에게 작은 길잡이 역할을 할 수 있다면 연구의 가치가 있다고 할 것이다.
- 본 연구에서 도출된 비교·평가 결과는 보완을 거쳐 객관적이고 효과적인 설치비용 평가모형으로도 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구가 지금까지 시도된 두 기술의 설비투자비용을 비교 정리함으로서 향후의 연구에 시사점을 제공하고 건축물의 에너지절감 분야에서 실무를 수행하는 사람들에게 작은 길잡이 역할을 할 수 있다면 연구의 가치가 있다고 할 것이다.
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