내재 탄소 계산 및 자재 선택 최적화를 위한 AI
건설 자재의 제조, 운송, 설치와 관련된 온실가스 배출인 내재 탄소는 건물 설계와 자재 선택에서 중요한 요인이 되고 있습니다. 더 효율적인 건물 시스템과 더 깨끗한 에너지 그리드를 통해 운영 탄소(건물 수명 동안 사용된 에너지)가 감소함에 따라, 내재 탄소는 건물 총 수명 주기 배출량의 증가하는 비율을 나타냅니다.
건설 팀에게 이는 새로운 최적화 차원을 만듭니다. 구조적, 미적, 예산 요구사항을 충족하면서 내재 탄소를 최소화하는 자재를 선택하는 것입니다. AI는 이 다중 변수 최적화를 실용적으로 만듭니다.
계산의 도전 과제
내재 탄소 계산은 건물의 모든 자재에 대한 데이터를 요구합니다. 그것의 구성, 어디서 제조되었는지, 어떻게 현장으로 운송되었는지, 생산에 관련된 에너지와 공정이 그것입니다. 이 데이터는 환경 제품 선언(EPD), 수명 주기 평가 데이터베이스, 제조업체별 데이터에서 옵니다.
도전 과제는 이 데이터가 항상 사용 가능하지 않고, 항상 일관되지 않으며, 계산이 수십 개의 건물 시스템에 걸친 수천 개의 개별 자재를 포함한다는 것입니다. 수동 내재 탄소 계산은 몇 가지 핵심 자재(콘크리트, 강철, 알루미늄)에 대해 가능하지만 전체 건물 자재 인벤토리에 대해서는 비실용적입니다.
AI가 내재 탄소를 계산하는 방법
AI 내재 탄소 도구는 BIM 모델과 프로젝트 사양에서 작업하여, 건물의 모든 자재를 식별하고 각각을 가장 좋은 가용 배출 데이터와 매칭합니다. 시스템은 가능할 때 EPD를, 제품별 EPD가 가용하지 않을 때 산업 평균 데이터를, 그리고 지역 에너지 믹스와 운송 거리를 고려한 지역 조정 요인을 사용합니다.
출력은 자재 카테고리, 건물 시스템, 건물 요소별로 분류된 건물에 대한 종합적인 내재 탄소 인벤토리입니다. 이 인벤토리는 가장 큰 탄소 기여가 어디서 오는지 보여줍니다. 일반적으로 구조(콘크리트와 강철), 건물 외피(알루미늄, 유리), MEP 시스템(구리, 냉매)이 그것입니다.
자재 선택 최적화
AI의 진정한 가치는 최적화에 있습니다. 다른 요구사항을 손상시키지 않고 내재 탄소를 줄이는 자재 대체를 식별하는 것입니다. 콘크리트의 경우, 이는 포틀랜드 시멘트 비율을 줄이기 위해 더 높은 플라이애시나 슬래그 시멘트 함량을 지정하는 것을 의미할 수 있습니다. 강철의 경우, 수입된 처녀 강철 대신 국내 재활용 함량 강철을 선택하는 것을 의미할 수 있습니다. 단열재의 경우, 더 낮은 탄소 제조 공정을 가진 제품을 선택하는 것을 의미할 수 있습니다.
AI는 여러 차원에서 동시에 이러한 대안을 평가합니다. 탄소를 20% 줄이지만 비용을 30% 늘리는 자재 대체는 같은 비용으로 탄소를 20% 줄이는 것과 다른 결정입니다. AI는 다양한 비용 프리미엄에서 달성 가능한 탄소 감소를 보여주는 트레이드오프 곡선을 제시하여, 프로젝트 팀이 소유주의 탄소 감소 목표와 예산 제약에 기반하여 정보에 입각한 결정을 내리도록 합니다.
지역 및 공급망 요인
운송은 내재 탄소에 의미 있게 기여하며, AI는 각 자재에 대한 특정 공급망을 고려합니다. 지역에서 조달된 자재는 일반적으로 전국으로 배송되거나 수입된 자재보다 운송 배출이 낮습니다. AI는 지역 조달 기회를 식별하고 그 제품이 사양 요구사항을 충족할 때 지역 공급업체를 선택하는 탄소 이점을 계산합니다.
시스템은 또한 제조 에너지 믹스를 고려합니다. 깨끗한 전기 그리드를 가진 지역에서 제조된 자재는 제품이 다른 면에서 동일하더라도 석탄 의존 지역에서 제조된 동일한 자재보다 내재 탄소가 낮습니다.
전체 건물 수명 주기 분석
AI 탄소 분석은 내재 탄소를 넘어 전체 수명 주기를 고려할 수 있습니다. 운영 에너지, 정비 및 교체 주기, 수명 종료 처분 또는 재활용이 그것입니다. 더 높은 내재 탄소를 가지지만 우수한 내구성을 가진 자재는 결코 교체가 필요하지 않기 때문에 더 낮은 수명 주기 탄소를 가질 수 있습니다. 더 높은 내재 탄소를 가지지만 더 나은 열 성능을 가진 건물 외피는 운영 탄소를 충분히 줄여 사전 배출을 상쇄할 수 있습니다.
탄소 배출 감소에 헌신하는 건설 회사와 건물 소유주는 건설용 AI 지속가능성 도구가 프로젝트 성과와 예산 목표를 유지하면서 최소 탄소 영향을 위해 자재 선택을 어떻게 최적화하는지 탐색할 수 있습니다.
증가하는 요구사항
내재 탄소 요구사항은 많은 관할권에서 자발적에서 의무적으로 이동하고 있습니다. 연방 및 주(州) 수준의 "Buy Clean" 정책은 공공 자금 프로젝트에서 사용되는 건설 자재에 대한 내재 탄소 한도를 설정하기 시작했습니다. 지금 내재 탄소를 측정, 보고, 최적화하는 능력을 구축하는 회사는 이러한 요구사항이 확장됨에 따라 더 나은 위치에 있을 것입니다.