토지주택연구원 학술지(LHI Journal) 제37호 |
|||||||||
호수제37호 |
발간일2019-10-30 |
조회수2384 |
|||||||
|
1. 실내 미세먼지 저감을 위한 창호형 환기시스템 성능평가- 양연권 . 박진철 [결론] 본 논문에서는 실내 미세먼지 저감을 위하여 창호형 환기시스템을 설계 및 제작하고 Mock-up test를 활용하여 실내 미세먼지 저감 성능 평가를 실시하였다. 수행된 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 창호형 환기시스템은 공동주택을 대상으로 설계하여 상대적으로 설치가 용이한 세로형으로 설계 및 제작하였다. 주요 구성 요소로는 회전형 유로, 팬(Fan), 전동댐퍼, 자동개폐장치이며, 배기구 및 공기 유로, 집풍장치의 적용을 고려하여 원활히 작동할 수 있도록 상세 규격을 도출하였다. (2) 창호형 환기시스템의 각 모드별 실내 미세먼지 저감 성능 평가를 위해 Mock-up의 미세먼지 농도를 약 1200㎍/㎥까지 조성한 뒤 창호형 환기시스템을 가동하여 미세먼지 농도가 다시 100㎍/㎥의 근사치까지 저감되는 시간을 각 모드별로 비교 평가하였다. 평가 결과, 각 모드별 저감 시감은 Mode 1은 24분, Mode 2는 88분, Mode 3은 8분, Mode 4는 39분으로 나타났다. 즉, 미세먼지 저감성능은 Mode 3 > Mode 1 > Mode 4 > Mode 2 순으로 나타났다. Mode 3의 경우 개폐 면적이 넓어 환기가 활발한 것으로 나타났다, 따라서 향후 공동주택의 미세먼지 저감을 위한 적용의 실용화를 위해서는 공동주택 적용 등의 Test-bed 추가 분석이 필요하다고 판단된다. [키워드] 창호형 환기시스템, 미세먼지, 성능평가 2. 인공신경망 기반 VRF 시스템 제어- 문진우 [결론] 본 연구는 VRF 냉·난방 시스템의 최적운용을 위한 최적제어알고리즘을 개발하고 성능평가를 하는 것을 목적으로 하였다. 알고리즘은 냉방에너지소비량 및 난방에너지소비비용을 예측하는 인공신경망모델을 내포하고 있으며, 다양한 시스템 작동 설정값 조합에 대한 비교를 통하여 최적의 설정값 조합을 도출할 수 있도록 계획되었다. 개발된 최적제어 알고리즘은 고정된 설정값 조합을 사용하는 전통적인 방법과의 비교성능 평가를 통하여 효율성을 확보하고자 하였다. 연구과정을 통하여 밝혀진 사실은 다음과 같다. (1) 냉방시스템의 전기에너지 사용 최소화를 위한 tSA_SET, tCF_SET, VCF_SET의 최적 설정값은 대부분의 경우 12-14℃, 35℃, 3,000-5,000 1/min로 작동되었으며, 난방시스템의 tSA_SET, tCF_SET, VCF_SET, tRF_SET은 일정기간 이후 38℃, 25℃, 166 1/min, 40℃로 유지되었다. 이러한 변화는 기존의 고정된 설정값 조합과는 상이한 결과이며, 이는 인공신경망예측모델과 최적 제어알고리즘의 적용에 따른 효과로 볼 수 있다. (2) 냉방에너지소비량의 경우 모든 구성기기에서 최적제어방법이 전기에너지를 적게 사용하는 것으로 나타났으며, 개별 감소량은 각각 30.57%, 26.59%, 51.78%, 9.05%이고, 전체 감소비는 28.44%(95,509kWh, 13,562,278원)였다. 난방에너지소비비의 경우 실외기와 펌프에서 사용되는 전기에너지비용은 17.54%, 3.27% 감소하였으나 보일러에서 사용되는 에너지비용은 29.95% 증가되어 전체 소비비용은 7.93%(556,940원) 감소되었다. 이로써 본 연구에서 제안하는 최적제어알고리즘이 전체 냉·난방 에너지소비량 및 소비비 감소에 효과가 있는 것으로 판단할 수 있다. (3) 난방의 경우 전기와 가스의 단위비용에 따라 최적의 설정값조합이 변경될 수 있을 것으로 예상된다. 가스료가 상승하고 전기료가 하강할 경우 개발된 인공신경망은 현재 기준과는 상이한 에너지소비비용을 예측할 것이고, 최적제저알고리즘은 그에 다른 새로운 조합의 최적 설정값을 도출하게 될 것이다. 이러한 과정은 변화에 대한 인공신경망모델의 지속적 학습을 통하여 가능할 것이다. 바탕으로 에너지소비비용을 예측할 것이며 제어알고리즘은 예측된 값들의 비교를 통하여 최적의 조합을 찾게 되므로, 가격의 변화에 대하여 적응이 가능할 것으로 판단된다. 이러한 분석결과는 인공신경망 및 최적제어알고리즘에 기반한 VRF 냉·난방 시스템 제어의 가능성을 제시한 것으로 사료된다. 본 연구를 기반으로 추후 실제 건물에 적용 후 성능분석의 과정이 뒤따를 것이며, PID 등 전통적 제어법과의 비교성능 평가를 실시하여 적용성을 확보할 필요성이 있다. [키워드] VRF 냉난방시스템, 인공신경망, 최적제어 3. CPTED 기준 제시를 위한 사회적 요인과 조명물리량의 통계 분석- 김광훈 . 오진우 . 황준권 . 전수정 . 윤근영 [결론] 본 연구는 기존의 한옥건축기준 및 가이드라인을 분석하고 신한옥형 공공건축물 단지형의 특성을 적용하였다. 이를 통해 신한옥형 공공건축물 단지형 디자인가이드라인의 계획방향을 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 기존에 제작 배포된 한옥 관련 기준 및 가이드라인은 제작 목적에 따라 항목은 다르게 분류되어 있지만, 세부적인 항목과 내용은 유사한 것으로 나타났다. 둘째, 한옥 관련 가이드라인의 항목을 종합하여 신한옥형 공공건축물 단지형 설계가이드라인에 부합하도록 공동계획기준 항목을 3가지 분류로 배치 및 외부공간계획, 건축계획(평면·단면 및 구조·입면), 성능계획으로 구분하였다. 셋째, 신한옥형 공공건축물의 특성인 '전통건축의 창조적 계승' 측면의 전통성, 가변성, 퍼지성, 친환경성 요소와 '현대건축기술' 측면의 기술성, 경제성, 편의성, 경관성 요소를 적용하였다. 또한 단지형(부대복리시설) 가이드라인을 분석하여 배치유형, 조닝설정 등의 요소를 적용하였다. 이를 토대로 신한옥형 공공건축물 단지형 계획시 활용이 가능한 디자인가이드라인의 계획 방향을 설정하였다. 넷째, 신한옥형 공공건축물 단지형에 요구되는 건축 시스템을 적용하기 위한 특화계획기준을 추가하였다. 건축물의 각 부위별(지붕, 몸체, 기단, 지하, 설비 등)로 구분하여 예시를 중심으로 구성함으로써 건축물 용도별 필요성에 따라 특화계획요소를 반영할 수 있도록 제안하였다. 본 연구는 디자인가이드라인의 기본적인 계획방향을 제시한 것으로 본 연구에서 제시한 체계와 내용을 토대로 향후 구체적인 디자인가이드라인의 계획방향을 토대로 향후 법·제도적인 위상 확보와 더불어 관련 건축기준, 설계지침, 유지관리매뉴얼 등이 개발·보급되어 민족의 고유한 정체성(유전인자 ; DNA)이 함유된 신한옥형 공공건축물의 활성화를 기대한다. [키워드] 범죄예방환경설계, CPTED, Crime Prevention Thhrough Environmental Design 4. 고성능 진공단열재의 건축적인 적용에 관한 연구- 권영철 . 김석 [요약] 현존하는 단열재 중 가장 열전도율이 낮은 진공단열재(VIP; Vacuum Insulation Panel)는 특수한 재질의 외피재와 외피재 내부의 심재, 그리고 단열재 내부의 공기를 흡착하는 흡착제로 구성되어 있고, 단열성능을 극대화하기 위해 내부를 진공처리한 제품이다. 진공단열재의 외피재는 알루미늄 박막 필름이 주로 사용되며, 진공단열재의 수명 및 신뢰성을 결정하는 중요한 소재이다. 본 연구를 통하여 불연성이 확보된 Fiber Glass 심재 진공단열재의 방화성능 및 단열성능 확인과 함께 건축적인 적용가능성을 검토하였으며 그 내용을 정리하면 다음과 같다. 1) 20mm 두께의 Fiber Glass 심재 진공단열재의 열전도율이 0.00177W/m·K로, 두께 20mm로 지역별, 부위별 강화된 단열기준을 모두 충족할 수 있음을 알 수 있었다. 2) 진공단열재에 대한 불연성능시험과 가스유해성시험 결과, 불연재료로 적합한 것으로 나타났다. 3) 불연 진공단열재의 장기내구성 시험결과, 25년이 지나더라도 스치로폼 및 유리섬유에 비해 10배 이상의 단열성능을 유지할 수 있음을 알 수 있었다. 4) 건물의 외벽 열관류율 0.12W/㎡K 이하를 만족하기 위해, 준불연성능이 확보된 단열재인 "가" 등급의 비드법 보온판 2종 4호와 페놀폼을 사용한다면 각각 280mm, 170mm 이상을 써야 하지만, 불연 진공단열재는 20mm 두께로 동일 단열기준을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 고성능 진공단열재는 열관류율 0.12W/㎡K 이하를 기준으로 가격경쟁력이 페놀폼 대비 약 1,500원/㎡ 뛰어난 것으로 나타났다. [키워드] 진공단열재, 열전도율, 불연재료, 열관류율, 건축적인 적용 5. 천공 및 차양조건에 따른 소규모 사무실의 주고아 조도 감소범위 예측- 장서연 [결론] 본 연구에서 소규모 사무실공간을 대상으로 천공 및 차양조건에 따른 주광조도 변화 분포가 분석되었다. 결론은 다음과 같다. (1) 청천공 조건의 경우, 블라인드가 설치되지 않은 조건에서는 창이 남쪽을 향하는 경우 9월 14시 조건, 창이 북쪽을 향하는 경우 9월 16시 조건을 제외하고, 창으로부터 이격거리가 1.0m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 수평 블라인드가 적용된 경우 창이 북쪽을 향하는 경우 12월 8시, 16시 조건을 제외하고, 창으로부터 이겨걱리가 1.5m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 45º 블라인드가 적용된 경우 창이 남쪽을 향할 경우 창으로부터 이격 거리가 1.0m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 창이 북쪽을 향한 경우 창으로부터 이격거리가 0.5m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. (2) 담천공 조건의 경우, 블라인드가 설치되지 않은 조건에서의 조도는 모두 창으로부터 이격거리가 1.0m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 수평 블라인드가 적용된 경우 창이 남쪽을 향하는 경우와 북쪽을 향하는 경우 모두 9월 조건의 8시, 16시와 12월 조건의 10시, 14시, 16시에서 창으로부터 이격거리가 2.0m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 그 외 조건에서는 창으로부터 이격거리가 1.5m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. 45º 블라인드가 적용된 경우 창이 북쪽을 향할 때와 창이 남쪽을 향할 때 모든 창으로부터 이격거리가 0.5m 떨어진 곳보다 멀어질수록 조도가 감소하는 것으로 나타났다. (3) 창이 남쪽을 향하는 경우, 북쪽을 향하는 경우보다 청천공과 담천공의 조도 차이가 크고, 12월에 그 차이가 가장 크고 6월에 가장 작은 것으로 분석되었다. 창이 북쪽을 향하는 경우 6월과 9월, 10시, 12시, 14시 조건에서 담천공의 조도가 더 높은 것으로 나타났다. (4) 블라인드가 없는 경우에 대한 45º 블라인드 적용시의 차양 효과가 모든 조건에서 가장 큰 것으로 나타났으며, 수평 블라인드와 45º 블라인드의 차양 효과는 창으로부터 이격 거리가 멀어질수록 차이가 커지는 것으로 나타났다. [키워드] 주광조도, 사무공간, 천공 조건, 주광 조건, 조도 차이 6. 전문가 설문조사를 통한 3기 신도시의 계획지표 및 개발방향설정 연구- 윤정중 [요약] 본 연구에서는 수도권의 새로운 신도시 건설이 추진됨에 따라 향후 신도시 계획시 고려해야 할 지표와 개발방향에 대하여 고찰하였다. 이를 위해 분야별 전문가들을 대상으로 조사한 설문자료를 빈도분석과 분산분석기법을 이용해 분석한 결과, 다음과 같은 시사점들이 도출되었다. 첫째, 기존 1기 및 2기 신도시에 대해 계획지표들의 평과 결과, 시민 참여와 정보 공유, 스마트 기술과 서비스, 사회문화적 다양성과 포용성에서 부정적 평가가 많았다. 또한 3기 신도시에 대해 전문가들은 교통의 접근성과 편리성, 환경적 쾌적성, 주거의 질과 서비스 등 도시의 기본이 되는 요소인 교통, 환경, 주거의 중요성을 가장 높게 인식하고 있으며, 경관/디자인의 우수성, 일자리 등 자족성, 사회·문화적 다양성과 포용성 등도 중요한 지표로 꼽았다. 둘째, 전문가들의 인식과 평가가 성별, 연령, 직업, 전문분야 등 개인특성에 따라 차이가 있는지를 알아본 결과, 1기와 2기 신도시는 전문가 집단의 '성별'에서만 유의적 차이를 보였으며, 3기 신도시는 '성별'과 '전문분야'에서 유의적 차이가 있었다. 셋째, 향후 3기 신도시 개발계획 수립시 인구구조변화, 산업과 일자리, 삶의 질과 다양성, 환경 및 기후변화, 사회 및 주거복지 등을 중요하게 고려해야 한다고 보았다. 토지이용계획에서는 공원녹지 및 자족용지 확대를 중요하게 생각하였고 3기 신도시의 도시형태로 친환경 생태도시를 1순위로 꼽았으며, 중요한 생활인프라로 대중교통시설, 공원녹지, 교육시설을 매우 중요하게 보았다. [키워드] 신도시, 수도권, 3기 신도시, 전문가설문 7. 조건부가치측정법(CVM)을 활용한 개발사업지구 내 유휴부지 유료주차장 활용방안 연구- 김태균 . 박지은 . 윤정란 [결론] 본 연구에서는 사업지구 내 잔존하는 유휴지를 한시적으로 주차장과 같은 유료교통시설로 활용하는 것에 대한 주민인식조사를 수행하였다. 조사를 통해 얻어진 자료를 활용하여 통행행태 분석 및 요구사항을 분석하였고, 조건부가치 측정법(CVM)을 이용하여 한계 주차비용과 한계 주차거리 등을 추정하고자 하였다. 주차장 접근거리 분포에 따른 지불의사액 추정결과 접근거리별 10분당 요금은 50m 356원, 100m 295원, 200m 173원, 300m 51원으로 분석되었다. 주차장 접근거리가 가까울수록 지불 가능한 금액이 높게 나타남을 확인할 수 있었다. Roess, Roger P, et al.(2004)에 따르면, 주차장 이용자가 주차 후 본인의 목적지까지 갈 때 주차위치를 결정하는데 있어서 보행거리는 중요한 요인이 되며, 운전자는 목적지에 최대한 가까운 주차공간을 찾으려는 경향이 있다고 하였다. 또한 인구 1~200만 명인 도시의 경우에는 운전자의 약 75%가 목적지로부터 약 400m 이내에 주차하는 것으로 나타났으며, 인구 1,000만 명 이상의 도시지역에서도 평균 약 274m 이내의 거리에 위치한 주차장에 주차하고자 하는 것으로 나타났다. 이는 본 연구에서 제시하고 있는 분석결과와 유사한 패턴이 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 향후 사업지구 내 대중교통 활성화를 위한 재원확보를 위해 유휴지를 한시적으로 유료교통시설로 활용하고자 한다면 본 연구에서 제시한 유휴지의 활용범위의 확장을 전제로 한계 주차비용과 한계 주차거리등을 추정결과의 반영을 기대해 볼 수 있다. 하지만, 본 연구에서는 주차수요가 높은 수도권 일부지역과 세종특별시 및 대전광역시를 대상으로 연구가 수행되어 범용적으로 적용하기에는 다소 한계가 따른다. 향후 적용을 위해서는 지역의 특성에 맞게 조정되어야 할 필요성이 있다. 후속연구에서는 각 지역특성에 따라 유휴지를 주차장으로 활용하는 것에 대한 선호도를 비교하는 것도 의미를 가질 것으로 기대된다. 또한 유휴지 활용범위 확장을 위해서는 제도개선과 사회적 합의가 필요하다. 그러나 앞서 언급하 바와 같이 연구의 범위 및 맥락상 이를 심도 있게 다루지 못하였다. 다만, 선행연구 및 본 연구의 결과를 토대로 볼 때 다음과 같은 후속과제가 필요함을 도출할 수는 있었다. 첫째, 유휴지의 활용을 통한 대중교통 활성화 재원 확보의 실효적 효과를 거두기 위해서는 유휴지 임대활용, 협약을 통한 유휴지 임시사용 등에 대한 제도개선을 비롯한 종합적 유휴지 관련법률의 제정을 통한 제도적 기반 구축이 필요하다. 둘째, 유휴지라 하더라도 국·공유재산 또는 기관토지의 활용은 사회적 합의와 공감대가 필요하며 한시적 활용의 안정성을 확보하기 위해서는 체계적인 운영·관리대책이 필요하다. 따라서 유휴지 활용의 보완대책으로 '주차환경개선지구 지정'을 통해 운영·관리체계를 확보하는 방안이 필요하다. '주차환경개선지구'는 「주차장법」 제4조에서 규정하고 내용으로 본 규정에 따라 지정 기준 및 지정·관리 계획 수립을 추진하면 임시사용에 따른 논란이나 불안정성을 해소할 수 있을 것이다. 이와 같은 제도적 근거가 마련된다면, 유휴지의 활용범위를 확장할 수 있을 것이며 발생하는 수익금을 대중교통활성화에 사용할 수 있는 재원활용의 근거도 확보될 수 있을 것으로 기대된다. 8. 적층식 모듈러주택의 시공 프로세스 분석을 통한 품질관리 중점사항 제안- 손정락 . 이동건 . 방종대 . 김진원 [결론] 본 연구는 모듈러 공법이 적용된 천안시 D현장을 중심으로 적층식 공법에 대한 공사단계별 시공 프로세스와 품질 관리 중점사항을 도출하였다. 기존의 모듈러 품질관련 선행 연구들은 공사가 완료된 이후 공사 관계자 및 모듈러 제작업체와의 인터뷰를 통해 결과를 도출하였기 때문에 시공단계에서 발생하는 문제점을 파악하는 데 한계 있다. 이에 본 연구에서는 모듈러 공사단계별 시공 프로세스를 직접 모니터링하여 현장에서 발생하는 공사 관리상의 문제점과 공사단계별 주요 체크사항을 분석하였다. 모듈러 공사의 품질관리 중점사항은 모듈러 공장제작, 현장조립, 현장마감 등 공사단계별로 구분하였다. 하위 체계는 도면검토 및 샵드로잉, 공장제작 계획수립, 모듈러 공장제작, 운송 및 양중계획 수립, 베이스 플레이트 설치, 지상층 모듈러 조립, 지붕층 모듈러 조립, 세대내부 마감, 공용부위 마감 등 공사 단계에 따라 9개 공정으로 분류하였으며, 총 22개의 품질관리 중점사항을 도출하였다. [키워드] 모듈러주택, 적층식 모듈러, 품질관리, 주택건설공사 9. 인필식 모듈러 공법을 적용한 주택건설공사의 작업분류체계 구축 및 표준 프로세스 제안- 손정락 . 이동건 . 방종대 . 김진원 [결론] 일반적인 모듈러 공법은 공장에서 제작한 모듈러를 레고블록처럼 적층하는 방식을 의미하지만, 인필식 공법은 철골이나 철근콘크리트 구조체를 현장에서 먼저 시공한 후에 공장에서 제작한 모듈러를 해당 부위에 삽입하는 공법을 의미한다. 본 연구에서는 모듈러 주택 건설공사에 적용되는 인필식 공법을 대상으로 모듈러 공장제작 단계에서부터 현장조립 및 마감에 이르기까지 각 단계별 작업분류체계를 구축하고, 표준 프로세스를 제안하였다. 인필식 모듈러의 공사단계별 작업분류체계의 Level 1은 공장제작, 현장조립, 현장마감으로 정의하였고, Level 2는 제작준비, 모듈러 제작, 모듈러 인필, 모듈러 고정, 방바닥 미장, 세대 건축마감, 기타 현장마감으로 정의하였다. 마지막으로 Level 3은 인필식 모듈러 공사의 세부 단위작업을 의미하며, 총 57개로 정의하였다. 이를 바탕으로 천안시 D현장 모듈러주택 건설공사를 중심으로 작업수행 현황을 조사하여 표준 프로세스를 제안하였다. [키워드] 모듈러 주택, 인필식 공법, 작업분류체계, 표준 프로세스, 주택건설공사
|
|||||||||
첨부파일 |
|||||||||
top