건설사업의 환경경제성 평가모델 개발 = Development of assessment model for environmental economics of construction projects

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study attempted to calculate quantitatively the environmental load caused by the public works, and tried to estimate the costs of environmental hazards by utilizing an environmental value assessment technique(used in economics), with the objective of supplying useful information to assist in decision making for pro-environmental and economical construction projects.
Further this study worked out models assessing environmental and economic aspects of construction projects, and sought to establish a system which will enable us to determine whether a construction project is sustainable, through development of a methodology integrating each aspect of the assessment models. Towards that end, case analyses are conducted with the suggested assessment model for environmental economics, aiming at verifying the applicability of the model into actual construction projects.
As the result of study which has been carried out with the mentioned objective and methodology, I could draw conclusions which are summarized as follows.
Firstly, I performed research design to estimate the costs of environmental impacts by utilizing the Contingent Valuation Method(CVM) that is based on multi-attribute utility theory. As the result I could calculate the environmental cost per unit of basic pollution source in each criterion of environmental effects caused by construction project.
Secondly, I calculated the environmental loads which are generated over the whole life cycle of public construction works by utilizing LCA technique(a method of assessing environmental load), and proposed assessment model for environmental economics of construction projects by converting environmental hazards into monetary value. The proposed assessment model will help find alternative solution or improvement at planning or design stage for reducing environmental impacts and saving costs. I believe the model can be applied adequately in other industries as well as in construction field as a useful means to assist in environmental and economical decision making.
Lastly, I conducted case analyses of construction field to verify applicability of the proposed assessment model in the environmental economics. In this study I applied the proposed assessment model to such works as road, bridge, tunnel, railroad and environmental facilities. As a result of the analyses it was found that civil works such as road, bridge, tunnel and railroad generate maximum environmental impacts and require maximum costs during construction(at this stage they feature similar mode of inputting construction materials and equipment). As for environmental facilities, it was found that maximum environmental impacts and cost spending occur during operation(at this stage energy is consumed continuously to improve environment). Through these analytic results I conclude that construction projects will be more environment-friendly and economical with efficient input of materials and energy consumption during construction stage (for civil works) or during operation stage (for environmental facilities).
Through the case analyses I could confirm that the assessment model for environmental economics, proposed by me, are useful method supporting the planning and management of sustainable construction works not only in environmental aspect but also in economical aspect. The applicability of the assessment model have been thus verified, in my opinion.
Reduction of environmental impacts and economical saving will be achieved by identifying and improving environmental hazards at the stages where environmental and economic effects are largest(as discovered in this study). In particular, to optimize quantity of required material at planning and design stage based on diverse analysis and interpretation results, or to minimize energy consumption by efficient combination of input equipment, will enable reduction of environmental load and saving of environmental costs.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 친환경적이고 경제적인 건설사업을 위한 의사결정시 유용한 정보를 제공하기 위하여, 공공건설을 대상으로 정량적인 환경부하량을 산출하고 경제학적 환경가치평가 기법을 활용한 환경오염원의 환경비용을 예측하고자 하였다.
본 연구에서는 건설사업에 대한 환경성, 경제성 평가모델을 구축하고, 이들 각 부문을 통합하는 방법론을 개발하여 건설사업의 지속가능성을 판단할 수 있는 시스템을 구축하기 위해 환경경제성 평가모델을 제안하여 실제 건설사업의 적용성을 검증하기 위해 사례분석을 수행하였다.
이와 같은 목적 및 방법에 따라 수행되어진 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 다속성 효용이론에 근거한 조건부가치측정법(CVM)을 활용하여 환경영향에 대한 환경비용을 예측하고자 조사설계를 수행하였고, 그 결과 건설사업으로 인해 발생하는 환경영향범주별 기준 오염원 단위당 환경비용을 산정하였다.
둘째, 공공시설물 건설사업의 전과정(Life Cycle) 동안 발생하는 환경부하량을 환경부하평가 방법인 LCA 기법을 활용하여 산출하고 환경오염원의 화폐가치 환산을 통한 건설사업의 환경경제성 평가모델을 제안하였다.
제안된 건설사업의 환경경제성 평가모델은 초기 계획단계 또는 설계단계에서 환경영향 저감, 비용절감 가능요소 등 각 부문별로 대안선택 및 개선의 여지를 파악할 수 있으며, 건설분야 뿐만 아니라 다른 산업에서도 충분히 적용 가능하여 환경적, 경제적 의사결정시 유용한 수단으로 활용될 수 있다.
마지막으로 제안된 건설사업의 환경경제성 평가모델의 적용성을 검증하기 위해 건설분야 사례분석을 수행하였다. 본 연구에서는 도로, 교량, 터널, 철도, 환경시설에 대하여 제안된 건설사업의 환경경제성 평가모델을 적용하였고, 그 결과 도로, 교량, 터널, 철도와 같은 토목시설은 건설자재 및 장비 투입의 특성이 유사하여 건설단계에서 발생하는 환경영향 및 환경비용 소요가 최대인 것으로 분석되었고, 환경시설의 경우 운영시 지속적인 환경개선을 위한 에너지 소비로 운영단계에서 발생하는 환경영향 및 환경비용 소요가 최대인 것으로 분석되었다. 이러한 분석결과를 통해 토목시설의 건설단계, 환경시설의 운영단계시 효율적인 자재 투입과 에너지 소비가 이루어 진다면 더욱 친환경적이고 경제적인 사업이 될 수 있을 것으로 판단된다.
이와 같이 건설사업의 환경경제성 평가모델을 적용한 사례분석을 통해, 환경적인 측면뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 지속가능한 건설의 계획과 관리를 과학적으로 뒷받침할 수 있는 유용한 방법임이 입증되어 그 적용성을 검증하였다.
이러한 연구결과를 통해 환경영향이 크며, 경제적 손실이 많이 발생하는 단계의 환경피해요인을 파악하여 개선한다면 환경영향 및 경제적 절감효과를 도출할 수 있을 것이다. 구체적으로 설명하면, 계획 및 설계단계에서 다양한 분석 및 해석결과를 토대로 소요자재 수량을 최적화하거나 효율적인 투입장비 조합으로 에너지소비량을 최소화한다면 환경부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 환경비용 절감이 가능할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구의 배경 = 1
• 1.2 연구의 목적 = 3
• 1.3 연구의 범위 및 방법 = 4
• 1.4 용어의 정의 = 6
• 제2장 환경부하평가 및 가치분석의 이론적 고찰 = 9
• 2.1 문헌고찰 및 연구방향 = 9
• 2.1.1 환경기반 가치평가 문헌고찰 = 9
• 2.1.2 환경기반 가치평가 연구방향 설정 = 14
• 2.2 환경부하평가 방법론 = 20
• 2.2.1 환경부하평가 개요 = 20
• 2.2.2 건설분야 환경부하평가 기법의 도입 = 22
• 2.2.3 국내외 건설부문 환경부하평가 적용현황 = 23
• 2.2.4 건설사업의 환경부하평가 방법 = 27
• 2.2.5 환경부하평가를 위한 데이터 활용방안 = 38
• 2.3 가치측정 이론 및 방법 = 52
• 2.3.1 가치측정의 이론적 배경 = 52
• 2.3.2 환경재화 가치측정 방법 = 53
• 2.3.3 조건부가치측정법을 통한 환경비용 산정방법 = 58
• 제3장 건설사업의 환경경제성 평가모델 개발 = 68
• 3.1 환경경제성 평가모델 구축 = 68
• 3.1.1 평가모델 적용범위 및 방법 = 68
• 3.1.2 환경경제성 평가모델 = 71
• 3.2 가치측정을 위한 분석모델 및 표본설계 = 74
• 3.2.1 대상재화 설정 및 정의 = 75
• 3.2.2 가치측정의 시나리오 = 79
• 3.2.3 조사설계 실증연구절차 = 80
• 3.2.4 가치측정의 표본설계 = 81
• 3.3 실증분석을 통한 환경비용 예측 = 83
• 3.3.1 응답자의 사회, 경제적 특성 = 83
• 3.3.2 설문의 통계 및 결과분석 = 86
• 3.3.3 환경영향별 오염원 환경비용 산정 = 91
• 제4장 공공시설물에 대한 환경경제성 평가모델 적용 = 94
• 4.1 도로시설물 평가모델 사례적용 = 95
• 4.1.1 사례대상 개요 = 95
• 4.1.2 환경부하 평가 = 95
• 4.1.3 환경비용 예측 = 103
• 4.2 교량시설물 평가모델 사례적용 = 105
• 4.2.1 사례대상 개요 = 105
• 4.2.2 환경부하 평가 = 105
• 4.2.3 환경비용 예측 = 111
• 4.3 터널시설물 평가모델 사례적용 = 113
• 4.3.1 사례대상 개요 = 113
• 4.3.2 환경부하 평가 = 113
• 4.3.3 환경비용 예측 = 118
• 4.4 철도시설물 평가모델 사례적용 = 120
• 4.4.1 사례대상 개요 = 120
• 4.4.2 환경부하 평가 = 120
• 4.4.3 환경비용 예측 = 127
• 4.5 환경시설물 평가모델 사례적용 = 129
• 4.5.1 사례대상 개요 = 129
• 4.5.2 환경부하 평가 = 129
• 4.5.3 환경비용 예측 = 134
• 4.6 소결 = 136
• 제5장 결론 = 140
• 5.1 연구의 요약 및 결론 = 140
• 5.2 연구의 제약사항 및 향후과제 = 142
• 참고 문헌 = 143
• 부록 = 148
• 국문 초록 = 271
• ABSTRACT = 273