KR100934979B1 - 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법 - Google Patents
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Abstract
건축물의 전생애에 걸쳐 전생애 에너지, 이산화탄소, 비용을 산출하여 건축물의 환경성능을 평가할 수 있는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법이 제공된다. 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법은, a) 대상 건축물의 전생애에 걸친 에너지 소비량 및 이산화탄소 소비량을 평가하도록, 연면적, 용적율, 건폐율, 건축면적, 건설시기 및 건설 비용을 포함하는 건축물 특성에 따라 건축물을 분석하는 단계; b) 건축물 특성에 따라 분석된 건축물의 전생애를 건설 시기, 사용/유지관리 시기 및 철거/해체 시기로 구분하는 단계; c) 건설 시기에서 투입되는 건축물의 건축자재와 재료를 건설산업연관표에 따라 건축자재와 재료의 에너지 산업 부문을 추출하고, 건축물 건설 시 필요한 건설 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계; d) 사용/유지관리 시기에서 건축물의 사용 시 소요되는 연간 에너지 소비 원단위 및 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하고, 건축물의 유지관리 시 소요되는 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및 e) 철거/해체 시기에서 건축물을 철거 및 해체하기 위해 사용되는 장비의 운용에 따른 에너지 소비 원단위 및 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함한다.
건축물, 전생애, 환경부하, 평가, 에너지, 이산화탄소, LCE, LCCO2, LCC
Description
본 발명은 건축물의 전생애에 걸쳐 전생애 에너지, 이산화탄소, 비용을 산출하여 건축물의 환경성능을 평가할 수 있는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에 관한 것이다.
건축물은 건설, 유지관리, 철거/해체의 3시기의 전생애, 즉, 라이프싸이클(Life Cycle)을 갖는 것으로, 이러한 건축물의 건설 및 개수/보수에서는 다종다양한 건축자재와 재료가 조합되거나 사용되어 건축물을 완성하고, 양호한 거주환경을 유지하게 되며, 수명이 다한 시점에서는 철거/해체된다.
이러한, 라이프싸이클 과정에서 건축자재와 재료, 에너지는 최종수요로서 활용되고, 라이프싸이클 기간 동안 투입되는 건축자재와 재료, 에너지는 원료를 채취하고 가공, 제조, 조립하는 과정을 거치게 되며, 이 과정에서 에너지가 소비되고 환경오염 물질을 배출하게 된다.
또한, 건축물이 완공된 후에는 거주하면서 양호한 거주환경을 유지하기 위해 냉난방, 급탕 등을 위해 에너지를 소비하게 되고, 이산화탄소 등의 환경오염 물질을 배출하게 된다.
이러한 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료, 에너지 등의 최종수요를 생산하는데 요구되는 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량은 산업연관분석법을 이용하거나 직접적으로 추적/조사하는 방법으로 산정할 수 있다.
이 가운데 산업연관분석법은 건축자재와 재료부문 관련 여러 산업부문이 서로 유기적인 연결구조를 가지고 있는 것을 활용하는 것으로, 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 분석하는데 효과적이다.
반면에, 냉난방 등의 운용부문과 같이 제한된 범위에서 사용 에너지 종류가 한정되거나 이와 관련된 산업부문이 단순할 경우, 복잡한 산업연관분석법을 이용하는 것은 비효율적이다.
따라서, 건축물이 건설되고 철거되는 시점까지 요구되는 건축자재와 재료부문은 산업연관분석법을 이용하고, 냉난방 등의 유지관리단계에서의 운용부문, 철거/해체단계의 기계/장비 운용부문은 현장조사자료를 활용하거나, 이것을 분석한 결과를 이용하는 복합적인 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 건축물은 긴 수명을 가지기 때문에 개수/보수 등이 이루어지는 시간적 간격에 따라 투입되는 소요물량 산출은 일관성을 확보하는 것이 필요하다. 이를 위해 소비자 물가지수, 자재가격지수 등의 관련지수 혹은 할인율 등을 사용하여 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료 등의 물량을 조정하여 산출되어야 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 건축물의 전생애에 걸쳐 전생애 에너지, 이산화탄소, 비용을 산출하여 건축물의 환경성능을 평가하여 자원 소비 및 온난화가스 배출을 줄일 수 있는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법은, 대상 건축물의 전생애에 걸친 에너지 소비량 및 이산화탄소 소비량을 평가하기 위한 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에 있어서, a) 건축물 특성 분석부가 연면적, 용적율, 건폐율, 건축면적, 건설시기 및 건설 비용을 포함하는 건축물 특성에 따라 상기 대상 건축물을 분석하는 단계; b) 건축물 전생애 구분부가 상기 건축물 특성에 따라 분석된 상기 대상 건축물의 전생애를 건설 시기, 사용/유지관리 시기 및 철거/해체 시기로 구분하는 단계; c) 건설 평가부가 상기 건설 시기에서 투입되는 상기 대상 건축물의 건축자재와 재료를 건설산업연관표에 따라 상기 건축자재와 재료의 에너지 산업 부문을 추출하고, 상기 대상 건축물 건설 시 필요한 건설 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계; d) 사용/유지관리 평가부가, 상기 사용/유지관리 시기에서 상기 대상 건축물의 사용 시 소요되는 연간 에너지 소비 원단위 및 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하고, 상기 대상 건축물의 유지관리 시 소요되는 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및 e) 철거/해체 평가부가, 상기 철거/해체 시기에서 상기 대상 건축물을 철거 및 해체하기 위해 사용되는 장비의 운용에 따른 에너지 소비 원단위 및 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함하되, 상기 건축물 특성 분석부, 상기 건축물 전생애 구분부, 상기 건설 평가부, 상기 사용/유지관리 평가부, 및 상기 철거/해체 평가부는 소프트웨어 프로그램으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계는, c-1) 상기 건설 시기에서 투입되는 상기 대상 건축물의 건축자재와 재료를 건축자재와 재료별 및 공정별로 분류하고, 건설산업연관표를 이용하여 상기 건축자재와 재료에 관련된 산업부문, 에너지 산업부문 및 기타 산업부문으로 산업부문을 각각 분류한 후, 상기 산업부문 분류 체계에 따라 건축자재와 재료별 및 공정별 상기 건축자재와 재료의 수요량을 산출하는 단계; c-2) 상기 산업부문별 상기 건축자재와 재료의 투입량을 산출한 후 산업 부문별 투입량에서 상기 에너지 산업부문을 추출하여 상기 대상 건축물에 투입된 상기 건축자재와 재료부문을 위한 에너지 소비량 및 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; c-3) 상기 에너지 소비량에 단위 열량당 발생하는 이산화탄소 배출 단위량 및 황화합물 단위량을 각각 곱하여 공종별 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 산정하는 단계; 및 c-4) 상기 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 공종별로 구분하여 합산하고, 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 c-1) 내지 c-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 건설 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건설산업연관표는 한국은행에서 제시한 기본산업연관표를 이용하여 건설부문의 산업연관표로 조정 및 작성하게 되며, 상기 건설산업연관표는, ⅰ) 상기 건축자재와 재료부문에 해당하는 산업부문과 에너지 산업부문으로 분류하는 과정; ⅱ) 상기 건축자재 및 재료와 관련하여 분류된 산업부문을 토대로 하여 한국은행에서 제시한 산업간거래표(interindustry transaction matrix)에서 거래물량을 앞서 분류된 산업부문으로 통합 및 정리하는 과정; ⅲ) 상기 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 이용하여 산업부문의 투입계수 행렬표(aij)를 작성하는 과정- 여기서, 각 산업부문의 투입계수(aij)는 j산업부문의 건축자재와 재료를 생산하기 위한 i산업부문의 투입량을 의미하고, 투입계수(aij)는 각 산업부문의 투입량(x ij)을 최종산출량(Xi)으로 나눈 값(=x ij/Xi)으로 계산함-; 및 ⅳ) 상기 작성된 투입계수 행렬표를 이용하여 건축자재와 재료의 최종수요가 결정될 경우, 각 산업부문에서 투입되는 양을 나타내는 건설산업연관표(생산유발계수표, rij)를 작성하는 과정-여기서, 계수(rij)는 각 산업부문의 1단위 산출을 위해 관련산업부문의 투입비율을 의미함-을 통해 제공되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량은 아래 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다: X = (I-A)-1Y, 여기서, (I-A)-1은 건설산업연관표(생산유발계수), I는 주대각요소가 모두 1이고 나머지는 0인 단위행렬, Y는 건축자재와 재료 등의 최종수요, X는 각 산업부문별 투입량임.
여기서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 사용/유지관리 시기에서 상기 건축물에 사용되는 에너지원을 조사한 후, 사용 에너지원별 소비량과 에너지원별 단위 발열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; d-2) 연간 총 에너지 소비량을 건축물의 연면적 또는 건축물의 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물 사용에 따른 연간 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; d-3) 상기 대상 건축물에서 사용되는 에너지원별 총발생 열량과 상기 에너지원별 단위 발생 열량당 이산화탄소 배출량을 곱하여 상기 대상 건축물 사용에 따른 이산화탄소 총배출량을 산출하는 단계; 및 d-4) 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 총배출량을 상기 건축물의 연면적 또는 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 d-1) 내지 d-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 사용/유지관리 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 e) 단계는, e-1) 상기 대상 건축물의 철거/해체 시 사용되는 기계/장비에서 사용되는 에너지원별 사용한 총연료 소비량을 계산하는 단계; e-2) 상기 에너지원별 총연료 소비량과 에너지원별 단위 발생열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; e-3) 상기 총 에너지 소비량을 상기 철거/해체 대상 건축물의 연면적으로 나누어 상기 기계/장비 운용에 따른 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; 및 e-4) 상기 기계/장비에 사용된 상기 에너지원별 소비량과 상기 에너지원별 단위 열량당 이산화탄소 배출 원단위를 곱하여 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함하되, 상기 e-1) 내지 e-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 철거/해체 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계는, c-1) 상기 건설 시기에서 투입되는 상기 대상 건축물의 건축자재와 재료를 건축자재와 재료별 및 공정별로 분류하고, 건설산업연관표를 이용하여 상기 건축자재와 재료에 관련된 산업부문, 에너지 산업부문 및 기타 산업부문으로 산업부문을 각각 분류한 후, 상기 산업부문 분류 체계에 따라 건축자재와 재료별 및 공정별 상기 건축자재와 재료의 수요량을 산출하는 단계; c-2) 상기 산업부문별 상기 건축자재와 재료의 투입량을 산출한 후 산업 부문별 투입량에서 상기 에너지 산업부문을 추출하여 상기 대상 건축물에 투입된 상기 건축자재와 재료부문을 위한 에너지 소비량 및 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; c-3) 상기 에너지 소비량에 단위 열량당 발생하는 이산화탄소 배출 단위량 및 황화합물 단위량을 각각 곱하여 공종별 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 산정하는 단계; 및 c-4) 상기 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 공종별로 구분하여 합산하고, 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 c-1) 내지 c-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 건설 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건설산업연관표는 한국은행에서 제시한 기본산업연관표를 이용하여 건설부문의 산업연관표로 조정 및 작성하게 되며, 상기 건설산업연관표는, ⅰ) 상기 건축자재와 재료부문에 해당하는 산업부문과 에너지 산업부문으로 분류하는 과정; ⅱ) 상기 건축자재 및 재료와 관련하여 분류된 산업부문을 토대로 하여 한국은행에서 제시한 산업간거래표(interindustry transaction matrix)에서 거래물량을 앞서 분류된 산업부문으로 통합 및 정리하는 과정; ⅲ) 상기 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 이용하여 산업부문의 투입계수 행렬표(aij)를 작성하는 과정- 여기서, 각 산업부문의 투입계수(aij)는 j산업부문의 건축자재와 재료를 생산하기 위한 i산업부문의 투입량을 의미하고, 투입계수(aij)는 각 산업부문의 투입량(x ij)을 최종산출량(Xi)으로 나눈 값(=x ij/Xi)으로 계산함-; 및 ⅳ) 상기 작성된 투입계수 행렬표를 이용하여 건축자재와 재료의 최종수요가 결정될 경우, 각 산업부문에서 투입되는 양을 나타내는 건설산업연관표(생산유발계수표, rij)를 작성하는 과정-여기서, 계수(rij)는 각 산업부문의 1단위 산출을 위해 관련산업부문의 투입비율을 의미함-을 통해 제공되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량은 아래 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다: X = (I-A)-1Y, 여기서, (I-A)-1은 건설산업연관표(생산유발계수), I는 주대각요소가 모두 1이고 나머지는 0인 단위행렬, Y는 건축자재와 재료 등의 최종수요, X는 각 산업부문별 투입량임.
여기서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 사용/유지관리 시기에서 상기 건축물에 사용되는 에너지원을 조사한 후, 사용 에너지원별 소비량과 에너지원별 단위 발열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; d-2) 연간 총 에너지 소비량을 건축물의 연면적 또는 건축물의 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물 사용에 따른 연간 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; d-3) 상기 대상 건축물에서 사용되는 에너지원별 총발생 열량과 상기 에너지원별 단위 발생 열량당 이산화탄소 배출량을 곱하여 상기 대상 건축물 사용에 따른 이산화탄소 총배출량을 산출하는 단계; 및 d-4) 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 총배출량을 상기 건축물의 연면적 또는 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 d-1) 내지 d-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 사용/유지관리 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 e) 단계는, e-1) 상기 대상 건축물의 철거/해체 시 사용되는 기계/장비에서 사용되는 에너지원별 사용한 총연료 소비량을 계산하는 단계; e-2) 상기 에너지원별 총연료 소비량과 에너지원별 단위 발생열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; e-3) 상기 총 에너지 소비량을 상기 철거/해체 대상 건축물의 연면적으로 나누어 상기 기계/장비 운용에 따른 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; 및 e-4) 상기 기계/장비에 사용된 상기 에너지원별 소비량과 상기 에너지원별 단위 열량당 이산화탄소 배출 원단위를 곱하여 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함하되, 상기 e-1) 내지 e-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 철거/해체 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건설, 유지관리, 철거/해체 3시기를 갖는 건축물의 전생애에 걸쳐 에너지(Life Cycle Energy; LCE) 소비량, 이산화탄소(Life Cycle CO2;LCCO2) 배출량 및 비용(Life Cycle Cost; LCC)을 원단위로 산출함으로써, 건축물 계획과정에서 라이프싸이클 전체에 대한 환경 영향을 예측할 수 있기 때문에 천연자원의 소비를 줄이고, 지구온난화가스의 배출을 줄일 수 있는 건축물을 건설할 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 설명하기 위한 환경영향 산정 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법은, 그 세부적인 기능에 따라 소프트웨어 프로그램으로 구현되는 건축물 특성 분석부, 건축물 전생애 구분부, 건설 평가부, 사용/유지관리 평가부, 및 철거/해체 평가부에 의해 실행될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 상기 건축물 특성 분석부, 건축물 전생애 구분부, 건설 평가부, 사용/유지관리 평가부, 및 철거/해체 평가부는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 실행시키는 기능에 따라 구분될 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 실행시키도록 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법은, 그 세부적인 기능에 따라 소프트웨어 프로그램으로 구현되는 건축물 특성 분석부, 건축물 전생애 구분부, 건설 평가부, 사용/유지관리 평가부, 및 철거/해체 평가부에 의해 실행될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 상기 건축물 특성 분석부, 건축물 전생애 구분부, 건설 평가부, 사용/유지관리 평가부, 및 철거/해체 평가부는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 실행시키는 기능에 따라 구분될 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법을 실행시키도록 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 환경영향 평가 흐름을 라이프싸이클 과정에서 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 평가 시기별로 정리하면 건설 시기(단계), 사용/유지관리 시기(단계), 철거/해체 시기(단계)로 구분된다.
이러한 건설 시기, 사용/유지관리 시기 및 철거/해체 시기는, 각각 건설 시기의 건축자재와 재료부문, 냉난방 등의 운용부문, 개수/보수 등에 사용되는 건축자재와 재료부문, 철거/해체시 사용된 건축자재와 재료부문 및 기계/장비 운용부문 등으로 구분된다.
그리고, 상기 건설 시기는 건축자재와 재료를 생산하는 생산과정, 건축자재와 재료를 운송하는 운송과정 및 건축자재와 재료를 이용하여 건축물을 건설하는 건설현장 시공과정을 포함하고, 상기 사용/유지관리 시기는 건축물을 운용하는 건물 운용과정과 건축물을 개수/보수하는 수선과정을 포함하며, 상기 철거/해체 시기는 건축물을 해체하는 건물 해체 과정과 건축물 해체를 위한 건축자재와 재료를 포함한다.
또한, 건설현장 시공과정은 장비 운용과 전력을 포함하고, 장비 운용은 건축공정, 토목공정 및 조경공정으로 분류된다.
이러한 건설 시기, 사용/유지관리 시기 및 철거/해체 시기는, 각각 건설 시기의 건축자재와 재료부문, 냉난방 등의 운용부문, 개수/보수 등에 사용되는 건축자재와 재료부문, 철거/해체시 사용된 건축자재와 재료부문 및 기계/장비 운용부문 등으로 구분된다.
그리고, 상기 건설 시기는 건축자재와 재료를 생산하는 생산과정, 건축자재와 재료를 운송하는 운송과정 및 건축자재와 재료를 이용하여 건축물을 건설하는 건설현장 시공과정을 포함하고, 상기 사용/유지관리 시기는 건축물을 운용하는 건물 운용과정과 건축물을 개수/보수하는 수선과정을 포함하며, 상기 철거/해체 시기는 건축물을 해체하는 건물 해체 과정과 건축물 해체를 위한 건축자재와 재료를 포함한다.
또한, 건설현장 시공과정은 장비 운용과 전력을 포함하고, 장비 운용은 건축공정, 토목공정 및 조경공정으로 분류된다.
이때, 상기 건설 시기의 건축자재와 재료부문에 요구되는 에너지 소비와 이산화탄소 배출 원단위는 건축물에 요구되는 건축자재와 재료를 생산하기 위해 원료를 채취하고, 가공 및 조립하는 과정에서 여러 관련 산업부문이 연결되어 있다는 점을 이용하기 위해 산업연관분석법에 의해 정량화된다.
또한, 사용/유지관리 시기는 냉난방 등의 운용부문과 개수/보수 등의 사용부문으로 구분하여 분석된다. 냉난방 등의 운용부문은 사용 에너지원별 현장소비실태 조사 결과를 분석하여 작성된 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델을 이용하는 것으로 내용년한 기간 동안 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 계산하는 흐름을 갖추게 된다.
그리고, 건축물 기능보전, 개수/보수 등의 사용부문에 요구되는 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량의 산정은 건설단계에서의 산업연관분석법과 유사한 흐름으로 이루어진다. 다만 내용년한 기간 동안 발생하는 수선주기와 수선빈도를 감안하여 소요 건축자재와 재료 소요량을 산정하는 것이 필요하다.
철거/해체 시기는 건축자재와 재료부문, 기계/장비 운용부문에 따른 에너지 소비와 이산화탄소 배출로 분류되고, 건축자재와 재료부문에 요구되는 에너지 소비와 이산화탄소 배출은 산업연관분석법을 이용하여 산출된다.
또한, 철거/해체에 사용된 기계/장비 운용부문은 기존의 연구결과를 이용하거나 현장조사, 철거/해체 전문업체의 전문가 면담 등 직접적으로 조사된 자료를 활용하여 에너지 소비와 이산화탄소 배출 원단위가 산정된다.
이때, 에너지 소비 원단위는 총 에너지 소비량에 대해 건축자재와 재료 단위중량당 에너지 소비량(㎈/㎏, Joule/㎏), 단위 바닥면적당 에너지 소비량(㎈/㎡, Joule/㎡), 단위 금액당 에너지 소비량(㎈/원, Joule/원) 등으로 표현한다. 그리고 이산화탄소 배출 원단위는 단위 바닥면적당 이산화탄소 배출량(㎏-CO2/㎡), 건축자재와 재료 단위중량당 이산화탄소 배출량(㎏-CO2/㎏), 단위 금액당 이산화탄소 배출량(㎏-CO2/원) 등으로 표현한다.
이와 같은 라이프싸이클 단계별 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량에 대한 환경영향평가는 도 2와 같이 나타낼 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 건설, 유지관리, 철거/해체단계의 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량은 산업연관분석법을 이용한다.
그리고, 사용/유지관리 시기에서는 냉난방, 조명, 급탕 등에 소비되는 운용부문의 사용 에너지원별 소비실태 조사 결과를 이용하여 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델을 작성하여 산정하게 된다.
또한, 철거/해체 시기에서의 건축자재와 재료부문은 산업연관분석법을 이용하고 기계/장비 운용부문은 철거전문업체 현장조사결과를 이용하여 산정하기도 한다.
이때, 라이프싸이클 단계별 평가흐름을 토대로 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 산정과정은 크게 건축자재와 재료부문, 냉난방 등의 운용부문, 철거/해체시의 기계/장비 운용부문으로 나누어 작성된다.
1) 건축자재와 재료부문
건축자재와 재료는 건설단계, 개수/보수 등의 유지관리단계, 철거/해체단계 등의 라이프싸이클 과정에서 요구된다. 건축물의 최종수요로 사용되는 건축자재와 재료부문에서의 에너지 소비와 이산화탄소 배출은 원료를 채취, 가공, 제조, 조립하는 생산과정에서 발생하는 것이 대부분이다.
건축자재와 재료부문에서의 에너지 소비와 이산화탄소 배출량 산정은 공종별, 건축자재와 재료별로 구분하여 분석한다. 평가흐름은 건설단계의 산출과정을 기본으로 하고 개수/보수 등의 유지관리단계에서는 개수/보수 등의 수선주기를 감안한 건축자재와 재료 물량을 산출하는 것이 요구된다. 건축자재와 재료부문 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량에 대한 환경부하 산출과정은 <표 1>과 같은 단계로 이루어진다.
| 단계 | 산정과정 | 내용 |
| ① | 분석대상 건축물 특성 | -연면적, 용적율, 건폐률, 건축면적, 건설시기, 건설비용 등의 특성을 작성한다. 이것은 건축물에 요구되는 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 건물 연면적, 혹은 건축면적으로 나누어 건축자재와 재료부문의 원단위를 산출하는데 이용한다. |
| ② | 건축자재와 재료의 산업부문 분류 | -라이프싸이클에 요구되는 건축자재와 재료부문에 대응하는 산업부문을 분류한다. 분류는 공종별, 자재와 재료별로 구분한다. -건축자재와 재료에 대응하는 산업부문과 에너지 산업부문을 추출하고 건축자재와 재료부문과 관련이 없는 산업부문은 기타산업으로 분류한다. |
| ③ | 공종별, 건축자재와 재료별 최종수요 산출 | -건축자재와 재료부문에 대응하는 산업부문 분류체계에 따라 건축자재와 재료의 소요량을 산출한다. -산출단위는 금액(원), 중량(톤, ㎏), 부피(㎥, ℓ) 등을 이용할 수 있다. -건축물 건설, 개수/보수, 철거/해체시기가 산업연관표의 작성시점과 다를 경우 물량 혹은 금액을 관련지수 혹은 할인율 등을 이용하여 산업연관표 작성시점을 기준으로 조정한다. |
| ④ | 최종수요에 대 한 각 산업부문별 투입량 계산 | -건축물에 요구되는 건축자재와 재료 물량을 최종수요로 하여 건설산업연관표에 대비, 건축자재와 재료부문에 요구되는 각 산업부문의 투입량 혹은 투입액을 산출한다. -건축물에 투입되는 건축자재와 재료부문을 위한 각 산업부문에서 투입되는 량은 (I-A)-1Y[(I-A)-1: 건설산업연관표, Y : 건축물에서 요구되는 최종수요]를 이용하여 계산한다. |
| ⑤ | 에너지 산업부 분문의 투입량 계산 | -건축물에 요구되는 건축자재와 재료부문을 위해 투입된 각 산업부문의 투입량 혹은 투입액 가운데 에너지 관련산업의 투입에너지 소비량을 계산한다. -에너지 산업부문은 크게 무연탄, 나프타, 휘발유, 등유, 경유, 중유, 액화가스, 전력 등으로 구분된다. |
| ⑥ | 에너지 소비 원단위 산출 | -⑤의 과정에서 분류된 에너지원별 투입액에 에너지원별 단위가격을 곱하 여 에너지원별 사용 가능량을 산출한다. -에너지원별 사용가능량에 단위량당에 발열량을 이용하여 에너지원별 열량을 계산한다. -에너지원별 열량을 합산하여 건축자재와 재료부문에 투입된 총열량을 계산한다. 총열량을 단위 면적당, 혹은 단위 금액당으로 나눌 경우 에너지 소비 원단위로 표현된다. |
| ⑦ | 이산화탄소 배 출 원단위 산 출 | -건축자재와 재료부문에 소요되는 에너지원별 요구량을 계산하고 에너지원별 단위 열량에 따라 발생하는 이산화탄소(CO2) 배출 원단위를 곱하여 이산화탄소 배출량을 계산한다. -에너지원별 이산화탄소 배출량을 합산하여 건축자재와 재료부문의 총 이산화탄소 배출량을 계산한다. 이것은 건물의 연면적으로 자재 중량(㎏) 혹은 부피(㎥) 등의 단위로 나눌 경우 이산화탄소 배출 원단위로 표현한다. |
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이때, 에너지원별 단위가격, 발열량, 이산화탄소 배출량 및 산화합물량은 <표 2>와 같고, 공종별 에너지 소비량은 <표 3>과 같다.
| 산업 | 단위가격 | 발열량 | 이산환탄소 배출량 | 황화합물 |
| 무연탄 | 54.1원/㎏ | 5,979M㎈/㎏ | 0.6368㎏-CO2/㎏ | 0.00746㎏-S0x/㎏ |
| 유연탄 | 51.7원/㎏ | 4,444M㎈/㎏ | 0.4987㎏-CO2/㎏ | 0.00517㎏-S0x/㎏ |
| 원유 | 104.2원/ℓ | 9,550M㎈/ℓ | 0.6143㎏-CO2/ℓ | 0.00915㎏-S0x/ℓ |
| 천연가스(LNG) | 166.4원/㎏ | 13,000M㎈/㎏ | 0.8328㎏-CO2/㎏ | 0.00010㎏-S0x/㎏ |
| 나프타 | 117원/ℓ | 8,000M㎈/ℓ | 0.6699㎏-CO2/ℓ | 0.00036㎏-S0x/ℓ |
| 휘발유 | 1,122.0원/ℓ | 8,300M㎈/ℓ | 0.6568㎏-CO2/ℓ | 0.00033㎏-S0x/ℓ |
| 제트유 | 195원/ℓ | 8,630M㎈/ℓ | 0.7057㎏-CO2/ℓ | 0.00109㎏-S0x/ℓ |
| 등유 | 498.2원/ℓ | 8,700M㎈/ℓ | 0.7139㎏-CO2/ℓ | 0.00068㎏-S0x/ℓ |
| 경유 | 552.2원/ℓ | 9,200M㎈/ℓ | 0.7781㎏-CO2/ℓ | 0.00850㎏-S0x/ℓ |
| 중유 | 262.7원/ℓ | 9,900M㎈/ℓ | 0.8569㎏-CO2/ℓ | 0.02850㎏-S0x/ℓ |
| 액화석유가스 | 815원/㎏ | 11,900M㎈/㎏ | 0.8486㎏-CO2/㎏ | 0.00012㎏-S0x/㎏ |
| 수력 | 72.1원/KWh | 0.860M㎈/KWh | - | - |
| 화력 | ||||
| 원자력 |
| 공종 | 에너지소비 원단위(M㎈/㎡) | 공종 | 에너지소비 원단위(M㎈/㎡) |
| 가설공사 | 0.5889 | 창호 및 유리공사 | 5.5966 |
| 철근콘크리트 | 24.8911 | 도장공사 | 0.2039 |
| 조적공사 | 0.7226 | 수장공사 | 2.3512 |
| 결로보완공사 | 0.5186 | 단열공사 | 10.0586 |
| 목공사 | 5.4995 | 토공사 | 0.0233 |
| 잡공사 | 1.9754 | 지정공사 | 9.2279 |
| 지붕 및 흡통공사 | 1.7709 | 미장공사 | 30.1928 |
가) 건축 자재와 재료의 산업부문 분류
건축자재와 재료부문의 산업부문 분류는 <표 4> 내지 <표 6>와 같이 나타낼 수 있다. 라이프싸이클 기간 동안에 요구되는 건축자재와 재료에 대응하는 산업부문의 분류 혹은 통합하는 판단기준은 건설, 개수/보수, 철거/해체시 작성된 견적서를 통해 직접적으로 연계되지 않는다고 판단되는 산업부문을 기타 산업으로 통합, 분류되고, 건축자재와 재료부문과 연결되는 산업부문을 대상으로 재분류된다.
무연탄, 휘발유, 등유 등은 에너지 산업부문으로 분류된다. 분류결과는 건축자재와 재료부문 관련산업부문과 에너지 산업부문, 기타 산업부문 등의 3가지 유형으로 정리된다.
건축물의 건설 단계에서 투입되는 건축자재와 재료의 산업분류는 <표 4>, <표 5> 및 <표 6>과 같이 나타낼 수 있다. 건축물에 투입되는 시멘트, 철근, 모래와 자갈 등의 건축자재와 재료, 에너지 등은 산업연관표상의 산업부문과 직접적으로 대응되는 것이 많다.
그리고, 건축공사와 관련된 산업부문으로는 크게 모래와 자갈, 쇄석, 합판, 유리, 시멘트, 레미콘, 콘크리트 제품, 목재가구 등의 산업으로 구분할 수 있다. 여기서, 에너지 산업부문은 무연탄, 휘발유, 등유, 경유, 중유, 나프타, 수력, 화력, 원자력, 액화석유가스 등의 부문이다.
반면, 건축물에 투입되는 건축자재와 재료 가운데에서 산업연관표상의 산업부문과 직접적으로 연계되지 않는 산업부문의 생산제품을 조사/파악하여 분류한다. 화강암, 대리석 등은 건설용 석재산업으로 벽지, 장판지 등은 기타 종이제품 산업으로 볼트, 너트 등은 나사제품산업으로 대응시켜 분류한다.
그리고, 코팅합판, 패널 등의 건축자재와 재료는 합판산업으로 분류하고 플라스틱 장판, 카펫, 스티로폼 등은 산업용 플라스틱제품으로 분류한다. 벽돌, 블록, 모르터 등의 콘크리트제품 산업으로 석고보드 등은 석회 및 석고제품 산업으로 분류한다.
| CODE | 산업부문 | 자재내역 |
| 039 | 모래 및 자갈 | 모래, 조경토, 자갈, 잡석 |
| 041 | 기타건설용석재 | 화강석, 인조대리석 |
| 118 | 제재목 | 목재코너몰딩 |
| 121 | 건축용목제품 | WD |
| 123 | 기타목제품 | 합판거푸집, 원형거푸집 |
| 132 | 기타종이제품 | 3중방수지, 벽지, 천정지 |
| 154 | 합성수지 | 합성수지배수판, 코킹, 주차자코너비드, 주차장카스톱, SST주차장유도판, SST주차안내표지판, 주차안내표지판, 자차장유도판, 세대표지판, 층별표지판 |
| 155 | 합성고무 | 수팽창지수판, 방진고무 |
| 165 | 도료 | 방청페인트, 조합페인트, 에폭시페인트, 우레탄계페인트, 수성페인트, 유색락카, 다채무늬도료, 헬리포터페인트, 안전페인트, 라인마킹, 차량통로구획선, 장애자주차표시, 방향지시표시 |
| 167 | 접착제 및 젤라틴 | 접착제 |
| 171 | 기타화학제품 | 탄성도막방수, 시트방수, POND방수, 시멘트액체방수, 우레탄방수 |
| 172 | 플라스틱1차제품 | 압송관, PE필름, PVC스리브 |
| 173 | 산업용플라스틱제품 | 아이소핑크, 스티로폴, EXP JOINT, PVC선홈통, PVC상자홈통 |
| 176 | 산업용고무제품 | BEARING PAD, 방수보호매트, 시트 |
| 179 | 산업용유리제품 | 강화유리, 투명유리, 복층유리, 유리블럭, 그라스울흡음보드 |
| 182 | 가정용도자기 | 세면기, 변기 |
| 184 | 건설용점토제품 | 타일벽돌, 슈퍼플러스벽돌, 자기질바닥타일, 자기질벽타일, 무석면타일 |
| 186 | 레미콘 | 레미콘 |
| 187 | 콘크리트제품 | 시멘트벽돌, 블록, 방수몰탈, 그라우팅몰탈, 콘크리트면처리, 경량기포콘크리트, 칼라무늬콘크리트 |
| 188 | 석회 및 석고제품 | 밤라이트, 석고보드 불연천정재 |
| 189 | 석제품 | 테라죠바닥, 재료분리석, 인조대리석 |
| 190 | 석면 및 암면제품 | 암면뿜칠 |
| 192 | 아스팔트제품 | 아스팔트8층방수 |
| 197 | 철근및봉강 | 이형철근 |
| 198 | 형강 | ㄷ형강, ㄴ형강, 찬넬 |
| 200 | 열간압연강재 | E.J보하부철판, STL커튼박스, SST재료분리대, STL핸드레일, SST점검구, 철판 |
| 201 | 강관(주철강관제외) | 내부수평비계, 내부말비계, 강관쌍줄비계, 강관동바리, PHC PILE, 강관파이프 |
| 203 | 주철물 | 루프드레인, 바닥드레인, 발코니드레인 |
| 205 | 표면처리강재 | 아연도그레이팅뚜껑, 무늬강판점검구, 무늬강판 |
| 212 | 동1차제품 | 동판후라싱 |
| 213 | 알루미늄1차제품 | GRAND LOUVER, AL천정타일, AL몰딩 |
| 215 | 건물용금속제품 | SST점검사다리, FSD, SD, SGD, FGD, FGW, SSW, SSPS, AG, AW, PD방화셔터 |
| 216 | 구조물용 금속제품 | 쓰레기슈트 |
| 219 | 공구류 | 스페이샤, 세퍼레이타 |
| 220 | 나사제품 | 앙카볼트 |
| CODE | 산업부문 | 자재내역 |
| 039 | 모래 및 자갈 | 모래 |
| 111 | 끈,로프 및 어망 | 완강기설치 |
| 132 | 기타종이제품 | 각형닥트보온 |
| 154 | 합성수지 | 구역명판, 작동설명판 |
| 165 | 도료 | 조합페인트, 녹막이페인트 |
| 168 | 화약 및 불꽃제품 | 총포, 화약 |
| 172 | 플라스틱1차제품 | 관보온, 밸브보온, 가교발포관보온, 파이프스리브, PROTECTION CAP, PEM수도관, PEM엘보, PEM후렌지, 열수축페이프, 연결보온재, 아티론보온, 슈퍼매직+유리솜보온통, PVC엘보, PVC Y관, 세면기스리브, 양변기스리브, PVC관, PVC트랩, PVC F.D, X-L관, WHITE PIPE, PVC이중관, PVC YT관, PVC섹스티아, 입상형스리브, 댐퍼스리브, 싱크대스리브, PEM가스관, PEM캡, PEM접합, PEM이경티, PE V/V, T/F, PVC우수드레인, PVC소켓, 호스, PE보호관, CD관, PB관, PP-C관, PB레듀사, PVC삼중엘보 |
| 173 | 산업용플라스틱제품 | PROTECTION CAP, 소화기받침대, 풀박스, 조인트박스, PE TAPE |
| 174 | 가정용플라스틱제품 | 휴지걸이, 수건걸이, 재떨이, 비누곽, 볼텍스, 위생기구 |
| 182 | 가정용도자기 | 양변기, 비데, 세면볼, 욕조, 변기 |
| 185 | 시멘트 | 시멘트 |
| 187 | 콘크리트제품 | 흄관, 흄관덮개 |
| 198 | 형강 | ㄱ형강, ㄷ형강, 찬넬, 가이드슈, 레스팅슈, 앙카슈 |
| 199 | 선재및궤조 | SUPPORT |
| 200 | 열간압연강재 | 인서트플레이트, T-TRENCH, 소화전함, 방수용기구함, 시험밸브함, 점검구, 캔버스제작설치, 휴즈코크박스, |
| 201 | 강관 (주철강관제외) | 흑관, 백관, STS관, 흑엘보, 흑타이, 소코렛, 흑레듀사, 강관용레스팅슈, STS엘보, STS티이, STS레듀사, PFP관, PFP엘보, PFP소켓, 단열이중관, 난방배관, 급수급탕배관, 가스접합관, 백엘보, 백티이, 백레듀사 |
| 203 | 주철물 | 철맹후렌지접합, STS맹후렌지, 철맹후렌지접합, 동절연합후레지접합, 철합후렌지접합, 주강스트레이너, 주철스트레이너, 후렉시블죠인트, 루프형신축이음, 주철곡관, 주철관접합, 신축접수, 오배수배관, 주철Y관, 주철곡관, 주철트랩, 주철C.O, 주철확대관, KP죠인트관, KP접합, KP소켓곡관, 플랜지관, 쌍구연결송수관, 주철루프드레인 |
| 204 | 단조물 | 철합후렌지접합(단조강) |
| 205 | 표면처리강재 | 칼라함석보온, 무늬철판 |
| 212 | 동1차제품 | 동관, 동엘보, 동티이, 동레듀사, 동소켓, 동캡, 동유니온, 황동니플 |
| 213 | 알루미늄1차제품 | 그릴, 절연행가, 일반행가, UNLINE U-BAND, 방범커버 |
| 216 | 구조물용 금속제품 | 기계식닥트, 가대, 압력탱크, 고가수조, TURNING VANE |
| 219 | 공구류 | DGL CLAMP, ANCHOR CLAMP |
| 220 | 나사제품 | 나사, 볼트, 바깥나사게이트 |
| 221 | 철선제품 | STS망, 콘크리트못, 로케팅와이어, U-PIN, 크립바 |
| 222 | 부착용금속제품 | 힌지, SADDLE BRACKET, 잡철물, 브라켓트, 셋트앙카, 서브햇다, 단자대, 미터기고정철물 |
| 225 | 기타금속제품 | 용접봉 |
| 227 | 밸브 | 청동게이트밸브, 주강게이트밸브, 주강체크밸브, 버터플라이밸브, 주철게이트밸브, 주철체크밸브, 스모렌스키체크밸브, 수위조절밸브, 주철직관, 동파방지용퇴수밸브, 볼밸브, 수전, 자동정유량밸브, 방열기용앵글밸브, X-L밸브소켓, X-L티이, 릴리프밸브, 선택밸브, 자동배수밸브, 소화앵글밸브, 아람밸브, 드라이파이프밸브, 2방제어밸브, 차압조절밸브, 정수위조절밸브, PB밸브, 앵글밸브, PB밸브소켓, PPC밸브소켓, 세면수전, 주방수전, 샤워수전, 욕조수전, 빨래터수전, 감압밸브 |
| 229 | 산업용운반기계 | 전동리프트 |
| 231 | 보일러 | 방열기, 온수분배기 |
| 233 | 펌프 및 압축기 | 수격방지기, 스프링클러주펌프 입형다단, 옥내소화전주펌프입형다단, 연결송수관가압펌프, 실린더, 피스톤 릴리져 |
| 234 | 공기 및 액체여과청정기 | 욕실배기팬, 에어포일급기팬, 공기압축기 |
| 235 | 기타일반목적용기계 | 스프링클러헤드, 분말소화기 |
| 248 | 기타전기변환장치 | 아답타 |
| 249 | 전기공급 및 제어장치 | 댐퍼스위치, 중앙감시반, 원격제어반, 자동제어반, MAGNETIC SWITCH, N.F.B, 전자소켓, 휴즈코크 |
| 250 | 전선 및 케이블 | HEATING CABLE, POWER CON KIT, 전선관, 행거1단, 전선, 아연도전선관, FLEXIBLE전선관, 전기열선, 케이블, 제어용차폐기케이블, 마이크로폰케이블 |
| 252 | 전구램프 및 조명장치 | 경광등 |
| 272 | 가정용선풍기 | 댐퍼, 급기댐퍼, 배연댐퍼, 볼륨댐퍼 |
| 276 | 자동조정및제어기기 | 압력계, 이방변장치, 차압변장치, 차압유량조절변, 자동공기변장치, 온도계, 자동차압배출장치, 감압변장치, 온도검출기, 압력자동조정제어장치 |
| 277 | 측정 및 분석기기 | 적산열량계, 전자식수위조절장치, 수도미터원격검침용, 순간소방유량계, 배관유량계, 터이머, 액면지시조절계, 가스메타기 |
| CODE | 산업부문 | 자재내역 |
| 039 | 모래 및 자갈 | 모래, 자갈 |
| 185 | 시멘트 | 시멘트, BULK시멘트 |
| 186 | 레미콘 | 레미콘 |
| 192 | 아스팔트제품 | 아스콘, 아스팔트 |
| 197 | 철근및봉강 | 고강도철근, 일반철근 |
| 201 | 강관 (주철강관제외) | 백관, PHC PILE |
나) 건설산업연관표 작성
산업연관표는 한국은행에서 5년마다 조사, 발표하는 것으로 국가경제의 흐름을 분석하거나 정책개선안 제시를 위해 사용되는 것으로 각 산업부문의 물량 흐름은 금액으로 표현된다.
따라서, 산업연관표는 라이프싸이클 과정에서 요구되는 건축자재와 재료부문, 에너지 소비부문과 이산화탄소 배출 부문의 분석에 사용하기에는 한계가 있다.
이에 따라, 라이프싸이클 과정에서 에너지 소비와 이산화탄소 배출 분석에 적합하도록 제시된 산업연관표는 건설산업연관표로 수정 및 작성된다.
이에 따라, 라이프싸이클 과정에서 에너지 소비와 이산화탄소 배출 분석에 적합하도록 제시된 산업연관표는 건설산업연관표로 수정 및 작성된다.
이러한 산업연관표는 거래액의 평가방법이나 수입액의 취급방법에 따라 여러 가지 형태로 작성되는데, 거래액을 중간유통 마진이 포함된 가격으로 평가하느냐 또는 제외된 가격으로 평가하느냐에 따라 구매자 가격표와 생산자 가격표로 구분된다. 그리고, 수입부분의 처리에 따라 경쟁 수입형과 비경쟁 수입형으로 구분된다.
한국은행에서 제시한 기본산업연관표를 이용하여 건설부문의 산업연관표로 조정 및 작성하는 과정은 다음과 같다.
첫째로, 산업연관표에서 라이프싸이클 과정에서 요구되는 건축자재와 재료부문에 해당하는 산업부문과 에너지 산업부문으로 분류한다. 에너지 산업부문은 무연탄, 나프타, 휘발유, 등유, 경유, 중유, 석유액화가스, 수력, 화력, 원자력 등의 산업부문으로 구분된다. 건축자재와 재료에 대한 산업부문의 분류는 건설 시기, 유지관리 시기 및 철거/해체 시기에서 요구되는 견적서를 이용하여 분류한다. 예를 들어 화강암, 대리석 등의 건축자재는 건설용 석재로 분류하고 암면 등의 단열재는 석면 및 암면제품 산업으로, 철근은 철근 및 봉강산업으로 분류한다. 따라서 라이프싸이클 기간에 요구되는 건축자재와 재료부문은 산업연관표상의 산업부문으로 정리된다.
두 번째로, 건축자재 및 재료와 관련하여 분류된 산업부문을 토대로 하여 한국은행에서 제시한 산업간거래표(interindustry transaction matrix)에서 거래물량을 앞서 분류된 산업부문으로 통합 및 정리한다.
이렇게 작성된 산업간거래표는 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 의미하는 것이고, 이는 건축자재와 재료의 최종수요를 생산하기 위한 각 산업부문의 투입량을 나타낸다.
이렇게 작성된 산업간거래표는 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 의미하는 것이고, 이는 건축자재와 재료의 최종수요를 생산하기 위한 각 산업부문의 투입량을 나타낸다.
세 번째로, 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 이용하여 산업부문의 투입계수 행렬표(aij)를 작성한다. 각 산업부문의 투입계수(aij)는 j산업부문의 건축자재와 재료를 생산하기 위한 i산업부문의 투입량을 의미한다. 따라서 투입계수(aij)는 각 산업부문의 투입량(x ij)을 최종산출량(Xi)으로 나눈 값(=x ij/Xi)으로 계산한다.
네 번째로, 작성된 투입계수 행렬표를 이용하여 건축자재와 재료의 최종수요가 결정될 경우 각 산업부문에서 투입되는 양을 나타내는 건설산업연관표(생산유발계수표, rij)를 작성한다.
이때, 제시한 건설산업연관표에서의 계수(rij)는 각 산업부문의 1단위 산출을 위해 관련산업부문의 투입비율을 의미한다.
그리고, 동일 산업부문에서 동일 산업부문으로 투입계수는 항상 1 이상의 수치를 나타내는 것이 일반적이다.
이때, 제시한 건설산업연관표에서의 계수(rij)는 각 산업부문의 1단위 산출을 위해 관련산업부문의 투입비율을 의미한다.
그리고, 동일 산업부문에서 동일 산업부문으로 투입계수는 항상 1 이상의 수치를 나타내는 것이 일반적이다.
다) 공종별, 건축자재와 재료별 최종수요산출
라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료의 소요량은 중량, 부피, 금액 등의 단위로 산업부문 분류체계에 따라 조사/작성한다. 다만, 산업연관표가 일정 간격으로 조사/작성되기 때문에 건설, 개수/보수, 철거/해체 시기와 시간적으로 차이가 발생할 경우 건축자재와 재료의 소요량은 관련지수 혹은 할인율을 적용하여 조정하여야 한다.
건설 시기와 철거/해체 시기의 건축자재와 재료 사용은 단기간에 이루어지나 개수/보수 등의 수선이 이루어지는 유지관리 단계는 수명이 다하는 시점까지 주기적으로 투입되는 것이 특징이다.
또한, 개수/보수, 교체 등의 유지관리 단계에 투입되는 건축자재와 재료의 소요량은 내용년한에 의해 좌우되고, 내용년한 기간 동안 각 공종별 건축자재와 재료의 투입량은 수선주기와 수선빈도에 의해 좌우된다.
또한, 개수/보수, 교체 등의 유지관리 단계에 투입되는 건축자재와 재료의 소요량은 내용년한에 의해 좌우되고, 내용년한 기간 동안 각 공종별 건축자재와 재료의 투입량은 수선주기와 수선빈도에 의해 좌우된다.
따라서, 건축물은 수명이 장시간임으로 유지관리 기간 동안 개수/보수에 투입되는 건축자재와 재료, 에너지 등의 소비량과 소요비용은 개수/보수 등의 수선시마다 상이하게 나타날 뿐만 아니라 철거/해체에 투입되는 건축자재와 재료물량은 준공시점과는 상이하게 나타난다.
따라서, 준공된 후 마지막 철거되는 시점까지의 라이프싸이클 기간 동안에 투입되는 건축자재와 재료 투입량은 한 시점을 기준으로 하여 통일시키는 작업이 필요하다.
따라서, 준공된 후 마지막 철거되는 시점까지의 라이프싸이클 기간 동안에 투입되는 건축자재와 재료 투입량은 한 시점을 기준으로 하여 통일시키는 작업이 필요하다.
라) 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량 산출
산업연관분석은 산업간거래표(interindustry transaction matrix)를 이용하여 건축자재와 재료관련 산업부문, 에너지 산업부문, 기타산업부문으로 분류하여 재작성한다. 이것을 이용하여 투입계수 행렬표(aij)를 계산하고 최종적으로 건설산업연관표(rij, 생산유발계수)를 작성한다.
이때, 건축물의 라이프싸이클 기간 동안 요구되는 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량은 건축자재와 재료의 최종수요와 건설산업연관표를 곱하여 계산한다.
즉, X=(I-A)-1Y[(I-A)-1 : 건설산업연관표, Y : 최종수요]로 표시되는 각 산업부문의 투입량(X)을 계산하는 것으로 여기에는 건축자재와 재료 관련산업부문, 에너지 산업부문과 기타 다른 산업부문에서의 투입량이 계산된다.
이때, 건축물의 라이프싸이클 기간 동안 요구되는 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량은 건축자재와 재료의 최종수요와 건설산업연관표를 곱하여 계산한다.
즉, X=(I-A)-1Y[(I-A)-1 : 건설산업연관표, Y : 최종수요]로 표시되는 각 산업부문의 투입량(X)을 계산하는 것으로 여기에는 건축자재와 재료 관련산업부문, 에너지 산업부문과 기타 다른 산업부문에서의 투입량이 계산된다.
이와 같은 산업연관분석의 출발은 산업간거래표에서 시작된다. 산업간거래표에서 각 산업부문간의 수급관계를 보면 중간수요와 최종수요 합계는 총산출액과 일치하는 것으로, 다음의 수학식 1과 같은 연립방정식 체계로 작성할 수 있다.
여기서, Xij는 j부문에 사용되는 i부문의 투입, Xi는 i부문의 산출 값, Yi는 i부문의 최종수요 값을 의미한다.
그리고 투입계수(aij=x ij/Xi)는 각각의 중간투입량(x ij)을 총산출량(Xi)으로 나누어 계산한 것으로, 수학식 1은 다음의 수학식 2와 같은 형태로 바꾸어 쓸 수 있다. 여기서, 투입계수(aij)는 j부문 1단위에 요구되는 i 부문의 투입단위를 의미한다.
이와 같은 수학식 2는 행렬식으로 나타낼 수 있고, 이를 간단히 표현하면 다음의 수학식 3과 같이 표현된다.
여기서, A는 투입계수 행렬, X는 총산출 벡터, Y는 최종수요 벡터를 의미한다.
수학식 3을 X에 대하여 풀면, 다음의 수학식 4와 같이 정리된다.
X = (I-A)-1Y
여기서, (I-A)-1은 건설산업연관표(생산유발계수), I는 주대각요소가 모두 1이고 나머지는 0인 단위행렬, Y는 건축자재와 재료 등의 최종수요, X는 각 산업부문별 투입량을 의미한다.
여기서, 단위행렬 I는 건축자재와 재료관련 산업부문의 최종수요가 1단위씩 발생하였을 때 이를 충족시키기 위한 각 산업부문의 직접적인 파급효과가 된다. 그리고 A는 건축자재와 재료관련 산업부문 1단위생산에 필요한 중간재 투입단위로 제1차 파급효과가 된다.
A2는 건축자재와 재료관련 산업부문생산에 필요한 중간재 투입단위 즉, 제2차 파급효과가 되며 마찬가지로 A3, A4... 는 각각 제3차, 제4차,...의 파급효과를 의미한다.
즉, 건설산업연관표 각 요소(rij)는 j부문의 건축자재와 재료부문에 대한 최종수요 1단위를 충족시키기 위하여 i산업 부문의 직/간접 투입단위를 나타내는 것이다. 건설산업연관표 행렬의 대각요소는 각 산업부문이 최종수요 1단위를 충족시키기 위하여 직/간접으로 필요한 동일산업부문의 생산부문을 나타냄으로 이 수치는 항상 1보다 크거나 같아야 한다.
이러한, 일반적인 산업연관표를 이용하는 방법과 함께 이것을 확장하여 에너지 산업부문의 산업연관분석이 제시되고 있다. 이것은 산업간 활동, 환경적 오염 같은 활동과 에너지 사용흐름을 추적하는 유용한 도구로 이용되기도 한다.
에너지 부문의 산업연관분석은 산업생산과정에서 직접적으로 소비되는 에너지와 간접적으로 산업에 투입된 에너지로써 최종수요에 요구되는 총에너지 요구량(total energy requirement)을 계산하는 것이다. 이것은 직접적으로 투입된 에너지 요구량(direct energy requirement)과 간접 에너지 요구량(indirect energy requirement)으로 구성된다.
산업간 투입산출구조에서 총에너지 소비 요구량을 계산하는 것은 일반적인 투입산출모델에서의 산업연관표를 계산하는 과정과 유사하다. 단지, 에너지 산업부문의 산업연관분석에서는 에너지 흐름을 1톤 등의 물리량으로 측정된 것을 사용한다는 것에 차이가 있다. 물리적 단위의 물리량을 측정하는 방법은 일반적인 산업연관분석에 의해 얻어진 총비용을 계산하고 이를 에너지원별 가격단위 등의 적당한 수단을 이용하여 환산하는 것이다.
에너지 산업부문의 산업연관분석에서는 에너지 산업부문과 비에너지 산업부문으로 구분하고 에너지 투입은 물량단위(physical unit)로 표시하고 비에너지 산업부문은 화폐단위로 표시하는 혼합적인 성격을 지니게 된다. 따라서 이러한 에너지 소비부문의 산업연관분석을 혼합단위모형(hybrid unit model)이라 일컫는다.
혼합단위 모형은 다음과 같은 구조를 갖는다. 산업부문의 수가 n개이고 이 가운데 m개의 산업이 에너지 산업부문이라고 할 때 에너지 흐름 행렬 E는 m×n 행렬로써 투입계수(aij)는 i에너지 산업이 j산업에 투입된 열량비률을 나타내는 것이다.
그리고, Ey는 m×1의 벡터로써 최종수요로 소비되는 에너지 소비량을 의미한다. 따라서 최종수요 Fi는 에너지 중간수요 Ei와 최종수요 Ey의 합(=Ei + Ey)으로 나타나게 된다. 이것은 각 산업부문에서 소비된 에너지와 최종수요에서 소비되는 에너지 합계는 총 에너지 소비량이 된다는 것을 의미한다.
기존의 산업간거래표(interindustry transaction matrix)를 Z로 할 때 에너지 산업에 해당하는 부분을 물리적 에너지 단위로 표현하고 새로운 산업간 거래행렬 Z*를 작성하게 된다.
Z*에서 에너지 산업에 해당하는 열은 에너지 물량단위로 표시되며 비에너지 산업부문은 화폐단위로 표시하게 된다. 총산출과 최종수요는 각각 X*와 Y*로 표현된다. 여기서도 에너지 산업은 에너지 물량단위로 표시하며 비에너지 산업은 화폐단위로 표시하게 된다. 이는 도 3과 같이 간략히 표시할 수 있다.
따라서 에너지 흐름분석을 위한 혼합단위모형의 산업연관분석의 (I-A*)-1, A*는 도 4와 같이 에너지 열량과 금액단위가 혼합된 구조를 갖게 된다.
도 4는 일반적인 산업연관분석에서의 산업연관표와 유사한 것으로 에너지 산업부문의 산업연관표를 의미한다. 이것을 이용하여 라이프싸이클 과정에서 에너지 부문에 대한 최종수요가 결정되면 에너지 산업부문과 비에너지 산업부문에서의 요구량은 수학식 5에 의해 계산된다.
이와 같은 산업연관분석 계산결과에서 라이프싸이클에서 요구되는 건축자재와 재료부문을 위해 비에너지 산업부문과 에너지 산업부문의 투입량이 계산된다. 여기서, 비에너지 산업부문은 건축물에 요구되는 건축자재와 재료생산을 위해 레미콘, 도료 등의 산업부문에서 투입되는 양을 의미한다. 에너지 산업부문의 투입량은 건축자재와 재료부문 요구량에 따른 무연탄, 나프타, 휘발유, 등유, 경유, 석유액화가스 등의 에너지원별 투입량을 의미한다.
마) 에너지 소비와 이산화탄소 배출 원단위 작성
건축자재와 재료부문에 요구되는 시멘트 산업, 목재 산업 등의 비에너지 산업부문, 에너지 산업부문과 기타 산업부문의 투입량은 건설산업연관표와 공종별, 자재와 재료에 따른 최종수요를 곱함으로써 산출된다. 이때 라이프싸이클 과정에서 에너지 산업부문의 최종수요는 없고 단지, 건축자재와 재료부문에 투입되는 중간투입요소로 가정한다. 계산된 결과에서 무연탄, 나프타, 휘발유, 등유, 경유, 중유, 액화가스, 전력 등 에너지 산업부문만을 추출하여 최종적으로 에너지 소비량을 산출하게 된다. 이것은 라이프싸이클 단계별로 요구되는 공종별, 건축자재와 재료부문에 투입되는 에너지 요구량이다.
각각의 에너지 산업부문에서 발생된 투입량은 에너지원별 단위가격을 이용하여 사용가능 에너지 소비량을 계산할 수 있다. 이것은 에너지원별 발열량 원단위를 곱한 후 합산하면 총에너지 소비량으로 계산된다. 총에너지 소비량을 분석대상 건축물의 연면적, 건축자재와 재료중량, 건설비용 등으로 나누면 공종별, 건축자재와 재료에 따른 에너지 소비 원단위가 계산된다.
에너지 소비 원단위는 면적, 중량, 비용, 부피 측면에서 정리할 수 있다. 건물의 면적개념 측면에서는 M㎈/㎡, 비용개념 측면에서는 M㎈/원, 그리고 자재와 재료의 중량개념 측면에서는 M㎈/(톤, ㎏), 부피개념 측면에서는 M㎈/(㎥, ℓ) 등으로 표현할 수 있다.
에너지 소비량은 공종별 혹은 건축자재와 재료별로 계산된다. 계산된 결과를 이용하여 공종별, 건축자재와 재료별로 투입된 에너지원별 소비량에 에너지원별 발열량당 이산화탄소 배출 원단위를 곱하게 된다. 이러한 과정으로 계산된 이산화탄소 배출량은 공종별 혹은 건축자재와 재료별로 정리할 수 있다.
이산화탄소 배출량은 에너지 소비량 계산과정과 같이 공종별, 건축자재와 재료별로 계산하여 이산화탄소 배출량이 많은 공종, 건축자재와 재료를 선별할 수 있다. 이산화탄소 배출 원단위는 건물의 면적, 건설비용 그리고 자재와 재료의 중량과 부피 측면에서 작성할 수 있다. 면적개념의 원단위는 ㎏-CO2/㎡으로 표현되며 중량개념의 원단위는 ㎏-CO2/(톤, ㎏)으로 부피개념의 원단위는 ㎏-CO2/(㎥, ℓ), 비용개념의 원단위는 ㎏-CO2/원으로 표현된다.
2) 냉난방 등의 운용부문
건축물 운용부문에서 에너지 소비와 이산화탄소 배출은 냉난방, 조명, 급탕 등에 의해 발생한다. 운용부문에서 사용되는 에너지원은 경유, 벙커C유, 도시가스, 전력 등으로 나눌 수 있다.
에너지원별 사용량은 다음의 수학식 6에 따라 계산한다. 총에너지 소비량은 사용 에너지원별 소비량과 에너지원별 단위 발열량을 곱하여 계산한다.
여기서, ei는 에너지원별 사용량(ℓ,㎡), ui는 에너지원별 단위량당 발열량(M㎈/ℓ, M㎈/㎥), Ei는 총에너지 소비량(M㎈)을 의미한다.
전술한 수학식 6에 따라 년간 에너지 소비량은 에너지원별 사용량과 에너지원별 단위량당 발열량을 이용하여 산정할 수 있다.
냉난방, 조명 등의 에너지 소비 원단위는 년간 총에너지 소비량을 건축물의 연면적 등의 관리특성 변인으로 나누어 표현할 수 있다. 이것는 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, EU는 연간 에너지 소비 원단위(M㎈/㎡·년, M㎈/세대·년), Ei는 연간 총 에너지 소비량(M㎈/년), Ai는 연면적(㎡), NMi : 기타 관리특성 변인을 의미한다.
냉난방 등에서의 에너지 소비는 이산화탄소 등의 지구온난화 가스를 배출하게 된다. 이러한 냉난방, 조명, 급탕 등의 운용부문에서 발생하는 이산화탄소 배출량은 사용 에너지원별 발생 열량을 이용하여 계산한다. 이는 다음의 수학식 8을 이용하여 계산한다.
여기서, ci는 에너지원별 총발생 열량(M㎈), uci는 에너지원별 단위발생 열량당 이산화탄소 배출량(㎏-CO2/M㎈), Ei : 총이산화탄소 배출량(㎏-CO2)을 의미한다.
이산화탄소 배출량은 에너지원별 총발생 열량과 에너지원별 단위열량 발생에 따른 이산화탄소 배출 원단위을 곱하여 계산할 수 있다.
냉난방 등의 운용부문에서의 이산화탄소 배출 원단위는 연간 총이산화탄소 배출량을 계산하여 연면적 혹은 기타 관리특성 변인으로 나누어 표현할 수 있다. 이는 다음의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, CU는 연간 이산화탄소 배출 원단위(㎏-CO2/㎡·년 혹은 ㎏-CO2/세대·년), Ci는 연간 이산화탄소 총배출량(㎏-CO2/년), Ai는 연면적(㎡), NMi는 기타 관리특성 변인을 의미한다.
다른 한편으로 건축물의 관리특성을 통해 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 평가할 수 있어야 한다. 이것은 건물의 특성을 반영한 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델을 이용하여 평가할 수 있다.
운용부문 에너지 소비와 이산화탄소 배출에 미치는 영향요인으로는 크게 관리면적 등의 관리특성과 건축물 외피의 단열상태, 유지관리, 난방방식 및 운전조건, 설비의 종류 및 시스템, 배치, 위치 및 향 등의 건물 특성, 거주자의 생활방식 외기온, 기타 최하층과 최상층 등에서의 외기와 접하는 면적규모, 굴뚝의 연돌효과 등을 들 수 있다. 이러한 여러 요인들은 개별 건물의 향, 높이, 층수 등의 건물 특성이 다양함으로 이를 정량적으로 계량화하기가 어렵다. 그 외에 경과년수, 난방설비성능 등에 의해 좌우되는 것으로 예상된다.
유지관리단계에서 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 산정하는 모델은 관리특성측면에서 설정할 수 있다. 건축물의 관리특성측면에서 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델은 관리면적, 지역적 위치, 난방방식 등의 요소로 설정할 수 있다. 이러한 요소들은 건축물의 관리특성을 완전히 포함하고 있지는 않으나 건축물 유지관리를 위한 기본적인 특성을 설명하고 있다
건축물 관리특성을 이용한 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 설명하는 추정모델은 다음과 같이 정립하였다.
첫째, 건물이 위치하고 있는 지역적 특성을 두 개의 지역 예를 들면, 중부지역과 남부지역으로 구분하고, 지역적 특성의 반영은 가변수(dummy variable)로 처리하며, 건물이 위치하고 있는 지역적 위치에 대한 가변수(dummy variable)는 중부지역을 1로 하고 남부지역은 0으로 처리한다.
둘째로, 난방방식은 변인을 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 산정모델에 반영하기 위해 가변수(dummy variable)로 처리하였다.
셋째, 추정모델의 종속변수로써 사용되는 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량은 분석대상 건물에서 사용하는 에너지원별 소비량의 합계와 에너지원별 이산화탄소 배출량을 합산하여 이용하였다.
넷째, 각 속성변수의 모수(parameter) a1, a2, a3, a4는 선형회귀법(linear regression method)를 이용한 다중회귀방식으로 추정하고, 원점(origin)을 통과하는 것으로 처리한다.
다섯째, 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델은 결정계수(R2)와 DW값(Durbin-Watson value)의 통계량를 이용하여 모델의 적합성을 판단한다.
다섯째, 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델은 결정계수(R2)와 DW값(Durbin-Watson value)의 통계량를 이용하여 모델의 적합성을 판단한다.
이상과 같은 기본 내용을 토대로 하여 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량 추정모델은 관리면적, 지역적 위치, 난방방식 등의 속성변수를 이용하여 작성할 경우 추정모델의 형태는 다음의 수학식 10과 같이 표현된다.
여기서, Y는 총 에너지 소비량(M㎈/년), 총이산화탄소 배출량(㎏-CO2/년), AREAi는 관리면적(평), L1은 지리적 위치(dummy variable), a1, a2, a3, a4는 각 속성변수의 모수(parameter)를 의미한다.
3) 철거/해체시의 기계/장비 운용부문
철거/해체를 위한 기계/장비는 크러셔(crasher) 혹은 브레이커(breaker)를 이용하는 것으로 보편적이다. 고층 건물일 경우, 폭약을 이용한 발파해체 방법을 이용하기도 하지만 저층의 건축물은 기계/장비를 이용하여 철거하는 방식을 사용한다.
철거/해체에 사용하는 기계/장비대수와 작업일수 등의 산정은 크게 두가지 방식으로 이루어진다. 첫째는 콘크리트, 목재 등의 건설폐자재의 양을 적산하여 기계/장비대수와 작업일수, 인력 등을 계획하는 것이다.
이것은 철거/해체시 발생하는 폐자재의 종류에 따라 발생량을 계산하고, 작업공정 등을 계획하는 등의 정밀성이 요구된다.
두 번째는 해당 건물의 철거/해체에 요구되는 기계/장비 등의 소요 대수와 인력, 작업일수 등을 개략적으로 산정하여 철거계획을 개략적으로 설정하기 위해 1일 크러셔와 브레이커가 작업하는 양을 연면적으로 환산하여 개략적으로 산출하는 방식이다.
두 번째는 해당 건물의 철거/해체에 요구되는 기계/장비 등의 소요 대수와 인력, 작업일수 등을 개략적으로 산정하여 철거계획을 개략적으로 설정하기 위해 1일 크러셔와 브레이커가 작업하는 양을 연면적으로 환산하여 개략적으로 산출하는 방식이다.
철거/해체 기계/장비의 작업시간 및 총 에너지 사용량은 기계/장비의 종류 및 에너지원 종류, 각종 작업시간, 단위시간당 연비 등을 고려하여 산정한다. 여기에는 크게 기계/장비의 댓수 및 작업능력, 철거/해체된 폐자재와 재료반출을 위한 공간확보 등이 포함된다.
철거/해체시 기계/장비 운용부문의 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량은 기계/장비에서 사용된 에너지원을 구분하고 에너지원별 사용한 총연료량을 계산한다. 에너지원별 총연료 소비량으로부터 에너지원별 단위 발생열량을 곱하여 총에너지 소비량을 산정하게 된다.
이때, 철거/해체시 기계/장비 운용에 따른 에너지 소비 원단위는 총에너지 소비량을 철거대상 건물의 연면적으로 나누어 계산한다. 그리고 이산화탄소 배출량은 기계/장비에 사용된 에너지원별 소비량에 에너지원별 단위열량당 이산화탄소 배출 원단위를 곱하여 구한다.
철거/해체는 기계/장비 소요대수와 작업일수 등을 건물의 연면적 개념으로 환산하여 계획을 작성하는 것으로 조사되었다. 표 7 및 8과 같은 현장조사에 의하면 크러셔 혹은 브레이커는 1일 평균 1대로 건물 연면적 80평 정도의 면적으로 철거하는 것으로 조사되었다. 이때 브레이커 혹은 크라셔의 사용 에너지 종류는 경유로 1일 평균 200~250ℓ를 소비하는 것으로 조사되었다.
| 1일 기준(8시간) | |
| 철거/해체 작업용량 | 264㎡(약 80평)/대 |
| 사용 에너지원 | 경유 |
| 에너지 소비량 | 평균 200~250ℓ/대 |
| 대상건축물 | 발생원단위(㎥/㎡) | 대상건축물 | 발생원단위(㎥/㎡) |
| 아파트 | 3.5 | 빌라 | 4.0 |
| 상가 | 3.3 | 호텔 | 5.0 |
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법은, 건설, 유지관리, 철거/해체 3 시기를 갖는 건축물의 전생애에 걸쳐서 에너지(Life Cycle Energy; LCE) 소비량, 이산화탄소(Life Cycle CO2; LCCO2) 배출량 및 비용(Life Cycle Cost; LCC)을 원단위로 산출함으로써 건축물 계획과정에서 라이프싸이클 전체에 대한 환경 영향을 예측할 수 있기 때문에 천연자원의 소비를 줄이고, 지구온난화가스의 배출을 줄일 수 있는 건축물을 건설할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법의 환경영향 산정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에서, 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량을 평가하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에서, 에너지 산업부문과 비에너지 산업부문의 행렬을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에서, 혼합 단위모형의 투입계수 행렬 구조를 나타내는 도면이다.
Claims (6)
- 대상 건축물의 전생애에 걸친 에너지 소비량 및 이산화탄소 소비량을 평가하기 위한 건축물 전생애 환경부하 평가 방법에 있어서,a) 건축물 특성 분석부가 연면적, 용적율, 건폐율, 건축면적, 건설시기 및 건설 비용을 포함하는 건축물 특성에 따라 상기 대상 건축물을 분석하는 단계;b) 건축물 전생애 구분부가 상기 건축물 특성에 따라 분석된 상기 대상 건축물의 전생애를 건설 시기, 사용/유지관리 시기 및 철거/해체 시기로 구분하는 단계;c) 건설 평가부가 상기 건설 시기에서 투입되는 상기 대상 건축물의 건축자재와 재료를 건설산업연관표에 따라 상기 건축자재와 재료의 에너지 산업 부문을 추출하고, 상기 대상 건축물 건설 시 필요한 건설 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계;d) 사용/유지관리 평가부가, 상기 사용/유지관리 시기에서 상기 대상 건축물의 사용 시 소요되는 연간 에너지 소비 원단위 및 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하고, 상기 대상 건축물의 유지관리 시 소요되는 총 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및e) 철거/해체 평가부가, 상기 철거/해체 시기에서 상기 대상 건축물을 철거 및 해체하기 위해 사용되는 장비의 운용에 따른 에너지 소비 원단위 및 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함하되,상기 건축물 특성 분석부, 상기 건축물 전생애 구분부, 상기 건설 평가부, 상기 사용/유지관리 평가부, 및 상기 철거/해체 평가부는 소프트웨어 프로그램으로 구현되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 c) 단계는,c-1) 상기 건설 시기에서 투입되는 상기 대상 건축물의 건축자재와 재료를 건축자재와 재료별 및 공정별로 분류하고, 건설산업연관표를 이용하여 상기 건축자재와 재료에 관련된 산업부문, 에너지 산업부문 및 기타 산업부문으로 산업부문을 각각 분류한 후, 상기 산업부문 분류 체계에 따라 건축자재와 재료별 및 공정별 상기 건축자재와 재료의 수요량을 산출하는 단계;c-2) 상기 산업부문별 상기 건축자재와 재료의 투입량을 산출한 후 산업 부문별 투입량에서 상기 에너지 산업부문을 추출하여 상기 대상 건축물에 투입된 상기 건축자재와 재료부문을 위한 에너지 소비량 및 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계;c-3) 상기 에너지 소비량에 단위 열량당 발생하는 이산화탄소 배출 단위량 및 황화합물 단위량을 각각 곱하여 공종별 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 산정하는 단계; 및c-4) 상기 이산화탄소 배출량 및 황화합물 배출량을 공종별로 구분하여 합산하고, 공종별 이산화탄소 배출 원단위 및 황화합물 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되,상기 c-1) 내지 c-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 건설 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.
- 제2항에 있어서,상기 건설산업연관표는 한국은행에서 제시한 기본산업연관표를 이용하여 건설부문의 산업연관표로 조정 및 작성하게 되며, 상기 건설산업연관표는,ⅰ) 상기 건축자재와 재료부문에 해당하는 산업부문과 에너지 산업부문으로 분류하는 과정;ⅱ) 상기 건축자재 및 재료와 관련하여 분류된 산업부문을 토대로 하여 한국은행에서 제시한 산업간거래표(interindustry transaction matrix)에서 거래물량을 앞서 분류된 산업부문으로 통합 및 정리하는 과정;ⅲ) 상기 건축자재와 재료부문의 산업간거래표를 이용하여 산업부문의 투입계수 행렬표(aij)를 작성하는 과정- 여기서, 각 산업부문의 투입계수(aij)는 j산업부문의 건축자재와 재료를 생산하기 위한 i산업부문의 투입량을 의미하고, 투입계수(aij)는 각 산업부문의 투입량(x ij)을 최종산출량(Xi)으로 나눈 값(=x ij/Xi)으로 계산함-; 및ⅳ) 상기 작성된 투입계수 행렬표를 이용하여 건축자재와 재료의 최종수요가 결정될 경우, 각 산업부문에서 투입되는 양을 나타내는 건설산업연관표(생산유발계수표, rij)를 작성하는 과정-여기서, 계수(rij)는 각 산업부문의 1단위 산출을 위해 관련산업부문의 투입비율을 의미함-을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.
- 제2항에 있어서,상기 건축자재와 재료부문의 에너지 소비량은 아래 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.X = (I-A)-1Y여기서, (I-A)-1은 건설산업연관표(생산유발계수), I는 주대각요소가 모두 1이고 나머지는 0인 단위행렬, Y는 건축자재와 재료 등의 최종수요, X는 각 산업부문별 투입량임.
- 제1항에 있어서, 상기 d) 단계는,d-1) 상기 사용/유지관리 시기에서 상기 건축물에 사용되는 에너지원을 조사한 후, 사용 에너지원별 소비량과 에너지원별 단위 발열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계;d-2) 연간 총 에너지 소비량을 건축물의 연면적 또는 건축물의 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물 사용에 따른 연간 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계;d-3) 상기 대상 건축물에서 사용되는 에너지원별 총발생 열량과 상기 에너지원별 단위 발생 열량당 이산화탄소 배출량을 곱하여 상기 대상 건축물 사용에 따른 이산화탄소 총배출량을 산출하는 단계; 및d-4) 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 총배출량을 상기 건축물의 연면적 또는 관리특성 변인 중 어느 하나로 나누어 상기 대상 건축물의 연간 이산화탄소 배출 원단위를 산출하는 단계를 포함하되,상기 d-1) 내지 d-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 사용/유지관리 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 e) 단계는,e-1) 상기 대상 건축물의 철거/해체 시 사용되는 기계/장비에서 사용되는 에너지원별 사용한 총연료 소비량을 계산하는 단계;e-2) 상기 에너지원별 총연료 소비량과 에너지원별 단위 발생열량을 곱하여 총 에너지 소비량을 산출하는 단계;e-3) 상기 총 에너지 소비량을 상기 철거/해체 대상 건축물의 연면적으로 나누어 상기 기계/장비 운용에 따른 에너지 소비 원단위를 산출하는 단계; 및e-4) 상기 기계/장비에 사용된 상기 에너지원별 소비량과 상기 에너지원별 단위 열량당 이산화탄소 배출 원단위를 곱하여 이산화탄소 배출량을 산출하는 단계를 포함하되,상기 e-1) 내지 e-4) 단계는 각각 소프트웨어 프로그램으로 구현된 상기 철거/해체 평가부에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물 전생애 환경부하 평가 방법.
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