본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실 의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성 과 응력을 분석하기 위해 실험체에 변위와 변형률계를 각각 9 개소 및 16개소 설치하였으며 가새의 설치 유무에 따른 성능 을 비교하기 위해 구조해석을 수행하였다. 실대형 실험과 가 새의 설치 유무에 따른 구조해석 결과 비교에서 구조물의 횡 강성이 많은 차이를 보였다. 실험체의 측고 부근에서 측정한 횡강성은 가새 시스템을 설치함으로 강성을 최대 44%까지 증 가시켰다. 현장에서 사용하는 가새의 접합부가 충분한 강성 을 확보하지 못함으로써 외력을 전체 구조물에 적절히 전달하 지 못하여 횡강성이 구조해석 결과보다 많이 저하되는 현상이 나타났다. 따라서 온실 설계 시 구조성능의 신뢰성을 높이기 위해서 가새 시스템의 연결방법, 설치위치, 부재의 최대길이 등 온실의 접합부에 대한 명확한 시공방법과 설계기준이 정립 되어 온실 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
In this study the characteristics of wind pressure that are depending on the open type of retractable dome roof were analyzed according to the wind pressure coefficient and wind pressure spectrum. The analysis results showed that the open type and shape of the roof both had a significant impact on the wind pressure changing. In case of the edge to center open type, the wind pressure has not changed much because of the complex turbulence of flow and open area. On the other hand, in case of the center to edge open type, it has confirmed that wind pressure increases due to the separation of flow in windward and open area.
This study investigates the types and spread of framed structures of gable roofs meeting at right angle showed in old architecture and documentary paintings of houses, which were well liked in the early Joseon Dynasty. The conclusions of this study were as follows. First, the framed structure of gable roof meeting at right angle can be divided or recognized in 4 types according to their structure’s size and purlin’s position. Three of those types were noted to be in Seoul. Second, the framed structure of gable roofs meeting at right angle begun from the awareness of their independence from one another. Each space was divided based on their functions. Therefore, it could be extended in various forms, not only in the square plan physique but also in many different forms. And allowed free plan configuration regardless of column layouts or size of structure. Third, 5 purlins and 3 purlins crossing structure were preferred in Han-yang, the early Joseon Dynasty. It is related to the specific construction conditions of urban houses, such as the slope of land, limited land area, and economic power. Fourth, urban housing techniques were diffused throughout the country by officials who lived in Kae-gyeong and Han-yang at the end of Goryeo and early Joseon Dynasty. In other regions, framed structure of gable roof meeting at right angle households decreased, but in some regions of Gyeongsang-province, framed structure of gable roof meeting at right angle has maintained with Staggered purlin.
1990년대 초부터 대규모 상업적 시설원예의 현대화 및 기업화 진행에 따라 현재 국내 시설원예 재배면적의 규모는 중국에 이어 일본, 스페인과 함께 2위를 차지하고 있다. 원예시설에 대한 안정적이고 합리적인 설계가 주요 관심사로 대두된 가운데, 특히 온실의 경우 일반적인 건축물보다 낮은 안전율로 설계가 이루어지므로 풍하중에 대하여 취약한 경량 구조물로 간주되고 있다. 최근 최대순간풍속이 40~60m/s에 다다르는 대형 태풍 및 강풍이 빈번하게 발생하고 있으며 이로 인한 농촌 시설물의 피해 규모 또한 증가하고 있다. 그러나, 국내에 활용되고 있는 온실설계기준의 경우 연구기관별로 혼재하고 있으며 대부분 해외자료를 근거로 작성된 것으로 국내온실에 적합한 설계기준의 마련이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 온실의 안정성 확보를 위한 설계기준을 위한 기초자료를 확보하기 위하여 풍동실험을 통해 국내 대표적인 복숭아형 온실을 대상으로 지붕곡률에 따른 풍압계수 및 국부풍압계수를 평가·제시하였다.
요 약
급격히 증가한 세계의 에너지 소비에 따른 문제로 에너지
공급의 어려움과 자원의 고갈, 환경에 심각한 영향이 발생
하면서 국제적으로 에너지 사용량 절감에 대한 관심이 높아
지고 있다. 또한, 기후변화에 대한 대응으로 선진국에 온실
가스 감축의무가 부과되면서 에너지 절약이 사회적으로 대
두되고 있다. 도심은 건물축물 및 불투수포장면 증가로 도
시 열환경에 큰 악영향을 미치고 도시열섬현상이 발생하기
이르렀다. 도시열섬 완화를 위해 다양한 방법이 모색되고
있지만 바람길과 녹지의 확보가 가장 중요한 요소이다. 녹
지 확보가 지상을 중심으로 넓게 이루어진다면 가장 양호하
겠지만, 녹지 확보공간이 불충분한 도심지역에서는 옥상녹
화 등의 건축물 녹화가 최선의 대안으로 여겨진다. 특히 옥
상녹화는 도시환경 개선뿐 아니라, 건물에너지 절감 측면에
서도 매우 유용한 특성을 가지고 있다. 즉 옥상녹화는 옥상
에 녹지의 창출과 더불어 건물 외피의 성격으로 외단열 형
태이며, 이는 건물에너지 절감에 기여하고 있을 것으로 예
측된다. 현재까지의 옥상녹화는 주로 생태적측면의 연구와
기온저감에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 저에너지 건
축물 및 도시 조성 차원에서 건물에 미치는 에너지 절감효
과에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 이러한 배경에서
옥상녹화시스템에 대한 열성능 시뮬레이션의 필요성과 대
략적 방법론이 제시되어 에너지저감효과에 대한 분석이 이
루어 졌으나, 대부분 토양과 식재만을 고려하여 분석하였다
는 제한점이 있다. 또한 대도심 건축물의 주를 이루고 있는
오피스건물에서 옥상녹화 유·무에 따른 건물에너지절감에
대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 도심지에
서 가장 많이 이용되고 있는 오피스 건물을 대상으로 옥상
녹화시스템이 건물에너지절감에 미치는 영향 및 비교·분석
을 통해 향후 대도시 지역의 건물에너지 절감을 실현할 수
있는 옥상녹화시스템 개발의 기초자료로 제공하고자 한다.
본 연구의 시뮬레이션 프로그램은 EnergyPlus7.2를 이용
하였다. EnergyPlus는 미국 DOE(Department Of Energy)
에서 개발된 프로그램으로 에너지사용량 평가에 유용한 툴
로서 국내외에서 타당성이 검증된 시뮬레이션 프로그램이
다. EnergyPlus는 기존 해석 도구인 DOE-2, BLAST, COM
IS의 장점을 통하여 개발된 도구로서 CTF(Condcuction Tr
ansfer Function)과 CFD(Conduction Finite Difference), H
AMT(Combined Heat and Moisture Transfer) 등과 같은
벽체 열전달 계산 알고리즘을 이용하여 기존 해석 도구에서
불완전했던 실내 온도 예측과 같은 점이 보완되었다. Energ
yPlus는 상세 에너지 해석이 가능하며 해석기간 동안 수시
로 변화하는 건물의 실내외 조건, 벽체의 축열부하를 고려
하여 매 시간당 에너지균형(Energy Balance)을 계산하기
위해 유한차분법, 응답계수법 등과 같은 수치해석 방법을
채택하고 있다. 일정 시간 간격으로 외벽을 통한 관류열,
시간에 따른 실내 현열 및 잠열, 발열, 환기 및 침기에 의한
열손실/취득, 일사, 천공복사, 내벽체간 복사, 주위건물 음
영, 건물 내·외부 대류 열전달 등, 여러 가지 열전달 경로를
통하여 동시에 발생되는 열부하를 통합하여 계산한다. 적용
모델의 건물은 3층 규모로 설정하였으며 연면적 1,200㎡,
창면적 210㎡ 이며, 옥상녹화유형별 에너지절감효과를 정
량적으로 분석하기 위해 식재층 재료, 토양층 재료, 배수판
재료, 단열재 적용 유무 등을 고려하여 5개 type으로 설정하
였으며, 이외 옥상녹화가 미적용된 type을 포함하여 총 6개
type의 시뮬레이션을 실시하여 미적용 대비 옥상녹화의 에
너지절감효과 및 옥상녹화시스템별 에너지절감 차이를 정
량적으로 제시하였다. 옥상녹화시스템 유형은 저관리경량
형으로 type B, C, D, E를, 관리중량형으로 type F를 설정하
였다. 시뮬레이션에 적용된 type별 구조를 구체적으로 제시
하면, 옥상녹화가 미적용된 type A는 콘크리트 210㎜, 단열
재 110㎜이고, 이외 5개 type에서도 건물구조는 type A와
동일하게 설정하였다. type B 구조는 식재층(100㎜)+GBblock(100㎜)+방근시트(2㎜)+배수판(50㎜), type C 구조는
식재층(100㎜)+펄라이트(70㎜)+부직포(2㎜)+화산석(80㎜)+sedemblock(80㎜), type D 구조는 식재층(100㎜)+펄
라이트(115㎜)+부직포(2㎜)+배수판(35㎜), type E 구조는
식재층(100㎜)+마사토(85㎜)+펄라이트(30㎜)+부직포(2
㎜)+배수판(35㎜), type F 구조는 식재층(100㎜)+마사토(3
00㎜)+펄라이트(30㎜)+부직포(2㎜)+배수판(35㎜)으로 구
성하였다. 적용건물의 설정조건으로는 냉·난방 설정 온도
각각 22℃, 24℃, 공조방식은 Fan-coil unit 방식을 적용하
였다. 또한 난방기(Heat Generation)와 냉방기(Chiller)의
성능 계수는 각각 0.83, 1.67로 설정하여 분석하였다. 조명
설계는 사무공간으로 목표조도 400lux, 조명부하 5 W/㎡·1
00lux이며, 창면적비율은 30%, 재실인원 0.11 people/㎡,
인체발열 123 W/person, 환기량 10 l/s·person, 급탕 0.2 l/
㎡·day, 건물운용 24시간(근무시간 9:00~18:00)으로 설정
하였으며, 기상데이터는 중부지역의 충주지역의 기상데이
터를 이용하여 분석을 수행하였다.
옥상녹화 면의 열관류율(U-Value)은 type A 0.332 W/
㎡·K, type B 0.25 W/㎡·K, type C 0.281 W/㎡·K, type
D 0.287 W/㎡·K, type E 0.284 W/㎡·K, type F 0.271 W/
㎡·K로 분석되었다. 열저항성(R-Value)은 type B > type
F > type C > type E > type D > type A 순으로 나타났다.
건물부하는 시시각각 변화하지만 이것이 최대가 되는 시각
에 대해서만 열량을 계산하며, 이것을 최대부하시간(Peak
Hour)에 대하여 행한 부하계산을 최대부하계산법(Peak Lo
ad Design)이라 한다. 피크부하 중 난방피크부하량은 type
A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며,
미적용 유형인 type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은
약 0.6 ~ 0.9% 절감효과가 예측되었다. 또한, 냉방피크부하
량은 type A > type E > type D > type C > type B >
type F 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은
약 1.1 ~ 1.2% 절감효과가 예상되었다. 연간냉·난방부하량
은 type A > type E > type D > type C > type B > type
F 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 1.14
~ 1.18% 절감효과가 예측되었다. 연간에너지사용량은 type
A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며,
type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 0.5 ~ 0.9%
절감효과를 보였다. 최상층의 에너지성능분석을 한 결과,
난방피크부하량은 type A > type D > type E > type C
> type F > type B 순이며, 미적용 유형인 type A 대비
type B, C, D, E, F 유형은 약 1.3 ~ 2.1% 절감효과가 예측
되었다. 또한, 냉방피크부하량은 type A > type E > type
D > type C > type B > type F 순이며, type A 대비 type
B, C, D, E, F 유형은 약 1.2 ~ 1.5% 절감효과가 예상되었
다. 연간피크난방부하량은 type A > type D > type E >
type C > type F > type B 순이며, 미적용 유형인 type A
대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 6.0 ~ 9.0% 절감율을
보였으며, 연간피크냉방부하량은 type B > type A > type
F > type C > type E > type D 순이다. type B를 제외한
유형에서는 냉방부하저감을 보였으나, type B는 다른 유형
에 비해 높은 단열성으로 인해 내부의 열이 외부로 방출되
지 못한 결과로 사료된다.
이상의 결과로 옥상녹화 적용에 따른 에너지저감효과는
냉방시기 보다 난방시기에 높은 효과를 보였으며, 향후 다
양한 옥상녹화시스템 및 유형별 조성에 따른 검토가 이루어
져야 할 것이다.
Among ammunitions which are stored in a war field, the lifespan of propelling gunpowder is affected by storage environment such as storage temperature, humidity, and exposure to sunlight. These are because Nitrocellulose (NC) which is the main component of propelling gunpowder can be naturally disassembled to unstable substances similar with other nitric acid ester. We can’t prevent it fundamentally from being disassembled, but to restrain induction of automatic disassembly by decomposition product, a decomposition product (NO2, NO3, and HNO3) and tranquillizer DPA (Diphenylamine), having high reactivity, are added into a propellant. For this, it will decrease the velocity of tranquillizer which can also affect the velocity of producing the decomposition product of NC, storage temperature or humidity of propelling gunpowder is higher, drop of tranquillizer content is much faster. Therefore, to extend storage lifespan of propelling gunpowder, it is really important to control storage temperature or humidity inside the magazine. Hereupon, according to the manufacture of small scale model magazine and the result of performing experiments and measuring variation of inside temperature(storage temperature), using roof types that have a steel slate structure of magazine among ground magazines, this research shows the differences in details.
This study, the urban energy used office building green roof type composition of the target by analyze building energy reductions. Green roof is total 6 types(type A~F) were selected, EnergyPlus the energy simulation programs were used. Top floor of green roof types evaluation, the reduction of the cooling peak load type E(1.26%), type D(1.30%), type C(1.37%), type B(1.45%), type F(1.49%), and heating peak load is type D(1.32%), type E(1.40%), type C(1.47%), type F(1.69%), type B(2.13%) order. Annual cooling load of heating load is reduced more than about 1% effect. The heating load reduction ratio for a maximum of 9% respectively. Cooling peak load of the building energy performance evaluation of type F >type B >type C >type D >type E in the order and in the case of peak loads heating type B >type F >type D >type E >type C order. Annual total energy use reduction of 1.07 to 1.22% and earn, type B in the best good. In primary energy use reductions in the presence of a green roof were in the 4249~4876 kWh/yr. Annual CO2 emissions reductions of unapplied type A were analyzed on average 469.78 kg.