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Life cycle assessment and life cycle cost analysis of roof waterproofing systems for reinforced concrete building = 철근콘크리트 건물 옥상 방수공법에 대한 전과정평가 및 전과정비용 분석
서명 / 저자 Life cycle assessment and life cycle cost analysis of roof waterproofing systems for reinforced concrete building = 철근콘크리트 건물 옥상 방수공법에 대한 전과정평가 및 전과정비용 분석 / Suk-Won Ji.
저자명 Ji, Suk-Won ; 지석원
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2014].
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This study provides the results of a life cycle assessment(LCA) and Life cycle cost(LCC) analysis of roof waterproofing systems for reinforced concrete buildings by applying this architectural model for the first time: asphalt waterproofing system (C1), synthetic polymer-based sheet (C2), improved asphalt waterproofing system (C3), liquid applied membrane waterproofing system (C4), combinational waterproofing system1 (N1, Metal sheet + asphalt sheet), and combinational waterproofing system2 (N2, liquid applied membrane + asphalt sheet). For accurate and realistic LCA results, a life cycle inventory (LCI) was assembled to minimum units of material compositions and real data of compositions of waterproofing materials was used. Comparing only materials and energy needed for waterproofing systems per square meter, C1 > N2 > C4 > N1 > C2 > C3 in this order were used more for greenhouse gas (GHG) emissions during the construction phase. However, applying to the roof of the actual architectural model according to each specifications, the order was changed to C1 > C4 > C3 > N2 > N1 > C2 in the construction phase. And assessed over - all life cycle considered C4 > C1 > C3 > N2 > C2 > N1 in order were more for Greenhouse gas emissions. Consequently, N1 and C2 generated comparatively less greenhouse gas emissions than other waterproofing systems. GHG emissions from the maintenance phase accounted for 71.4%~78.3% of emissions of the among whole life cycle. The results show that precise component analysis for each construction material and careful review of specifications and durability data for each waterproofing system must be considered for conducting a LCA of waterproofing systems. The results of the LCC analysis, as applied to the architectural model, has a similar tendency to the results of the LCA. Therefore, for selection of waterproofing systems, the amount of $CO_2$ emissions and the total cost from all life cycle phases (construction-maintenance-disposal) must be considered - not just the initial cost during construction.

철근콘크리트구조는 오랫동안 전 세계적으로 주택 및 기타 건물에 적용되어 온 구조 방식으로 계속해서 확대되고 있는 추세이다. 철근콘크리트구조는 철근과 콘크리트를 사용해 그 양자의 장점을 살린 구조로 장력과 압력이 강하다. 하지만 콘크리트 자체만으로는 방수성능을 가지고 있지 않아, 이에 대한 방수처리가 필요하며, 누수 발생시, 콘크리트 구조물은 급격히 수명이 저하되므로 방수공법에 대한 신중한 의사결정이 반드시 필요하다. 그럼에도 불구하고 대부분의 건설현장에서 방수공법의 중요성을 간과하고, 단순히 초기 시공가격만을 고려하여 공법을 선정하고 있는 현실이다. 본 연구는 RC 구조 건물 지붕 방수공법에 대해 건축모델을 적용한 LCA 연구 결과를 최초로 제공한다. 기존 방수공법인 아스팔트방수 (C1), 고분자합성시트방수 (C2), 개량아스팔트시트방수 (C3), 고분자도막방수 (C4), 그리고 복합방수 공법으로는 신기술방수공법 N1(금속방수+아스팔트방수), N2(도막방수+아스팔트방수)가 선정되었다. 정확하고 실제적인 LCA 결과를 도출하기 위해, 각 방수공법에 들어가는 자재성분에 대한 최소 단위까지 LCI 목록을 작성하고 각 방수공법 별로 실제로 사용되고 있는 방수재료성분 데이터와 시방서 자료를 입수하여 LCA를 수행하였다. 또한 건축모델에 각 방수공법을 적용하여 실제 시공 시 장비운용에 필요한 연료의 소모량을 고려하였고, 시방서에 따라 시공 시 필요한 부자재의 필요량을 고려하여 환경부하를 계산하였다. 제곱미터 당 방수에 필요한 재료와 에너지소비만을 비교하면 건설 시 C1, N2, C4, N1, C2, C3 순으로 온실가스($CO_2$) 발생량이 많았다. 하지만 공법 시방서에 따라 건축 Model 의 지붕에 적용하였을 때에는 건설 시 C1, C4, C3, N2, N1, C2 순으로 온실가스($CO_2$) 량이 많이 배출되는 것으로 나타나, 신기술복합방수(금속방수+아스팔트방수)가 방수공법 중, 전과정을 고려했을 때 환경적으로 가장 유리한 것으로 나타났다. 이 결과는 건축자재나 공법에 대한 LCA 수행 시, 자재에 대한 정확한 성분분석과 각 공법에 대한 시방서에 대한 주의 깊은 검토가 반드시 고려되어야 한다는 것을 보여준다. 또한 각 방수공법에 있어서 유지보수 단계에 발생하는 $CO_2$ 의 비율이 전체공정에서 최소 67.5%(N1)부터 최대 78.3%(C2)까지 차지하였다. 이는 전과정 단계 중 유지보수 단계에서 상대적 기여도가 50%를 훨씬 초과하므로 가장 중요한 환경이슈임을 말한다. 달리 말하면, 유지보수 단계에서 수선율에 따라 환경부하의 크기가 좌우되므로, 방수자재의 내구연한이 긴 공법을 선정할 경우 $CO_2$ 발생 감소에 가장 큰 역할을 할 수 있다는 듯이다. 또한 전과정 비용 분석에서도 비슷한 경향성을 보였다. 본 연구의 결과는 방수공법에 대한 정확한 $CO_2$ 배출량 평가모델과 이에 대한 평가결과 데이터베이스를 제공하고, 설계자, 시공사 등 건축관련 종사자들에게 건물의 방수공법 선정 시 현재와 같이 단순히 초기 시공가격비교에 의해 선정하는 것이 아니라, 시공-유지관리-폐기에 이르는 전 과정에 걸친 온실가스 발생량 및 전과정 비용을 고려하여, 조금이나마 환경친화적이고 경제적인 방수공법 선정에 대한 의사결정을 할 수 있도록 도움을 줄 수 있을 것이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCE 14024
형태사항 vi, 48 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 지석원
지도교수의 영문표기 : Woo-Jin Lee
지도교수의 한글표기 : 이우진
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 건설및환경공학과,
서지주기 References : p. 43-45
주제 Life cycle assessment
life cycle cost analysis
roof waterproofing system
reinforced concrete building
architectural model
전과정평가
전과정비용 분석
지붕방수공법
철근콘크리트건물
건축모델
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