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RESEARCH

연구의 목표: 본 연구는 환경부하 저감형 건축물의 실현을 위하여 건축물 전생애 주기 관점에서 건설단계, 운영/유지관리단계, 해체/폐기단계의 환경부하 배출량을 저감할 수 있는 기술을 개발한다. 주요 기술로는 건축물에 투입되는 건축자재의 환경부하 저감 기술 및 운영단계 에너지 저감 기술, 폐기물 관리 및 예측 기술 등이 있으며, 이를 실제 건축물에 적용하고 환경부하의 저감성능을 평가하여 실용화를 목적으로 한다.

연구의 필요성: 건설분야의 에너지 사용량은 전체 소비량의 약 1/3정도를 차지하며, 2020년 BAU대비 건축물 부문 온실가스 26.9% 감축 목표에서도 알 수 있듯이 환경부하 배출 저감기술의 개발이 요구되고 있다. 건축물에 투입된 건축 자재들을 생산 시 사용된 천연자원은 한정적이고 제한됨에 따라 순환골재 및 부산물 등을 이용한 친환경 건축자재 적용에 따른 저감성능에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 현재 건설 폐기물은 2005년 대비 약 15%가 증가된 것으로 나타남에 따라 향후 배출될 건설 폐기물의 관리 및 저감에 관한 연구가 필요한 실정이다.

연구 영역

건축물 환경부하 저감기술의 주요 연구내용은 건축물의 전생애 주기 동안에 투입되는 원료 및 에너지, 폐기물 배출량을 저감하고, Active 및 Passive 기술을 적용하여 사용에 따라 배출되는 환경부하를 저감하기 위한 기술 개발이다. 환경부하 저감기술은 크게 건설단계와 운영/유지관리단계, 해체/폐기단계로 구분할 수 있으며, 각 단계별로 자원절감 및 에너지 절감, 폐기물 배출량 저감이 가능한 기술을 조사하고, 이를 적용 시 환경부하 저감성능에 대한 분석을 한다.

: 건설단계 환경부하 저감기술; 운영단계 환경부하 저감기술; 폐기단계 환경부하 저감기술

건설단계 환경부하 저감기술
운영단계 환경부하 저감기술
폐기단계 환경부하 저감기술

건설단계 환경부하 저감 연구

건축물 전과정 중 건설단계의 환경부하 저감기술은 투입된 건축자재들 중 환경부하가 적은 건축자재로 혼합 및 치환하여 사용 시 저감성능을 평가할 수 있는 지침 및 가이드라인을 개발한다. 이를 통해, 건축물 시공 시 투입되는 주요 건축재료 중 보통 콘크리트 대신 탄소저감형 혼화재료가 혼입된 친환경 콘크리트를 적용하였을 경우의 환경부하 배출 저감성능을 평가할 수 있다. 또한, 건축물에 보통강도(18MPa~35MPa) 콘크리트를 사용하지 않고 고강도 콘크리트(40MPa 이상)를 적용 시 투입된 콘크리트가 동일한 구조 성능을 만족하면서 투입물량 절감에 따른 환경부하 저감성능에 대하여도 분석한다.

: 건축재료 환경부하 저감성능 평가 가이드라인

: 환경부하 배출량 저감성능 평가결과

: 고강도 콘크리트 적용 시 환경부하 저감성능 분석

운영 및 유지관리 단계 환경부하 저감 연구

건축물 전과정 중 운영 및 유지관리 단계 시 환경부하를 저감하기 위하여 건축물에 적용 가능한 Active 및 Passive 기술을 조사 및 분류하여 DB로 구축하고, 이를 실제 건축물에 적용하여 환경성능 및 저감성능을 평가한다. 또한, 각각의 환경부하 저감 기술군에 포함된 기술 중 신뢰성이 검증되고 실용화가 가능한 기술을 건축물에 적용하여 환경부하 저감성능을 평가하고 이를 최대화 할 수 있는 최적설계(optimal design)기술 적용 방안에 관한 분석도 함께 수행한다.

: 운영단계 환경부하 저감 기술군 및 기술분류 체계

: 고효율 조명기기의 상용화 기술 DB 구축 예시

해체 및 폐기단계 환경부하 저감 연구

건축물 전과정 중 해체 및 폐기단계 시 환경부하를 저감하기 위하여 배출되는 건설폐기물의 양을 줄이고, 향후 배출될 건설폐기물의 물량을 예측할 수 있는 기술을 개발한다. 건설폐기물 배출량 저감 기술은 매립 및 소각율(%)을 낮추고, 재활용율(%) 증대시켜 건설현장에서 배출되는 폐기물의 양을 최소화 하는 것을 목적으로 한다. 이는 건설 폐기물의 소각 및 매립대신 재사용을 높임에 따라 공사비 절감 및 폐기물 처리 비용과 기간을 단축할 수 있으며, 국내 환경규제에 대한 즉각 대응이 가능하다. 또한, 건설폐기물 발생의 예측을 위하여 단위면적당 일위대가와 표준품셈, 수선율/수선주기, 중량환산계수 등을 이용하여 건설폐기물 발생량 산출 DB를 구축하였다.

: 건설 폐기물 발생 예측 프로세스

: 건설 폐기물 관리 및 저감 방안

연구 성과: 논문; SungHo Tae, Cheonghoon Baek, Sungwoo Shin : Life cycle CO2 evaluation on reinforced concrete strucutres with high-strength concrete, Environmental Impact Assessment Review 2011, Vol. 31 No.3, pp.253-260; SungHo Tae, SungWoo Shin, SungKyun Ha : Life Cycle Environmental Loads and Economic Efficiencies of Apartment Buildings with Plaster Board Drywall, Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011, Vol. 15, pp.4145-4155; TaeHyoung Kim, SungHo Tae, JungHoon Park : CO2 emission reduction performance assessment in concrete and building with Smart blast furnace slag”, SB13 Oulu 2013, pp.116-117; 태성호, 조영상, 신성우, 이승민, 맹준호 : 저탄소 학교건축물 구현 방안에 관한 연구, 한국교육환경연구원 논문집 2010, 제9권 제2호, pp.30-37; 백정훈, 태성호, 신성우 : 기존 주택의 에너지 효율 개선을 위한 정책방안에 관한 연구, 대한건축학회 논문집 2009, 제25권 제10호, pp.31-38; 태성호, 신성우, 임수철 : 실내 환경평가의 사례분석을 통한 국내외 친환경 건축물 인증제도의 비교 분석 연구, 대한건축학회 논문집 2007, 제23권 제8호, pp.229-236; 지적재산권; 재활용 건설재료 제조를 위한 시스템(특허출원, 제10-2014-0064620호)