Building a better world—and future-proof buildings—with sustainable design
Discover the transformative impact of sustainable design in building and operating more energy-efficient, eco-friendly structures.
Sustainable design is an approach to designing, building, and maintaining structures that considers economic, social, and environmental impacts.
Designing for sustainability looks at the materials used and the design processes to lessen the built environment’s negative impacts, now or in the future.
Increasing concerns about climate change and the impacts on the environment are pushing companies to consider sustainable practices for builds and renovations.
Advanced technologies such as the Internet of Things (IoT) and artificial intelligence (AI) can help architects, engineers, and builders be more efficient and make better choices across the spectrum of options in design and construction.
https://www.autodesk.com/design-make/articles/sustainable-design
지속 가능한 설계는 경제적, 사회적, 환경적 영향을 고려하여 구조물을 설계, 건설 및 유지하는 접근 방식입니다.
지속 가능성을 위한 설계는 현재 또는 미래에 건축 환경의 부정적 영향을 줄이기 위해 사용되는 재료와 설계 과정을 살펴봅니다.
기후 변화와 환경에 미치는 영향에 대한 우려가 커지면서 기업들은 건물 건설 및 보수에 있어 지속 가능한 관행을 고려하게 되었습니다.
사물 인터넷(IoT) 및 인공지능(AI)과 같은 첨단 기술은 건축가, 엔지니어, 건설업체가 설계 및 건설 과정에서 다양한 옵션에 대해 효율성을 높이고 더 나은 선택을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.
지속 가능한 디자인, 즉 에코 디자인 또는 그린 디자인이라고도 불리는 지속 가능한 디자인은 단순히 건물에 재활용 또는 친환경 자재를 사용하는 것을 넘어섭니다. 기업이 건축 과정과 수명 주기 전반에 걸쳐 건물의 영향을 줄이는 장기적이고 환경 친화적인 디자인 방안을 모색, 제안, 실현하도록 지원하는 것이 목표입니다.
오늘날 기업들은 지속 가능한 건물 설계가 해결해야 할 과제이자 선도적인 역할을 할 수 있는 기회임을 인식하고 있습니다. 기업들이 더욱 환경적으로 책임 있는 방식으로 전환함에 따라, 경쟁을 촉진하고 잠재 고객의 관심을 높이는 기준을 마련하게 됩니다.
하지만 지속가능성을 위한 디자인은 초기 단계에만 국한되지 않습니다. 지속가능한 디자인은 계획부터 유지 관리, 그리고 최종 해체에 이르기까지 프로젝트 전반에 걸쳐 구축되어야 합니다. 업계 선도 기업들은 친환경 디자인, 제품, 그리고 시공을 적극적으로 추진하고 있습니다. 이러한 디자인, 제품, 그리고 시공은 현재에도 유용하고, 자원과 환경에 미치는 영향도 적으며, 미래를 위한 좋은 선택이며, 미국과 다른 국가들이 파리 협정 및 기타 기후 이니셔티브의 목표를 향해 나아가도록 이끌기 때문입니다.
건축 환경은 전 세계 에너지 소비의 40%를 차지합니다 . 건물 건설 및 운영 과정에서 에너지 소비를 줄이는 것은 넷제로 목표 달성에 큰 도움이 될 수 있습니다. 지속 가능한 건물 설계에는 고려해야 할 사항이 많으며, 이를 채택하는 기업은 건물 자체만큼이나, 어쩌면 그보다 더 오래 지속되는 효과를 누릴 수 있을 것입니다.
건축에서 지속 가능한 디자인이란 무엇인가?
지속가능한 디자인은 설계, 조달, 시공, 유지관리, 해체 등 모든 단계에서 건물의 지속가능성을 고려합니다. 지속가능한 디자인의 목표는 폐기물을 줄이고, 삶의 질을 향상시키며, 환경에 미치는 영향을 줄이는 것입니다.
지속 가능한 디자인의 시급성
도시적 환경에서 부분적으로 철거된 콘크리트 건물이 노출된 철근과 잔해로 서 있고, 주변에는 현대적인 유리 고층 빌딩이 있습니다.
건설 산업은 전 세계 고형 폐기물의 약 3분의 1을 차지합니다.
디자인 분야에서 지속가능성에 대한 관심이 매년 높아지는 이유를 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 지구 온난화, 기후 변화, 그리고 환경은 이러한 변화의 직격탄을 맞고 있으며, 이는 인간의 생활 환경에도 심각한 영향을 미치고 있습니다. 기업들은 낭비가 심하기로 악명 높은 건설업을 덜 해로운 분야로 만드는 데 대한 긴박감을 느끼고 있습니다.
제품 수명 동안 발생하는 배출량의 80%가 제품 설계 단계에서 결정되는 것으로 추산됩니다 . 이는 건축 및 건설 산업에도 적용됩니다. 실제로 건설 산업은 전 세계 천연자원 채굴의 30% 이상 을 담당하고 있으며, 연간 고형 폐기물의 30%를 배출합니다 . 이러한 폐기물에 건축 및 건설 산업의 성장을 곱하면, 2060년까지 전 세계 건물 면적은 2조 5,000억 평방피트(약 7,000조 제곱미터) 증가할 것입니다. 이는 매달 새로운 뉴욕시를 건설하고 그에 상응하는 폐기물을 배출하는 것과 같습니다.
지금이 바로 끊어진 순환 고리에 발을 들여놓고 방향을 바꿔야 할 때입니다. 말 그대로 말입니다. 대부분의 건설은 건물이나 제품의 수명 종료 단계를 고려하지 않는 선형 경제 모델을 기반으로 합니다. 이는 폐기물에 의존하는 생산 방식입니다. 하지만 현명하고 효과적이며 지속 가능한 설계 원칙은 이러한 유형의 설계로의 전환을 더 쉽게 만들어 줄 뿐만 아니라 프로젝트의 모든 이해관계자에게도 보람을 줄 수 있습니다.
지속 가능한 디자인 원칙
햇빛이 채광창을 통해 넓고 현대적인 아트리움으로 쏟아져 들어오고, 유리 벽과 흰색 계단이 개방적이고 여러 층으로 된 공간을 만들어냅니다.
지속 가능한 디자인은 빛과 공기에 대한 접근성 등 실내 환경에 대한 선택의 영향을 고려해야 합니다.
"줄이고, 재사용하고, 재활용하라"라는 문구는 지속 가능한 디자인을 위한 좋은 지침으로 남아 있습니다. 이는 달성 가능한 목표를 가진 실질적인 전략이나 원칙으로 해석될 수 있습니다.
에너지 효율: 지속 가능한 설계에서 에너지 효율은 매우 중요합니다. 현장에서 에너지 소비를 줄이는 것은 비용 절감에 도움이 될 뿐만 아니라, 자재 생산 및 건물 운영 방식에 사용되는 에너지도 고려합니다. 건설업자와 건축가는 다양한 소프트웨어를 사용하여 에너지 사용을 시뮬레이션하고 더 스마트한 선택을 위한 재설계를 할 수 있습니다.
재료 선택: 기초를 쌓는 데 사용되는 재료부터 벽에 칠하는 페인트까지, 건축 프로젝트는 수백, 아니 수천 가지의 재료 선택이 필요하며, 각각은 보다 지속 가능한 결정을 내릴 수 있는 기회를 제공합니다. 무독성 재활용 재료는 시작일 뿐입니다. 건축업자와 엔지니어는 또한 Embodied Carbon Calculator( EC3 )라는 오픈 소스 도구 덕분에 재료의 구체화된 탄소 비용을 계산할 수 있습니다. 이를 통해 건축업자와 고객은 재료를 선택하고 운송하기 전에 재료의 지속 가능성 "비용"에 대한 통찰력을 얻어 보다 지속 가능한 선택을 할 수 있습니다. Autodesk의 자체 도구인 AECO 포트폴리오의 일부인 Total Carbon Analysis는 모든 결정의 탄소 사용량에 대한 통찰력을 제공하여 에너지 사용량을 줄이고 건물과 구조물의 장기적 사용의 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 됩니다.
물 절약: 기후 변화는 자원의 변화도 의미합니다. 예를 들어, 세계 여러 지역에서 수자원이 부족해지거나 불안정해지고 있습니다. 지속 가능한 설계는 건설 중뿐만 아니라 프로젝트 완료 후에도 물 사용과 폐기물 발생을 고려해야 합니다. 토종 식물과 나무가 환경의 수분을 유지하는 데 도움이 될 수 있을까요? 폐수를 건물 냉방에 사용할 수 있을까요? Autodesk의 수력 모델링 소프트웨어는 강우 유출 및 기타 자연 수원의 영향을 측정하여 지속 가능한 물 사용 계획을 수립할 수 있습니다. 일부 소프트웨어는 엔지니어가 하수 및 상수도망을 계획하고 홍수와 같이 사용량이 많은 상황에서 마모 및 성능을 예측하는 모델을 실행하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
실내 환경 품질: 지속가능성을 고려한 설계는 물리적인 건물과 구조 그 이상을 고려합니다. 공기 질, 온도 조절, 빛과 공기 접근성 등 실내 환경에 미치는 선택 사항의 영향도 고려합니다. 건축가와 설계자는 Revit을 사용하여 신축 공간의 가능성을 구상합니다. BIM 모델은 다양한 상황을 시뮬레이션하고 각 상황의 잠재적 결과와 요구 사항을 구체적으로 제시하여 건축가와 설계자가 외부 공간만큼이나 면밀하게 고려되고 계획된 실내 공간을 조성하는 데 도움을 줍니다.
재사용 및 생분해성을 고려한 설계: 건물은 다른 설계된 제품과는 다릅니다. 수명은 확실히 길지만, 설계 및 개발 단계에서는 최종 용도가 불분명하거나 알려지지 않는 경우가 많습니다. 좋은 지속가능 설계는 다양한 시나리오를 계획하고 건물의 모든 실제 사용 단계에 맞춰 사전 조건을 설정할 수 있습니다.
오염 최소화: 지속 가능한 설계의 경우, 오염 최소화는 단순히 폐기물을 줄이는 것 이상의 의미를 지닙니다. 예를 들어, 친환경 인증 기준을 충족하는 아름다운 건축물을 짓는 것은 훌륭하지만, 직원이나 입주 예정자로부터 너무 멀리 떨어져 있어 통근 시 오염 물질이 더 많이 발생한다면 어떻게 될까요? 지속 가능한 설계는 순 영향을 이해하기 위해 더 넓은 범위의 "오염"을 고려해야 합니다. Revit 의 Autodesk Insight는 건물의 모든 요소 및 그 이상의 탄소 사용량을 모델링할 수 있습니다. 이 데이터를 활용하여 재료 및 설계에 대한 더 나은 선택을 내릴 수 있으며, 건물이 오래되어도 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다.
기술이 어떤 역할을 하는가
보조 기술은 지속 가능한 원칙을 설계에 통합하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 모든 단계에서 애플리케이션과 소프트웨어는 건축가나 엔지니어가 설정한 목표와 기준에 따라 프로젝트를 계획, 제작, 재구성할 수 있습니다. 인간은 현실 세계의 경험을 활용하는 반면, 기술은 이미 이루어진 것을 넘어 가능한 것으로의 선택을 가능하게 합니다.
지속 가능한 건축에서 엔지니어링의 역할
엔지니어는 현대 사무실에서 일하면서 대형 컴퓨터 화면에서 기술 설계를 연구합니다.
엔지니어는 지속 가능한 디자인 개념을 현실로 구현합니다.
제품이나 건물의 영향은 대부분 설계 초기 단계에서 결정되지만, 프로젝트 파트너가 영향을 미치는 것은 이때뿐만이 아닙니다. 성공적인 지속가능 설계는 설계 단계부터 시공 전, 시공, 심지어 유지관리 및 해체 단계까지 이어집니다.
엔지니어는 실제 비용과 실제 자재를 사용하여 설계를 실제적인 실체로 구현합니다. 엔지니어, 건축가, 디자이너, 그리고 심지어 고객 간의 협력은 설계의 지속가능성 목표 달성에 매우 중요합니다. 다시 말해, 엔지니어는 탄소 순배출량 제로를 약속하는 설계와 실제 탄소 순배출량 제로를 달성하는 설계 사이의 간극을 메웁니다. 이를 통해 엔지니어는 건축가의 다음 프로젝트를 개선하고 건축 환경에 더 큰 지속가능성을 구축할 수 있는 새로운 아이디어와 피드백을 제공합니다.
운영 및 유지 관리 관행
미래지향적인 고층 빌딩이 하늘을 반사하고, 디지털 네트워크 아이콘이 이미지 위에 겹쳐져 스마트 기술 통합을 보여줍니다.
인터넷에 연결된 센서가 실시간으로 건물 성능을 모니터링합니다.
기술은 설계자와 엔지니어가 자재의 영향, 건물 냉난방 비용, 그리고 건설 현장의 환경적 영향을 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 소프트웨어와 애플리케이션은 건물이 직면할 수 있는 거의 모든 상황을 시뮬레이션할 수 있으며, 지속 가능한 설계의 일환으로 설계자, 건축가 또는 시공자는 상황에 맞춰 조정할 수 있습니다. 또한 인공지능(AI)이나 빌딩 정보 모델링(BIM)과 같은 첨단 기술을 활용하여 시대를 앞서 나가고 건물의 수명을 연장할 수 있습니다.
즉, 시뮬레이션을 통해 냉각탑 팬을 얼마나 빨리 교체해야 하는지, 그리고 정기적인 유지 관리를 통해 제품 수명을 얼마나 연장할 수 있는지 예측할 수 있습니다. 사물 인터넷(IoT) 장치는 장비를 실시간으로 모니터링하여 잠재적인 인프라 문제를 사전에 파악하여 비용이 많이 드는 고장을 방지할 수 있습니다.
실시간 센서와 스마트 빌딩 기술은 건물 사용에 따른 영향을 이해하고 지속 가능성을 개선하거나 낭비를 최소화하기 위해 무엇을 조정해야 하는지 알려주는 데에도 도움이 됩니다.
이러한 기술과 도구는 친환경 솔루션 그 이상을 제공합니다. 상당한 비용 절감 효과도 가져옵니다. 신축 건물의 경우 첫해 운영비 평균 절감률은 10.5%이며, 5년간 비용 절감률은 16%를 넘습니다.
지속 가능한 디자인의 미래 트렌드
두 명의 건설 노동자가 청사진을 들고 천장을 올려다보며 실내 건설 현장에서 HVAC를 조사하고 있습니다.
건물 시스템은 공간이 비어 있을 때 열과 조명을 절약하도록 설계될 수 있습니다.
디자인과 생산의 여러 요소와 마찬가지로 지속 가능한 디자인도 빠르게 변화하고 있습니다. 이러한 트렌드를 활용하고, 배우고, 구현하는 것은 지속 가능한 디자인 분야에서 최신 기술을 선보이고 다음과 같은 미래의 가능성을 꿈꾸는 데 도움이 될 것입니다.
스마트 빌딩 기술: 스마트 가전제품이나 스마트 TV처럼, 센서, AI 등을 활용하여 건물을 실시간 모니터링하도록 설정할 수 있습니다. 이러한 정보 흐름은 거주자와 관리자가 데이터를 수집하고 분석하여 피드백, 유지 관리 및 통찰력을 얻는 데 도움이 됩니다. 이 정보는 거주자의 삶의 질을 향상시키고, 낭비를 줄이며, 잠재적인 문제 원인을 파악할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 센서는 건물의 특정 구역이 특정 시간 이후에 사용되지 않음을 보고할 수 있습니다. 해당 구역의 HVAC 시스템은 에너지를 절약하도록 프로그래밍할 수 있으며, 조명은 어둡게 하거나 없앨 수 있습니다. 이러한 방식은 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. 미국 에너지 효율 경제 위원회(ACEEE)는 스마트 기술을 사용하는 기업이 사무실의 에너지 사용량을 18%까지 줄일 수 있다고 밝혔습니다.
패시브 디자인 전략: 패시브 디자인은 다소 부적절한 명칭입니다. 대부분의 경우, 디자인 선택은 매우 의도적입니다. 이는 지역 기후와 입지를 활용하여 능동적인 냉난방의 필요성을 줄이는 디자인을 의미합니다. 건물의 최적 위치를 결정할 때는 지속가능성을 향상시키기 위한 다양한 요소를 고려할 수 있습니다. 예를 들어, 건물은 아침 햇살을 따뜻하게 활용하면서도 오후 햇살이 건물을 너무 덥게 하지 않도록 특정 방향으로 향해야 할 수 있습니다. 이러한 선택을 최적화하기 위해 열용량 기술을 활용하여 가용 태양열을 난방이나 전력으로 활용할 수 있습니다.
고층 주거용 건물의 발코니는 무성한 녹지로 덮여 있으며, 수직 숲이 특징입니다.
생물학적 디자인은 삶의 질을 향상시키거나 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 자연적 요소를 건물에 통합합니다.
생체모방 및 바이오필릭 디자인: 우수한 지속가능 디자인은 건물이 주변 환경과 어떻게 조화를 이루는지, 그리고 건물 환경이 어떻게 현명한 선택에 영향을 미칠 수 있는지 평가합니다. 생체모방은 자연이 가진 최고의 도구를 활용하여 새로운 건축 자재나 에너지 효율을 위한 영감을 제공합니다. 예를 들어, 해양 동물의 방수 기능은 건물에서 유출되는 물을 증가시켜 더 많은 물을 회수하고 자연 환경으로 되돌려 보내는 새로운 소재 개발에 영감을 줄 수 있습니다. 바이오필릭 디자인은 삶의 질을 향상시키거나 지속가능성 목표를 달성하기 위해 자연의 요소를 건축 계획에 통합합니다. 예를 들어, 기업은 나무가 늘어선 옥상 테라스를 조성하여 거주자에게 자연광과 신선한 공기를 제공하는 공간을 제공하는 동시에, 나무를 활용하여 건물에 그늘을 만들어 에너지 비용을 절감할 수 있습니다.
적응적 재사용: 대부분의 건물은 50년 이상 지속되도록 설계되며, 어떤 건물은 그보다 훨씬 더 오래 지속됩니다. 하지만 그 반세기 동안 건물의 용도는 변화할 수 있습니다. 적응적 재사용은 기존 건물을 개조, 현대화, 그리고 재구상하여 새로운 가치를 부여합니다. 친환경 리노베이션이나 개조를 거친 건물은 신축 건물과 유사한 수준의 운영 비용 절감 효과를 보입니다. 첫 12개월 동안 평균 운영 비용은 11.5% 감소합니다(PDF, 2페이지).
지속 가능성 프로그램 관리자의 교훈
질 커츠가 기술을 활용해 지속 가능한 디자인을 건축에 어떻게 적용하는지 알아보세요. (영상: (4분 5초))
질 커츠는 텍사스주 휴스턴에 위치한 건축 및 엔지니어링 회사인 페이지(Page)에서 지속가능성 프로그램 매니저로 근무하고 있습니다. 그녀는 회사의 디자인 선택에 기여하는 동시에 고객과 파트너에게 지속가능성 옵션을 제공합니다.
커츠는 건축학 학사 학위를 취득한 후 인도의 비영리 단체에서 일했습니다. 이 시기에 커츠는 디자이너, 건축가, 그리고 지속가능성 전문가들 간의 더욱 긴밀한 협력의 필요성을 깨닫기 시작했다고 말합니다.
예를 들어, 커츠는 건물 성능 분석을 통해 건축이 고객에게 미치는 환경적 영향을 정량화하여 고객이 선택과 대안을 더 잘 이해할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 매스 연구를 통해 건물에 유리를 통합하는 것의 영향과 그 사용 방식을 입증할 수 있습니다. 유리는 열 획득을 극대화하여 전통적인 HVAC 인프라가 부족한 건물을 따뜻하게 할 수 있으며, 건물 내 유효 일광량을 늘려 전기 요금을 절감하고 거주자의 삶의 질을 향상시키는 데에도 사용될 수 있습니다.
지속 가능한 디자인을 구현하기 위한 실용적인 단계
현대식 사무실에서 대형 화면에 건축 청사진이 표시된 가운데, 세 명의 전문가가 태양광 패널 프로토타입을 검토하며 이에 대해 논의하고 있습니다.
지속 가능한 디자인을 구현하려면 조기에 계획하고, 협업하고, 지속적으로 교육해야 합니다.
지속가능한 디자인을 구현하고 새로운 기술과 기법을 배우려면 지속적인 소통, 교육, 그리고 협업이 필요합니다. 이는 초기 프로젝트 논의 훨씬 전부터 시작되어 최종 설치가 완료된 후에도 계속됩니다. 지속가능한 디자인을 구현하기 위한 실질적인 단계는 다음과 같습니다.
초기 계획: BIM 및 모델링 기술은 프로젝트 초기 개발에 매우 중요합니다. 설계자와 엔지니어가 일정부터 예산까지 프로젝트의 필수 요소를 계획하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 파트너가 특정 영역을 집중적으로 공략하여 낭비를 줄이고, 비용을 절감하고, 탄소 배출을 줄이고, 시공팀의 안전을 강화하는 데에도 도움이 됩니다.
협업: 건설은 수십 명, 때로는 수백 명의 계약자, 설계자, 그리고 하청업체가 필요한 협력적인 산업입니다. 엔지니어링 및 건설 회사인 BAM Ireland는 여러 개의 시공이 포함된 대규모 프로젝트에 통합 계획 기법을 사용했습니다. 파트너에게 일정을 강요하는 대신, 이해관계자들이 기대치와 잠재적 예외 사항을 공유하는 계획 회의에 참여하여 지속가능성을 핵심으로 하는 현실적인 일정을 수립했습니다.
지속적인 교육: 지속가능한 디자인은 지난 10년 동안 급속한 발전을 이루었으며, 지금은 그 변화 속도가 더욱 빨라지고 있습니다. 건축 및 디자인 회사는 지속가능성을 중심으로 여러 단계의 교육과 재교육을 실시해야 합니다. 여기에는 지속적인 교육 과정 및 가상 교육과 같은 공식적인 교육뿐 아니라, 시공 후 회고와 같은 비공식적인 기회도 포함됩니다.
고객 교육: 고객이 지속 가능한 설계를 선택하지 않는다면 아무리 훌륭한 설계라도 큰 효과를 거두지 못할 것입니다. 시뮬레이션 연구를 통해 운영 비용 절감 및 주요 고장과 실패를 예방하는 유지 보수 일정을 확인할 수 있습니다. 하지만 실제 환경에서는 고객이 이러한 선택이 실제로 어떻게 진행되는지 직접 보고 싶어 할 수도 있습니다. 설계자와 시공사는 이전 고객의 결과물을 시연하고, 이를 통해 향후 시공 시 지속 가능한 설계의 효과를 실감할 수 있도록 보여줄 수 있습니다.
기업들이 지속 가능한 디자인을 추진함에 따라, 모두에게 도움이 되는 업계 전반의 변화를 위한 발판을 마련하게 됩니다. 친환경적인 관행에 투자함으로써 기업은 더 푸른 오늘을 만들 뿐만 아니라 더욱 지속 가능한 미래를 보장하게 됩니다.
Building a better world—and future-proof buildings—with sustainable design
https://www.autodesk.com/design-make/articles/sustainable-design
