표제지
목차
요약문 3
Ⅰ. 서론 12
1.1. 연구 배경 12
1.1.1. 해외 및 국내 건설장비 관리제도 동향 15
1.1.2. 선행연구 25
1.2. 연구 목적 35
Ⅱ. 연구내용 및 방법 36
2.1. 시험 건설기계 36
2.2. 이동식 배출가스 측정장비 38
2.3. 시험장 구성도 40
2.4. 시험 건설기계별 배출가스 측정 실작업 조건 시험모드 구성 42
2.5. 시험 결과 평가 방법 53
Ⅲ. 시험 결과 및 고찰 55
3.1. Tier Ⅳ 기준 적용 건설기계의 기종별 배출특성 검토 55
3.1.1. Veh.01(로더) 시험 결과 60
3.1.2. Veh.02(굴착기) 시험 결과 66
3.1.3. Veh.03(지게차) 시험 결과 72
3.1.4. Veh.04(지게차) 시험 결과 78
3.1.5. Veh.05(굴착기) 시험 결과 84
3.1.6. 과거 실측 데이터 기반 기종별, 엔진출력별 배출특성 검토 90
3.2. 출력구간별 대기오염물질에 대한 배출특성 평가 108
3.3. 실제 작업조건 및 실험을 통한 Tier Ⅳ 건설기계 대기오염물질 배출계수 개선(안) 마련 121
Ⅳ. 결론 130
Ⅴ. 참고문헌 132
〈Table 1〉 국내 대기오염물질 배출원별 배출 비중 12
〈Table 2〉 미국 Tier Ⅳ Final 배출허용기준 16
〈Table 3〉 EU Stage Ⅴ 배출허용기준 17
〈Table 4〉 국내 건설장비 배출허용기준 24
〈Table 5〉 1차년도 시험차량 종류별 배출계수 비교 29
〈Table 6〉 2차년도 Tier Ⅲ 굴착기 배출계수 비교 30
〈Table 7〉 2차년도 Tier Ⅳ 굴착기 배출계수 비교 31
〈Table 8〉 2차년도 Tier Ⅲ 로더 배출계수 비교 32
〈Table 9〉 2차년도 Tier Ⅳ 로더 배출계수 비교 32
〈Table 10〉 2차년도 Tier Ⅲ 지게차 배출계수 비교 33
〈Table 11〉 건설장비 등록현황 36
〈Table 12〉 시험 차량 제원 37
〈Table 13〉 SEMTECH HDV PEMS 장비 주요기능 38
〈Table 14〉 1차년도 시험 대상 굴착기 주요 제원 55
〈Table 15〉 1차년도 시험 대상 로더 주요 제원 56
〈Table 16〉 1차년도 시험 대상 지게차 주요 제원 56
〈Table 17〉 2차년도 시험 대상 Tier Ⅲ 로더 주요 제원 57
〈Table 18〉 2차년도 시험 대상 Tier Ⅳ 로더 주요 제원 57
〈Table 19〉 2차년도 시험 대상 Tier Ⅲ 지게차 주요 제원 58
〈Table 20〉 실제 작업조건 건설장비 배출가스 측정 실험용 대표차종 선정(Tier Ⅲ) 58
〈Table 21〉 실제 작업조건 건설장비 배출가스 측정 실험용 대표차종 선정(Tier Ⅳ) 59
〈Table 22〉 Veh.01 시험 일정 60
〈Table 23〉 Veh.01 Cycle 1 2회 반복 시의 시간 배분 62
〈Table 24〉 Veh.02 시험 일정 66
〈Table 25〉 Veh.02 Cycle 2 시간 배분 67
〈Table 26〉 Veh.03 시험 일정 72
〈Table 27〉 Veh.03 Cycle 3 시간 배분 74
〈Table 28〉 Veh.04 시험 일정 78
〈Table 29〉 Veh.04 Cycle 2 시간 배분 80
〈Table 30〉 Veh.04 시험 일정 84
〈Table 31〉 Veh.05 Cycle 2 시간 배분 86
〈Table 32〉 로더 사용 시간 비율 121
〈Table 33〉 굴착기 사용 시간 비율 122
〈Table 34〉 지게차 사용 시간 비율 123
〈Fig. 1〉 이동오염원의 대기오염물질 배출 비중 & 건설장비 차종별 배출 비중 13
〈Fig. 2〉 현행 건설장비 배출량 산정식 및 출력구간별 배출계수 14
〈Fig. 3〉 NRTC 시험 모드의 엔진 회전수에 따른 엔진 토크 15
〈Fig. 4〉 유효 NTE Zone 범위 17
〈Fig. 5〉 ISM(In-Service Monitoring)의 유효 작업구간 데이터 선정과정 21
〈Fig. 6〉 일과 이산화탄소 기반 이동평균구간 선정 방법 22
〈Fig. 7〉 1차년도 Tier Ⅲ 굴착기 작업구간별 배출계수 26
〈Fig. 8〉 1차년도 Tier Ⅲ 로더 작업구간별 배출계수 27
〈Fig. 9〉 1차년도 Tier Ⅲ 지게차 작업구간별 배출계수 28
〈Fig. 10〉 2차년도 Tier Ⅲ 굴착기 작업구간별 배출계수 결과 30
〈Fig. 11〉 2차년도 Tier Ⅲ 로더 작업구간별 배출계수 결과 31
〈Fig. 12〉 2차년도 Tier Ⅲ 지게차 작업구간별 배출계수 결과 33
〈Fig. 13〉 시험 차량 사진 37
〈Fig. 14〉 PEMS장비 구성도 및 설치 관련 사진 39
〈Fig. 15〉 현대두산인프라코어 군산공장 내구시험장 40
〈Fig. 16〉 국립환경과학원 교통환경연구소 앞 주차장 40
〈Fig. 17〉 볼보그룹연구소 내 시험장 41
〈Fig. 18〉 로더 굴착 상차 동작 시험 패턴 42
〈Fig. 19〉 Veh.01 시험 사진 43
〈Fig. 20〉 로더 차량 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 44
〈Fig. 21〉 굴삭 상차 모의 동작 순서 45
〈Fig. 22〉 Veh.02 시험 사진 45
〈Fig. 23〉 굴착기 차량 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 46
〈Fig. 24〉 VDI 2198 Cycle 순서도 47
〈Fig. 25〉 Veh.03 VDI 2198 Cycle 라바콘 위치 47
〈Fig. 26〉 Veh.03 시험 사진 48
〈Fig. 27〉 지게차 차량 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 49
〈Fig. 28〉 Veh.04 VDI 2198 Cycle 라바콘 위치 50
〈Fig. 29〉 Veh.04 시험 사진 50
〈Fig. 30〉 Veh.05 시험 사진 51
〈Fig. 31〉 시험장 환경에 따라 수정한 굴착기 배출가스 측정 실작업 표준 시험모드 52
〈Fig. 32〉 In-Service Monitoring 결과 리포트 데이터 53
〈Fig. 33〉 Veh.01 Cycle 1 출력 변화 61
〈Fig. 34〉 Veh.01 Cycle 2 출력 변화 61
〈Fig. 35〉 Veh.01 작업구간별 평균 출력과 일량 62
〈Fig. 36〉 Veh.01 작업구간별 엔진 가동 특성 63
〈Fig. 37〉 Veh.01 평지주행과 언덕주행의 엔진 가동 특성 63
〈Fig. 38〉 Veh.01 작업구간별 CO₂배출량 64
〈Fig. 39〉 Veh.01 작업구간별 NOx배출량 64
〈Fig. 40〉 Veh.01 작업구간별 PM배출량 64
〈Fig. 41〉 Veh.01 작업구간별 HC배출량 65
〈Fig. 42〉 Veh.01 작업구간별 CO배출량 65
〈Fig. 43〉 Veh.02 Cycle 2 출력 변화 67
〈Fig. 44〉 Veh.02 작업구간별 평균 출력과 일량 68
〈Fig. 45〉 Veh.02 작업구간별 엔진 가동 특성 68
〈Fig. 46〉 작업모드별 출력 변화 & 엔진 가동 특성 69
〈Fig. 47〉 Veh.02 작업구간, 작업모드별 CO₂배출량 70
〈Fig. 48〉 Veh.02 작업구간, 작업모드별 NOx배출량 70
〈Fig. 49〉 Veh.02 작업구간, 작업모드별 PM배출량 70
〈Fig. 50〉 Veh.02 작업구간, 작업모드별 HC배출량 71
〈Fig. 51〉 Veh.02 작업구간, 작업모드별 CO배출량 71
〈Fig. 52〉 Veh.03 Cycle 2 출력 변화 73
〈Fig. 53〉 Veh.03 Cycle 3 출력 변화 73
〈Fig. 54〉 Veh.03 작업구간별 평균 출력과 일량 75
〈Fig. 55〉 Veh.03 작업구간별 엔진 가동 특성 75
〈Fig. 56〉 Veh.03 작업구간별 CO₂배출량 76
〈Fig. 57〉 Veh.03 작업구간별 NOx배출량 76
〈Fig. 58〉 Veh.03 작업구간별 PM배출량 76
〈Fig. 59〉 Veh.03 작업구간별 HC배출량 77
〈Fig. 60〉 Veh.03 작업구간별 CO배출량 77
〈Fig. 61〉 Veh.04 Cycle 2 출력 변화 79
〈Fig. 62〉 Veh.04 Cycle 3 출력 변화 79
〈Fig. 63〉 Veh.04 작업구간별 평균 출력과 일량 81
〈Fig. 64〉 Veh.04 무부하 도로주행 및 부하별 작업주행 에어컨 작동 유무에 따른 엔진 가동 특성 81
〈Fig. 65〉 Veh.04 부하별 운반작업 및 시동대기의 에어컨 작동 유무에 따른 엔진 가동 특성 81
〈Fig. 66〉 Veh.04 작업구간별 CO₂배출량 82
〈Fig. 67〉 Veh.04 작업구간별 NOx배출량 82
〈Fig. 68〉 Veh.04 작업구간별 PM배출량 83
〈Fig. 69〉 Veh.04 작업구간별 HC배출량 83
〈Fig. 70〉 Veh.04 작업구간별 CO배출량 83
〈Fig. 71〉 Veh.05 Cycle 2 출력 변화 85
〈Fig. 72〉 Veh.05 Airmotion 출력 변화 85
〈Fig. 73〉 Veh.05 작업구간별 평균 출력과 일량 87
〈Fig. 74〉 Veh.05 작업모드별 엔진 가동 특성 87
〈Fig. 75〉 Veh.05 작업구간별 CO₂배출량 88
〈Fig. 76〉 Veh.05 작업구간별 NOx배출량 88
〈Fig. 77〉 Veh.05 작업구간별 PM배출량 88
〈Fig. 78〉 Veh.05 작업구간별 HC배출량 89
〈Fig. 79〉 Veh.05 작업구간별 CO배출량 89
〈Fig. 80〉 로더 차량 규제 단계별 V-굴착상차 배출계수 평가 91
〈Fig. 81〉 로더 차량 규제 단계별 만차상태 언덕주행 배출계수 평가 92
〈Fig. 82〉 로더 차량 규제 단계별 공차상태 언덕주행 배출계수 평가 93
〈Fig. 83〉 로더 차량 규제 단계별 만차상태 평지주행 배출계수 평가 94
〈Fig. 84〉 로더 차량 규제 단계별 공차상태 평지주행 배출계수 평가 95
〈Fig. 85〉 로더 차량 규제 단계별 시동대기 배출계수 평가 96
〈Fig. 86〉 굴착기 차량 규제 단계별 굴삭 작업 배출계수 평가 97
〈Fig. 80〉 굴착기 차량 규제 단계별 평탄화 작업 배출계수 평가 98
〈Fig. 88〉 굴착기 차량 규제 단계별 주행 배출계수 평가 99
〈Fig. 89〉 굴착기 차량 규제 단계별 시동대기 배출계수 평가 100
〈Fig. 90〉 지게차 차량 규제 단계별 무부하 작업주행구간 배출계수 평가 101
〈Fig. 91〉 지게차 차량 규제 단계별 무부하 운반작업구간 배출계수 평가 102
〈Fig. 92〉 지게차 차량 규제 단계별 반부하 작업주행구간 배출계수 평가 103
〈Fig. 93〉 지게차 차량 규제 단계별 반부하 운반작업구간 배출계수 평가 104
〈Fig. 94〉 지게차 차량 규제 단계별 전부하 작업주행구간 배출계수 평가 105
〈Fig. 95〉 지게차 차량 규제 단계별 전부하 운반작업구간 배출계수 평가 106
〈Fig. 96〉 지게차 차량 규제 단계별 시동대기 배출계수 평가 107
〈Fig. 97〉 사이클 및 건설기계별 대기오염물질 배출특성 110
〈Fig. 98〉 Veh.01 로더의 Cycle 1 작업 패턴 111
〈Fig. 99〉 Veh.01 로더의 Cycle 1 이동평균구간 배기 분석 112
〈Fig. 100〉 Veh.01 로더의 Cycle 1 이동평균구간 배기 분석 결과와 배기규제, 배출계수 비교 112
〈Fig. 101〉 Veh.02 굴착기의 Cycle 2 작업 패턴 113
〈Fig. 102〉 Veh.02 굴착기의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 114
〈Fig. 103〉 Veh.02 굴착기의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 결과와 배기규제, 배출계수 비교 114
〈Fig. 104〉 Veh.03 지게차의 Cycle 3 작업 패턴 115
〈Fig. 105〉 Veh.03 지게차의 Cycle 3 이동평균구간 배기 분석 116
〈Fig. 106〉 Veh.03 지게차의 Cycle 3 이동평균구간 배기 분석 결과와 배기규제, 배출계수 비교 116
〈Fig. 107〉 Veh.04 지게차의 Cycle 2 작업 패턴 117
〈Fig. 108〉 Veh.04 지게차의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 118
〈Fig. 109〉 Veh.04 지게차의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 결과와 배기규제, 배출계수 비교 118
〈Fig. 110〉 Veh.05 굴착기의 Cycle 2 작업 패턴 119
〈Fig. 111〉 Veh.05 굴착기의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 120
〈Fig. 112〉 Veh.05 굴착기의 Cycle 2 이동평균구간 배기 분석 결과와 배기규제, 배출계수 비교 120
〈Fig. 113〉 로더 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 및 사용 시간 비율 예시 124
〈Fig. 114〉 로더 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 대로 만든 시험모드 125
〈Fig. 115〉 굴착기 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 및 사용 시간 비율 예시 126
〈Fig. 116〉 굴착기 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 대로 만든 시험모드 127
〈Fig. 117〉 지게차 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 및 사용 시간 비율 예시 127
〈Fig. 118〉 지게차 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 대로 만든 시험모드 1 128
〈Fig. 119〉 지게차 차량의 배출가스 측정용 실작업 표준 시험모드 순서도 대로 만든 시험모드 2 129