건축물 LCA 평가를 엑셀 대신 프로그램으로 하면 뭐가 달라질까?

2024.02.17 조회 1140

우리비엔씨는 삼성물산의 의뢰로 2023년 11월부터 2024년 2월까지 건축물 전과정평가(LCA) 프로그램을 개발했습니다. 고객사가 엑셀 워크북의 수식으로 하던 평가를 C# 윈도우 설치형 프로그램으로 옮긴 것입니다. 자재 내역을 올리면 중량 환산과 평가 대상 선정을 거쳐 7대 환경영향 지표와 프로젝트 간 비교 결과까지 한 번에 나옵니다. 건축물 LCA를 엑셀로 관리하는 건설사, 설계사무소, 인증 컨설팅사라면 참고하실 만한 사례입니다.

건축물 전과정평가(LCA) 프로그램의 프로젝트 간 평가 결과 비교 화면 - 세 프로젝트의 생산, 시공, 운영, 폐기 단계별 자원발자국과 탄소발자국 표와 막대 차트

삼성물산 건축물 전과정평가 프로그램의 프로젝트 간 평가 결과 비교 화면 (샘플 데이터)

건축물 LCA는 무엇을 계산하나요

LCA(Life Cycle Assessment, 전과정평가)는 건축물이 자재로 생산될 때부터 운송, 시공, 수십 년의 운영, 해체와 폐기까지 생애 전체에서 환경에 주는 영향을 숫자로 계산하는 방법입니다. 국제 표준 ISO 14040/14044를 따르며, 국내 녹색건축인증(G-SEED)에도 건축물 전과정평가 항목이 있습니다.

결과는 탄소 하나로 끝나지 않습니다. 이 프로그램은 아래 7개 지표를 단계마다 따로 계산합니다.

환경영향 지표	단위	무엇을 보나
탄소발자국	kg CO₂-eq	지구온난화에 주는 영향
자원발자국	kg Sb-eq	광물·화석 자원 소모
오존층영향	kg CFC-11-eq	오존층 파괴
산성비	kg SO₂-eq	토양·수질 산성화
부영양화	kg PO₄³⁻-eq	하천·호수의 영양물질 과다
광화학스모그	kg C₂H₄-eq	대기 중 스모그 생성
물발자국	m³ H₂O-eq	물 사용량

출발점은 고객사의 엑셀 평가 워크북이었습니다

삼성물산은 이 계산을 엑셀로 직접 하고 있었습니다. 평가 워크북은 27개 시트 규모였고, 국내 LCI DB에서 가져온 평가계수가 별도 시트에 정리되어 있었습니다. 주요 시트는 아래와 같습니다. 시트 이름에 붙은 A1~A3, A4, B2, C4 같은 기호는 유럽 표준 EN 15978에서 생애 단계를 나누는 방식과 같습니다.

엑셀 시트 (단계 기호)	하는 일
건축물 기본정보	연면적, 냉·난방·급탕·환기 면적, 규모, 구조
중량 산출 / 누적질량 기여도	자재 수량을 kg으로 바꾸고 평가 대상 자재를 고름
생산 과정 (A1~A3)	원료 채취, 가공, 제품 제조에서 생기는 영향
운송 (A4) / 시공 에너지 (A5)	현장까지의 운송량(ton·km), 시공 장비 연료와 전기
교체 (B2)	수선주기와 수선율로 계산한 교체 자재의 영향
운영 에너지 (B6)	냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기 1차 에너지 × 사용기간
해체 (C1) / 운송 (C2) / 폐기처리 (C4)	해체 장비 연료, 폐기물 운송, 재활용·소각·매립 비율별 영향
평가 결과 / 평가 계수	단계별 총량·원단위·기여도 집계 / 계수와 LCI DB 출처

엑셀로도 계산은 됩니다. 다만 평가할 건물이 늘어날수록 프로젝트마다 파일을 복사하고 시트를 열어 값을 옮기고 다시 계산하는 일이 쌓입니다. 결과 보고서와 프로젝트 비교도 시트를 손으로 모아 만들어야 했습니다. 그래서 계산 규칙은 워크북 그대로 두고, 그 계산을 담는 그릇만 프로그램으로 바꾸는 것이 이 프로젝트의 목표였습니다.

숫자 하나가 만들어지는 4단계

프로그램 안에서 탄소발자국 같은 결과값 하나가 나오기까지의 과정을 순서대로 따라가 보겠습니다. 모든 식은 고객사 워크북의 규칙을 그대로 옮긴 것입니다.

1. 자재 수량을 kg으로 바꾼다

고객사가 주는 자재 내역 엑셀(품명, 규격, 단위, 수량)을 올리면 프로그램이 읽어서 자재별 중량을 계산합니다. 레미콘은 m³, 철근은 TON, 보드류는 m²처럼 단위가 제각각이라 이를 kg으로 맞추는 것이 첫 단계입니다.

가로·세로·높이를 입력한 자재: 수량 × 부피(m³) × m³→kg 환산계수
수량과 단위를 입력한 자재: 수량 × 단위별(TON, KG, M2, EA 등) 환산계수

환산계수는 워크북에서 표준품셈 자료를 기준으로 정리되어 있던 값입니다. 고객사의 엑셀 양식이 조금 바뀌어도 읽는 규칙(시작 행, 열 위치)만 고치면 되도록 읽기 부분을 따로 떼어 두었습니다.

2. 누적 질량 99%까지만 평가 대상으로 고른다

건물 하나에 들어가는 자재는 수백 가지인데, 무게 대부분은 레미콘이나 철근 같은 몇몇 자재가 차지합니다. 워크북의 기준은 자재를 무거운 순서로 정렬해 누적 질량 기여도가 99%에 이를 때까지만 평가에 넣는 방식이었고, 프로그램도 이 컷오프를 그대로 자동 계산합니다.

LCA 평가대상 자재 선정 도식 - 자재별 중량 집계, 내림차순 정렬, 누적 질량 기여도 계산, 99% 컷오프 기준 비교의 4단계와 누적 기여도 곡선

평가 대상 자재를 고르는 누적 질량 99% 컷오프 (착수보고 자료 중)

3. 단계별 평가계수를 곱한다

고른 자재의 중량에 단계별 평가계수를 곱하면 환경영향 총량이 나옵니다. 예를 들어 고객사 계수표의 1종 포틀랜드 시멘트 탄소발자국 계수는 kg당 0.926 kg CO₂-eq(국내 LCI DB)입니다. 시멘트 10,000kg이 들어간다면 생산 단계 탄소발자국은 10,000 × 0.926 = 9,260 kg CO₂-eq가 됩니다(설명용 예시 수량입니다).

운송은 운송량(ton·km), 시공과 해체는 연료 사용량, 운영은 1차 에너지 소요량, 폐기는 재활용·소각·매립 비율이 곱하는 대상이 됩니다. 단계마다 곱하는 대상은 다르지만 “대상 목록 → 계수 연결 → 7개 지표 계산 → 결과 저장”이라는 순서는 같아서, 프로그램도 이 공통 틀 위에 단계별 계산 클래스를 따로 두는 구조로 만들었습니다. 한 단계의 규칙이 바뀌어도 다른 단계는 건드리지 않아도 됩니다.

4. 총량과 연면적당 원단위로 나눠 본다

건물 크기가 다르면 총량만으로는 비교가 어렵습니다. 그래서 모든 결과는 총량과, 총량을 연면적(m²)으로 나눈 원단위 두 가지로 저장됩니다. 위 예시 건물의 연면적이 1,000m²라면 원단위는 9.26 kg CO₂-eq/m²입니다.

LCA 환경영향 계산식 도식 - 평가계수 곱하기 자재 중량은 총량, 총량 나누기 건물 연면적은 원단위, 적용 환경영향 범주 7개

환경영향 총량과 원단위 계산식 (착수보고 자료 중)

엑셀에서 프로그램으로 옮기며 달라진 점

항목	엑셀 워크북	LCA 프로그램
평가 진행	시트를 순서대로 오가며 입력	중량 산출부터 평가 완료까지 15단계 진행 화면, 단계마다 저장·재계산
평가계수	파일마다 계수 시트가 복사됨	평가계수, 폐기물 처리방법, 연료·운영에너지 환산기준을 관리 화면 한곳에서
프로젝트 관리	프로젝트별 파일 복사	프로젝트 목록을 DB에 쌓고 사용자별로 구분
비교	결과 시트를 손으로 취합	여러 프로젝트를 골라 단계별 지표와 증감률, 차트로 비교 (기간 조회)
보고서	요약 시트를 직접 작성	평가 결과 요약 보고서와 프로젝트 비교 보고서 출력
엑셀 활용	-	자재 내역은 엑셀로 올리고, 모든 단계의 결과는 엑셀로 내보내기

LCA 단계별 평가 실행 화면 - 중량산출부터 평가완료까지 15단계 진행 표시와 폐기물 처리 단계의 재활용, 소각, 매립 비율 및 환경영향 평가 결과 표

LCA 단계별 평가 실행 화면: 15단계 중 14번째 폐기물 처리 단계 (샘플 데이터)

진행 화면의 단계 이름(생산과정, 운송과정, 시공과정, 교체, 운영에너지, 폐기물 해체·운송·처리)은 워크북의 시트 구성과 거의 같습니다. 워크북을 쓰던 담당자라면 어느 단계에서 무엇을 입력하는지 바로 알아볼 수 있습니다.

서버 없이 PC에 설치하는 방식을 택한 이유

서버형으로도 만들 수 있었지만, 고객사 요청에 따라 윈도우 PC에 설치해 쓰는 프로그램으로 개발했습니다. 평가 담당자가 각자 PC에서 바로 쓸 수 있고, 별도 서버를 세우고 관리하는 부담이 없습니다. 담당자가 평가한 데이터는 다른 담당자와 쉽게 주고받을 수 있으며, 서로의 데이터가 섞이지 않도록 사용자별로 구분해 저장합니다.

기본 DB는 설치하자마자 쓸 수 있는 SQLite 파일 DB이고, 나중에 여러 명이 한 DB를 함께 쓰고 싶을 때를 대비해 MS SQL Server와 PostgreSQL에도 연결할 수 있게 DB 접근 부분을 공통 인터페이스로 분리했습니다. DB 접속 정보는 AES-256으로 암호화해 설정 파일에 보관합니다.

개발 개요

고객사	삼성물산
개발 기간	2023년 11월 ~ 2024년 2월
형태	윈도우 설치형 데스크톱 프로그램
개발 기술	C# .NET WinForms, DevExpress, ExcelDataReader(자재 내역 읽기)
데이터베이스	SQLite 기본, MS SQL Server·PostgreSQL 선택 연결
평가 범위	생산(A1~A3), 운송(A4), 시공(A5), 교체(B2), 운영 에너지(B6), 해체·운송·폐기처리(C1·C2·C4)
산출물	7대 환경영향 지표 총량·원단위, 종합 평가 결과, 프로젝트 비교, 평가 결과 보고서

비슷한 평가 프로그램을 의뢰하신다면

LCA뿐 아니라 탄소배출량 산정, 에너지 평가처럼 엑셀 계산서로 굴러가는 평가 업무라면 같은 방식으로 프로그램을 만들 수 있습니다. 상담 전에 아래 네 가지를 준비해 주시면 견적과 일정이 훨씬 정확해집니다.

준비 자료	왜 필요한가
지금 쓰는 평가 엑셀 원본	수식이 곧 요구사항입니다. 시트 수와 계산 구조로 개발 규모를 가늠합니다
평가계수표와 출처·버전	계수를 프로그램 안에서 어떻게 관리하고 갱신할지 정합니다
샘플 프로젝트 1~2건과 엑셀 결과값	프로그램 결과가 엑셀과 똑같이 나오는지 검증하는 기준이 됩니다
사용 인원과 환경	PC 설치형으로 충분한지, 사내 서버 DB가 필요한지 정합니다

자주 묻는 질문

Q. 우리 회사의 평가 방식이 G-SEED 기준과 조금 다른데, 그대로 옮길 수 있나요?

네, 가능합니다. 이 사례도 일반적인 기준이 아니라 고객사가 실제로 쓰던 워크북의 계산 규칙을 그대로 옮겼습니다. 사내 기준에 맞춘 컷오프 비율이나 단계 구성도 함께 반영합니다.

Q. LCI DB나 평가계수가 바뀌면 프로그램을 다시 고쳐야 하나요?

계수가 바뀔 때마다 프로그램을 고치지 않도록 평가계수를 관리 화면에서 추가하고 수정하게 만들었습니다. 계수표 구조 자체가 바뀌는 경우에만 개발 작업이 필요합니다.

Q. 서버 없이 여러 담당자가 같이 쓸 수 있나요?

각자 PC에 설치해 쓰고, 평가 데이터를 주고받는 방식으로 함께 쓸 수 있습니다. 데이터는 사용자별로 구분해 저장되어 섞이지 않습니다. 동시에 한 DB를 보며 작업해야 한다면 사내 MS SQL Server나 PostgreSQL에 연결하는 방식으로 바꿀 수 있습니다.

Q. 엑셀로 계산한 값과 프로그램 결과가 똑같이 나오나요?

같은 입력에 같은 결과가 나오는 것이 이런 프로젝트의 기본 조건입니다. 그래서 의뢰하실 때 샘플 프로젝트의 엑셀 결과값을 함께 주시면, 그 값을 기준으로 단계별 숫자를 하나씩 맞춰 보며 검증합니다.

함께 보면 좋은 개발 사례

작성: 우리비엔씨 대표 이완종 (KOSA 특급기술자)
홈페이지: https://www.wooribnc.com
연락처: 070-4809-7769 // 0 1 0 - 5 1 7 7 - 8 0 5 5
이메일: admin@wooribnc.com // lwjvegas@gmail.com
* KOSA 소프트웨어사업자 등록업체
* KOSA 소프트웨어기술자경력 특급기술자, 정보처리기사
* 가천대학교 가족회사 협약업체

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