KR101323807B1 - 콘크리트 구조물의 ｃ０２ 수지 평가 및 분석 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 콘크리트의 CO₂ 배출량 및 흡수량 산정 방법을 통하여 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지(배출-흡수량) 평가를 실시하고 건설 산업의 총 CO₂ 배출량 및 흡수량을 정량적으로 파악하는데 기초 자료를 제시할 수 있는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석 방법을 제공하기 위한 것으로서, (A) 평가자로부터 단말기에 표시된 구조물 개요 및 평가정보 입력창을 통해 구조물 기본정보, 평가조건, 배합 및 물량 등 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 입력하는 단계와, (B) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 통하여 총 CO₂ 배출량을 산정하는 단계와, (C) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 통하여 총 CO₂ 흡수량을 산정하는 단계와, (D) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 근거로 산출된 구조물의 CO₂ 수지를 평가하고 년수, 탄산화 예측식 및 마감재에 따른 구조물의 CO₂ 수지를 분석하는 단계를 포함하는데 있다.

Description

콘크리트 구조물의 Ｃ０２ 수지 평가 및 분석 방법{method of analyzing CO2 balance of concrete structure}

본 발명은 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석을 위한 방법에 관한 것으로, 특히 콘크리트를 구성하는 재료의 생산 시 발생되는 CO₂ 량과 사용 년 수 동안 콘크리트가 재 흡수하는 CO₂ 량을 산출하여 비교, 분석 및 시뮬레이션 할 수 있는 방법으로써 구조물의 종류, 사용재료, 콘크리트 사용량, 콘크리트 배합비, 구조물의 마감상태 등을 파악하여 시뮬레이션 할 수 있으며 여러 탄산화 예측식을 선정하는 등의 다양한 변수를 고려하여 실제와 최대한 비슷한 결과를 시뮬레이션 할 수 있는 시멘트를 바인더로 사용하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법에 관한 것이다.

최근 유엔산하 정부간기후변화협의체(IPCC)의 4차 평가보고서에서는 지구온난화는 명백하며 그 원인은 인간 활동으로 인한 온실가스 농도 증가일 가능성이 매우 높다고 지적하고 있다. 그리고 현재 세계 각국에서는 전 산업부분에서 온실가스인 CO2를 저감하기 위한 노력이 한창 중에 있다.

그런데 오늘날 대부분의 구조물에 사용되고 있는 콘크리트는 골재를 채움재로, 시멘트를 바인더로 사용하는 건축 재료로서 시멘트 제조 시, 주 원료인 석회석의 탈탄산 과정에서 다량의 CO₂가 발생함에 따라, 콘크리트 재료는 반친환경적 건축 재료라는 인식이 커져가고 있다. 우리나라도 2012년부터 CO₂ 감축 의무 대상국으로써 총 CO₂ 발생량의 약 40%를 차지하는 건설 산업에서의 CO₂ 감축은 필수불가결하게 되었다.

하지만 콘크리트는 제조 과정에서 탈탄산된 CO₂의 일부를 사용기간 중에 대기 중으로부터 재흡수하는 탄산화 과정이 진행된다. 또한 콘크리트의 탄산화 현상을 통한 CO₂ 흡수량은 대기 중의 CO₂ 농도가 증가함에 따라 더욱 많아지게 된다.

이러한 콘크리트의 탄산화 과정을 통한 CO₂ 흡수능력에 주목하여 이를 정량적으로 평가하려는 연구 결과들이 최근 북미와 북유럽 국가들에서 발표되고 있다. 그러나 탄산화를 통한 CO₂ 흡수량 산정에 있어 아직까지 정식화된 방법이 없으며 일반적으로 사용되고 있는 수학식 1에서도 연구자들에 따라 CO₂와 반응하는 CaO의 비율을 다르게 가정(Claus Pade는 75%, Gajda는 32~37% 사용)하여, CO₂ 흡수량의 산정 결과가 상이하다.

여기서,

: 성분 i의 분자량, C: 1㎥ 콘크리트 내 시멘트량(

), CaO: 시멘트 클링커 내 CaO 함량(%)이다.

이에 따라 CO₂ 감축에 앞서 콘크리트의 CO₂ 배출량을 정량적으로 파악하는 것이 중요하며, 또한 콘크리트는 탄산화되면서 CO₂를 어느 정도 흡수하기 때문에 흡수량을 정량적으로 평가하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 콘크리트 사용재료의 CO₂ 발생량과 콘크리트 사용량을 통하여 콘크리트의 CO₂ 배출량을 산정하고 콘크리트 사용량, 배합, 탄산화 예측식, 마감재, 사용년수에 따른 콘크리트 CO₂ 흡수량을 산정하여 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지(배출-흡수량) 평가를 실시하여 분석하며 건설 산업의 총 CO₂ 배출량 및 흡수량을 정량적으로 파악하는데 기초 자료를 제시할 수 있는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법의 특징은 (A) 평가자로부터 단말기에 표시된 구조물 개요 및 평가정보 입력창을 통해 구조물 기본정보, 평가조건, 배합 및 물량를 포함하는 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 입력하는 단계와, (B) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 통하여 총 CO₂ 배출량을 산정하는 단계와, (C) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 통하여 총 CO₂ 흡수량을 산정하는 단계와, (D) 상기 평가대상 구조물의 평가조건을 근거로 산출된 구조물의 CO₂ 수지를 평가하고 년수, 탄산화 예측식 및 마감재에 따른 구조물의 CO₂ 수지를 분석하는 단계를 포함하는데 있다.

바람직하게 상기 구조물의 정보는 간단히 구조물의 명칭, 위치, 평가자, 규모, 평가일시 중 적어도 하나 이상을 포함하는 구조물 개요와, 구조물의 CO₂ 수지를 평가하기 위한 구조물 종류, 사용 년수, 탄산화 예측식, 마감재 종류 중 적어도 하나 이상의 대상 구조물의 조건을 포함하는 구조물의 평가정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 구조물의 종류는 건축구조물, 토목구조물 중 하나 이상을 포함하고, 상기 사용 년수는 40년, 60년, 80년 중 하나 이상을 포함하고, 상기 탄산화깊이 예측식은 Koh식, Kishitani식, JSCE식 중 하나 이상을 포함하고, 상기 마감재 종류는 무도포, 본타일, 레미탈, 단면수복제, 표면피목제, 수성페인트, 발수제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 구조물의 표면적은 콘크리트 사용량 대비 표면적 비를 적용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 콘크리트 사용량 대비 표면적 비는 콘크리트 사용량을 통하여 표면적을 추정한 수치로 콘크리트 1㎥ 사용 시의 표면적 수치를 나타낸 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 CO₂ 총 배출량의 산정은 콘크리트에 사용된 재료의 CO₂ 배출량 원단위와 콘크리트 배합에 따라 사용된 양을 곱하여 콘크리트 1㎥당 CO₂ 배출량을 구한 후 콘크리트 사용량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 배출량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 CO₂ 총 흡수량은 콘크리트내 CO₂와 반응할 수 있는 화합물의 몰 수와, 콘크리트 사용량을 통하여 추정한 구조물의 표면적, 사용년수에 따른 탄산화 예측식을 통해 산정한 탄산화깊이, 마감재 사용에 따른 마감재의 탄산화감소계수, CO₂의 분자량 44의 곱을 통하여 구조물의 CO₂ 총 흡수량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 반응물질은

중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 탄산화깊이 감소계수는 무도포한 구조물의 탄산화깊이를 기준으로 마감재별로 도포된 구조물의 탄산화깊이의 감소를 측정하여 산출된 수치인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 구조물의 종류, 콘크리트 사용량, 콘크리트 배합비 등을 입력시 시뮬레이션 할 수 있으며 여러 가지 마감재와 탄산화 예측식과 같은 다양한 변수를 고려하여 실제와 최대한 비슷한 결과를 시뮬레이션 할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 CO₂ 수지 분석 방법을 통한 시뮬레이션 결과를 토대로 건설 산업의 총 CO₂ 배출량 및 흡수량을 산정하고 국가단위 시뮬레이션을 통하여 CO₂의 배출량 및 흡수량을 정량적으로 산출할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 CO₂ 수지 분석을 위해 Kishitani, JSCE, Koh 등 3가지의 탄산화 예측식을 적용한 구조물의 CO₂ 흡수량을 평가하여 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 2 는 본 발명의 실시예 따른 구조물의 기본정보를 입력하는 구조물 정보 입력창을 도시한 도면
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 구조물에 사용된 콘크리트 사용량과 비교를 하여 단위 콘크리트 사용량 대비 구조물의 표면적을 산출한 그래프
도 4 는 본 발명의 실시예 따른 구조물의 평가조건을 입력하는 구조물 정보 입력창을 도시한 도면
도 5 는 본 발명의 실시예에 따라 산정된 평가대상 구조물의 CO₂ 총 배출량의 결과를 도시한 그래프
도 6 은 본 발명의 실시예에 따라 산정된 평가 대상 구조물의 CO₂ 총 흡수량의 결과를 도시한 그래프
도 7 은 본 발명의 실시예에 따라 분석된 구조물의 CO₂ 수지 평가 결과를 도시한 도표 및 그래프

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 평가 대상 구조물을 설정한 후(S100), 평가자로부터 단말기에 표시된 구조물 정보 입력창을 통해 구조물의 정보를 입력받고 콘크리트 사용량, 배합 및 물량 등 평가조건을 입력받는다(S110). 이때, 상기 구조물의 사용량 배합 및 물량은 콘크리트의 CO₂ 배출량 산정 시 적용되며, 표면적을 산출하거나 콘크리트내 CO₂와 반응할 수 있는 화합물의 몰 농도를 구할 때도 적용된다.

상기 구조물의 정보를 입력하는 구조물 정보 입력창은 도 2 및 도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, ‘구조물 개요’와 ‘구조물의 평가정보’를 입력하는 부분으로 나눌 수 있다. 이때 상기 구조물 개요는 간단히 구조물의 명칭, 위치, 평가자, 규모, 평가일시 등을 포함하고, 상기 구조물의 평가정보는 구조물의 CO₂ 수지를 평가하기 위한 대상 구조물의 조건(구조물 종류, 사용 년수, 탄산화 예측식, 마감재 종류 등)을 포함한다.

상기 대상 구조물의 조건 중 구조물의 종류는 크게 건축구조물과 토목구조물로 나누어 선택하도록 하였다. 왜냐하면, 건축구조물은 내외부가 있어 CO₂를 흡수하는 탄산화반응도 내외부에서 일어나며 내외부 마감재도 각각 다르며, 토목구조물은 내부가 없이 외부만 있어 CO₂를 흡수하는 탄산화반응이 외부에서만 일어나게 되며 마감재도 거의 사용되지 않지만 사용되는 경우 외부에만 적용되는 차이점 때문에 건축구조물과 토목구조물로 구분하여야 한다. 그리고 상기 대상 구조물의 조건 중 사용 년수는 가장 많이 사용되는 40, 60, 80년 중 평가자가 대표적으로 선택하도록 하였다. 이는 CO₂ 흡수량 산정 시에 상기 선택한 사용 년수만큼 구조물이 존재하였다고 가정하고 탄산화 깊이를 산정하게 되며 탄산화 깊이 산정 변수 중에 하나로 이용된다.

그리고 상기 대상 구조물의 조건 중 탄산화 예측식은 콘크리트의 CO₂ 흡수량 산정 시 필요한 내용으로 연구자마다 탄산화 깊이를 예측하는 식이 조금씩 차이가 있기 때문에 대표적으로 한국의 Koh식, 일본의 Kishitani식, 일본토목학회(JSCE)식 중에서 평가자가 선택하도록 하였다. 상기 탄산화 예측식은 연구자마다 조금씩 차이가 있기 때문에 평가자가 평가하고자 하는 탄산화 예측식을 선택하면 되며 탄산화 예측식은 콘크리트 구조물의 탄산화깊이를 산정할 때 사용된다. 기존에 국내에서는 국내의 구조물을 대상으로 평가했다는 이유로 Koh식을 채택하여 평가하였다. 이는 여러 연구자들의 예측식을 고려했을 경우보다 신뢰성도 낮으며 정확성이 떨어지는 단점이 있다. 그러나 본 발명의 경우는 이를 보완하기 위하여 대표적으로 Kishitani, JSCE, Koh 등 3가지의 탄산화 예측식을 적용할 수 있도록 한다. 이에 따라, 본 발명은 여러 가지 탄산화 예측식을 적용한 구조물의 CO₂ 흡수량을 평가해 볼 수 있다.

또한 상기 대상 구조물의 조건 중 마감재는 건축구조물의 경우는 내부 및 외부 구분하여, 토목구조물의 경우는 외부만 마감재를 선택하도록 하였다. 또한 마감재 적용의 경우 마감재에 따른 탄산화 감소계수를 적용하였다.

참고로, 프로그램내 기본적으로 사용되는 데이터 중 재료의 CO₂ 배출량은 일본시멘트협회 및 일본토목학회 자료, 마감재의 탄산화감소계수와 콘크리트 사용량 대비 표면적 비는 한양대학교 지속가능 건축재료 및 시공 연구실에서 실험한 실험값과 연구 결과를 기본적으로 하였고, 추가로 평가자가 한국시멘트협회에서 제공하는 데이터나 환경부에서 운영하는 국가LCA데이터베이스의 자료를 이용하여 직접 입력할 수 있으며 탄산화감소계수도 직접 입력할 수 있다.

구조물의 표면적 산출 시 도면을 통해서 산출 할 경우 시간이 오래 걸리고 수많은 부분을 산출하여 셈을 해야 하는 불편함을 해소할 수 있도록 콘크리트 사용량 대비 표면적 비를 적용하여 산출한다. 이는 구조물 종류별로 콘크리트 사용량과 표면적을 조사하여 콘크리트 1㎥ 사용시 얼마의 표면적이 산출되었는지 조사하여 이 수치를 기준으로 산출한다. 즉, 특정 구조물의 콘크리트 사용량 및 사용량 대비 표면적을 산출하여 비를 산출하고, 산출된 콘크리트 사용량 표면적 비를 이용하여 구조물의 CO₂ 흡수량 평가 시 도면을 통해 오랫동안 계산해야하는 불편과 번거로움 없이 표면적을 비례적으로 알 수 있게 하였다. 이 또한 평가자가 직접 구조물의 표면적을 산출하거나 다른 데이터를 적용하고자 할 경우 직접 입력할 수 있다.

이어, 위에서와 같이 산정된 구조물의 사용량 배합 및 물량을 이용하여 CO₂ 배출량 및 CO₂ 흡수량을 각각 평가한다(S120).

먼저 CO₂ 배출량의 평가 방법을 살펴보면, 콘크리트에 사용된 재료의 CO₂ 배출량 원단위와 콘크리트 배합에 따라 사용된 양을 곱하여 콘크리트 1㎥당 CO₂ 배출량을 구한 후 콘크리트 사용량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 배출량을 산정한다. 이때, 산정되는 재료 각각의 CO₂ 배출량은 이미 공지되어 정의되어 있으므로 이를 기반으로 산정된다.

바람직한 실시예로서, 상기 재료별 CO₂ 배출량은 구조물의 CO₂ 배출량을 산정할 때 사용되며 프로그램 내에서는 JSCE의 자료를 사용하고 있다. 평가자가 다른 데이터를 적용하고자 할 경우 직접 입력이 가능하다.

상기 콘크리트 성분 재료의 CO₂ 배출량은 다음 표 2와 같다.

	물	시멘트	고로 슬래그	플라이 애시	굵은골재	재생골재	잔골재	AE 감수제
kg-CO2/kg	0	0.747	0.580	0.620	0.0028	0.001	0.0037	0.25

콘크리트의 구성 재료 각각의 CO₂ 배출 원단위(S130)를 콘크리트 배합시 구성 재료의 사용량(S140)과 곱하여 콘크리트 1㎥의 CO₂ 배출량을 산출한다(S150).

그리고 콘크리트 물량(K), 각 재료별 재료량(W), 및 콘크리트 1㎥의 CO₂ 배출량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 배출량을 산정한다(S160).

이러한 방법으로 산정된 평가대상 구조물의 CO₂ 총 배출량의 결과를 도 5에서 그래프로 도시하고 있다. 한편 CO₂ 총 배출량이 결과를 나타내고 있는 도 5에서는 콘크리트 배합에 사용된 각 재료별로 CO₂ 발생량을 표시하고 있으며, 또는 CO₂ 총 배출량 중 차지하는 비중이 얼마인지도 함께 표시한다. 이에 따라, CO₂ 총 배출량 결과를 알 수 있으며, 아울러 콘크리트 배합에 사용된 각 재료별로 CO₂ 배출량과 총 CO₂ 배출량 중 차지하는 비율을 알 수 있게 된다.

다음으로 CO₂ 배출량의 평가 방법을 살펴보면, 콘크리트내 CO₂와 반응할 수 있는 화합물의 몰수와, 콘크리트 사용량을 통하여 추정한 구조물의 표면적, 사용년수에 따른 탄산화 예측식을 통해 산정한 탄산화깊이, 마감재 사용에 따른 마감재의 탄산화감소계수, CO₂의 분자량 44의 곱을 통하여 구조물의 CO₂ 총 흡수량을 산정한다.

이때, 콘크리트내 CO₂와 반응할 수 있는 화합물의 몰수는 다음 수학식 2 내지 수학식 5에 따른 콘크리트의 탄산화 반응을 통해 반응물질(

)의 몰농도를 산정한다(S170). 참고로, 흡수되는 CO₂의 몰농도, 흡수된 CO₂와 반응하는 콘크리트 내 반응물질의 몰농도가 같다고 가정한다.

이어 다음 표 1과 같이, 구조물에 사용된 마감재별 탄산화감소계수를 콘크리트의 탄산화 깊이 산정 시 적용한다(S180). 이때, 상기 마감재는 무도포, 본타일, 레미탈, 단면수복제, 표면피목제, 수성페인트, 발수제를 포함한다. 참고로 마감재를 사용시 탄산화반응이 더디게 되어 탄산화 깊이가 무도포에 비해 줄어들게 된다.

참고로, 콘크리트 실험체를 제작하여 한쪽 면에 무도포 외 6가지 마감재(본타일, 레미탈, 단면수복제, 표면피복제, 수성페인트, 발수제)를 바른 후 탄산화 실험을 실시하여 재령별로 탄산화 깊이를 측정하였다. 그리고 무도포한 구조물의 탄산화깊이를 기준으로 6가지 마감재를 사용했을 경우 탄산화깊이를 조사하였다. 그 후 무도포한 구조물의 탄산화깊이를 1로 기준으로 잡은 후, 마감재를 사용했을 경우 구조물의 탄산화깊이의 감소를 측정하여 수치로 나타내었고, 이를 마감재의 탄산화깊이 감소계수라고 하였다. 결과적으로 무도포한 콘크리트의 탄산화 깊이를 기준으로 마감재를 사용했을 때의 탄산화깊이 감소율을 무도포 1을 기준으로 표 1과 나타내었다. 표 1의 데이터를 근거로 각 마감재를 선택하였을 경우 탄산화깊이 감소계수를 적용하게 된다.

상기 마감재에 따른 탄산화깊이 감소계수는 다음 표 1과 같다.

종류	무도포	본타일	레미탈	단면 수복제	표면 피복제	수성 페인트	발수제
감소계수	1	0.234	0.279	0.529	0.694	0.862	0.865

이처럼, 본 명세서에서는 마감재의 효과를 고려했을 뿐만 아니라, 건축구조물의 경우는 내외부로 마감재를 선택할 수 있게 하고 내외부로 모두 마감재 효과를 고려하였다.

한편, 구조물의 CO₂ 흡수량을 산정 시 구조물의 표면적이 얼마인지 알아야 한다. 하지만 예를 들어 지상 30층 규모의 공동주택 한 동을 평가할 경우 표면적을 산출하는 것만으로도 엄청난 시간이 소비되며 불편을 도모하게 된다. 표면적을 산출할 경우 지하층부터 지상층까지 그리고 단면도부터 입면도까지 모든 도면이 필요하여 소지해야 하며 또한 각 부분으로 나누어 표면적을 계산하고 또한 모든 개구부의 면적을 산출하여 제외시켜 주어야 한다. 이는 복잡한 수많은 도면을 통해서 구조물의 표면적을 산정할 경우 복잡하고 많은 시간이 소요되는 불편함을 갖게 된다.

따라서 이와 같은 불편과 비효율적 평가방법을 개선하고자 평가대상 구조물의 콘크리트 사용량을 통하여 구조물의 표면적을 이용하는 방법을 이용한다. 이는 여러 구조물의 CO₂ 수지를 평가하면서 콘크리트 사용량이 변함에 따라 구조물의 표면적이 바뀌는 것을 이용하여 콘크리트 사용량 대비 표면적비를 산출하여 적용한다.

도 3 은 특정 기준이 되는 구조물의 사용량 대비 표면적비를 이용하여 구조물의 표면적을 산출한 후, 그 구조물에 사용된 콘크리트 사용량과 비교를 하여 단위 콘크리트 사용량 대비 구조물의 표면적을 산출한 그래프이다. 이는 구조물 종류별로 기존의 기준이 되는 구조물을 산정하여 콘크리트 사용량과 표면적을 조사하여 콘크리트 1㎥ 사용시 얼마의 표면적이 산출되었는지를 조사하여 이 수치를 기준으로 하는 방법이다.

물론, 구조물의 종류 즉, 건축구조물과 토목구조물은 형태가 많이 다르고 건축구조물의 경우 내부공간의 존재로 토목구조물에 비해 많은 표면적이 산출되기 때문에 종류별로 그 비를 구하였다. 표 3은 이렇게 산출된 구조물 표면적의 수치이다.

구조물 종류	표면적 비		단위
건축구조물	내부	4.8848
	외부	0.7952
토목구조물	2.27

표 3에서 도시하고 있는 자료와 같이, 건축구조물의 경우 콘크리트 1㎥을 사용했을 경우 내부 표면적이 4.88㎡, 외부 표면적이 0.80㎡으로 나타났으며, 토목구조물의 경우 내외부 구분없이(외부표면적만 존재하기 때문) 표면적이 2.27㎡로 나타났다. 따라서 프로그램 내에서 표면적은 아래의 데이터를 기본으로 하고 있다. 또한, 표면적 데이터가 있는 경우 보다 더 신뢰성을 높이고자 평가자가 직접 표면적을 구하여 적용하고자 할 경우 직접 입력할 수 있다.

이처럼, 서로 다른 구조물의 CO₂ 수지를 평가하면서 콘크리트 사용량이 변함에 따라 구조물의 표면적이 바뀌는 것을 이용하여 콘크리트 사용량 대비 표면적비를 산출하고, 이를 기반으로 구조물의 표면적을 산정한다(S190).

그리고 상기 산정된 몰농도를 콘크리트의 탄산화 깊이, 구조물의 표면적 및 CO₂의 분자량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 흡수량을 산정한다(S200).

이러한 방법으로 산정된 평가 대상 구조물의 CO₂ 총 흡수량의 결과를 도 6에서 그래프로 도시하고 있다. 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이, 사용 년수를 달리 해보았을 때 또한 여러 가지 탄산화 예측식을 적용했을 때의 결과를 알 수 있으며, 도표로 확인할 수 있다. 그리고 각 마감재를 사용했을 경우 CO₂ 흡수량 평가 결과를 그래프로 표현하여 확인할 수 있다. 이에 따라, 총 CO₂ 흡수량을 알 수 있으며, 아울러 사용 년수와 탄산화 예측식에 따른 CO₂ 흡수량 결과를 알 수 있다. 또한 마감재별로 CO₂ 흡수량을 알 수 있다.

이와 같이, 콘크리트 사용량 배합 및 물량을 근거로 산출된 구조물의 CO₂ 배출량 대비 흡수량을 기반으로 사용 년수, 탄산화 예측식 및 마감재에 따른 구조물의 CO₂ 수지를 분석한다(S210). 도 7 은 분석된 구조물의 CO₂ 수지 평가 결과를 도표와 그래프로 나타내고 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. (A) 평가자로부터 단말기에 표시된 구조물 개요 및 평가정보 입력창을 통해 구조물 기본정보, 평가조건, 배합 및 물량을 포함하는 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 입력받는 단계와,
   (B) 상기 입력되는 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 통하여 총 CO₂ 배출량을 산정하는 단계와,
   (C) 상기 입력되는 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 통하여 총 CO₂ 흡수량을 산정하는 단계와,
   (D) 상기 입력되는 CO₂ 수지 평가를 위해 필요한 조건들을 근거로 산출된 구조물의 CO₂ 수지를 평가하고 년수, 탄산화 예측식 및 마감재에 따른 구조물의 CO₂ 수지를 분석하는 단계를 포함하고,
   이때, 상기 구조물의 기본정보는
   간단히 구조물의 명칭, 위치, 평가자, 규모, 평가일시 중 적어도 하나 이상을 포함하는 구조물 개요와,
   구조물의 CO₂ 수지를 평가하기 위한 구조물 종류, 사용 년수, 탄산화 예측식, 마감재 종류 중 적어도 하나 이상의 대상 구조물의 조건을 포함하는 구조물의 평가정보를 포함하며,
   상기 총 CO₂ 흡수량은
   탄산화 예측식을 이용하여 산정된 구조물의 구성 재료 각각의 CO₂ 흡수량을 산정하는 단계와,
   구조물의 구성 재료별 콘크리트의 탄산화 반응을 통해 콘크리트내 CO₂와 반응하는 반응물질의 몰농도를 산정하는 단계와,
   구조물에 발라진 마감재별로 미리 설정된 탄산화깊이 감소계수를 기반으로 콘크리트의 탄산화 깊이를 산정하는 단계와,
   콘크리트 사용량 대비 표면적비를 산출하고, 이를 기반으로 구조물의 표면적을 산정하는 단계와,
   상기 산정된 몰농도를 콘크리트의 탄산화 깊이, 구조물의 표면적 및 CO₂의 분자량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 흡수량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구조물의 종류는 건축구조물, 토목구조물 중 하나 이상을 포함하고,
   상기 사용 년수는 40년, 60년, 80년 중 하나 이상을 포함하고,
   상기 탄산화 예측식은 Koh식, Kishitani식, JSCE식 중 하나 이상을 포함하고,
   상기 마감재 종류는 무도포, 본타일, 레미탈, 단면수복제, 표면피목제, 수성페인트, 발수제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 (A) 단계는
   상기 구조물 개요 정보를 기반으로 구조물의 표면적을 산출하고, 산출된 구조물의 표면적 및 상기 평가정보 입력창을 통해 입력된 구조물의 평가정보를 기반으로 구조물에 사용된 콘크리트 사용량 배합 및 물량을 산출하는 것을 특징으로 하는콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 구조물의 표면적은 콘크리트 사용량 대비 표면적 비를 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 사용량 대비 표면적 비는 구조물의 종류별 콘크리트 사용량 및 콘크리트 표면적을 기반으로 콘크리트 1㎥ 사용 시의 표면적 수치를 기준으로 산출하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 CO₂ 총 배출량의 산정은
   탄산화 예측식을 이용하여 산정된 구조물의 구성 재료 각각의 CO₂ 배출량을 산정하는 단계와,
   산정된 구조물에서 콘크리트 물량을 산출하고, 배합에 따른 1㎥ 당 각 재료별 재료량을 산출하는 단계와,
   상기 산출된 콘크리트의 구성 재료 각각의 CO₂ 배출 원단위를 콘크리트 배합시 구성 재료의 사용량과 곱하여 콘크리트 1㎥의 CO₂ 배출량을 산출하는 단계와,
   상기 산출된 콘크리트 물량, 각 재료별 재료량 및 콘크리트 1㎥의 CO₂ 배출량을 곱하여 구조물의 CO₂ 총 배출량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 반응물질은

   

   중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄산화깊이 감소계수는 무도포한 구조물의 탄산화깊이를 기준으로 마감재별로 도포된 구조물의 탄산화깊이의 감소를 측정하여 산출된 수치인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 CO₂ 수지 평가 및 분석 방법.

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