커튼월 조립생산 방식의 탄소배출량 기반 공정설계 모델 개발

Abstract

기후변화에 대한 온실가스의 영향력을 인식하여 온실가스 감축을 의무적으로 시행하고 있다. 이에 따라 건설업에서도 전과정평가기법을 활용하여 건물의 전과정에서 배출되는 환경부하를 평가하고 있다. 자재생산과 건설시공과정에서 배출되는 환경부하에 대한 연구가 많이 진행되고 관련 프로그램을 개발하고 있지만, 건설자재의 운송단계에 대한 연구는 운송부분이 환경에 미치는 영향을 고려해볼 때 미흡한 실정이다. 본 연구는 이러한 문제인식을 시작으로 자재 생산방식의 탄소배출량 기반 공정설계 모델을 구축하였다. 커튼월과 같은 공장제작 조립자재의 생산방식을 결정하는 전략을 수립할 수 있도록 지원하는 것이 본 연구의 목적이다. 이는 건설 계획 및 설계 단계에서 공급업체의 자재, 생산 공법, 공장 선정 의사결정에 관한 판단의 근거로 활용되어 비용 절감 대안을 입찰 시 제안 가능할 것으로 예상한다. 탄소배출량 기반 공정설계 모델을 개발하기 위해 우선 프리패브건설자재의 공장생산 동향, 화물 유통경로에서 중간 거점 선정과 운송부문이 환경에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 건설자재의 생산 공장 위치선정과 운송단계의 환경부하를 고려해야 하는 중요성을 인지할 수 있었다. 또한, 건설산업에서 활용하는 전과정평가기법에서 운송단계의 산정방법은 연구마다 상이하기 때문에 구축된 운송단계의 데이터베이스의 지속적인 관리가 되지 않아 신뢰성이 떨어지는 것으로 분석되었다. 이상의 이론적 고찰을 토대로 조립자재의 제작 및 생산단계에서 모든 공정을 수행하는 일괄생산체계와 각 공정의 일부 또는 전부를 타 업체에 외주하는 분산생산체계에 적용할 수 있도록 자재가 운송되는 과정에서 발생하는 운송비와 탄소배출량에 관한 모형을 정의하였다. 이를 바탕으로 자재의 생산체계의 선정과 공장의 위치 선택의 근거로 활용될 수 있는 조립생산방식의 탄소배출량 기반 공정설계 모델을 구축하였다. 구축한 모델의 활용성을 검증하기 위해 대표적인 공장생산의 조립자재인 유닛 커튼월의 생산체계를 대상으로 선정하여 검토하였다. 그 결과는 생산 공장과 현장간의 거리가 근접할 경우 일괄생산체계가 우수하였으며, 운송거리가 길어질 경우 생산 공정체계의 선택에 따라 비용의 증가 혹은 절감이 가능한 것으로 나타났다. 즉, 중간 공장의 생산공정과 위치에 따라 비용의 증감이 가능하므로 이에 대한 관리 전략이 중요할 것으로 판단되었다. 그 중에서도 운송비용에서는 거리, 탄소비용에서는 탄소거래가격이 주요 의사결정 변수로 분석되었다. 본 연구의 모델은 자재를 생산하고 운송하는 과정에서의 탄소배출량을 고려한 적정 생산방식과 공장위치를 선정하는 지원도구로써 입찰 제안에서 활용가능하다는 점에서 의미가 있다. 국가 공인 탄소배출계수의 책정, 물류비용(적재, 하역, 포장 등), 공장에 따른 생산비용, 운송장비의 종류를 추가하여 다양한 대안에 대한 종합적인 검토에 대한 연구가 추가적으로 필요한 것으로 사료된다.;The global community should try to reduce the emission of greenhouse gases that cause climate change. Also, construction industry is used life cycle assessment method for estimating emission environmental impact in building life cycle. Many studies have now developed programs of estimating emission environmental impact in construction and manufacturing process. But, there’s little research of construction material transportation process when considering the environmental impact in transportation. This study was developed the process design model for assembly production system that can be used as a basis for selection of plant site and production. The purpose of this study is to support the assembly production decision strategy such as a curtain wall. There was defined to model about the transportation cost and carbon emission which are occurred in the transportation of materials. Production method can be divided two types. One is production process in batch, and another is production process in distribution. And then, This study was built process design model for assembly production of construction materials based in carbon emission that can be used basis of selection to the process and location of plant. As a result, the distance between the production plant and the construction site is closer, the cost of a production process in batch is lower. It is important to the management strategy about the selection of production process and location in assembly plant because of the cost variation. There was analyzed that the deciding factor are the distance in the transportation cost and the carbon trade cost in the carbon cost. The model of this study takes advantage of the possible as a support tool to select the production process and the location of plant base on carbon emission at assembly production and transportation of construction materials in the bid proposal. Further studies are needed for more accurate result to conduct a comprehensive analysis by adding logistic costs, production costs according plant, the type of transportation equipments, the formulation of the carbon emission factor.