기존 아파트와 친환경 신축 아파트의 LCCO2 비교 분석

신재규 한양대학교 대학원 2010 국내석사

국 문 요 지 21세기는 지구 온난화로 인한 지구환경문제가 국제적으로 이슈가 되면서 많은 나라들이 이 문제를 해결하기 위하여 활발히 노력하고 있다. 지구 온난화로 인하여 극지방의 빙하가 현저히 녹아 내리면서 해수면이 상승하여 섬이나 해안에 사는 사람들의 생활에 영향을 미치고 있으며, 특히 해안에 가까운 도시에는 큰 문제를 일으키고 있다. 이에 현 정부는 ‘저탄소 녹색성장’이라는 기치아래 녹색성장기본법을 통하여 온실가스 감축 및 에너지 절약을 이루고자 하고 있다. 2009년 10월 14일에 국토해양부에서는 에너지 소비절감 및 탄소배출량 감소를 위한 에너지절약형 친환경 주택(그린 홈)을 건설하기 위하여‘친환경 주택의 건설기준 및 성능 ’을 고시하였다. 그리고 건설업체 뿐만 아니라 연구기관, 관련학회 에서도 CO₂ 배출량을 절감하는 것의 중요성을 인지하고 많은 연구를 진행중에 있다. 국내에서는 아파트의 CO₂ 배출량 평가를 위한 정량적 정보의 부족과 공인된 환경부하 원단위 데이터베이스의 미비로 아파트의 라이프 사이클 과정에서 발생하는 CO₂ 배출량의 평가가 어려운 실정이다. 따라서 국내 아파트의 환경부하를 평가하기 위해서는 건축물의 라이프 사이클에서 발생하는 에너지소비량 및 온실가스 배출량에 대한 정량적인 평가연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존 아파트(1982년 기준, 2008년 기준)와 현 정부가 추진하고 있는 에너지 소비절감 및 CO₂ 배출량을 줄일 수 있는 에너지 절약형 친환경 주택(그린 홈)과 현재 아파트에는 적용하기 힘들지만 앞으로 적용해야 할 패시브 하우스의 라이프 사이클에서 발생하는 CO₂ 배출량을 비교 분석하여 아파트의 환경부하를 평가하고자 한다. 본 논문은 총 5개의 장으로 구성되어 있으며, 각 장의 개요는 다음과 같다. 제 1장 에서는 본 연구의 배경 및 목적, 연구 방법과 흐름에 대하여 기술하였다. 제 2장 에서는 본 연구의 대상 아파트들의 특징과, 건축물 LCCO₂ 개념 및 구조 연구동향을 조사하여 건축물 환경부하 평가방안을 고찰 하였다. 제 3장 에서는 아파트 LCCO₂ 방법으로 건설단계, 유지관리단계, 해체/폐기단계에서의 LCCO₂ 방법을 기술 하였다. 제 4장 에서는 아파트 환경부하 평가로 아파트 종류(1982년 기준, 2008년 기준, 그린 홈, 패시브 하우스)와 면적(59m2, 84m2)에 따른 CO₂ 배출량을 평가하였다. 제 5장 본 연구에서 도출된 결론을 기술 하였으며, 주요 내용은 다음과 같다. 1) 건설단계에서의 CO₂ 배출량은 자재 생산단계에서 약 97% , 시공단계에서 약 1.7%, 자재수송단계에서 0.9%로 나타났다. 이는 환경부하를 줄이기 위해서는 자재 생산단계에서부터 CO₂ 배출량을 절감할 필요성이 있다고 판단 된다. 2) 유지관리단계에서의 CO₂ 배출량을 10년씩 나누어 보면 59m2의 경우 1~10년은 27.60T-CO₂, 11~20년은 35.42T-CO₂, 21~30년은 44.42T-CO₂, 31~40년은 89.9T-CO₂가 배출되며 이것은 시간의 경과됨에 따라 유지관리단계에서 CO₂배출량은 많아지는 것으로 나타났다. 3) 해체/폐기단계에서의 CO₂배출량을 분석해보면 전용면적 59m2와 84m2의 아파트는 1982년 기준 아파트와 비교하여 2008년 기준 아파트, 그린 홈, 패시브 하우스 기준 아파트는 약 0.1T-CO₂내의 차이로 CO₂의 배출량이 비슷한 것으로 판단된다. 4) 전 생애과정에서의 CO₂배출량을 분석해 보면 전용 면적 59m2 아파트에서 1982년 기준 아파트와 비교하여 2008년 기준 아파트는 19.06%, 그린 홈은 37.57%, 패시브 하우스는 49.60% 절감되었다. 전용 면적 84m2 아파트에서 1982년 기준 아파트와 비교하여 2008년 기준 아파트는 16.20%, 그린 홈은 42.24%, 패시브 하우스는 52.00% 절감 되었다. 단열성능이 좋을 경우 59m2 보다 84m2 아파트에서 CO₂배출량이 크게 절감되는 것으로 나타났다. 5) 아파트 Case에 따라 건설단계, 유지관리단계, 해체/폐기단계의 CO₂배출량 비율은 1982년 기준 아파트와 비교하여 2008년 기준 아파트, 그린 홈, 패시브 하우스로 갈수록 유지관리부분에서 CO₂배출량 비율은 줄어들고 건설, 해체/폐기단계에서의 CO₂배출량은 늘어나는 것으로 나타났지만, 총 CO₂배출량은 감소하였다. 이는 단열성능이 좋아짐에 따라 유지관리에 사용되는 에너지가 줄어들고 그 결과 전 생애과정에서 CO₂배출량이 절감되는 것으로 판단된다. 6) 본 연구에서는 기존 아파트와, 친환경 신축 아파트의 LCCO₂분석을 통하여 환경부하평가를 목적으로 하였다. 그렇지만 그린 홈 기준 아파트나, 패시브 하우스 기준 아파트는 CO₂배출은 저감 시킬수는 있지만 건축 단가가 올라간다는 단점이 있다. 그러므로 향후 연구로는 LCC(Life Cycle Cost)에 대한 분석을 통하여 비용 대비 최적 환경부하 평가를 할 필요성이 있다고 사료된다.

친환경건축 기술의 군사시설 적용에 관한 연구

최정우 한양대학교 산업경영디자인대학원 2010 국내석사

지구온난화의 가장 큰 원인은 화석연료의 과다한 사용과 이에 따른 이산화탄소의 배출에 있다. 인류의 산업화 및 경제성장은 화석원료의 고갈을 예견하고 있으며, 이로 인해 세계 각국은 대체에너지원에 대한 확보 및 에너지 절약을 위해 연구 노력이 활발하게 진행되고 있다. 즉 에너지 수급불균형으로 인한 대체에너지원의 수요증가와 지구온난화에 대한 대응을 위해 국제 기후협약의 채택 및 환경변화에 의한 생태계 교란과 사회 경제적 피해 증가 등으로 친환경적인 선진 시설을 요구하게 되었다. 군 또한 현재 노후된 시설의 보수와 군사시설 재배치에 대한 논의가 진행중으로 시설에 대한 보수 및 신축공사가 지속 발생할 것으로 판단되며, 이에 우리 군에서도 국가정책의 일환으로서 군사시설사업에 있어 친환경건축의 적용과 신ㆍ재생에너지를 사용의 필요성이 크게 요구되었다. 즉 설계에서부터 친환경건축에 대한 적용과 태양광, 태양열, 풍력 및 지열 등 신재생에너지를 이용하여 유류 및 가스, 전기에 의한 냉난방시스템을 대체 혹은 보조하여 화석원료에 의한 에너지원의 사용감소를 통해 『친환경 군사시설의 구축』과 『저탄소 녹색성장』이라는 정책의 구현을 지향하게 되었다. Our country is huge group which retains 10th largest military forces in the world, and to maintain that, stable military installations should be constantly sustained. But, because the argument about the decrepitude of present facilities and worn-out military installations is ongoing, it is estimated that the repair and the new build-ing construction are continued. Therefore, this study researches into the application plan of sustainable architectural technology intended for military facilities through theoretic background for applying it to military installations, analysis of new renewable resources, and application examples. On the ground of these analyses, I presented application plan that considers the specialties of the military. So this will be the basic study regarding new ideas and suitable application plan that are aimed at providing essential factors to spread sustainable architectural technologies in the military and to arrange basic foundations.

녹색건축인증 건축물의 전과정 환경영향평가 분석에 관한 연구

이성원 한양대학교 융합산업대학원 2019 국내석사

국제적으로 환경오염과 기후변화에 관한 관심이 증가됨에 따라서 국내 건설분야 또한 친환경 건축물의 조성을 위하여 “녹색건축인증제도(G-SEED)”등 친환경 인증기준이 도입되면서 건설부문의 온실가스감축이 시작 되었으며, 지속가능한 친환경건축물조성의 중요한 역할을 하고 있다. 인증제도에서 최종등급을 결정하는 중요한 부분으로 건축물 전 생애 과정을 대상으로 환경영향을 최소화하는 환경성 측면에서는 어느 정도 중요하게 인지하는지 재분석이 필요하였다. 해외의 친환경 건축 기준은 건축물 요소의 성능에 따른 환경성을 평가하는 성능중점의 평가를 시작으로 환경영향을 정량적인 수치로 평가하는 전과정평가가 추가 되고 있으며, 현재에는 기준 대비 환경영향의 감소량에 대한 평가로 변하는 추세이다. 현재 국내의 녹색건축인증(G-SEED)에서의 전과정평가(LCA)는 2016년도부터 가산점 점수가 신설되어 상대적으로 달성되기 어려운 ‘혁신적설계’항목에 해당되어 이를 수행 할 경우 추가점수를 인정하고 관련 설계의 도입을 장려하고 보편화하려는 움직임을 보이고 있다. 하지만, 건축물의 친환경성능을 평가하고 녹색건축물을 실현하고자하는 녹색건축인증제도에서 우수한 등급을 획득한 건축물의 경우에도 전과정평가(LCA)에서는 환경영향이 높은 건축물로 결과가 나타나 두 평가방법의 결과가 크게 상이한 모습을 보이고 있다. 이는 녹색건축인증의 평가방법이 건축물의 전 과정에서의 환경영향에 대한 내용을 효과적으로 반영되지 못하고 있는 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 사례조사를 통하여 건축물친환경인증에서의 환경영향평가 적용에 대한 현황을 파악하고, 국내의 기존 녹색건축 인증현황 분석을 통하여 녹색건축인증건축물 대상을 선정하였고, 이를 용도별, 구조별, 등급별 환경영향평가를 비교·분석을 실시 한 후, 그 결과를 건축물 환경영향 배출의 특성을 평가하여 각 유형별 환경영향평가분석을 목적으로 한다. 녹색건축인증 등급별 환경영향인자의 배출특성을 분석하기 위하여 최우수, 우량, 우수, 일반 4가지의 등급을 구분하고 GWP. ADP, ODP의 분석을 실시하였다. 환경영향인자의 배출량을 정량적으로 평가하는 건축물 전과정평가의 결과와 친환경적 건물을 조성하고자 하는 녹색건축인증의 등급과는 그 순서가 크게 상이한 결과를 얻을 수 있었다. 이는 건축물의 온실가스배출 및 주요열원에 대한 다각적인 반영이 녹색건축인증제에 이루어지지 않았기 때문으로 분석된다. 이는 향후 녹색건축인증제도의 개선방안 내용에 있어서 반드시 검토되어야 한다. As international concern about environmental pollution and climate change has increased, domestic construction sector has started to reduce GHGs in the construction sector with the introduction of green certification standards such as "G-SEED" , And plays an important role in building sustainable green buildings. As an important part of determining the final grade in the certification system, it was necessary to reanalyze the overall life cycle of the building to see how important it is in terms of environmental aspects that minimize the environmental impact. The eco-friendly building standards outside Korea started with performance-based evaluation that evaluates environmental performance according to the performance of building components, and added a life-cycle assessment that quantitatively evaluates environmental impact. Trend. Currently, the LCA for Green Architecture (G-SEED) in Korea is considered to be 'innovative design' which is relatively difficult to achieve due to the newly added score from 2016. Therefore, It is showing the movement to encourage and generalize the introduction of design. However, even in the case of buildings that have achieved excellent grades in the green building certification system that evaluates the eco-friendly performance of buildings and realizes green buildings, the LCA shows results with high environmental impact, It is showing a very different shape. This suggests that the evaluation method of the green building certification does not properly reflect the environmental impacts of the entire building. In this study, the present situation of the application of environmental impact assessment in the green building certification was ascertained through the case study in Korea, and the target of the green architecture certified building was selected through analysis of the current status of the green building certification in Korea. , And compare and analyze the environmental impact assessment by grades, and propose and propose the result of improvement method of the green building certification system centered on building environmental impact assessment method. GWP, GWP, GWP, GWP, GWP, GWP, GWP, ADP and ODP were analyzed. The results of the results of the building life cycle assessment that quantitatively evaluate the emission of environmental impact factors and the grades of the green building certifications that are aimed at building environmentally friendly buildings are very different. This is interpreted as the fact that greenhouse gas emissions of buildings and multi-faceted reflection of major heat sources were not made in the green building certification system. This should be reviewed in the future improvement plan of green building certification system. This study consists of 6 chapters, and the major contents of each chapter are as follows. Chapter 1: Introduction Chapter 2: Status of Environmental Impact Assessment of Green Building Certification System at home and abroad Chapter 3: Research Trends of Life Cycle Assessment in Domestic Buildings Chapter 4: A method of research through life cycle assessment Chapter 5: Analysis through Life Cycle Assessment Chapter 6: Conclusion The purpose of this study is to elucidate the improvement plan of green building certification system through the evaluation of building life cycle. 1. The current status of the green building certification system is analyzed by collecting data for each type, and the problems in terms of life cycle evaluation are derived. 2. For buildings that have been certified for green building, buildings are classified according to usage, structure type, and grade, and evaluation of the building's life cycle, which is the quantitative emission evaluation of environmental impact factors of global warming index, resource consumption index and ozone layer destruction index, Emission characteristics of buildings were constructed and analyzed. 3. Through the evaluation of the building's life cycle, the characteristics of the environmental impact factors of each target building were analyzed, and a basic study was conducted to propose standard guidelines for environmental load discharge through comparison with green building certification system. 4. Through the data and analysis results, we have contributed to the dissemination and promotion of the green building certification system by strengthening the evaluation items for materials and heat sources in more detail and in the whole life cycle. Among the evaluation items of the green building certification system, the life cycle evaluation gives the total number of points for innovative design. However, there is no way to reduce the environmental impact from all sectors of the construction industry. to be. For a more complete assessment of the environmental performance of the buildings, it is necessary to establish the allowance criteria for the environmental impact category reflecting the characteristics of the building, . In addition, if the green building certification system incorporates the scores calculated based on the allowance criteria for each sector in the life cycle assessment as in the four grades awarded by the Green Building Certification System, the emission of the same environmental effects as those of the best, excellent, good, and general grades will be reduced . It is expected that it will contribute to the creation of eco - friendly buildings in order to reduce the environmental burden of buildings if the standard guidelines for environmental load discharge are provided in the whole process of building by complementing these processes.

서울 강북일반주거지역 물리적환경이 유동인구 증가에 미치는 영향요인 분석

홍성경 한양대학교 대학원 2016 국내석사

우리나라 용도지역제는 도시지역을 그 목적에 따라 용도를 나누어 관리하고 있으며 수차례에 걸쳐 용도지역의 세분화가 이루어져 왔다. 용도지역제의 지정목적에 의해 현재는 용도지역을 분리하여 중복되지 않게 지정하고 있지만, 고도로 복잡해진 도시환경 속에서도 커다란 변화 없이 약 50년간을 획일적으로 적용되어온 용도지역제는 국내 도시의 일반주거지역들이 본래 의도와 다르게 사용되는 용도변화의 결과를 만들어 냈다. 일반주거지역 토지이용변화는 일반주거지역으로 유입되는 유동인구의 증가를 유발시키며, 유입된 유동인구는 일반주거지역의 토지이용 변화를 야기할 수 있다고 판단된다. 유동인구의 증가는 유동인구의 특성에 의해 그 지역의 토지이용에도 많은 영향을 미치기 때문에 유동인구 변화에 따른 일반주거지역의 토지이용 변화를 살펴보는 것은 그 지역의 계획 수립에 있어서 의미 있는 일이 될 수 있다. 이에 본 연구는 서울시 강북 일반주거지역(제1종일반주거지역, 제2종일반주거지역, 제3종일반주거지역) 중 “서울시유동인구조사자료”를 바탕으로 2009년 대비 2014년 유동인구가 증가한 지점을 선별하여 조사지점의 물리적환경이 유동인구 증가에 미치는 영향요인을 조사·분석하여 일반주거지역의 계획 수립 및 건축물 규제 관리방안 설정에 대한 시사점을 제안하고자 하였다. 서울시 용도지역은 주거지역이 51.6%로 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 강북은 용도지역 중 일반주거지역이 52.6%를 차지하고 있다. 일반주거지역이 높은 비율을 차지하고 있는 강북주거지역을 중심으로 일반주거지역 물리적환경이 유동인구 증가에 미치는 영향요인을 분석하였다. 물리적환경 요인으로는 블록조직·환경요인(4개)과 접근성·편의시설요인(7개), 건축물용도(33개)로 크게 구분하였고, 각각의 요인에 따른 영향력 분석을 위해 PLS회귀분석(Partial Least Squares regression)을 실시하였다. PLS회귀분석결과 모형의 설명도는 75.3%로 높은 결과가 나타났으며 총 44개의 독립변수 중 중요도(Variable Importance in the Project, VIP)값이 0.8이상으로 유의미한 의미를 부여할 수 있는 변수로 종교시설, 학교, 수련시설, 일반음식점, 판매 및 영업시설, 창고, 의원, 학원, 주차장(주차장 전용 빌딩 포함), 아파트, 다중주택, 도시형생활주택, 전시장, 일반병원, 숙박시설, 예식장의 건축물 용도 변수 16개, 지하철역까지의 거리, 버스정류장까지의 거리, 가로시설물 유무를 포함한 접근성·편의성 변수 3개, 블록조직 및 환경 변수 필지수 1개를 포함한 20개의 요인을 도출하였다. 도출된 주요 영향요인 중 주거용도의 건축물은 (-)의 영향을 미치는 것으로 나타났는데 이는 주거용도의 개발밀도가 높고 활용도가 높을수록 다른 용도의 개발이 제한됨에 따라 유동인구를 유발하는 건축물의 입지가 제한되기 때문에 나타난 것이라 해석할 수 있다. 이 분석결과는 유동인구의 증가는 주거지역의 주거 기능만으로 나타나는 것이 아닌 다른 용도에 의한 증가라는 것을 간접적으로 시사하고 있으며 일반주거지역의 주거기능의 유지를 위해서는 “주거용도”로의 토지이용 밀도가 높아야 함을 시사하고 있다. 일반음식점의 경우 근린생활시설에 포함되어 주거지역에 입지할 수 있지만 음식점이 많을수록 유동인구가 증가한다는 점에 비추어 주거지역의 기능 유지를 위해서는 음식점의 수를 제한하는 등의 규제가 필요할 것으로 사료되며, 전시장 시설의 경우 주거지역의 편리한 생활을 위한 주용도 시설물이 아닌 선택적으로 찾는 시설로 주거지역에 입지하였을 때 주거지역의 생활환경을 저해할 수 있는 유동인구를 증가 시키는 요인이므로 입지 규모 등을 제한할 필요가 있음을 시사한다. 일반병원의 경우 병원의 종류에 다라 선택적 입지규제가 필요할 것으로 사료된다, 내과, 치과, 소아과 등의 병원건축물은 주거지역에 필요한 시설이지만 성형외과와 같은 상업성이 높은 병원 건축물이 일반주거지역에 입지하는 것은 규제할 필요가 있으며, 일반병원 변수는 세분화 시켜 변수의 설명력을 높이는 것이 필요하다. 예식장과 숙박시설은 일반주거지역에 입지할 수 있는 시설이 아님에도 불구하고 분석대상지에 포함되어 있는 건축물로 나타났다. 이러한 상업시설들의 일반주거지역 내 입지는 유동인구를 증가시키며 유동인구의 증가는 다른 상업시설의 입지를 유발시키는 등의 연쇄반응에 따른 일반주거지역의 주거기능을 상실시키고, 상업지의 성격이 강한 주거지역으로 변화시키는 문제를 초래할 수 있음을 내포하고 있다. 회귀분석을 통해 유동인구 증가에 영향을 미치는 요인 대부분이 상업시설로 나타났으며, 주거지역의 편리함을 위해서는 용도복합 등의 용도순화도 필요하지만 주거기능을 유지하기 위해서는 근린생활시설의 형태로 입지하는 상업시설 건축물의 용도 세분화를 통한 관리와 입지 총량 등의 규제가 필요함을 알 수 있다. 본 연구는 강북일반주거지역에 유동인구를 증가시키는 요인 분석을 통해 주거지역의 기능유지를 저해하는 요소를 밝힘으로써 향후 일반주거지역에 입지할 수 있는 건축물의 세분화 및 주거기능 유지를 위한 관리방안 설정에 기초자료를 제공할 수 있다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.

환경에너지 활용을 위한 친환경 건축의 외피구성에 관한 연구

서제성 한양대학교 대학원 2001 국내석사

새로운 천년을 맞이하여 건축분야에서도 환경친화의 개념이 다시 부각되고 있다. 환경친화적 건축의 주요개념은 건물시스템을 자연 생태계의 일부로 편입하여 주변환경과 조화를 이루면서 자연환경을 합리적으로 이용하여 건물로 인한 에너지 소비를 최소화하는 것은 물론 자연자원의 보전과 쾌적성을 극대화시키는데 그 의의가 있다고 할 수 있다. 건축계획시 에너지 부하의 증가와 환경오염이 발생되고 거주의 쾌적성이 저하되는 문제점을 극복하는 방안으로 ‘환경적으로 건전하고 지속가능한 개발’ 즉 ESSD(Environmentally Sound and Sustainable Development)가 건설분야의 새로운 패러다임으로 대두되고 있으며 자연환경의 보전과 생태적인 접근방법을 통해 현대의 테크놀러지와 결합되어 에너지 보존과 효율 측면에서 자연에 순응하는 디자인 접근방안이 가장 중요시되고 있다 연구의 목적은 친환경 건축의 외피구성을 위한 환경에너지의 합리적인 활용방안을 모색하고자 외피구성 계획기법이 건물형태에 영향을 미치는 관계를 분류/종합하고 국내․외 친환경 건축사례를 비교하여 친환경 건축계획시 기본적인 틀을 마련한다. 연구범위는 건축계획시 환경에너지를 건물외피에 활용한 국외 7개 작품, 국내 5개 작품을 선정하여 분석하였다. 연구의 방법을 살펴보면 다음과 같다. (1) 친환경 건축에 활용된 환경에너지와 외피구성 요소를 도출하고 이를 바탕으로 외피구성의 특성을 살펴보고 외피구성 계획기법을 분류표를 작성한다. (2) 대상 친환경 건축의 사례별 외피구성기법을 분류하고 그 특성을 파악한다. (3) 이를 바탕으로 환경에너지별로 종합하여 외피구성 특성을 살펴보고 국내·외 사례를 비교하고 연구 결과로 도출된 친환경 건축의 외피구성 계획기법 적용방안을 살펴본다. 연구결과를 살펴보면 다음과 같다. (1) 열에너지의 활용을 살펴보면 주거시설의 경우 단열을 고려한 외벽이 단일외벽구조인 경우가 대부분으로 기타시설에 비해 단열을 고려한 다양한 외벽구조가 요구된다. (2) 빛에너지의 활용을 살펴보면 채광을 고려하여 가장 우선시 되는 것은 일조를 고려한 향 배치/형태로 아트리움, 테라스와 기타 채광시설을 활용가능토록 했으며, 차양의 경우 이중외벽이나 다중외벽을 활용하여 외벽과 내벽사이에 회전식 루버를 설치하여 복합적 용도로 차양을 활용하고 있다. (3) 바람에너지의 활용을 살펴보면 환기를 고려한 건물외피구성 계획기법으로 아트리움을 활용한 방법이 나타나고 있으며 외기와 내기의 교류를 통한 실내 환기와 환경에너지 조절을 위한 아트리움 구성을 위해 천장이나 수직창이 개폐가능토록 계획하여 외기의 계절변화나 기온변화에 대응하도록 하고 있으며 더 적극적인 환기의 방법으로는 지구마을 1번지의 경우 풍루를 설치하거나 Dresden office의 경우 굴뚝을 설치하는 예도 나타난다. (4) 기후와 주변환경 고려, 대상건축물의 조건에 따라 환경에너지를 활용한 다양한 방법으로 외피구성이 나타나고 있고 각 대상사례별 분류를 통해 외피구성 요소가 에너지 활용 전략에 따라 일대일 대응하는 요소와 복합적으로 대응하는 요소로 나누어 볼 수 있으며, 배치/형태의 경우 채광과 환기를 고려하였고 아트리움의 경우 채광, 환기, 단열을 고려하였고 지붕의 경우 단열과 채광을 고려하였고 수목활용의 경우는 단열, 차양을 고려 복합적으로 대응하는 외피구성 요소로 나타났다. (5) 외피구성의 분류를 통해 새로운 가능성으로 외피의 가변성을 활용한 건축적 시도를 Commerzbank Headquarters의 천정이 개폐가능한 아트리움과 실내정원의 수직창 개폐가능으로 계절에 따른 변화와 Tjibaou Cultural Center의 바람세기에 따른 외벽 환기구조변화, NEXT21의 플렉서블 시스템으로 구체와 외벽, 개구부 등 부위별 시스템간의 조정수법으로 고도의 자유도를 지닌 건축시스템을 개발하여 다양한 외피구성의 변화를 확인하는 계기를 마련하였다. (6) 국내․외를 비교하면 국외사례에 비해 국내사례는 외피구성 계획기법이 아직 실험단계에 있으며 특히 빛에너지를 이용한 차양에 대한 고려가 부족하여 외피에서 환경을 고려한 차양장치의 다양한 디자인적 노력이 요구된다. Beginning new millennium, eco-friendly concept have been stood out again in the sphere of architecture. Ecological building meant applying technical aids sparingly and making the most of all passive means provided by environmentally architectural design. It defines construction as medium environment to control the flow of resources and energy within the earth ecosystem, and laying out construction plans for consumption reduction and cyclic utilization of the resources and energy to minimize the environmental burden on the ecosystem. The world are becoming main reasons for environmental pollution and destruction of ecosystem due to the environmental adjusting system which is usually based on the resources and energy abusing mechanism. The purpose of this study is to suggest an environmentally architectural design of building envelope for ecological energy in use to estates as new paradigm (ESSD : Environmentally Sound and Sustainable Development) for developing environmentally. It focuses on the theoretical concept and planning methods throughout worldwide case studies and surveys of environmentally architectural design. Although in-and-out flow of resources and energy occurs in every process of the building lifespan, the plan for inflow and conservation in the aspect of maintenance and management is focused on this study. The research consists of the examination of the characteristics of environmental architecture, which is based on the investigation of its building envelope for ecological energy in use and the analysis of the effects of the spatial design on the energy. So this study aims at estating as new design methods throughout worldwide case studies and survey of environmentally architectural design. The use of natural energy which is based on the knowledge of the ecological environment in the building-standing region was of best utility value and conservation could be controlled through technical means. This study aims to develope an environmentally architectural design of building envelope for ecological energy in use. This study adopted this method ; after theoretical examinations to introduce the concept of ecology to construction field through document investigations, the construction plans as medium environment to minimize the resources and energy consumption in the earth ecosystem will be dealt in two aspects, resources and energy, and then applied to the existing buildings and reviewed. The methods of the spatial design in relation to the energy are studied. the findings of this research as follows. The summary of the conclusions in this study is as follows: (1) The use of heating did not show yet a twinface facade in case of housing. (2) The use of lighting showed a various sunscreen in building envelope, but require of environmentally architectural design methods. (3) The use of wind showed a purpose of ventilation to manage building inner space. (4) The use of climate showed a new methods of building envelope for ecological energy in use (5) The synthesis of case study showed to control throughout technical means in case of Commerzbank Headquarters, Tjibaou Cultural Center. (6) The appraisement with an environmentally architectural design of building envelope for ecological energy in use showed a requirement of flexible system throughout worldwide case studies and surveys of environmentally architectural design. Seeing from the ecological aspect, the construction concept and planning which ecology was applied to can minimize the environmental burden through the resources and energy consumption reduction and cyclic utilization within the earth ecosystem, and proceed to the presentation of the possibility to solve the recent environmental problems. Those findings are expected to develop future environmentally architectural designs

국내 친환경건축물 가이드라인과 GBCC의 비교분석

김민석 한양대학교 대학원 2013 국내석사

최근 국제사회는 온실가스 배출 감축에 대한 노력으로 친환경건축물에 대한 관심이 증대되고 있는 추세이다. 국내의 경우, 현 정부의 국가녹색성장 비전 선포 및 국가 온실가스 감축목표 확정에 의해 건축분야의 실행력 있는 활성화 방안이 요구되고 있는 실정이다. 이에 친환경건축물 인증제도를 시행하여 친환경건축물을 인증하고 있다. 뿐만 아니라 친환경건축물 인증제도의 가치향상을 위해 친환경건축물 가이드라인을 개발하여 시행중이다. 하지만 친환경건축물 가이드라인은 아직 초기개발단계에 있어 인증제도와의 관계성이 미비하며, 범위 또한 미흡한 형태로 운영되고 있다. 특히, 국내 주택법 및 건축법에 의해 친환경건축물 인증 취득의 의무가 확산됨에 따라 친환경건축물 인증제도와 가이드라인간의 상호관계가 명확해 질 필요성이 제기되는 바 본 연구에서는 국내에 개발된 친환경건축물 가이드라인 10종을 대상으로 각 특성을 비교분석하고, 국내 대표 친환경건축물 인증제도인 GBCC와 가이드라인의 평가항목을 비교분석하여 현재 개발된 가이드라인의 보완점과 추후 개발예정인 가이드라인의 방향을 제시하고자 한다. 이는 국내 친환경건축물 인증 의무화가 진행됨에 따라 가이드라인과 인증제도간의 상호관계를 파악하여 국내 친환경건축물 가이드라인의 체계를 명확하게 정립할 수 있을 것으로 사료된다.

환경부하 및 경제성을 고려한 공동주택의 전생애 친환경 최적설계 평가 시스템 개발에 관한 연구

우지환 한양대학교 대학원 2011 국내박사

건설산업은 국내 GDP의 17%를 차지하는 국가기간산업이나 전체 재료 소비의 약 48%, 에너지 소비의 40%를 점유하고 있는 대량 소비 산업임과 동시에 모든 CO2 배출량의 42%, 전 산업폐기물의 30%, 불법 폐기물의 60%를 발생하는 환경저해산업이라 할 수 있다. 또한 전체 에너지의 22%가 건축물에서 사용되고 있으며, 건물 생애 비용의 경우 16%가 건설단계에서 사용되며 83%가 유지관리단계에서 사용되고 0.4%가 해체 및 폐기단계에서 사용되고 있다. 따라서 건축물 전생애를 통하여 사용되는 에너지로 인한 CO2 발생량의 저감을 위하여 정량적 평가가 가능한 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 건축물의 전생애 주기인 건설단계, 운용 및 유지관리단계, 해체 및 폐기단계에 이르는 각 단계별 과정에서 발생하는 환경부하 및 경제성을 고려한 공동주택의 친환경 최적설계 평가 시스템을 개발하였다. 제1장 서론에서는 연구의 배경과 목적에 대한 설명과 연구의 범위 및 구성 그리고 연구의 흐름을 제시하였다. 제2장 연구의 이론적 배경에서는 전과정 평가에 대한 기초적인 내용과 건축물 전생애 환경부하 평가 프로그램 및 최적설계 시스템을 조사하고 최적설계의 필요성을 분석하였다. 제3장 건축물 전생애 환경부하 평가 프로그램에서는 대상 건축물을 선정하고 전생애 주기 각 단계별 데이터베이스 및 환경부하 평가 시스템을 구축하였다. 제4장 친환경 건축물 최적설계 평가 프로그램 개발에서는 최적설계 시스템의 제안을 통해 최적설계 평가 프로그램의 구성 및 친환경 건축요소 기술 데이터베이스를 기초로 하여 최적설계 평가 프로그램을 개발하였다. 제5장 친환경 건축물 최적설계 평가 프로그램 사례 분석에서는 개발된 프로그램을 통해 공동주택을 시뮬레이션 한 결과, 이산화탄소 저감 및 초기 투자비율의 확인이 가능하였다. 제6장 결론에서는 본 연구를 통하여 얻은 연구 결과를 다음과 같이 제시하였다. 1. 환경부하 평가모델은 국내 대부분의 규모를 포함하고 있는 일반공동주택과 국가기준에 의한 초고층 건축물 규모의 초고층공동주택을 선정하였다. 2. 주요 환경부하 인자를 분석하여 대표자재를 선정하고 공동주택에 대한 자동물량 산출이 가능한 시스템을 구축하였다. 3. 대표자재에 대한 환경부하 원단위를 혼합분석방식을 통해 산출 적용하고 전생애 주기 각 단계별 에너지소비량의 도출과 함께 이산화탄소 발생량의 산출이 가능한 데이터베이스를 구축하였다. 4. 이산화탄소 저감 및 초기 투자비율의 확인을 위한 기초 자료인 전생애 주기 각 단계별 친환경건축 요소기술에 대한 테이터베이스를 구축하였다. 5. 이상과 같은 공동주택의 평가모델의 선정과 대표자재에 대한 자동물량 산출시스템, 환경부하 원단위 산출, 각 단계별 에너지소비량의 도출에 의한 이산화탄소 발생량의 산출, 친환경건축 요소기술 등 각 단계별로 구축된 테이터베이스를 통해 전생애 주기에 대한 종합적 평가를 위하여 진화 알고리즘에 기반한 최적설계 평가 프로그램을 개발하였다. 6. 본 연구를 통하여 개발된 환경부하 및 경제성을 고려한 최적설계 평가 시스템은 준공된 공동주택은 물론 건립될 공동주택의 환경부하 평가가 가능하며 사업 초기 단계인 건설기획 및 기본 설계단계를 포함하여 사업의 시행단계 중 어떠한 단계에서도 적용이 가능하여 향후 공동주택의 건립 시 환경부하와 경제성을 종합적으로 고려한 평가를 할 수 있는 시스템으로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

중국 건축물 전과정 평가를 위한 건축자재 환경영향 원단위 DB 구축

왕역정 한양대학교 대학원 2022 국내석사

최근 전 세계적으로 환경문제가 심각해지고 있고, 특히 건설업이 차지하는 비중 또한 커져감에 따라, 건축물에 전과정 평가(LCA, Life Cycle Assessment)를 수행하는 중요성이 점차 부각되고 있다. 전과정 평가 관점에서 건축물로부터 발생되는 환경부하는 건축물 운영단계에서 발생되는 환경영향뿐만 아니라 건축물에 투입되는 건축자재 생산단계의 환경영향도 함께 고려해야 한다. 각 나라별로 건설업이 야기하는 환경문제를 개선하기 위해 전과정 평가 관련 정책 도입과 선진기술 개발에 나서고 있다. 영국, 미국, 한국 등 선진국은 녹색건축인증제도(BREEAM, LEED, G-SEED 등) 내에 건축물 전과정 평가 인증항목을 신설하였으며, 중국에서도 건축물 전과정 평가 관련 지침인 건축공사 지속가능성 평가표준(Standard for Sustainability Assessment of Building Project)을 개발하였다. 각 제도에서 모두 LCI DB(Life Cycle Inventory Database)를 활용한 건축물 전과정 평가를 수행하는 지침을 제시하고 있어 LCI DB를 지속적으로 보완할 필요가 있는 것으로 분석되었다. 현재 많은 나라들이 자국 건축물 전과정 평가를 지원하기 위해 자체적인 건축자재 전과정 평가 데이터베이스를 구축하고 있다. 한국 환경산업기술원은 2002년에 ISO 14044 절차에 따라 국가 LCI DB를 구축하였고 European Commission은 2006년에 총 505개 DB를 포함한 ELCD(European Life Cycle Database)를 구축하였으며 스위스 Ecoinvent Centre는 1990년대 후반 Ecoinvent 데이터베이스를 개발하여 2003년에 첫 버전을 발표하였다. 그러나 중국에서는 전과정 평가에 관한 연구가 늦게 시작되어 선진국과 비교해 큰 차이를 보이는 실정이다. 중국은 국토 면적이 넓어 지역별 자재 생산 공정과 건축물 구조형식에 대한 표준화가 어렵고, 많은 민간 연구기관이 자체적인 DB 구축에 관한 연구들을 진행하고 있지만, 목록 데이터 수집 방법에서 연구 주체별 차이가 있는 관계로 단시간에 국가 차원의 통합 건축자재 환경영향 평가 DB를 구축하는 것이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 중국 건축물 전과정 평가를 수행하기 위한 건축자재 환경영향 원단위 DB 구축을 목적으로 하며, 국가별 건축자재 LCI DB 비교분석을 통해 중국에 최적화된 건축자재 환경영향 원단위 DB를 제안하였다. 이를 위해 중국에서 유일하게 공개된 민간기관이 자체 개발한 CLCD(China Life Cycle Database), 한국 DB, 유럽연합 ELCD를 분석대상으로 선정하고 DB별로 10종 건축자재의 3대 환경영향 원단위에 대한 비교 분석을 통해 유사성과 차이점을 도출하였으며, 각 DB 간 상호적용성을 분석하였다. 이를 기반으로 중국이 활용할 수 있는 DB 구축 방안을 제시하였다. 본 연구의 구성은 총 6장으로 구분되며 각 장의 주요 내용은 아래와 같다. 제 1장 : 서 론 제 2장 : 기존문헌 고찰 제 3장 : 건축자재 환경영향 원단위 DB 분석 제 4장 : 중국 건축자재 환경영향 원단위 DB 구축 제 5장 : 사례분석 제 6장 : 결론 본 연구는 데이터베이스별 주요 건축자재 환경영향 원단위에 대한 비교 분석을 통해 중국 건축자재 환경영향 원단위 DB에 대한 구축 방안을 제시함으로써 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1) 중국에서 활용가능한 DB를 구축하기 위해 10 가지 건축자재(콘크리트, 철근, 시멘트, 골재, 벽돌, 석재, 철골, 유리, 단열재, 석고보드)를 구축 대상 건축자재로 도출하였으며, 3대 환경영향 범주(지구온난화, 산성화, 부영양화)를 분석범위로 선정하였다. 2) 국가별 환경영향 원단위 DB 비교 분석 결과에 따라 건축물 전과정평가 수행 시 중국의 건축자재 DB가 부족하거나 부재할 경우 유사한 것으로 분석된 다른 국가의 DB를 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 3) 각 DB 간의 상호적용성 분석 결과를 기반으로 중국이 활용할 수 있는 건축자재 환경영향 원단위 DB 구축 방안을 제시하였다. 4) 사례 분석 결과에 따르면, 본 연구에서 구축한 DB를 활용한 평가결과와 중국 CLCD를 활용한 평가결과의 오차율이 11%로 유사한 결과가 도출되었으며, 본 연구 DB는 중국의 건축물 전과정 평가에 적용 가능한 DB임을 확인하였다. 본 연구에서 구축한 건축자재 환경영향 원단위 DB를 활용한다면 중국 건축물 전과정 평가의 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 향후 국가별 환경영향 범주별 영향 물질 목록과 해당 자재 생산과정에 투입되는 원자재와 에너지의 원단위를 비교 분석할 필요가 있는 것으로 사료된다. Recently, due to the increasingly severe global environmental problems, especially the increasing proportion of the construction industry, the importance of life cycle assessment(LCA) for buildings has become increasingly prominent. From the perspective of life cycle assessment, for the environmental load generated by facilities, we consider the energy consumption in operation and use stage of buildings and the ecological impact in the production and demolition stage of building materials. At present, many countries are introducing policies related to life cycle assessment and developing advanced technologies to improve the bad environmental problems caused by the construction industry. The United Kingdom, the United States, South Korea, and other developed countries have established the certification projects for life cycle assessment in green building certification systems (BREAM, LEED, G-SEED, etc.), and China has also formulated the <Standard for Sustainability Assessment of Building Project>. As the guiding principle of using the Life Cycle Inventory Database(LCI DB) for building life cycle assessment has been put forward in the policies of the various countries, it is necessary to supplement and improve LCI DB continuously. Many countries are currently establishing their own LCI DB for building materials to support their own life cycle assessment. Korea Environmental Industry & Technology Institute established the national LCI DB in 2002, and the European Commission launched the European Life Cycle Database in 2006, which contained 505 data. The Swiss Ecoinvent Center developed the Ecoinvent database in the late 1990s and released its first version in 2003. However, the research related to LCA started late in China, which is quite difference with developed countries. First of all, China has a vast territory, and it is not easy to unify the material production technology and architectural structure in various regions. Secondly, many non-governmental research institutions are also conducting relevant research on database construction, but due to the different inventory data collection methods of various research subjects, it is challenging to build a national comprehensive environmental impact assessment database of building materials in a short time. Therefore, the research aims to support the life cycle assessment for buildings in China and establish a database of environmental impact factors for building materials. For this purpose, Korea’s DB, EU ELCD(European Life Cycle Database) and CLCD(China Life Cycle Database) which is the only open one in China established by non-governmental research institutions are selected for analysis in the research, the similarities and differences of 3 environmental impacts for ten building materials in each database are compared, and the joint applicability between each database is analyzed. Based on the analysis results, a database construction scheme that can be used in China is proposed. The composition of this study is divided into six chapters, and the main contents of each chapter are as follows. Chapter 1: Introduction Chapter 2: Theoretical Review Chapter 3: Analysis of environmental impact factor DB for building materials Chapter 4: Establishment of environmental impact factor DB for building materials in China Chapter 5: Case analysis Chapter 6: Conclusion By comparing and analyzing the databases of environmental impact factors for significant building materials in various countries, the construction scheme of the database of environmental impact factors for building materials in China is put forward in the research, which draws the following conclusions. 1) In order to build a database that can be used in China, ten building materials (concrete, rebar, cement, aggregate, brick, stone, steel frame, glass, insulation materials, and gypsum board) are selected as the DB establishment objects. Three environmental impact categories (Global Warming Potential, Acidification Potential, and Eutrophication Potential) are selected as the analysis objects. 2) According to the comparative analysis results of the databases for environmental impact factors in various countries, if the building material database in China is insufficient or missing when the implementation of life cycle assessment for buildings, the databases of other countries can be used for evaluation. 3) Based on the analysis results of the joint applicability of the various databases, the construction scheme of the database of environmental impact factors for the building materials that can be used in China is put forward. 4) According to the analysis results of the cases, the error rate between the evaluation results using the database constructed in the research and those using China’s CLCD is 11%, for which the results are relatively similar. Therefore, it is confirmed that the database constructed in the research can be suitable for the life cycle assessment for buildings in China. Suppose the database of environmental impact factors for building materials constructed in the research is used, which is expected to improve the accuracy of the life cycle assessment for buildings in China. In addition, the analysis shows that it is necessary to compare and analyze the list of substances by environmental impact categories and the environmental impact factors of raw materials invested and energy and resources consumed in the process of material production in the future.

에너지절약형 친환경주택 평가방식에 따른 에너지 절감률 및 적정 가산비 적용에 대한 연구

김혜진 한양대학교 공학대학원 2021 국내석사

에너지 소비절감 및 탄소배출량 감소를 위한 친환경적인 주택 건설을 목적으로 2009년 10월 국토교통부에 따라 에너지절약형 친환경주택 건설기준이 마련됐다. 사업계획승인 공동주택을 대상으로 진행되며 건설기준에 따른 친환경주택을 건설할 경우 성능에 따른 지원사항 등 건축물의 에너지 절약을 위한 많은 정책이 시행되고 있다. 친환경주택 평가로 기본형 건축비에 가산비용을 적용할 수 있으며 최근 이와 관련하여 산정 기준이 명확하지 않아 혼란을 야기한다는 문제가 제기됐다. 그에 따라 2020년 4월 에너지절약형 친환경주택에 대한 통일적인 가산비를 적용할 수 있도록 에너지절감률에 따른 가산비용 기준이 개정됐다. 이에 본 연구는 평가방법에 따른 에너지절감률 산정을 통해 기준의 적합성을 평가하고 적정가산비 산정을 위한 방안을 제시하고자 했다. 현재 설계 중인 고양시 덕은지구 A3블럭 공동주택 프로젝트를 대상으로 분양가 가산비 산정을 위해 규정된 2가지 평가방법으로 에너지절감률을 산출하였다. 산출된 결과를 바탕으로 설계요소별, 비용분석을 통해 추가 가산비를 받기 위한 대안을 분석하고, 이를 재산정하여 결론을 도출하였다. 본 연구에 대한 주요 내용은 다음과 같다. (1) 프로그램을 활용하여 1차에너지소요량을 산출하는 친환경주택 성능평가(별지 1호서식)와 설계기준을 적용하는 친환경주택 평가(별지 2호서식)의 에너지성능평가를 통해 각 평가방법에 대한 비교·분석을 실시하였다. 친환경주택 성능평가의 산출결과는 의무절감률 기준 60%에 도달하지 못했으며 친환경주택 평가는 설계조건을 충족하여 의무절감률을 만족한 것으로 판단되었다. 따라서 60%에 해당하는 가산비를 받을 수 있는 것으로 나타났다. (2) 친환경주택 성능평가(별지 1호서식)는 산출된 에너지절감률별로 각각에 해당하는 가산비를 적용할 수 있다. 따라서 기존 설계기준에서 추가 대안을 적용하여 친환경주택 평가로 산정된 가산비보다 높은 가산비를 받을 수 있는지 확인하고자 이에 대한 최적 방안을 모색하였다. 설계요소별 분석 후 비용분석을 통해 비용대비 에너지절감률이 높은 순으로 선정하였으며 창 및 문 열관류율, 전열교환기 열회수율, 조명설비, 태양광 용량 상향 안을 채택하였다. 기존 친환경주택 평가로 받은 60%의 절감률보다 높은 61% 이상의 결과가 산출되어 의무절감률도 만족한 것을 확인할 수 있었다. (3) 두 평가방법에서 의무절감률을 만족하기 위해 충족해야 할 설계조건에 차이가 있다는 것을 확인하였다. 친환경주택 성능평가로 기존의 친환경주택 평가로 받을 수 있는 가산비보다 더 높게 받을 수 있으나, 가산비용에 비해 더 높은 추가 공사비가 요구될 수도 있다는 점을 감안해야 한다. 추후 두 평가방법이 동일한 수준의 에너지절감률을 산출할 수 있도록 기준 보완의 필요성을 제기하였다. 또한 에너지절약형 친환경주택 대상건물에 일괄적으로 적용하기 위한 방안, 세부 비용분석, 연간 에너지 사용량까지 고려한 검토가 필요하다. 본 연구를 통해 향후 에너지절약형 친환경주택의 개선방향에 도움이 되기를 기대하고 기본형건축비 가산비용을 받기 위한 대상 건물의 기초자료로 활용되기를 바란다. In October 2009, it became the standard for building energy-saving eco-friendly houses according to the MOLIT in order to reduce energy consumption and reduce carbon emissions. It is conducted for apartment building, and many policies are being implemented to save energy in buildings. For example, there is support for energy performance. In the evaluation of Green Home, the cost added to the building cost can be applied according to the rules on the calculation of the presale prices of apartments. Recently, a problem has been raised that the calculation criteria are not clear, causing confusion. Accordingly, the criteria for additional cost based on energy saving rates were revised in April 2020 to apply unified additional cost to Green Home. This study evaluates the suitability of the criteria by calculating the energy saving rate according to the evaluation method. And suggest appropriate measures for applying additional building costs. The research was conducted on the A3 Block Apartment in Deokeun District, Goyang City, which is currently being designed. The energy saving rate was calculated using two evaluation methods as defined in the construction standards of energy-saving Green Home. Subsequently, an analysis of the alternatives for receiving additional construction costs by design element and cost analysis was analyzed and the conclusions were redefined. (1) In the evaluation method, there is evaluation 1 that calculates the primary energy requirement using the program and evaluation 2 that evaluate whether the design criteria are applied. The results of the assessment 1 did not reach the mandatory energy saving rate standard of 60%, and the assessment 2 was judged to have satisfied the mandatory criteria by meeting the design conditions. Therefore, an additional construction cost equivalent to 60% of the energy saving rate can be applied. (2) Evaluation Method 1 can be calculated from the energy saving rate of 20% to 100% and the additional cost corresponding to each may be applied. Additional design alternatives are analyzed to apply higher costs than construction costs, which account for 60% of energy savings calculated as Evaluation 2. Analysis by design element and cost analysis were performed. Alternatives are selected in order of the highest energy savings ratio to cost. Window and door thermal perfusion rate, heat recovery rate of electric heat exchanger, lighting equipment, solar capacity. The evaluation 1 produced more than 61% of the results, which is higher than the existing 60% energy saving rate, to confirm that the mandatory criteria were satisfied. (3) The two evaluation methods confirmed that there are differences in design conditions that must be met to satisfy the mandatory savings rate. Evaluation 1 can calculate a higher energy savings rate than Evaluation 2 through additional design alternatives, it should be taken into account that more costs may be required to increase it. It raised the need to supplement the standards so that the two evaluation methods could produce the same level of energy saving rates in the future. In addition, it is necessary to consider measures to apply them collectively to buildings subject to energy-saving Green Home, detailed cost analysis, and annual energy consumption. Through this study, I hope that it will help improve the energy-saving eco-friendly housing in the future and will be used as basic data for the target buildings to receive additional construction costs.

내부 변화 대응을 위한 병원건축의 체계구성에 관한 연구

김은석 한양대학교 대학원 2019 국내박사

의료 기능을 중요시하는 병원 설계는 당연하다. 일반적으로 병원에는 다른 건물에 비해 다양한 기능들이 존재하며 이러한 기능들은 복합적이며 유기적으로 연관되어 작용하기 때문에 의료 기능을 최적화하기 위한 병원 설계의 기술은 꾸준히 발전되어 왔다. 하지만 병원은 의료 환경의 변화, 사용자의 요구, 사회 구조의 변화에 민감하게 반응하는 건축물이다. 따라서 병원은 미래의 불확실성을 다루고 커뮤니티의 변화하는 요구 사항에 적응하기 위해 유연한 방식으로 설계되어야 하며, 이를 위한 융통성(flexibility)은 앞으로 병원건축의 필수적인 고려 사항이 되어야 한다. 내부 변화에 대응하기 위한 융통성을 고려한 설계는 체계중심 병원설계이다. 체계중심 병원설계는 병원 전체적인 체계를 우선적으로 결정하는 설계방식으로 체계를 고려한 평면 구조와 수직 동선, 설비 공간 등 고정 요소의 합리적인 배치가 반드시 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 내부 변화 대응에 유리한 설계 방식인 체계중심 병원설계를 위한 병원 건축의 체계 구성 요소를 파악하고 각각의 체계 요소들의 연대별 흐름 변화와 현재 계획되고 있는 방식을 분석하여 이를 통해 병원 건축 계획 시 내부 변화에 대응하기 위한 병원 건축 체계의 구성 방향을 제안하고자 한다. 1) 용도중심 병원설계에서 체계중심 병원설계로의 병원 건축 설계방식의 전환이 필요하다. 병원 건축 설계 방식을 크게 2가지로 분류할 수 있는데 하나는 각 부서의 용도, 기능을 우선적으로 고려하는 용도중심 병원설계이고 다른 하나는 각 부서의 용도 기능과 관계없이 병원 전체적인 체계를 우선적으로 결정하는 체계중심 병원설계이다. 용도중심 병원설계는 부서나 부문의 특성에 따라 평면 형태가 구성되기 때문에 병원의 기능 변화에 상대적으로 제한을 주는 구조이다. 따라서 평면 형태가 특정 기능이나 용도를 전제로 하여 결정되지 않아 부서 간의 상호 교환성에 유리한 체계중심병원설계로의 전환이 필요하다. 2) 내부 변화에 대응할 수 있는 병원 건축의 구조와 설비는 체계중심 병원설계를 위한 건축 체계 요소로 가변영역을 결정하는 공간 깊이와 고정 요소인 그리드, 설비 관련 공간이다. 건축 공간에서 융통성을 최대화하기 위해서는 융통성에 영향을 주는 고정 요소를 명확히 구분하고 그 요소의 개수 등을 최소화하여 계획해야 한다. 이에 해당하는 공간은 기둥 간격(구조 그리드), 수직 코어 및 샤프트, 지상층에 배치되는 공조실, 공용 복도에 해당한다. 체계중심 병원설계에서는 변화하는 기능도 물론 중요하지만 변화를 쉽게 할 수 있는 영역인 가변 영역은 중요한 의미를 갖는다. 병원건축에서 기능이 서로 다른 부문 또는 부서의 요구 사항을 모두 충족시킬 수 있는 적절한 공간 깊이, 가변 영역을 확보할 수 있는지에 대한 계획은 매우 중요하며, 이를 고려한 계획이 바로 체계중심 병원설계에 가깝다고 할 수 있다. 3) 병원의 내부 변화 대응을 위한 공간 깊이의 최소 적정 범위는 2개의 내부 복도를 포함할 수 있는 18m~23m로, 병원의 규모 및 요구 기능에 따라 다양하게 계획된다. 연대별 국내 종합병원의 공간 깊이의 변화를 분석한 결과, 공간 깊이는 병상수(병원의 규모)및 의료 환경의 변화와 밀접한 관련을 맺으며 변화하였다. 우선 최소 공간깊이인 외래진료부의 경우 의료 환경의 변화로 인해 1980년대에서 1990년대 초반에는 6m, 1990년대 중반에서 2000년대 초반에는 12~15m, 2000년대 중반 이후로 24~27m로 단계적으로 공간 깊이가 증가하며 계획되었으며, 외래진료부 공간 구성 변화에 큰 영향을 준 전문진료센터가 도입된 이 시기 이후는 외래진료부의 공간 깊이가 병원 규모에 따라 분류가 되는 경향을 보인다. 700이상 1000병상 미만의 병원에서는 20m 내·외에서 24m의 공간 깊이로 주로 계획되고 1000병상 이상의 병원에서는 27m로 외래진료부 블록이 계획된다. 영상의학과 공간 깊이의 경우 병원 규모에 따른 촬영 장비수 등에 영향을 받는다. 500~700병상 미만에서는 최소 28m의 공간깊이를 보였으며 700~1000병상 미만에서는 최소 32m, 1000병상 이상의 병원에서는 최소 42m의 공간 깊이로 계획되고 있었다. 최대 공간 깊이인 수술부 공간 깊이는 병원 규모에 따른 수술부 공간 구성 방식에 따라 깊이의 차이를 보이는데 로젯 방식의 구성에 따라 최소 38m~50m의 범위로 계획된다. 체계중심병원설계의 가장 핵심 개념은 서로 다른 기능간의 상호교환, 즉 내부 변화에 대한 대응이다. 따라서 공간 깊이와 깊이별 내부 변화율의 관계는 매우 중요하다. 공간 깊이 별 전체 변화율을 분석한 결과, 전반적으로 공간 깊이가 점점 증가할수록 변화율이 높아지다가 18m~23m의 범위에서 가장 높은 변화율을 보인 후 점점 낮아지는 추세를 보인다. 변화율이 높거나 낮은 원인 중 가장 큰 원인은 병원이 가지고 있는 공간 깊이의 차이 때문이다. 공간 깊이 간의 차이와 내부 공간 변화율은 반비례하는 현상을 보이는데 공간 깊이의 차이가 크면 변화율은 낮고, 공간 깊이의 차이가 작을수록 내부 공간 변화율은 높다. 공간 깊이에 따른 내부 변화 유형 별 변화율을 분석한 결과, 체계중심 병원설계에서 가장 중요한 부서 간 변화율은 공간 깊이가 증가할수록 점점 증가하다가 22m 내·외에서 가장 높은 변화율을 보이고 이후 점점 감소한다. 평면 유형(구조)의 변화는 공간 깊이 안에서 복도 및 모듈의 개수가 일정 이상을 가지고 있어야만 일어날 수 있는 변화이다. 사례 조사대상 병원들의 분석을 통해 평면 유형(구조)변화가 가능한 최소 공간 깊이는 16m로 2개의 모듈과 3개의 복도로 구성된 공간 깊이이다. 따라서 현재 의료 환경에 맞는 모듈이 가질 수 있는 최소 의료 기능과 복도 등을 고려하여 평면 유형의 변화가 가능한 모듈과 복도의 조합에 의한 공간 깊이를 제안해야 한다. 평면 유형(구조)의 변화가 가능한 공간 깊이는 최근 의료 환경의 가장 큰 변화인 전문진료센터를 고려했을 때 진료실, 검사 및 치료실, 접수 수납 및 대기 공간 등이 필수적으로 배치되어야 하므로 최소 3개의 모듈과 이를 연결하는 2개의 복도가 필요할 것으로 판단된다. 4) 병원의 내부 변화에 대응하기 위한 동선 체계에 따른 병원 건축 형태 유형은 이중 선형 시스템이다. 최소 및 최대, 각 공간 깊이들의 차이는 부서 기능 간의 상호 교환 가능성을 판단할 수 있는 근거가 될 수 있으며 이러한 공간 깊이의 차이는 동선 체계에 따른 병원의 형태 유형(집중형 / 선형 / 이중 선형)에 따라 큰 특징을 보이고 있다. 형태 유형 별로 공간 깊이들의 차이를 분석한 결과, 집중형 시스템은 코어 중심 영역에 따라 공간 깊이를 다양하게 계획할 수 있어 공간깊이의 차이가 비교적 고르지만 병원 건축의 성장에 있어 불리한 형태이다. 선형 시스템은 일반적으로 가운데 공용복도로 인해 두 개의 블록으로 계획되고 이 두 블록 간 공간 깊이 차이가 가장 크기 때문에 기능간의 상호 교환에 매우 불리하다. 반면 이중 선형 시스템은 두 개의 공용 복도로 인해 세 개로 계획되는 각 블록들의 공간 깊이 차이를 다소 균일하게 계획할 수 있고, 중간 블록의 조합으로 인해 최대 공간 깊이 또한 쉽게 계획할 수 있어 선형 시스템에 비해 체계중심 병원설계에 가까운 병원 건축의 형태 유형이라고 판단된다. 5) 체계중심 병원설계는 병원의 체계를 구성하는 요소인 고정 요소의 합리적인 배치가 반드시 필요하며 각 고정 요소들은 초기 건축 계획 시, 가장 우선적으로 계획되어야 한다. 체계중심 병원설계의 햄심 요소인 체계 요소는 구조 그리드, 설비 공간(기계/전기실, 공조실, 샤프트)이다. 병실 모듈의 폭과 깊이는 병원 전체의 구조 그리드에 매우 큰 영향을 주며, 이에 따라 병실의 계획은 구조 그리드 계획과 관련하여 중요한 역할을 한다고 사료된다. 또한 이러한 구조 그리드는 병원 기단부에서 다른 의료 기능들을 수용하기 위한 보편적 그리드 체계를 충분히 지원 가능하여야 한다. 병원 건축의 내부 변화 대응을 위해 설비 공간들은 기본적인 배치 원리와 함께 고정 요소로서의 체계로 인식하여 계획해야 한다. 기계/전기실은 건물 외곽의 가장 아래층에 배치하면, 병동부와 직접적인 수직 연결을 고려하여 계획해야 한다. 공조실은 공조 운영 방식이 변화됨에 따라 지하층과 기단부 최상층에 배치되는 방식(1990년대~2000년대)에서 지하층 및 기단부 전 층에 배치되는 방식(2010년대 이후)으로 변화하고 있다. 샤프트는 수직적으로 획일적인 위치에 배치하고 부서 내부가 아닌 복도에 따라 계획되어 가변 영역 내 고정 요소 배치를 최소화 하여 내부 기능 변화를 위한 flexible한 영역을 확보해야 한다. 설비 공간들은 서로 유기적으로 연결되어 평면 및 천정 내에 배치된다. 공조실이 층별로 배치되면 관련 샤프트 및 덕트의 개수를 줄일 수 있고, 덕트의 길이를 줄일 수 있다. 이에 따라 배관 및 덕트의 이동 통로인 샤프트들을 공용 복도에 배치하기 쉬우며 또한 천정 내 설비들이 적어지기 때문에 층고를 줄일 수 있는 효과를 가져 온다. 설비 관점에서 복도는 단순히 물류나 사람이 지나가는 통로가 아니라 배관들의 배치 및 이동 경로 등을 함께 고려해서 그 폭을 계획해야 한다. 6) 내부 변화 대응에 유리한 공조 설비 계획은 공조실을 각 층마다 배치하여 층별로 공조하는 각층 공급 방식이며, 이러한 설비 공간들은 건축가의 설비에 대한 이해도를 통해 종합적으로 계획되어야 한다. 병원의 공조 방식에는 공조기가 지하 및 기단부 최상층에 배치되어 공조하는 집중 공급 방식과 지하에서부터 지상 모든 층에 배치되어 공조하는 각층 공급 방식이 있다. 서로 다른 두 방식의 공조 관련 설비 공간들의 면적들을 분석한 결과, 전체 공조 관련 설비 공간의 면적(공조실과 공조 관련 샤프트) 비율은 집중 공급 방식이 8.06%, 각층 공급 방식이 6.18%로 집중 공급 방식이 각층 공급 방식 보다 약 2% 정도 더 높았다. 또한 평면 가운데 배치하게 되어 내부 변화에 불리한 요소로 작용할 수 있는 샤프트 면적 비율은 각층 공급 방식이 집중 공급 방식보다 낮아 전체적으로 면적 계획에 있어서는 각층 공급 방식이 집중 공급 방식 보다 체계중심 병원 설계에 유리한 공조 운영 방식이라고 판단된다. 공조 방식에 따른 집중 공급 방식과 각층 공급 방식의 설비 공간들의 공조 조닝 분석 결과, 집중 공급 방식은 대부분의 공조실이 4~5개층을 담당하는 반면, 각층 공급 방식의 공조실은 1~2개 층을 담당하고 있다. 이에 따라 각층 공급 방식이 집중 공급 방식 보다 공조실에서 각 영역으로 연결하는 배관의 길이를 절약할 수 있으며, 층고 역시 낮게 계획할 수 있다. 병원은 개원 후 공조기의 용량이 증가됨에 따라 공조실을 추가로 배치하게 된다. 공조실이 추가로 배치됨에 따라 이와 관련한 샤프트의 추가 배치 또한 필수적이다. 각층 공급 방식은 각 층별로 공조실이 위치하고 있기 때문에 처음 계획 시, 공조기 추가를 위한 공조실 면적 계획을 고려했다면 공조기를 필요로 하는 층에 쉽게 배치할 수 있으며, 이로 인해 배관 및 덕트들의 통로인 샤프트를 추가로 설치할 필요가 없다. 따라서 종합적으로 공조 조닝 계획 역시 집중 공급 방식 보다 각층 공급 방식이 체계중심 병원설계에 더 유리한 공조 운영 방식이라고 판단된다. 7) 공조 설비 계획에 있어서 용도 중심의 공조 조닝 계획에서 체계 중심의 공조 조닝 계획으로 인식 전환이 필요하다. 국내 종합병원의 공조 조닝 설계와 관련된 여러 기준들은 초기 의료 기능에 맞게 설정되어 적용된다. 하지만 내부 기능들은 항상 변화하기 때문에 용도 중심이 아닌 융통성 있는 기준 적용에 대한 계획이 필요하다. 공조 운영 방식과 관계없이 최근 병원 건축의 공조 조닝 계획은 용도 중심의 공조 계획 경향을 보이고 있다. 이러한 용도 중심의 공조 조닝은 공조 설비 계획 초기에 설계 기준들이 부서/실 단위로 세분화되어 적용된 당연한 결과라고 할 수 있다. 용도중심의 공조 조닝에서는 기능이 변화될 경우 공조기 자체가 그 용도에 맞게 또 변경되어야 되는 단점을 가지고 있지만, 체계중심 공조조닝은 기능이 변경되어도 영역화 되어 공조를 하는 특징으로 인해 특정한 공조기 교체 없이 덕트 라인만 변경하여 기능의 변화에 공조 조닝이 쉽게 대응할 수 있다고 판단된다. 따라서 기능 변화에 유리한 공조 조닝 설정을 위해서는 한 공조기가 한 개의 부서에 국한되지 않고 여러 개의 부서를 동시에 영역화할 수 있는 체계중심 개념의 공조 계획이 필요하다고 사료된다.