LCA 및 환경비용 기반 환경부하 특성 분석 : 국도 토공부 및 포장공, IPC거더교를 중심으로 = Analysis on Characteristics of Environmental Loads based on LCA & Environmental Cost : Focused on earthwork, paving work of national highways & IPC girder bridges

국문 초록 (Abstract)

세계 각국은 빠른 경제성장에 따라 도로 사용에 대한 수요 증가, 편의성 도모 등의 이유로 도로 건설을 위한 대규모 투자가 해마다 증가하는 추세이다. 도로는 현대사회의 운송 체계에서 중추적인 역할을 수행하며, 도로망 체계는 해당 사회의 발전을 가늠 할 수 있는 지표로도 활용되기도 한다. 이에 따라 대형화, 다양화되고 있는 도로건설공사에서는 많은 환경부하가 발생되고 있는 실정이다. 도로건설공사 중 환경부하량을 감소시키기 위해서는 설계초기 단계에서 환경부하량을 추정하고 이를 완화시키기 위한 적극적인 대책이 필요하며 환경부하량을 환경비용으로 예측하여 각 공종별, 자재별로 분류해 적용하여 건설관리자가 시공을 하는데 공종별, 자재별 환경부하량과 환경 부담금을 예측하는 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 국도건설공사 중 토공, 포장공, IPC거더교 공종을 각 공종별, 자재별로 분류해 환경부하평가 기법을 활용하여 건설사업의 전과정(Life Cycle) 동안 발생되는 환경부하량을 정량적으로 산정하였고 8대 환경영향범주별 특성을 분석하였다. 그 결과 1km당 평균 환경부하량은 IPC거더교 4.53E+03, 포장공 3.91E+02, 토공 1.05E+02 순으로 나타났으며 환경부하특성분포는 (1)토공은 자원고갈95.00%, 지구온난화 3.92% (2)포장공은 생태계독성 37.19%, 자원고갈 28.49% (3)IPC거더교는 지구온난화 47.23%, 자원고갈 29.30% 순으로 나타났다. 환경부하특성을 공종별, 자재별로 정량화하고 비시장재인 환경재에 대하여 다속성효용이론에 근거한 조건부가치측정법으로 측정된 환경영향범주별 환경비용을 적용하고 비교하여 환경부하량과 환경비용의 공종별, 자원별 범주의 특성을 분석하였다. 그 결과 1km당 평균 환경비용은 IPC거더교 1,364,626천원, 포장공 108,394천원, 토공 6,428천원 순으로 환경부하량과 같은 순서로 나타났지만 환경비용 측면에서 8대영향범주별 특성분포에서는 (1)토공은 자원고갈53.06%, 지구온난화 35.00%, (2)포장공은 지구온난화 55.91%, 인간독성 41.54%, 자원고갈 2.35%, (3)IPC거더교는 지구온난화 75.65%, 인간독성 20.99%, 자원고갈 2.94% 순으로 나타났다. 본 연구의 결과와 같이 환경부하량과 환경비용에서 발생하는 영향범주별 특성이 서로 상이함으로 건설관리자로 하여금 공종별 환경부하량에 따라 기획단계 혹은 설계초기단계의 공종 및 자재를 조절하여 친환경 건설 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대하며 나아가 단순 환경부하만을 고려하는 것이 아니라 환경비용에 따른 측면도 고려할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Every country in the world tends to have more large-scale investment in road constructions each year on the grounds of demand increase and conveniences for its people in step with rapid economic growth. Roads play a central role in transport system of contemporary societies and road network system is also used as an index to measure the development of a certain society. Consequently, much amount of environmental loads take place indeed in road constructions that tend to be larger and more diversified in recent days. To reduce environmental loads during road constructions needs positive measures to estimate amount of environmental loads at the early stage of design and mitigate it. And research may also be needed to forecast amount of environmental loads based on environmental costs and categorize them by each process and material, and to forecast environmental loads and environmental charges by process and material when a constructor starts a construction. This study divided earthwork, paving work, IPC girder bridge construction by each process and material and using environmental load assessment skill, estimated quantitatively total amount of environmental loads occurring throughout the life cycle of the construction projects. And it conducted analysis on characteristics of each of eight environmental impacts. As a result, the study found average amount of environmental load per 1km was in the order of IPC girder bridges 4.53E+03, paving work 3.91E+02, earthwork 1.05E+02, while characteristic distributions of environmental loads were in the order of (1) earthwork with resource exhaustion 95.00%, global warming 3.92% (2) paving work with ecological toxicity 37.19%, resource exhaustion 28.49% (3) IPC girder bridges with global warming 47.23%, resource exhaustion 29.30%. The study quantified environmental load characteristics by process and material, and for environmental goods (non-commodity), applied and compared environmental costs by each environmental impact category by measuring via Contingent Valuation Method based on Multi-Attribute Utility Theory. And then the study analyzed characteristics of environmental loads and environmental costs by each process and material. As a result, average environmental cost per 1km was in the order of IPC girder bridges 1,364,626,000 won, paving work 108,394,000 won, earthwork 6,428,000 won - same order like amount of environmental load. While, the aspect of characteristic distributions of eight environmental impacts were in the order of (1) earthwork with resource exhaustion 53.06%, global warming 35.00%, (2) paving work with global warming 55.91%, human toxicity 41.54%, resource exhaustion 2.35%, (3) IPC girder bridges with global warming 75.65%, human toxicity 20.99%, resource exhaustion 2.94%. As per the findings, characteristics by environmental impact were shown distinct between amount of environmental loads and environmental costs. The study expects to help constructors make environmentally-friendly decisions by control of process and material at the planning or early design stage according to amount of environmental loads by construction type especially taking the aspect of environmental costs into consideration, beyond environmental load simply.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 2
• 1.3 선행연구 고찰 5
• 제 2 장 이론적 고찰 7
• 2.1. 전과정평가(Life Cycle Assessment) 7
• 2.2 환경영향별 오염원 환경비용 산정 12
• 제 3 장 환경부하량산정 16
• 3.1 사례 수집 16
• 3.2 공사설계내역서 표준화 21
• 3.3 EBS(Event Break down System for construction)를 이용한 소요자원 추출 29
• 3.4 환경부하량 산정 30
• 제 4 장 공종별 환경부하량 산정 및 특성 분석 33
• 4.1. 환경부하 특성 34
• 4.1.1. 토공 환경부하 특성 34
• 4.1.2. 포장공 환경부하 특성 36
• 4.1.3. IPC거더교 환경부하 및 특성 38
• 4.1.4. 공종별 환경부하 특성 비교 분석 40
• 4.2 자원량에 따른 환경부하량 특성 분석 44
• 4.2.1 토공 자원량에 따른 환경부하 특성 44
• 4.2.2. 포장공 자원량에 따른 환경부하 특성 48
• 4.2.3. IPC거더교 자원량에 따른 환경부하 특성 51
• 4.2.4 공종별 자원량에 따른 환경부하 특성 비교 분석 55
• 제 5 장 환경영향 범주별 환경비용 산정 및 평가 57
• 5.1 토공 환경비용 평가 59
• 5.2 포장공 환경비용 평가 62
• 5.3 IPC거더교 환경비용 평가 65
• 5.4 공종별 환경비용 평가 비교 분석 68
• 5.5 공종별 환경부하 및 환경비용 특성 비교 분석 71
• 제 6 장 결론 75
• 참고문헌 77
• Abstract 79