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전과정평가(LCA)를 이용한 친환경 인증 건축물과 일반 건축물의 환경영향 비교 사례 연구
홍태훈,정광복,지창윤,Hong, Taehoon,Jeong, Kwangbok,Ji, Changyoon 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.3
This study aims to understand the environmental impact reduction of green buildings that are certified by Green standard for energy and environmental design(G-SEED). To ensure this end, this study assessed and compared the environmental impacts(global warning, ozone layer depletion, acidification, and eutrophication) of a G-SEED-certified elementary school building(green building) and an uncertified elementary school building(traditional building) using the life cycle assessment methodology. This study considered the environmental impacts from the material manufacturing, material transportation, on-site construction, and operation during 40 years. The comparison of the environmental impact intensity of two buildings showed that the green building generated much more environmental impacts than the traditional building. For example, the global warming potential of the green building was approximately 12.5% higher than of the traditional building since the global warming potential of the green building was 3.751 $t-CO_2eq./m^2$ while that of the traditional building was 3.282 $t-CO_2eq./m^2$. It signifies that the G-SEED doesn't guarantee the reduction of the environmental impacts in terms of four impact categories. Therefore, the G-SEED should be complemented and improved to achieve the environmental impact reduction. 본 연구는 국내에서 시행중인 친환경 건축물 인증제도 (G-SEED)에 따른 환경영향 저감 효과를 파악하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, G-SEED 인증을 받은 초등학교 건축물과 인증을 받지 않은 일반 초등학교 건축물을 대상으로, 전과정평가 방법론을 이용하여 4가지 환경영향범주 (지구온난화, 오존층파괴, 산성화, 부영양화)에 따른 환경영향을 평가하고, 결과를 비교하였다. 건축물에 대한 환경영향평가는 자재생산, 자재운송, 시공, 운영단계를 포함하였으며, 운영기간은 40년으로 설정하였다. 두 건축물의 단위연면적당 환경영향을 비교한 결과, 일반 초등학교 건축물에 비해 친환경 인증 초등학교 건축물의 환경영향이 큰 것으로 나타났다. 예를 들어, 친환경 인증 초등학교 건축물의 지구온난화지수는 3.751 $t-CO_2eq./m^2$ 로 산출된 반면, 일반 초등학교 건축물의 지구온난화지수는 3.282 $t-CO_2eq./m^2$ 로 산출되어, 약 12.5% 크게 나타났다. 이는 G-SEED 인증이 4가지 측면에서의 환경영향의 저감을 보장하지 못한다는 것을 의미한다. 따라서 건축물로부터 발생하는 환경영향의 저감을 달성하기 위해서는 G-SEED에 대한 보완이 필요하다.
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산업연관분석법 기반 LCA 모델과 Hybrid LCA 모델의 건축물 이산화탄소 배출량 평가결과 비교
홍태훈,지창윤,Hong, Taehoon,Ji, Changyoon 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.4
본 연구는 기획단계에서 건축물의 이산화탄소 배출량 평가에 개략평가모델인 I-O LCA 모델의 활용 가능성을 파악하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, I-O LCA 모델과 Hybrid LCA 모델을 정의하고, 두 LCA 모델을 이용하여 아파트 3개 단지와 3개 교육시설물에 대한 이산화탄소 배출량을 평가하고, 결과를 비교하였다. 사례분석 결과, I-O LCA 모델을 통해 산출된 이산화탄소 배출량은 Hybrid LCA 모델을 통해 산출된 이산화탄소 배출량과 상당히 유사하였다. 아파트 단지의 경우 78.2-86.3%의 유사도를 나타내었고, 학교 건축물의 경우 59.9-84.8%의 유사도를 나타내었다. 하지만, 전반적으로 I-O LCA 모델에 의해 산출된 이산화탄소 배출량은 Hybrid LCA 모델의 결과에 비해 작았다. 그럼에도 불구하고, 사례분석 결과는 총공사비를 유일한 입력요소로 하는 간단한 모델인, I-O LCA 모델이 상당히 높은 정확도를 가진다는 사실을 보여주었다. I-O LCA모델은 프로젝트의 초기 기획단계에 건축물의 이산화탄소 배출량을 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. This study aims to determine whether or not the input output life cycle assessment (I-O LCA) model can be used to assess the carbon dioxide (CO2) emission of buildings in initial planning phase. To ensure this end, this study proposed I-O LCA model which is the simplified LCA model and Hybrid LCA model which is the detailed LCA model, and then assessed and compared the CO2 emission of six case projects (three apartment complexes and three educational facilities) using the two LCA model. The results of the case study showed that the CO2 emissions assessed by the I-O LCA is significantly similar to the CO2 emission assessed by the Hybrid LCA model. The similarity of results from both LCA models was 78.2-86.3% in apartment complexes and 59.9-84.8% in educational facilities. However, the CO2 emissions from I-O LCA model were smaller than the CO2 emissions from Hybrid LCA model in case study. Nevertheless, the case study showed that the I-O LCA model was capable of assessing the CO2 emission of buildings quite appropriately although the I-O LCA model is the simplified LCA model which considers only the construction cost. The I-O LCA model is expected to be a useful tool for assessing the CO2 emission of buildings in initial planning phase.
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지역난방 공동주택의 에너지 성능 평가를 위한 공동주택 단지별 에너지사용량 Database 구축
정재욱,홍태훈,지창윤,이승복,Jeong, Jaewook,Hong, Taehoon,Ji, Changyoon,Leigh, Seung-Bok 한국건설관리학회 2015 한국건설관리학회 논문집 Vol.16 No.5
건축물의 에너지성능을 평가하기 위해서는 운영단계의 신뢰도 높은 에너지 사용량 정보를 파악하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 객관적 분류체계에 따라 도출된 일정규모이상의 모집단을 갖는 database의 구축이 필요하다. 본 연구에서는 지역난방 공동주택의 에너지 성능을 종합적으로 평가할 수 있는 에너지원을 반영하고, 서울 및 수도권 도시에 대한 폭넓은 조사로 충분한 수의 모집단을 확보하며, 다양한 Data source를 이용한 상호검증과 통계적 기법을 통해 1차 에너지사용량과 $CO_2$ 배출량을 포함한 325개 단지의 database를 구축하였다. 추가적으로 향후 관련 연구의 발전을 위해 국토교통부에서 구축한 공동주택정보관리시스템의 개선 필요사항을 제안하였다. In order to evaluate the energy performance of buildings, it is important to determine reliable information of energy utilization during operating phase. It is also required to establish the database which have the amounts of population deducted by objective filtering and analysis. In this study, all energy sources were applied to evaluate synthetically the energy performance of Multi-Family Housings(MFH) using district heating and the amounts of population were obtained sufficiently through data searching in Seoul and neighbor cities. Finally the database of source energy utilization and $CO_2$ emission in 325 MFH complexes were established through cross validation between data sources and statistical analysis. Additionally, further ideas have been proposed to improve existing MFH Management Information System.
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전과정평가 모델을 이용한 초등학교 건축물 환경영향 평가 및 비교기준 수립
지창윤,홍태훈,정재욱,Ji, Changyoon,Hong, Taehoon,Jeong, Jaewook 한국건설관리학회 2015 건설관리 : 한국건설관리학회 학회지 Vol.16 No.3
신축 녹색건축물의 환경영향 감축 효과를 평가하기 위해서는 비교를 위한 기존 건축물에 대한 환경영향 결과가 필요하다. 본 연구는 비교 기준을 제시하기 위하여, 많은 기존 건축물에 대한 환경영향을 사례 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, 산업연관표와 에너지원별 목록분석 데이터(LCI)를 기반으로 하는 LCA 모델을 이용하여 서울, 부산, 대구, 광주 지역의 17개 초등학교 건축물에 대한 환경영향(지구온난화지수, 오존층파괴지수, 산성화지수, 부영양화지수, 광화학산화지수, 자원고갈지수)을 평가하였다. 평가 결과, 초등학교 건축물의 환경영향은 연면적, 사용에너지원의 차이에 따라서는 큰 차이를 보이지 않은 반면, 지역에 따라 명확하게 구분되는 것으로 나타났다. 이에 따라, 본 연구에서는 지역에 따라 구분된 비교 기준을 제시하였다. 예를 들어, 서울, 부산, 대구, 광주 지역에서의 GWP에 대한 비교 기준은 각각 3.76E+03, 1.90E+03, 2.63E+03, $2.81E+03kg-CO_2\;eq./m^2$로 나타났다. 제시된 결과는 신축 녹색 초등학교 건축물의 환경영향 저감 효과를 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. In order to determine how much a new green building reduce the environmental impacts, it is necessary to establish the reference target for comparison. Therefore, this study aims to establish the reference target by evaluating the environmental impacts of existing buildings. To ensure this end, this study evaluated the environmental impacts(Global warming potential, ozone layer depletion potential, acidification potential, eutrophication potential, photochemical ozone creation potential, and abiotic depletion potential) of 17 existing elementary school buildings, which are located in Seoul, Busan, Daegu, and Gwangju, by using the hybrid LCA model. As a result, the environmental impacts of the case buildings were clearly distinguished in different regions. Therefore, this study presented the reference targets which are appropriate to each region. For example, the reference targets for global warming potential, which can be used in Seoul, Busan, Daegu, and Gwangju, are 3.76E+03, 1.90E+03, 2.63E+03, $2.81E+03kg-CO_2\;eq./m^2$, respectively. The presented reference targets are expected to be useful for understanding how much environmental impacts can be reduced when a new green school building is constructed.
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초등학교 건축물의 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량 평가
지창윤,홍태훈,정재욱,Ji, Changyoon,Hong, Taehoon,Jeong, Jaewook 한국건설관리학회 2016 한국건설관리학회 논문집 Vol.17 No.3
This study investigates and analyzes the total amount of energy consumption and $CO_2$ emission during the material manufacturing, transportation, construction, operation, and disposal phases of eight elementary school buildings in South Korea. Toward this ends, the hybrid LCA model is proposed. The life cycle energy consumption and $CO_2$ emission of eight case buildings are assessed using the hybrid LCA model with an assumption that the operation period is 40 years. As a result, the embodied(sum of the energy consumption in the material manufacturing, transportation and construction phases), operational and disposal energy were 2,279, 11,182, $228Mcal/m^2$, respectively, on average. The average embodied, operational, and disposal $CO_2$ emission were 604, 2,708, 60 kg-$CO_2/m^2$, respectively, on average. This result indicates that about 17% of life cycle energy (or $CO_2$ emission) is consumed in the material manufacturing, transportation and construction phases. Thus, it is necessary to consider the embodied energy and $CO_2$ emission to reduce the life cycle energy and $CO_2$ emission of school buildings. In addition, while the insulation standard of building have been provided based on the climate zone, energy consumption in operation phase still varied depending on the regions in this study. Thus, the insulation standard of building needs to be improved through considering the climate of regions in detail. 본 연구에서는 LCA 모델을 이용하여 8개 초등학교 건축물의 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량을 평가 분석하였다. 이를 위하여, 자재생산, 자재운송, 시공, 운영, 해체 폐기단계를 포함하는 건축물 생애주기에서의 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량을 평가할 수 있는 LCA 기반의 평가모델을 정의하고, 모델을 이용하여 사례 건축물을 평가하였다. 40년의 운영기간을 가정하여 평가한 결과, 내재에너지(즉, 자재생산, 자재운송, 시공단계 에너지사용량의 합), 운영에너지, 해체 폐기에너지는 평균적으로 2,279, 11,182, 228 Mcal/m2로 산출되었다. 각 단계별 평균 이산화탄소 배출량은 604, 2,708, 60 kg-CO2/m2로 산출되었다. 평가결과는 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량의 약 17%가 자재생산, 자재운송, 시공단계에서 발생한다는 사실을 보여준다. 따라서 건축물의 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량 감축 목표를 달성하기 위해서는 내재에너지 및 이산화탄소 배출량이 반드시 고려되어야 할 것이다. 게다가, 운영에너지는 지역에 따라 확연하게 구분되는 반면, 내재에너지는 지역에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 운영단계의 에너지 사용량 편차를 줄이기 위해서는 지역에 따라 보다 상세하게 구분된 단열 기준이 제시되어야 할 것이다.
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