저에너지 건물에서 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)와
타 단열재의 경제성 분석과 환경(34)
2) 전체 환경 라이프사이클 분석(Life Cycle Analysis, LCA)
(1) 전체 연구기간 동안 전체 결과
[전체 연구기간 동안 상대적 결과(경질 우레탄폼 단열재는 100%임)]
세 그룹의 결과는 위의 그림에서 해석될 수 있습니다.
– 상기 그림에서와 같이 전체 그리고 비 재생 주요 에너지, 유해 폐기물, 기후 변화와 광화학 오존 형성 등 중요한 변화는 지표의 주요 부분에 대한 시나리오에서 관찰될 수 있습니다.
또한 아래의 그림에서는 지붕 구성요소 간에 차이를 식별할 수 있습니다. 비교할만한 전체 결과는 기여도(기존 건물의 구성요소, 에너지와 물 사용)의 나머지 부분은 영향의 주된 부분으로 차지한다는 사실에 의해 설명될 수 있습니다. 민감도분석은 또한 연구기간에서 매우 고려하지 않았음을 보여줍니다.
비 위험과 방사성 폐기물 및 산성화에서 약간의 차이(10% 열등)에 대해서 관찰할 수 있지만. 연구의 전반적인 불확실성에 관해서 고려되지 않을 수 있습니다.
[전체 연구기간 동안 상대적 결과(경질 우레탄폼 단열재는 100%임)]
상기 그림은 건설 문제에 관련하여 그들의 특정한 관련성과 본 연구의 신뢰성을 모두 고려해서 선정된 지표의 제한된 수의 기존 결과를 반영하였습니다. 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)를 기준으로 합니다.
건물의 전체 라이프 사이클을 고려할 때 전반적으로 네 가지 시나리오 사이의 명확한 구분을 할 수 없습니다.
(2) 전체 결과: 지붕 보수를 위해 사용되는 구성요소
[지붕 보수 구성요소에 대한 상대적 결과(경질 우레탄폼 단열재 100%임)]
기판의 수명을 고려하여 목 섬유 소각으로부터 에너지 회수와 대체 효과는 보수 재료의 차이에서 다른 하나의 단열재에서 중요한 변화를 보여줍니다. 실제 EPDs 모델로 라이프 사이클은 미생물 성장과 한편으로 탄소 저장 뿐만 아니라 원재료에 대한 신 재생에너지의 소비를 포함합니다. 한편, 동일한 시나리오에서 비 재생에너지 소비는 목 섬유가 열 회수에 따라서 보상과 함께 소각할 때 피할 수 있습니다.
이와 같이 생물자원에서 CO2 배출량은 중립적입니다. 탄소의 제거는 원료의 연소에서 CO2 배출로 균형을 이룹니다. 또한 CO2 배출량으로 인해 제조공정 및 운송에 걸쳐 비 재생 연료의 소비는 높은 효율과 CHP 생산을 위해 비 재생연료 소비 방지에서 보정으로 더 많이 공제됩니다. 이 시나리오는 다른 많은 이해 관계자와 과학자 들과 토론의 주제로 논쟁합니다.
반대로, 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)는 비유해 폐기물의 생산(제로에 가까운)은 순수하게 마이너스(-) 금액을 제시하고, 이것은 다른 단열재와 비교해 미치는 영향이 훨씬 우수하기 때문입니다. 전체 부정적인 양은 수명 종료 후 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드) 소각으로 인한 요인입니다.
수명 종료는 최종 결과에 상당한 영향을 미치며, 이 수준에서 설명은 각 제품에 대해 방지할 수 있는 영향을 생각해 모든 제품을 고려하여야하며 항상 사용되지 않습니다. 예를 들어,유리섬유 단열재 및 암면 단열재 EPDs는 프랑스 표준 NF P 0-010을 기초로 하며, 이것은 같은 공제를 허용하지 않습니다. 이러한 단열재에 대한 수명 종료 혜택은 전체 수명 주기에 영향을 변경해서는 안 된다고 가정할 수도 있습니다.
시나리오 간에 차이가 어디서 오는지 보수 단열재 수준의 결과를 이해하고 설명하는 데 사용되지만, 그것이 건물 수준에 미치는 영향을 분석하는 것에 대한 목표는 연구의 목적에 해당하지 않습니다.
[광주교통회관 경질 우레탄폼 단열재 시공]
3) 지표별 상세 결과
그림은 각 지표에 대한 결과를 표시합니다. 전체 비용과 50년 동안 연구 기간에 미치는 영향은 먼저 다음과 같은 규칙과 시간 그래프에 표시됩니다.
– 0년은 기존 건축물의 건축 년도를 표시합니다. 그것은 때로 전체 수명기간 동안 발생되었다하더라도 건물 구성요소와 재료(수명 종료 영향 포함)에 관련된 모든 환경에 미치는 영향은 이 그래프에서 0년으로 할당 됩니다.
– 15년 안에 경사진 지붕은 보수됩니다. 설치된 새로운 재료와 관련된 모든 환경에 미치는 영향도, 이 단계에서 증가됩니다. 시나리오 0 “보수 없는”은 새로운 단열재 없이 지붕의 보수를 고려하지 않습니다.
– 0~15년 그리고 15~65년 사이에 집에 사용과 관련된 에너지와 물 소비는 고려됩니다.
건물 구성 요소별 기여도의 내역은 사용 단계에서 에너지와 물 소비를 제외하고 표시됩니다. 다음 그림은 건설 문제에 관해서는 그들의 특정한 관련성과 본 영구에서 안정성을 모두 고려하여 지표의 선택에 초점을 맞추고 있습니다. 전체 결과는 부록 B의 표에서 사용할 수 있습니다.-“LCA 결과”
(1) 전체 연구기간 동안 총 비용
[전체 연구기간 동안 총 비용]
초기 건설비용은 각 시나리오에서 동일합니다. 사용하는 동안, 건물은 다양한 지출(에너지, 유지 보수, 교체 등)로 누적 연간 비용을 증가시킵니다. 15년 후, 보수가 발생하고 각 시나리오의 비용 간 차이점은 아래 그 래프에서 알 수 있습니다. 누적 연간비용은 교체 비용이 발생하는 핵심 년도를 제외하고 꾸준하게 증가합니다.
65년 후, 건물의 수명이 다하고 철거됩니다.
[구성요소의 총 비용]
기존 건물 비용은 모든 건물에서 동일합니다. 보수공사는 목 섬유 건물에서 가장 비싼 반면, 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)의 구성요소 비용은 작습니다. 외피, 코어 및 마무리 구성 비용(판자, 타일 등)은 단열재 비용보다 많습니다.
[평창 경질 우레탄폼 단열재 시공]
(2) 전체 주요 에너지의 투입(원료 포함)
[시간 경과에 따른 전체 주요 에너지소비]
다른 방식으로, 상기의 그림은 이전에 제시한 내용과 작은 차이가 관찰됩니다. 그러나 시간 기준으로 단열재 보수공사 없이 기준 시나리오와 비교할 때 차이는 관찰할 수 있습니다. 연간 에너지 사용량과 건물 구성요소 에서 만들어진 차이에서 소비된 주요 에너지는 비율로 자세히 보면 “투자 수익”으로 나타납니다.
즉, 일정시간이후 에너지는 전체 저장됩니다.(사용+구성요소) 그것은 아래의 그림과 같이 유리섬유 및 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)는 2년 주위이고, 암면은 5년, 목 섬유는 11년입니다.
[시간 경과에 따라 전체 주요 에너지소비(주요 에너지 투자 이익 초점)]
[건물 구성요소에서 전체 주요 에너지소비]
구성 요소에서, 상기 그림은 기존의 건물과 비교하여 보수공사로 새로운 단열재가 설치된 건물 구성요소의 상대적 영향을 보여줍니다. 새로운 단열재의 설치로 주요 에너지소비는 석고보드, 서까래 그리고 타일의 교체와 관련된 것으로 다소간 유사합니다.기존 건물은 개조와 비교하여 총 주요 에너지소비가 4~15% 증가하는 것으로 나타납니다.
[일반주택에서 경질 우레탄폼 단열재 바닥단열]
(3) 비재생 주요 에너지 투입(원료 포함)
[시간 경과에 따른 비재생 주요 에너지소비]
비재생 주요 에너지소비에 미치는 영향은 목 섬유를 제외하고 총 주요 에너지소비는 유사합니다. 주요 에너지소비의 많은 부분은 재생되는 반면, 비재생 에너지의 많은 부분은 수명으로 보상됩니다.
[시간 경과에 따른 비재생 주요 에너지소비(주요 에너지 투자 이익에 초점)]
목 섬유는 소각을 피해야 전체적인 비재생 에너지소비에 직접적인 효과를 가져옵니다. 그리고 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)와 유리섬유 단열재는 지붕 보수로 비재생 에너지소비가 아닌, 열 성능 개선으로 에너지절감의 보상으로 가장 짧은 약 1.5년을 나타냅니다. 암면(SW) 단열재는 새로운 구성 요소의 설치를 위해 소비된 비재생 애너지의 균형을 위하여 약 5년이 필요합니다.
[건물 구성요소에서 비재생 주요 에너지]
[오피스텔 건물에서 경질 우레탄폼 단열재 바닥단열]
(4) 기후 변화(Climate change)
[시간 경과에 따른 기후변화]
기존에 위치하는 건물 구성요소의 제조(시멘트 제조공정에서 석회로 석회석의 화학적 변환에서 CO2 방출)와 관련하여 몇 가지 공정 배출은 기후 변화에 영향을 미치고, 비재생 주요 에너지소비(화석연료)를 직접적으로 반영합니다.
[시간 경과에 따른 기후변화(투자 이익 관점)]
유리섬유 및 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)는 지붕 보수공사로 인한 온실가스 배출량은 에너지절약과 관련되어 보상은 약 2년의 짧은 시간을 나타납니다. 새로운 구성 요소의 설치로 인한 기후변화 영향의 균형을 위해 약 5년이 필요합니다. 목 섬유 소각을 피해야 전체 온실가스(Greenhouse gas, GHG) 배출량에 대한 직접적인 이익을 가져올 수 있습니다. 사용 방법의 준수는 비판되지만, 이 결과는 신중하게 고려되어야 합니다.
[건물 구성에서 기후변화]
지붕 보수공사로 설치된 재료의 기후변화에 미치는 영향은 기존 건물의 영향에 -15%~11% 사이로 나타납니다. 목재로 만든 외부 개방은 이산화탄소를 배출하지 않습니다.
[공공건물에서 경질 우레탄폼 단열재 외벽단열]
(5) 산성화
[시간 경과에 따른 산성화]
자연환경(공기, 물, 토양)의 산성화는 연소 과정에서 방출되는 질소 산화물과 황에 주로 기인됩니다. 보수공사로 산성화에 미치는 영향은 거의 없지만, 암면 단열재는 연구기간 동안 보수할 것으로 보이며, 일정량의 산 배출을 나타낼 것입니다.
[구성 요소에 대한 산성화]
암면의 산성화에 대한 높은 영향은 그림에 표시되어 있습니다. 그것은 외벽에 100mm 암면 단열재와 지붕에 600mm 단열재로, 지붕에 암면 단열재는 235mm로 대체되고 있으며, 기존 건물의 단열재의 산성화 영향에 절반을 차지합니다. 그 결과, 다른 연구에서 기존 건물의 3%를 차지하고 있는 반면에, 지붕 보수를 위하여 설치된 단열재는 기존 건물의 산성화 영향에 19%를 나타냅니다.
[공공건물에서 경질 우레탄폼 단열재 외벽단열]
(6) 유해 폐기물의 최종 처리
[시간 경과에 따른 유해 폐기물 발생]
유해성 폐기물은 건물이나 구성 요소가 수명이 다했을 때 주로 발생하는 폐기물로 정확히 영향을 나타내지 않고 시간에 걸쳐 위해성 폐기물을 생성하며, 이는 건설 연도를 대신해 철거 또는 교체 년도에 사실상 할당됩니다. 이것은 EPDs에서 집계된 형식으로 현재 LCI 데이터의 가용성 때문입니다.
그러나 새로운 단열재의 설치는 건물의 기능 단위에서 건축 재료보다 더 유해한 폐기물을 발생하고, 에너지 생산으로 유해 폐기물에 대한 비용 절감을 즉각적으로 제공합니다.
[구성 요소 수준에서 유해 폐기물 발생]
그림에서와 같이 유해 폐기물은 주로 외부 문과 창문에서 발생됩니다. 지붕 보수공사의 영향은 무시할 수 있습니다.
[공공건물 창호부위 경질 우레탄폼 단열재 설치]
(7) 비유해 폐기물의 최종 처리
[시간 경과에 따른 비유해 폐기물 발생]
보수 공사 후 에너지절약의 이익은 유해 폐기물의 감소와 비교하여 비유해 폐기물의 발생은 감소하지 않습니다. 비유해 폐기물의 발생은 보수를 통하여 많은 이익이 아니고, 보수 공사로 설치에 인한 영향은 유리섬유 및 암면 건축물에서는 복구되지 않는 반면, 경질 우레탄폼 단열재(우레탄보드)와 목 섬유의 에너지절감은 보수 작업으로부터 12년 후 유해 폐기물을 보상 또는 즉시 균형을 이룹니다.
위의 그림은 건물 구성 요소가 수명 주기를 통하여 비유해 폐기물 발생의 주요 원천을 볼 수 있습니다.
(총 비유해 폐기물 발생의 약 3/4)
[구성 요소 수준에서 비유해 폐기물 발생]
내력벽이 0.5%를 생성하는 반면, 기존 건물에 대한 비유해 폐기물의 발생은 2/3가 마감에서 발생합니다. 따라서, 보수하여 설치된 단열재는 기존 건물에 설치된 단열재에 관하여 약 10% 만큼의 영향을 가집니다.
[오피스텔 건물에서 경질 우레탄폼 단열재 바닥단열]