녹색건축과목재

Green building and wood

그린빌딩은 앉기부터 설계, 시공, 운영, 유지보수, 개보수, 철거에 이르기까지 라이프사이클 전체에 걸쳐 환경적으로 책임감이 있고 자원 효율이 높은 구조물을 만드는 것을 목표로 하는 기법이다.[1] 미국 종합서비스국(GSA)의 2009년 보고서에 따르면 지속가능한 설계의 GSA 건물 12개를 평가한 결과, 운영비가 적게 들고 에너지 성능이 우수하다고 한다. 또한 입주자들은 일반적인 상업용 건물에 비해 건물 전체에 대한 만족도가 높았다.[2]

책임 있는 출처의 목제품은 신축과 개보수 등 대부분의 녹색 건축 프로젝트에 좋은 선택이다. 나무는 태양으로부터 나오는 에너지를 사용하여 자연적으로 자란다. 재생가능하고, 지속가능하며, 재활용이 가능하다. 효과적인 절연체로서 콘크리트나 강철에 비해 생산에 훨씬 적은 에너지를 사용한다.[3]

목재는 또한 나무의 생육 주기 동안 나무에서 흡수된 탄소를 계속 저장하기 때문에 기후 변화를 완화할 수 있으며, 나무를 강철과 콘크리트와 같은 화석 연료 집약적인 물질로 대체하면 온실 가스 배출이 '방조'되는 결과를 낳기 때문이다.

우드의 자연적인 아름다움과 따뜻함이 학교, 사무실에서 생산성과 성능을 향상시키고 병원에서도 더 나은 환자 결과를 만들어 내는 것으로 나타났다.[4]

수명주기평가

라이프사이클 평가는 요람에서 무덤까지의 공정의 모든 단계(즉, 원료 가공, 제조, 유통, 사용, 수리 및 유지보수, 폐기 또는 재활용에 이르는 원자재로부터)와 관련된 모든 영향을 평가함으로써 환경, 사회 및 경제적 우려에 대한 좁은 전망을 피하는 데 도움이 될 수 있다.

목제품의 수명주기 평가와 관련된 유럽, 북미 및 호주의 과학 문헌에 대한 포괄적인 검토는 무엇보다도 다음과 같이 결론지었다.

  • 화석 연료 소비량, 온실 효과에 대한 잠재적 기여도 및 고체 폐기물의 양은 경쟁 제품에 비해 목재 제품의 경우 경미한 경향이 있다.
  • 설치되었고 적절한 방법으로 사용되는 목제품은 다른 재료에서 기능적으로 동등한 제품과 비교하여 유리한 환경 프로파일을 가지는 경향이 있다.

캐나다 목재 위원회의 연구는 주로 나무, 강철 및 콘크리트로 설계된 2,400 평방피트(220m2) 세 가구의 생애 첫 20년 동안 생애주기 영향을 비교했다. 목재 설계에 비해, 강철과 콘크리트 설계는 더 많은 대기 오염을 방출하고, 더 많은 고체 폐기물을 생산하고, 더 많은 자원을 사용하고, 더 많은 에너지를 필요로 하고, 더 많은 온실 가스를 배출하고, 더 많은 수질 오염을 배출했다.[6]

사용과 폐기를 포함한 전체 수명 주기를 고려할 때, 대부분의 연구는 목제품이 온실 가스 배출량이 더 낮다는 것을 보여준다. 목제품이 비목재 제품보다 온실가스 배출량이 많은 몇 안 되는 경우, 그 원인은 부적절한 사용 후 처분이었다.[7]

건축가가 건축자재의 상대적 환경적 장점을 판단할 수 있는 도구가 있다. 여기에는 북아메리카에서 건물 재고량의 95%를 모델링할 [8]수 있는 ATENA Impact Estimator for Buildings가 포함되며, Athena® EcoCalculator for Assembly는[9] 이전에 Estimator를 사용하여 수행된 상세 평가를 바탕으로 공통 어셈블리에 즉각적인 수명주기 평가 결과를 제공한다.[10] EcoCalculator는 비영리 Athena Sustainable Materials Institute로부터 무료로 이용할 수 있으며, 설계 및 건축 전문가에 의한 LCA의 활용을 촉진하기 위해서입니다.

목재 및 기후 변화

나무가 자라면서 이산화탄소를 흡수해 바이오매스(나무, 잎, 뿌리)에 저장한다. 나무가 분해되거나 타면 저장된 탄소의 상당 부분이 다시 대기 중으로 방출되는데, 주로 이산화탄소로 배출되고, 탄소의 일부는 숲의 잔해와 토양에 남아 있다.[11]

나무가 잘려져 구조용 목재나 가구 등의 제품에 목재를 사용하면 수십 년 이상 탄소를 저장하게 된다. 북미의 전형적인 2,400 평방 피트(2202 m)의 가정에는 29 미터톤의 탄소가 들어 있으며, 이는 5년 동안 승용차를 운전함으로써 발생하는 온실 가스 배출량을 상쇄하는 것과 같은 양이다(휘발유 약 12,500 리터).[12]

목재가 에너지를 위한 화석연료나 건설자재를 온실가스의 발자국이 더 큰 것으로 대체할 때, 이것은 온실가스의 배출을 감소시킨다.[11]

연구에 따르면 목제품은 다른 주요 건축 자재에 비해 평생 온실가스 배출량이 훨씬 적은 것으로 나타났다. 1입방미터의 블록이나 벽돌을 나무로 대체하면 0.75에서 1톤의 이산화탄소를 상당히 절약할 수 있다.[13]

건설 및 기타 장수용 목재 제품의 사용을 늘리고, 화석연료의 바이오매스 대체물로 목재 부산물과 목재 폐기물을 사용하는 것은 대기 온실 가스 안정화에 기여할 수 있다. 목제품 생산을 위한 산림의 지속가능한 관리는 기후변화를 완화하기 위한 전반적인 전략의 실현가능하고 유익한 부분이다.[14]

영국 정부의 지속가능발전 전략인 미래 확보(Future)는 "산림 관행이 국가 산림지구에 의해 대기에서 제거되는 탄소량을 증가시킴으로써 온실가스 배출량을 줄이고, 연료로 목재를 연소시키며, 목재를 대체함으로써 상당한 기여를 할 수 있다"고 말했다. 콘크리트나 강철 같은 에너지 집약적인 재료."

탄소 균형에서 목재의 역할

캐나다의 비영리 연구 단체인 FPInnovations는 라이프사이클 관점에서 목제품 사용으로 인한 대기 온실가스에 미치는 순 영향에 대해 66건의 과학적인 동료 검토 기사에 대한 문헌 검토를 실시했다. 이 보고서는 목제품 대체품이 온실 가스 균형에 영향을 미치는 몇 가지 방법을 보여 주었다.

  • 제조 시 화석 연료 소비량 감소
  • 목재제품이 시멘트 기반 제품을 대체하는 경우 시멘트 제조에 따른 산업 공정 탄소 배출 방지
  • 목재 제품 및 숲에서의 탄소 저장
  • 목재 바이오 연료가 화석 연료를 대체할 때 화석 연료 방출 방지.[15]

에너지 효율

고성능 건축물은 운용 에너지를 적게 사용하므로 건축자재를 추출, 가공, 운반 및 설치하는데 필요한 내장 에너지는 전체 수명주기 에너지 소비량의 30%까지 차지할 수 있다. 미국 LCI 데이터베이스 프로젝트와 같은 연구는 주로 목재로 지어진 건물들이 주로 벽돌, 콘크리트 또는 강철로 지어진 건물들보다 구현된 에너지가 낮다는 것을 보여준다.

캐나다 퀘벡에 있는 유진 크루거 빌딩의 최근 사례 연구는 이 8,000 평방미터의 학술 건물에 채택된 전나무 솔루션으로 철강 및 콘크리트 대체에 비해 구현 에너지가 40% 감소하는 결과를 얻었다고 밝혔다.

2002년 연구에서는 목재, 강철 및 콘크리트로 주로 만들어진 건물 구성요소(예: 벽, 바닥, 지붕)의 생산 에너지 값을 비교한 결과 목재 건설은 에너지 사용 범위가 185~280기가줄(GJ), 콘크리트 사용 범위는 265~521GJ, 철강 사용량은 457~649GJ인 것으로 나타났다. 목재 건설 에너지 범위의 높은 끝은 콘크리트 건설 범위의 낮은 끝과 겹치지만 목재 건설은 일반적으로 다른 재료에 비해 에너지를 적게 사용한다.[16]

패시브 디자인은 대류, 흡수, 방사선, 전도 등 자연적인 프로세스를 사용하여 에너지 소비를 최소화하고 열적 쾌적성을 개선한다. 유럽의 연구자들은 목재가 내열성, 자연마감성, 구조적 무결성, 경량, 내후성 등 특성의 독특한 조합으로 인해 패시브 빌딩의 개발에 적합한 재료로 확인하였다. 패시브 디자인은 구조용 목재 패널의 사용을 통해 북미의 작은 건물들에 통합되기 시작하고 있다.

그것의 세포 구조와 많은 작은 공기 주머니 덕분에, 목재는 대부분의 기후에서 더 나은 자연 절연체로서 강철보다 400배, 콘크리트보다 10배 더 좋다. 강철과 콘크리트가 동일한 열성능을 얻으려면 더 많은 절연이 필요하다.[17]

2002년 미국주택건설협회(National Association of Home Builders Research Center Inc.)[18]가 작성한 한 연구는 거의 동일한 측면 주택 두 곳의 장기 에너지 사용량을 비교했는데, 하나는 전통적인 치수 목재 프레임이고, 두 번째는 냉간 성형 강철 프레임이다. 철골 주택은 겨울철 천연가스를 3.9%, 여름철에는 10.7% 더 많이 사용하는 것으로 나타났다.

건강과 웰빙

고형 목재 제품, 특히 바닥재는 거주자가 먼지 또는 기타 미립자에 대한 알레르기가 있는 것으로 알려진 환경에서 종종 지정된다.

목재 자체는 저알레르기성으로 간주되며 표면이 매끄러워 카펫처럼 부드러운 마감에 공통적으로 입자가 쌓이는 것을 방지한다. 목재 제품을 사용하면 공기 중의 수분을 흡수하거나 적당한 습도로 방출하여 공기 질을 개선할 수도 있다.[19] 브리티시 컬럼비아 대학과 FPInnovations의 연구에 따르면, 한 방에 목재가 시각적으로 존재하면 거주자의 교감신경계(SNS) 활성화가 저하되어 목재와 인간의 건강 사이의 긍정적인 연관성이 더욱 확립된다고 한다. SNS 활성화는 인체가 스트레스에 대처하기 위해 스스로 준비하는 방법이다. 즉각적인 위협에 대처하기 위해 소화, 회복, 회복 기능을 억제하면서 혈압과 심박수를 높인다. 단기적으로는 필요하지만, SNS가 활성화된 상태에서 장기간 지속되는 것은 신체의 생리적, 심리적 건강에 부정적인 영향을 미친다.

이 연구는 과학적으로 신뢰할 수 있는 증거를 바탕으로 생산성 향상과 웰빙과 같은 다른 긍정적인 결과와 건강 증진을 추구하는 성장 분야인 증거 기반 설계(EBD)의 도구로서의 목재의 가치를 뒷받침한다. 지금까지 EBD는 주로 의료와 특히 환자 회복에 초점을 맞춰왔다.

폐기물 감소

그린 빌딩은 건설 중에 에너지, 물, 자재가 낭비되는 것을 피하려고 한다. 설계 및 건축 전문가는 예를 들어, 적절한 크기의 골격 부재나 사전 제작 및 엔지니어링된 구성품을 사용하여 설계 최적화를 통해 건설 낭비를 줄일 수 있다.

목재 산업은 제재소 운영을 최적화하고 목재 칩과 톱밥을 사용하여 종이와 복합 제품을 생산하거나 재생 가능한 바이오 에너지의 연료로 사용함으로써 비슷한 방식으로 폐기물을 감소시킨다. 북미의 목재 생산업자들은 수확하여 방앗간으로 가져온 모든 나무의 98퍼센트를 사용한다.[21]

내용연수가 끝날 때 구조물을 철거하기보다는 매립지에 버리는 대신 유용한 건축자재를 회수하기 위해 해체한다.[22]

적절하게 사용하면 나무, 콘크리트, 그리고 강철은 수십 년 또는 수 세기 동안 지속될 수 있다. 북아메리카에서는 구역제 변경과 토지 가치 상승과 같은 외부적인 힘 때문에 대부분의 구조물들이 철거된다. 유연성과 적응성을 위한 설계는 건축자재에 내재된 에너지에 대한 최대의 가치를 확보한다.

목재는 다재다능하고 신축성이 좋아 개보수에 가장 손쉬운 건축자재다. 목조건물은 방을 새로 추가하거나 창문이나 문을 옮기는 것을 포함하든, 변화하는 요구에 맞게 재설계될 수 있다.[23] 목재 구조는 재료가 매우 가볍고 작업하기 쉽기 때문에 일반적으로 새로운 용도에 적응하기 쉽다. 철골 구조 변경에 필요한 기술과 장비를 갖춘 주택 소유자 또는 전문 개조업자는 거의 없다.[24]

구조용 목재 부재는 일반적으로 약간의 변형이나 낭비만 있어도 동일하거나 유사한 용도로 재활용하거나, 창틀이나 문틀과 같은 대체 제품으로 리메이크 및 패션을 할 수 있다. 매립지에 들어가는 목재의 양을 줄이기 위해 CO2중립동맹(정부, NGO, 산림산업 등이 연합한 연합체)은 웹사이트 dontwastewood.com을 만들었다. 현장에는 목재 재활용에 관한 정보를 찾는 규제자, 자치단체, 개발자, 계약자, 소유자/운영자 및 개인/주택 소유자를 위한 자원이 포함된다.

책임소싱

목재는 지속해서 관리하는 숲에서 나오는 한 건설에 대한 책임 있는 환경적 선택이다. 불법 벌목과 불법 벌목된 목재에서의 국제 무역은 개발도상국의 많은 목재 생산국들에게 중요한 문제다. 그것은 환경 파괴를 일으키고, 정부에게 수십억 달러의 세입 손실을 입히고, 부패를 조장하고, 법치를 훼손하고, 훌륭한 통치와 무장 충돌을 자금으로 만든다. 소비국들은 그들이 산 목제품이 알려진 합법적인 공급원으로부터 나오도록 보장함으로써 그들의 구매력을 사용할 수 있다.[25]

땅이 농업이나 주택 등 다른 용도로 전환되는 삼림을 영구적으로 제거하는 삼림 벌채는 개발도상국에서도 상당한 문제가 되고 있으며, 전 세계적으로 온실가스 배출량의 17%를 차지한다.

파괴에 가장 취약한 산림은 세계 열대지방에 있는데, 1990년부터 2005년까지 삼림파괴율이 연간 3200만 에이커(130,000km2)로 추정되었다. 2007년 세계 산림 현황 보고서에 따르면 "1990년부터 2005년까지 전 세계는 산림 면적의 약 3%를 잃었지만 북미의 경우 전체 산림 면적이 사실상 일정하게 유지됐다"고 한다. 임야가 다른 용도로 전환되면, 삼림 벌채의 일부를 산림녹화로 상쇄할 수 있다. 예를 들어 오랫동안 나무가 없는 땅에 나무를 심는 것과 같은 것이다.[26][27]

자발적인 제3자 산림 인증은 산림 운영의 환경 및 사회적 성과를 전달하는 신뢰할 수 있는 도구다.[28] 산림인증을 통해, 독립된 기관이 좋은 산림관리 기준을 개발하고, 독립된 감사인은 그 기준에 부합하는 산림운영에 증명서를 발급한다. 이 인증은 숲이 (특정 표준에 의해 정의된) 잘 관리되고 있는지 검증하고 인증된 목재 및 종이 제품이 법적 책임 있는 출처에서 나오도록 보장한다.[28]

친환경건축물등급제

2010년 캐나다 브리티시 컬럼비아에 있는 라이트하우스 지속가능한 건물 센터의 연구는 세계 주요 자발적인 녹색 건물 등급 시스템이 목재를 통합하는 방법을 조사했다. 북미의 단독주택에 대한 등급제가 목재 제품을 가장 많이 포함하고 북미 이외의 상업용 건물과 건물에 대한 등급제가 가장 적게 포함된 것으로 나타났다.[29] Systems studied included BREEAM (United Kingdom), Built Green (United States and Canada), CASBEE (Japan), Green Globes (United States), Green Star (Australia), LEED (launched in United States and used in countries such as Canada, China, India and Mexico), Living Building Challenge (United States and Canada), the NAHB – National Green Building Prog램(미국) 및 SB 도구(캐나다 및 영국).

대부분의 경우, 등급 시스템은 인증된 목재, 재활용/재사용/살금재, 재료의 국소 소싱 등의 분야에서 목재 사용에 대한 크레딧/포인트를 제공한다. 경우에 따라서는 건축 기법 및 기술(첨단 프레임 등)과 폐기물 최소화 등이 인정되어 모든 목재 접착제, 레진, 엔지니어링 및 복합 제품에는 첨가된 요소 포름알데히드가 없으며 VOC(휘발성 유기화합물) 함량에 엄격한 제한이 있어야 한다는 요구가 대부분이다.

LEED 공인 목재 크레딧

참고 항목: 인증목재

2010년 12월, 미국 그린빌딩 위원회는 에너지 및 환경설계 리더십(LEED) 등급제도에 인증된 목재 정책을 다시 쓰자는 제안에 대해 회원국들로부터 충분한 찬성표를 얻지 못했다. LEED는 설립 이래 포레스트 스튜어드십 위원회 기준에 따라 인증된 목재만 받아왔다.[30] 미국에서 가장 큰 제3자 숲 인증 표준인 FSC(Forest Stewardship Council, FSC)와 SFI(Sustainable 임업 이니셔티브)는 제안된 벤치마크에 반대했다. FSC는 그들의 엄격함에 의문을 제기했고 SFI는 그 과정이 지나치게 상세하고 복잡하다고 주장했다.

미국 국립 산림보호협회, [33]캐나다 산림연구소, 미국 [34]산림보호협회[35] 등 다수의 단체들은 목재를 녹색 건축 재료로 사용하도록 장려하기 위해 LEED가 신뢰할 수 있는 모든 인증 프로그램을 인정해줄 것을 요구했다.

유엔 유럽/식량농업기구 경제위원회는 2008-2009년 산림 생산물 연례 리뷰에서 녹색 건축 이니셔티브(GBI)가 목재 제품의 혼합 복이 될 수 있다고 밝혔다. "특정 산림 인증 브랜드에 대한 독점적 인정을 제공하는 GBI 표준은 목재의 환경적 장점을 폭넓게 평가하는 희생을 감수하면서 이들 브랜드에 대한 수요를 촉진하는 데 도움이 될 수 있다." [36]

UNECE/FAO는 2009-2010년 검토에서 인증제도 간 정합화가 점차 심화되고 있다고 보고했다. "몇 년 동안, 이전에 (인증)제도를 분열시켰던 많은 문제들이 훨씬 덜 뚜렷해졌다. 현재 가장 큰 인증 시스템은 일반적으로 동일한 구조적 프로그램 요건을 갖추고 있다."[37]

참조

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