출처: http://eprints.whiterose.ac.uk/86601/1/coma1400022h%20Insulation%20Materials.pdf
https://www.icevirtuallibrary.com/doi/10.1680/coma.14.00022
4. 결과 및 토론
1) 구성에서 영향 분석
모든 주요 성분과 첨가제는 가장 최근의 특허, 특정 혼합 1을 기준으로 SimaPro를 사용하여 모델링 되었습니다. 영향의 기여도 분석은 아래 그림에서 볼 수 있습니다.
발포/팽창 공정이 특히 오존 고갈, 이온화 방사선 및 광화학적 오존 형성 범주에 크게 기여하지만, 모든 범주에서 영향의 대부분은 페놀수지에 의한 것입니다. 산 혼합은 입자 물질, 산성화 및 수자원 고갈을 제외한 대부분의 범주에서 최소한의 영향을 미칩니다. 우레아는 첨가제의 가장 큰 영향을 미치며, 특히 오존층 파괴, 입자 물질, 토지 부영양화 및 토지 이용 등 대부분의 범주에 걸쳐 가시적인 기여를 합니다.
탄산칼슘은 이온화 방사선 E 범주에 크게 기여하며, 이는 공기, 물, 토양으로 방출하는 방사선 물질에 기인한 것으로 보이지만, 다른 곳에서는 영향이 미미합니다. 아래 그림은 환경 영향에 대한 각 구성 요소의 기여도 비율을 보여주지만, 그 영향이 무엇인지는 설명하지 않습니다.
[페놀폼 보드(PF 단열재) 구성요소에 대한 환경 영향을 분석하여
각 범주에서 가장 큰 영향을 미치는 요소를 나타냄]
2) 페놀폼 보드(PF 단열재)의 예상 환경 영향
페놀폼 보드(PF 단열재) 1kg(밀도 40.5kg/m³)의 환경 영향은 각 영향 범주에 대해 아래 표와 같이 표시됩니다. 이러한 영향에 아이디어를 제공하기 위해 각 범주에 대해 SimaPro 7 내에서 추정한 바와 같이 동일한 영향을 생산하는데 필요한 표준 질량의 점토 벽돌이 제공됩니다.(표준 벽돌의 질량은 약 2.86kg이며 밀도는 약 2000kg/m³)
영향 범주 전반에 걸쳐 1kg의 페놀폼 보드(PF 단열재)은 일반적인 벽돌보다 훨씬 더 큰 영향을 미치며, 담수 생태독성 및 수자원의 고갈은 최대 200kg의 등가 질량을 볼 수 있지만, 잠재적인 관심 영역으로 간주할 수 있습니다. 벽돌의 환경 영향은 영향 범주에서 낮습니다. 특히 수자원 고갈은 벽돌 kg당 6.9×10⁻⁵m³로 매우 낮으며, 이는 부분적으로는 높은 등가 kg을 차지하지만 페놀폼 보드(PF 단열재)도 높은 물 수요를 가지고 있습니다.
재료가 환경에 미치는 영향을 완전히 파악하려면 나머지 수명주기 단계를 조사하는 것이 중요합니다. 이것은 다음 단원에서 설명하는 것처럼 사용 중 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있는 단열재에서 특히 중요합니다.
[페놀폼 보드(PF 단열재) 1kg(밀도=40.5kg/m³)이
환경에 미치는 영향과 벽돌 등가 kg(밀도=2000kg/m³)의 비교]
3) 나머지 수명주기 단계
페놀폼 보드(PF 단열재)은 일단 제조되면 공장에서 건설 현장으로 트럭으로 운송해야합니다. 운송 거리는 현장에 따라 다르므로, 이 거리의 환경 영향은 상기 표 [페놀폼 보드(PF 단열재) 1kg(밀도=40.5kg/m³)이 환경에 미치는 영향과 벽돌 등가 kg(밀도=2000kg/m³)의 비교]의 추정치에 포함되지 않습니다. 이산화탄소 등가 추정치는 CESMM4(2013)에서 제공되며, 자재원에 대한 정보를 현장에서 연구될 경우 SimaPro(2013)를 사용하여 전체 환경 영향을 추정할 수 있습니다.
외벽시스템의 일부로 페놀폼 보드(PF 단열재)을 설치하려면 핸드 드릴을 사용해야하므로 에너지 입력이 최소화됩니다. 계약자는 접착제와 회반죽을 포함하여 전체 시스템 설치를 위해 일반적인 주택에서 사용하는 디젤을 사용할 것으로 추정합니다.
이미 언급한 바와 같이, 페놀폼 보드(PF 단열재)은 설치된 건물의 열성능을 개선하여 사용 중 환경 절약을 제공합니다. 연구 건물이 외부 벽 단열재가 설치되면 난방을 위해 사용되는 가스의 감소를 추정하기 위해 사용되었습니다. 미국 에너지국의 영국 기상 데이터를 활용하고 내부 온도가 20℃라고 가정하면, 벽을 통한 열손실은 개보수 전과 후에 1년 동안 계산되었습니다.
열손실의 차이는 응축, 조절 가스보일러 사용을 가정하여 난방에 대한 가스 요건과 동일합니다. 거주자 행동에 따라 내부 온도와 난방 사용에 큰 영향을 미치기 때문에 이는 잠재적인 가스 절약에 대한 간단한 추정치입니다. 감소된 가스 사용으로 인한 환경 영향 절약은 SimaPro를 사용하여 계산되었으며, 데이터는 표준 보일러 효율을 고려합니다.
페놀폼 보드(PF 단열재)의 환경 영향은 예제 주택에서 추정되었습니다. 적용된 단열재의 벽 면적은 40m²이며, 대략 10%의 낭비를 가정하면 60mm(R=3m²/K per W) 페놀폼 보드(PF 단열재)의 44m²가 추정되어 사용됩니다. 감소된 가스 사용으로 인한 영향 감소에 대한 페놀폼 보드(PF 단열재)의 초기 영향을 비교하면 아래 그림에서 보여주며 초기 영향의 회수 시간은 아래 표에 나와 있습니다.
[페놀폼 보드(PF 단열재)의 영향과 개보수 후
1년 동안 가스사용량 감소로 인한 환경 영향 절약 간의 환경 영향 비교]
[페놀폼 보드(PF 단열재)의 초기 환경 영향에 대한 회수 기간]
초기 영향과 비교할 때, 기후 변화, 오존층 파괴 및 토지 사용의 세 가지 범주에서 환경에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 가장 긴 회수 기간은 11년이 조금 넘는 물 고갈과 거의 6.5년의 담수 생태 독성에 대한 것입니다. 이는 이 두 범주가 전체 수명주기를 고려할 때, 검소로 가장 큰 혜택을 얻을 수 있음을 시사합니다.
가스 추출 및 사용으로 인한 물 사용이 거의 없음을 인정합니다. 따라서 절감이 적어 잠재적인 회수 기간이 연장됩니다. 이러한 범주에 미치는 영향의 대부분은 페놀수지에 의한 것이므로, 수지의 영향을 줄이는 것이 페놀폼 보드(PF 단열재)의 물 고갈 및 담수 생태 독성의 전반적인 영향을 감소시키는 가장 효과적인 방법입니다.
더 낮은 내부 온도가 유지되거나 난방이 특정 시간으로 제한되면 가스 절약은 더 적다는 것을 명심해야합니다. 이것은 회수 기간을 연장시킵니다. 설치가 불량하여 단열재의 U-값이 예상보다 적을 수 있으며, 이는 잠재적인 가스 절약에 영향을 줄 수 있습니다.
물 고갈 범주가 회수 기간이 가장 길지만 영국에서 물 소비의 상대적인 규모는 평가하지 않았습니다. 1.37m³의 물은 2.58m³의 페놀폼 보드(PF 단열재)을 제조하는데 필요하며 이는 중간 지형, 사례 연구 건물을 단열하기에 충분합니다. 이것은 55m³에서 1년에 걸쳐 평균 사람의 물 소비량과 비교할 때, 페놀폼 보드(PF 단열재) 제조는 상당한 물을 소비하는 것은 분명하지만 주요 물 고갈의 원인은 아닙니다. 페놀폼 보드(PF 단열재)과 벽돌의 kg 등가 무게를 비교한 결과는 담수 생태 독성에 대한 범주에 큰 영향을 미칩니다. 표 참조: [페놀폼 보드(PF 단열재) 1kg(밀도=40.5kg/m³)이 환경에 미치는 영향과 벽돌 등가 kg(밀도=2000kg/m³)의 비교]
이 가스절약 상황의 경우, 모든 회수는 단열시스템의 예상 수명에 달려있습니다. 외벽시스템의 예상 수명은 30년입니다. 단열재는 이 시간 동안 유지 보수가 필요하지 않지만, 미장 마감에 균열이 생기면 물 유입을 막기 위해 수리가 필요할 수 있습니다. 그러나 단열에 유지 보수가 필요하지 않기 때문에, 이 수명주기 단계에서 환경에 영향을 미치지 않습니다.
페놀폼 보드(PF 단열재) 외벽 단열시스템의 수명 종료 단계에 대한 발표된 연구는 거의 없습니다. 설치 단계에서 폐기물 페놀폼 보드(PF 단열재)에 대한 회수 시스템이 있으며, 오염되지 않은 폐기물은 이론적으로 기계적으로 재활용 될 수 있지만, 오염된 수명 종료 폐기물에 대한 선택은 적습니다.
시스템의 계층적 특성으로 인해, 접착제와 몰탈을 사용하고, 수명이 다 했을 때 제거된 페놀폼 보드(PF 단열재)은 오염된 것으로 간주되어 에너지 회수로 소각될 수 있지만 매립지로 보내질 수 있습니다. 시스템 개발 중에 고려할 수 있는 외벽 단열시스템의 효과적인 제거 및 폐기를 위한 전략을 개발하는 것이 중요합니다.
전반적으로 정량화된 영향으로 페놀폼 보드(PF 단열재)은 수명주기에 걸쳐 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 결론지을 수 있습니다. 이것은 감소된 가스 사용으로 인한 사용 중 절감이 제조로 인한 환경적 영향보다 크다는 것을 의미합니다. 이것은 특히 기후 변화, 오존층 파괴 및 토지 사용의 경우입니다.
5. 결론
이 자료는 다양한 영향 범주에서 페놀폼 보드(PF 단열재)이 환경에 미치는 영향을 조사했으며, 제조 단계에서 폐기까지 세부적인 검토에 중점을 두었습니다. 공정과 계산 절차를 가정과 함께 제시함으로써 보고된 정보는 다른 사람들이 LCA 연구를 더욱 발전시켜 현재 환경 영향 정보의 격차를 메울 수 있도록 충분히 투명해야합니다.
1kg의 페놀폼 보드(PF 단열재)에 대한 영향을 추정하고 보여주므로 특정 사례 연구에서 정보를 활용하여 영향과 회수 시간을 조사할 수 있습니다. 제시된 정보는 또한 페놀 재료와 다른 재료를 쉽게 비교할 수 있어야합니다. 전체 수명주기를 조사하면, 특히 물 고갈과 담수 생태 독성의 두 가지 영향 범주가 더 긴 회수 기간을 보여줍니다. 이것의 축소를 목표로 해야합니다. 페놀수지가 이러한 두 가지 범주에 대한 영향의 대부분을 차지하므로, 이 성분의 영향을 줄이는 것이 페놀폼 보드(PF 단열재)의 영향을 줄이는 가장 효과적인 방법일 것입니다.
수명 종료에 대한 선택은 현재 제한되어 있으며, 매립 또는 소각 가능성이 있습니다. 이것은 학계와 산업계의 추가 연구가 필요한 영역입니다. 전체적으로 페놀폼 보드(PF 단열재)은 건물의 열효율을 향상시키는데 사용되므로 수명주기 전반에 걸쳐 긍정적인 효과를 가져야합니다.