아직은 개발 단계에 있지만 새로운 소재 및 방법 도출을 통한 건설업 분야의 혁신이 탄소배출 저감 및 에너지 효율 개선에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이와 관련하여 주택보유자 및 건축학자들에게 이러한 새로운 소재 및 방법이 성능과 장기적인 재정 혜택을 제공할 수 있다는 것을 확신시키는 일이 중요한 도전으로 떠오르고 있다.
유럽의 일반 가정은 온실가스 배출의 32%, 에너지 소비의 42%와 연관되어 있다. 시멘트를 단독으로 생산하는 일은 CO2 배출의 5% 밖에 차지하지 않는다. 이와 반대로 바이오 기반의 단열은 일반 건물에 사용되는 소재 대비 에너지 내제 수준이 낮다. 또한 원료 물질은 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소를 이용하기도 한다.
ModCell의 Craig White는 "바이오 기반 물질의 장점은 증가하고 있는 식량의 부산물이라는 점이다. 우리는 탄소를 이용하여 설계를 할 수 있다. 탄소를 문제의 근원으로 보기 보다는 긍정적인 혁신의 하나로 관계를 재구성할 수 있다"고 말한다. ModCell은 유럽 프로젝트인 ISOBIO에서 협력하고 있는 학교, 연구 및 산업기관 중 하나이다. ISOBIO 프로젝트는 일반 소재 대비 20% 성능이 개선된 바이오 기반의 단열 물질을 도출하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 건물에 사용되는 에너지 중 5%를 절감할 수 있으며, 비용도 15% 절약할 수 있다.
바이오 기반의 단열 소재를 생산하는 회사들은 변화를 수용하려는 사용자나 제품에 익숙한 사용자 모두에게 장점을 부여한다. 유럽건축사협회(Architects` Council Europe, ACE)가 수행한 한 연구에 따르면 건축사들의 94%는 새롭고 혁신적인 단열 물질을 고려할 수 있다고 답했다.
혁신은 새로운 단열 소재 생산회사들에게 중요한 시장이다. BPIE(Buildings Performance Institute Europe)에 따르면 유럽에 있는 가정의 40% 이상이 에너지 효율이 별로 중시되지 않았던 1960년대 이전에 만들어졌기 때문에 단열 성능도 낮은 것으로 나타났다. 주택 보유자들 중에서 단열의 중요성에 대한 인식을 확대하는 일은 중요한 고려사항이다. 주택 보유자들은 예를 들어 가전제품을 업그레이드하고 에너지 저장용 전구를 설치하려는 경향은 있지만 벽과 지붕의 단열 물질을 새롭게 도입한다면 엄청난 절약의 기회를 만들 수 있다는 점은 잘 인식하지 못한다.
ACE 조사의 담당자인 Veronika Schröpfer는 바이오 기반의 단열 물질이 틈새시장에서 주류 시장으로 성장할 것이고, 새로운 기술적 요구는 큰 장애물이 되지 않을 것이라 믿고 있다. Schröpfer는 새로운 건물 소재가 공통적으로 사용되는 물질과 동일한 방법으로 적용되고 있으며, 이러한 경우가 아닐 경우 제조자들이 교육을 제공하고 있다고 말한다. 그녀는 이와 관련한 문제는 다양한 유럽 국가들의 가격 및 규제와 관련된 내용이라고 설명하였다.
Schröpfer는 "기존의 제품들과 성능 및 가격 면에서 새로운 물질을 빠르게 비교할 수 있도록 필요한 인증을 갖추고 제품 정보를 투명하게 만드는 일은 건축사를 위해 중요하다. ISOBIO 프로젝트가 극복해야 하는 도전은 이들 제품의 성능이 시장 수요에 적합한 가격 수준에서 제품이 시장에 진입되도록 하는 일"이라고 말했다. 유럽 건설산업은 지난 2년 동안 상황이 호전되었다. 2013년에 마이너스 성장을 경험한 후 올해 2.1% 성장하였으며, 향후 5년간 2% 이상 성장할 것으로 예상된다.
이는 건축과 관련하여 그린 프로젝트들이 수소이지만 증가하고 있다는 것을 의미한다.WorldGBC(Word Green Building Council)의 시장보고서는 건축사와 엔지니어의 60%가 지속가능한 건설과 관련된 프로젝트를 진행하고 있으며 이는 최근 4년간 비교했을 때 두 배가 넘는 수준이라고 보고하였다. 보고서는 산업 소비자들은 새로운 혁신을 통해 성능을 개선하는 것 이외에 환경적 영향을 줄여야 한다고 주장하였다.
Low carbon materials to capture the imagination of homebuilders and owners
Innovation in the construction industry will play an important role in reducing emissions and improving energy efficiency, though developing new materials and methods is only half the battle. Convincing architects and homeowners of the performance and long-term financial benefits of a new product presents a significant challenge.
In Europe, households are responsible for 32 percent of greenhouse gas emissions and 42 percent of energy. Cement production alone contributes to 5 percent of manmade CO2 emissions.
By contrast, bio-based insulation typically has much lower "embodied energy" levels compared with more conventional building materials. Furthermore, the source materials themselves sequester atmospheric carbon dioxide via photosynthesis.
"The beauty of bio-based materials is that they are often a byproduct of growing our food. We can build with carbon. Instead of seeing carbon as a problem, we can recast our relationship with it to one of positive innovation", says Craig White, director of ModCell, which produces straw-bale eco-homes.
The company is one of the 12 partners in academia, research and industry that are collaborating with the European project ISOBIO. It aims to deliver bio-based insulators with 20 percent better performance than conventional materials, leading to a 5 percent total energy reduction over the lifecycle of a building at reduced costs of 15 percent.
Producers of bio-based insulators have the advantage that users are both receptive to change and familiar with the products in some capacity. In a study conducted by the Architects' Council Europe (ACE) for the Low Embodied Energy Insulation Materials (LEEMA) project, 94 percent of architects surveyed said they would consider using a new and innovative insulation material. An overwhelming endorsement for what remains a niche application in the construction and renovation industries.
Renovations present a key market for producers of new insulation materials. According to the Buildings Performance Institute Europe (BPIE), more than 40 percent of Europe's existing homes were built before the 1960s, when there were few requirements for energy efficiency, leading to low insulation levels.
Increasing awareness of the importance of insulation among homeowners is an important consideration. Homeowners may be inclined to, for example, upgrade appliances and install energy saving light bulbs, unaware that retrofitting wall and roof insulation leads to the greatest savings opportunities.
Veronika Schröpfer, lead author on the ACE survey, believes that bio-based insulation materials will continue to move from the niche into the mainstream and that new skill requirements will not present significant roadblocks.
Schröpfer says new building materials are often applied the same way as commonly used ones and manufacturers usually offer training when this is not the case. She states the main concerns involve pricing and regulations in different European countries.
"For architects it is important that a new material has all the necessary certificates and that the product information is transparent, to quickly compare its performance and price with traditional products," says Schröpfer.
White believes that developers will be receptive to change. "The challenge that ISOBIO will overcome will be to bring [products] to market at scale at the price point that matches their performance to market demand," he says.
Europe's construction industry has experienced a turnaround over the last two years. After registering negative growth in 2013, the industry grew by 2.1 percent this year, and is forecast to grow by a further 2 percent over the next five years.
Evidence suggests that a growing minority of these builds will involve green projects. A market report from the Word Green Building Council states the proportion of architects and engineers that dedicate 60 percent or more of their project load to sustainable builds more than doubled over a four-year period—from 13 percent in 2009 to 28 percent in 2013.
The report states that increasingly, industry consumers not only demand that new innovations improve performance, but also reduce environmental impact. Fertile territory for the right nature-inspired solutions.
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