[논문]합성수지 거푸집의 전과정 환경영향평가에 관한 연구

남경용; 양근혁; 이영도

doi:10.5345/jkibc.2020.20.3.245

초록
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합성수지 거푸집은 내부식성이 우수한 경량의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 재료로 사용한다. 합성수지 거푸집의 전과정 평가를 위하여 ISO FDIS 13352에서 요구하는 시스템 경계를 만족하도록 공정 흐름도를 고려하였다. 이에 따라 고려된 시스템 경계는 Cradle-to- Product shipmen이다. 고려된 시스템 경계에서 투입 에너지원, 사용재료, 운송수단, 제작공정 등으로부터 산정한 전과정 목록(LCI) 데이터베이스를 분석하였다. 합성수지 거푸집의 LCI 데이터 분석으로 부터 환경부의 환경영향평가지수 방법론에 기반하여 분류화, 정규화, 특성화 및 가중치 과정을 거쳐 환경영향평가를 수행하고, 그 결과는 유로폼의 환경영향 평가값과 비교하였다. 실험결과, 전용횟수를 고려한 CO₂ 배출량은 유로폼 대비 2배 이상의 전용성을 갖는 합성수지 거푸집이 약 32 % 가량 낮았다. 이는 합성수지 거푸집 사용은 유로폼 대비 자재 생산을 1/2로 줄일 수 있으며, CO₂ 배출량 저감으로 이어질 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Synthetic resin formwork is made of lightweight high-density polyethylene(HDPE). This study used a process flow chart that satisfies the system boundary (such as Cradle-to- Product shipmen ) required by ISO FDIS 13352 to evaluate the entire process of synthetic resin foam using. The entire life cycl...

Synthetic resin formwork is made of lightweight high-density polyethylene(HDPE). This study used a process flow chart that satisfies the system boundary (such as Cradle-to- Product shipmen ) required by ISO FDIS 13352 to evaluate the entire process of synthetic resin foam using. The entire life cycle inventory (LCI) database calculated from input energy sources, materials used, transportation methods, and manufacturing processes at the system boundary was analyzed. Based on the environmental impact assessment index methodology of the Ministry of Environment from the LCI data analysis of synthetic resin formwork, the environmental impact assessment was carried out through classification, normalization, characterization, and weighting process. The experimental results are as follows the amount of CO2 (carbon) emission considering the number of conversions was about 32% lower than that of the Euroform. This shows that the use of synthetic resin formwork reduces material production by half compared to Euroform and reduces CO2 (carbon) emissions.

주제어

표/그림 (10)

그림 Figure 1. Synthetic resin formwork(size 300㎜×1,200㎜)
표 Table 1. Physical and mechanical properties of HDPE
그림 Figure 2. Synthetic resin forming process
그림 Figure 3. Process flow diagram of synthetic resin form in studied system
그림 Figure 4. Synthetic resin form system boundary
그림 Figure 5. CO₂ emissions
그림 Figure 6. CO₂ emissions considering the number of use
표 Table 2. Summary of LCI DB used for assessng environmental loads of synthetic resin formwork
그림 Figure 7. Environmental impact assessment
표 Table 3. Comparison of power consumption

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 전과정 평가 목적은 합성수지 거푸집의 전과정 목록(life cycle inventory, LCI) 데이터베이스를 구축하고, 합성수지 거푸집 환경영향 평가결과와 기존 유로폼과의 비교결과를 정량화 하는 것이다. 전과정 환경영향의 주요 범위로는 자원고갈, 지구온난화, 오존층 파괴, 산성화, 부영양화및 광화학 산화 생성물 등이 있다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 기반의 합성수지 거푸집의 경우 내부식성 및 고내구성 재료 특성으로 인해 30회 전용이 가능하다. 이를 바탕으로 유로폼과 합성수지 거푸집 생산에서부터 사용 전과정 환경영향의 크기를 비교함으로서 합성수지 거푸집의 환경영향 효과를 제시하고자 한다.
하지만 아직 벽체 크기, 높이에 따른 측압특성과 그에 따른 수직, 수평 띠장 간격조정 등 세부적인 실험이 남아있으며, 본 연구 검토 항목인 합성수지 거푸집 제작에 따른 환경 영향 평가도 진행되어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 중·소규모 현장에서 많이 사용하는 유로폼과 합성수지 거푸집 제작 및 현장 적용 시 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 비교 평가하는 것을 목적으로 한다.

가설 설정

운반단계에서의 환경영향을 산정하기 위해서 합성수지 거푸집 공장 위치는 광주광역시 광산구로 가정하였고 합성수지 원료는 여수시 화학공단에서 운송되는 것으로 가정하였다.
이전 Figure 5, 6의 결과에 전용횟수를 고려하여 CO₂ 배출량을 재평가하였다. 전용횟수는 합성수지 거푸집 전용 30회 대비 유로폼 전용 15회로 자재 소모량 2배로 가정하였다.

제안 방법

본 연구는 유로폼과 합성수지 거푸집의 LCI 데이터 분석으로부터 환경부의 환경영향평가지수 방법론에 기반하여 분류화, 정규화, 특성화 및 가중치 과정을 거쳐 환경영향평가를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

대상 데이터

3㎏으로 동일하다. 동일한 규격 (300㎜×1,200㎜)의 유로폼 1개(EA)를 환경영향 평가의 비교 대상으로 하였다. 비교 대상인 유로폼의 무게는 12.
본 연구에 사용된 합성수지 거푸집은 HDPE(High Density Polyethylene)를 사출하여 전용 성형틀에 의해 생산된 제품으로 Figure 1과 같다. HDPE는 1930년대 영국의 ICI사 연구진들에 의해 LDPE(Low Density Polyethylene)가 최초 발견되고 1950년대 LLPE (Linear Low Density Polyethylene)개발에 이어 발견되었다[13].
LCI 데이터는 국가마다 기온 및 에너지, 천연자원 등이 다르므로 그 나라에서 제공되는 원단위를 이용하는 것이 바람직하다. 본 평가의 LCI 데이터는 국내 환경부[10]와 국토부에서 제공하는 데이터를 이용하였으며 목록분석은 Total 프로그램을 이용하였다. 합성수지 거푸집은 HDPE를 유로폼은 합판, 프레임 형강, 에폭시 도료를 연결물질로 설정하였고 수송정보조건은 12ton 이상 트럭(25ton), 50 ㎞로 두 가지 모두 동일하게 적용하였다.
본 평가의 LCI 데이터는 국내 환경부[10]와 국토부에서 제공하는 데이터를 이용하였으며 목록분석은 Total 프로그램을 이용하였다. 합성수지 거푸집은 HDPE를 유로폼은 합판, 프레임 형강, 에폭시 도료를 연결물질로 설정하였고 수송정보조건은 12ton 이상 트럭(25ton), 50 ㎞로 두 가지 모두 동일하게 적용하였다.

이론/모형

환경영향평가는 LCI DB 분석결과를 환경에 미치는 잠재적인 영향을 평가하기 위해 주관적인 측면을 배제하고 환경 영향의 크기를 정량적으로 나타내기 위한 분류화, 특성화, 가중치 부여의 과정 단계를 거쳐 평가한다. 본 연구의 환경영향 평가지표 식 (3)은 환경부[10], Yang et al[14]에 의해 제시된 식에 따라 합성수지 거푸집의 환경영향 크기(WIi)를 정량화 하였다.
합성수지 거푸집의 환경영향 평가지표는 환경부[10]에서 제시한 “한국형 환경영향 평가지수 방법론”을 참고하였으며, 합성수지 거푸집 전 과정 평가를 위해 ISO FDIS 1335-2[11]에서 요구하는 시스템 경계를 만족하도록 공정 흐름도를 고려하였다. 유로폼에 대한 데이터베이스는 “거푸집 공사 시공기술표준”을 기준으로 하였다.

성능/효과

2) 전용횟수를 고려한 환경영향 부하 발생량에서도 8.4E-07㎏-eq/30회 전용을 보인 유로폼에 비해 합성수지 거푸집(6.6e-07㎏-eq/30회 전용)의 환경부하 발생량은 약 21% 낮았다.
3) 30회 전용을 기준으로 합성수지 거푸집의 지구온난화, 산성화, 부영양화, 인간독성 및 자원고갈 영향은 유로폼에 비해 각각 30 %, 38 %, 38 % 및 25 %씩 낮았다.
거푸집 종류에 따른 환경부하 발생량은 합성수지 거푸집이 유로폼보다 약 56 % 높게 나타났으나 전용횟수를 고려한 환경부하 발생량은 유로폼 대비 2배 이상의 전용성을 갖는 합성수지 거푸집이 약 21% 낮게 나타났다. 30회 전용을 기준으로 합성수지 거푸집의 지구온난화, 산성화, 부영양화, 인간 독성 및 자원고갈 영향은 유로폼 대비 각각 30 %, 38 %, 38 %, 38 % 및 25 %씩 낮게 나타났다. 결과적으로 동일한 규격의 합성수지 거푸집 생산 시 유로폼 보다 높은 환경 부하가 발생하나 합성수지 거푸집 현장 적용이 늘어남에 따라 환경부하 발생이 줄어드는 것을 알 수 가 있었다.
거푸집 종류에 따른 환경부하 발생량은 합성수지 거푸집이 유로폼보다 약 56 % 높게 나타났으나 전용횟수를 고려한 환경부하 발생량은 유로폼 대비 2배 이상의 전용성을 갖는 합성수지 거푸집이 약 21% 낮게 나타났다. 30회 전용을 기준으로 합성수지 거푸집의 지구온난화, 산성화, 부영양화, 인간 독성 및 자원고갈 영향은 유로폼 대비 각각 30 %, 38 %, 38 %, 38 % 및 25 %씩 낮게 나타났다.
30회 전용을 기준으로 합성수지 거푸집의 지구온난화, 산성화, 부영양화, 인간 독성 및 자원고갈 영향은 유로폼 대비 각각 30 %, 38 %, 38 %, 38 % 및 25 %씩 낮게 나타났다. 결과적으로 동일한 규격의 합성수지 거푸집 생산 시 유로폼 보다 높은 환경 부하가 발생하나 합성수지 거푸집 현장 적용이 늘어남에 따라 환경부하 발생이 줄어드는 것을 알 수 가 있었다.

후속연구

기존 연구를 통해 합성수지 거푸집의 재료, 구조, 시공성능 등의 기본적인 검증을 마친 상태이다. 하지만 아직 벽체 크기, 높이에 따른 측압특성과 그에 따른 수직, 수평 띠장 간격조정 등 세부적인 실험이 남아있으며, 본 연구 검토 항목인 합성수지 거푸집 제작에 따른 환경 영향 평가도 진행되어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 중·소규모 현장에서 많이 사용하는 유로폼과 합성수지 거푸집 제작 및 현장 적용 시 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 비교 평가하는 것을 목적으로 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	환경영향평가는 어떻게 평가하는가?	환경영향평가는 LCI DB 분석결과를 환경에 미치는 잠재적인 영향을 평가하기 위해 주관적인 측면을 배제하고 환경 영향의 크기를 정량적으로 나타내기 위한 분류화, 특성화, 가중치 부여의 과정 단계를 거쳐 평가한다. 본 연구의 환경영향 평가지표 식 (3)은 환경부[10], Yang et al[14]에 의해 제시된 식에 따라 합성수지 거푸집의 환경영향 크기(WIi)를 정량화 하였다.
	합성수지 거푸집의 재료는 무엇인가?	합성수지 거푸집은 내부식성이 우수한 경량의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 재료로 사용한다. 합성수지 거푸집의 전과정 평가를 위하여 ISO FDIS 13352에서 요구하는 시스템 경계를 만족하도록 공정 흐름도를 고려하였다.
	지구 온난화가 건설 산업에 미친 영향은 무엇인가?	이러한 관심은 전 산업에 걸쳐 환경에 대한 영향평가로 중요하게 인식되어지고 있다[1]. 그로인해 건설 산업에서는 CO2 발생 비율을 낮추기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다[2-4]. 그중 시멘트 제조 시 발생하는 CO2 를 줄이기 위한 연구가 주를 이루고 있으나 콘크리트 사용 시 필수적으로 사용되는 거푸집의 경우 수많은 자재와 공법 등으로 인해 환경영향에 대한 자료가 미흡한 상황이다.

참고문헌 (14)

Choi DS, Jeon HC, Cho KH. Study on environmental impact through analysis of materials used for apartment complex. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2014 Sep;29(1):195-203. http://dx.doi.org/10.5659/JAIK_PD.2014.30.9.195
Mun JH, Nam KY, Yang KH. Life cycle $CO_2$ assessment of synthetic resin form considering dedicated frequency. Autumn Annual Conference of AIK; 2019 OCT 24-25; Daejeon, Korea. Seoul (Korea): Architectural Institute of Korea. 2019. p. 632.
Jung YB, Yang KH, Choi DU. Influence of fly ash on life-cycle environmental impact of concrete. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2014 Dec;14(6):515-22. https://doi.org/10.5345/JKIBC.2014.14.6.515

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Jin HS, Lim HY, Lee SJ, Kim SI, Lim JH, Song SY. Annual intensities (2016-2017) analysis of energy use and $CO_2$ emission by end use based on measurements of sample apartment units. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2018 Jul;34(7):43-52. https://doi.org/10.5659/JAIK_SC.2018.34.7.43
Won JY, Lee SH, Park TW, Nam KY. Basic applicability of an insulated gang form for concrete building construction in cold weather. Construction and Building Materials. 2016 Oct;125:458-64. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.036

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Nam KY, Won JY, Chun JY, Jung SJ. Temperature record and strength development from using gang-form adhered to polyisocyanurate board. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2012 Jul;28(7):117-24. https://doi.org/10.5659/JAIK_SC.2012.28.7.117
Chung BY, Lee HC, Kim JH, Go SS. Performance evaluation of recycled synthetic resins euro-form by injection modeling method. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2010 Apr;10(2):105-13. https://doi.org/10.5345/JKIC.2010.10.2.105
Korea land & Housing Corporation, Apartment Formwork Guide. Seoul(Korea) Korea Land & Housing Corporation. Yongsan (Korea): Gun Sul Do Seo Publishing Co. 2008. Jan 3. Korean.
Kang SH, Ahn HJ, Lee CS, Lee DM Cho HH, Kang KI. Assessment of $CO_2$ emissions of eco-friendly lightweight form in the construction process. Proceeding of the Institute of Building Construction; 2019 Oct 31-Nov 1; Chungju, Korea. Seoul(Korea): The Korea Institute of Building Construction. 2019. p. 10-11.
Korea Ministry of Environment. Hankookhyeng Hwangyeong Yeonghyang Pyeonggajisu Bangbeopron [Korea environmental impact assessment index methodology]. sejong (Korea): ministry of Environment; 2003. p. 166. Korean.
ISO 13315-2. Environmental Management for Concrete and Concrete Structures-Part 2: System Boundary and Inventory Data. International Organization for Standardization. Geneva(Switzerland): International Organization for Standardization; 2014. p. 23.
Chung BY, Lee G, Lee HC, Go SS. A study of the development of recycled synthetic resins euroform. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2007 Jun;23(6):171-8.
Kim TH, Ahn SJ, Lee YD, Nam KY. A study on the performance evaluation and field application of synthetic resin formwork. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2018 Dec; 18(6):577-84. https://doi.org/10.5345/JKIBC.2018.18.6.577
Yang KH, Seo EA, Jung YB. Effect of ground granulated blast-furnace slag on life-cycle environmental impact of concrete. Journal of the Korea concrete Institute. 2014 Feb;26(1):13-21. http://dx.doi.org/10.4334/JKCI.2014.26.1.013

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