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우리나라의 냉난방 시스템

07.05.22우리나라의 냉. 난방시스템(전통과 현대 냉. 난방시스템)목 차1. 개요2. 우리나라의 냉. 난방 설비1-1. 전통 난방설비 - 온돌1-2. 현재 난방설비 - 원적외선 필름 난방1-3. 온돌과 원적외선 필름 난방 비교2-1. 전통 냉방설비 - 마루2-2. 현재 냉방설비 - 에어컨2-3. 마루와 에어컨 비교3-1. 전통 냉방설비 - 석빙고3-2. 현재 냉방설비 - 지열원 시스템3-3. 석빙고와 지열원 시스템 비교3. 신에너지 설비시스템4. 맺음말1. 개요우리는 인체의 쾌적성을 목표로 실내의 온도를 조절하기 위해 혹은 산업현장에서 냉, 난방설비를 이용한다. 이로 인해 계절의 변화에 따른 온도변화에도 생활함에 불편함이 없도록 쾌적한 환경을 조성할 수 있게 되었다. 지금이야 기술의 발달로 에어컨과 온풍기 혹은 보일러 등의 냉, 난방설비를 통하여 쉽고 간편하게 실내 온도를 조절하고 있지만, 기술이 발달하기 이전시대에 우리나라에서는 어떠한 설비적 시스템들이 고안되어 사용되었는지 알아보았다.2. 우리나라 전통 냉, 난방설비1-1 난방설비 - 구들 (온돌 溫突)① 역사구들의 역사는 아주 길다. 구들은 호랑이가 옛날에 정말로 담배를 피웠다고 한다 치더라도, 그보다 훨씬 더 오래되었다. 왜냐하면 담배는 콜럼버스가 1492년 쿠바에 상륙했을 때 처음으로 원주민들이 담뱃잎을 말아 피우는 것을 보면서 유럽에 알려지기 시작하였고 1590년경에 일본에, 그리고 한국에는 일본에서 1608~1610년 사이에 전해 졌다고 문화사에 기록하고 있으니까 오래되었다 하더라도 400년이 채 안되고, 구들은 늦어도 기원전 2~300년경에 이미 나타나기 시작한 것으로 보이므로 2200년도 더 되는 역사가 되기 때문이다.문헌적-고고학적 자료들을 분석하고 종합해 보면 구들은 한반도 북부나 과거 한동안 역시 우리 조상들의 활동 무대였던 만주 일대에서 늦어도 기원전 3세기경 이전부터 나타나기 시작하였고, 기원후 3~4세기경에는 초기 형태로나마 한반도 전역으로 전파되어 ‘민족의 난방법’이 된 한민족 들어간 유체의 양이 그 단면을 빠져나온 유체의 양과 같아야 한다는 질량 보존의 법칙 때문에 공기나 액체와 같은 유체는 지나가는 길이 넓은 곳에서 좁은 곳으로 이동하게 되면 속력이 빨라져도 압력은 낮아진다. 따라서 부뚜막보다 부넹기에서 압력이 낮기 때문에 부넹기는 열기를 효과적으로 빠르게 빨아들여 구들개자리로 넘겨주는 역할을 한다.부넹기를 넘어서 구들개자리로 들어간 열기는 부뚜막에서 부넹기로 이동 할 때와는 반대 현상이 나타난다. 왜냐하면 부넹기의 좁은 통로에서 구들개자리의 넓은 통로로 열기가 이동하기 때문이다. 따라서 구들개자리에서 열기의 속력이 급격히 떨어지고 천천히 소용돌이 흐름(와류)이 생긴다. 한꺼번에 고래 쪽으로 이동하지 않고 구들개자리에서 한동안 머물게 되는 것이다. 구들개자리는 열기 저장고와 같은 역할을 하는 셈이다.좀 더 구체적으로 구들개자리에서 열기가 어떻게 이동하는지를 살펴보면 구들장 바로 아래를 지나는 위 부분의 열기는 구들장을 데우면서 여러 갈래의 고래로 들어간다. 그리고 구들개자리로 들어간 열기는 와류로 인해 그곳에 있던 차가운 공기와 열 교환을 한다. 이후 열기는 여러 개의 고래로 서서히 균등하게 들어가게 돼 방 전체를 고루 따뜻하게 해주는 역할도 한다.고래로 넘어간 열기는 다시 고래 머리 부분의 넓은 공간을 만나게 된다. 여기서 또 한 번 열기의 이동 속력이 줄어들게 된다. 이곳의 열기 중 온도가 가장 높은 공기가 위로 올라가 구들장 바로 아래로 서서히 흘러가면서 구들장을 가열한다. 이로 인해 공기는 점점 냉각돼 결국 고래 바닥으로 내려오고 일부는 고래개자리로 흘러간다.한편 냉각된 공기가 점점 고래 바닥으로 흘러 구들개자리 쪽으로 이동하게 되면 뜨거운 고래개자리 부위와 만나서 데워지고 다시 구들장 쪽으로 상승하게 된다. 고래에서 전체적으로 대류현상이 일어나는 것이다.이런 대류가 원활하게 되는 이유 중 하나는 고래의 모양 때문이다. 고래는 바다 속의 고래의 배를 연상시키듯 아궁이 쪽이 넓고 굴뚝 쪽으로 갈수록 점점 좁아진다. 이것이 방열매기체필름열매온도 [℃]40-6040-50방열체바닥바닥방열량 [kcal/㎡h]100250쾌적도최상최상열용량중상예열시간길다짧다온도조절불가가능실내 상하온도차적다적다소음적다없다사용용도주거상업2-1 전통냉방설비 - 마루① 역사마루의 역사는 상고시대로 올라간다. 〈진서 晉書〉 숙신조에 보면 "여름에는 오두막집[巢居]에서 살고 겨울에는 움집[穴居]에서 산다."고 하여 마루를 이용한 소거가 이미 존재했다. 귀틀집도 고상주거(高床住居)가 있어 2층 형식의 마루방이었을 가능성이 있다. 마루의 발달은 추운지방보다는 더운 남쪽지방에서 발달하기 시작했다. 겨울보다는 오히려 길고 무더운 여름더위를 피하는 일이 더 중요했으며 따라서 습기를 피할 수 있고 통풍이 잘되는 원두막식 고상주거가 발달했을 것이다. 조선시대에 중국인 동월이 쓴 〈조선부 朝鮮賦〉에는 "백제 지방에는 땅으로부터 뚝 떨어진 높이에 마루를 설치한 집을 짓고 사다리에 의지하여 오르내린다."는 기록이 있어 백제시기의 마루를 짐작케 한다. 고구려의 마선구(麻線構) 제1호 고분이나 신라의 집형토기에도 마루가 나타난다. 고려시대에 들어오면 온돌과 마루가 결합하여 난방이 필요한 온돌과 불필요한 마루를 구획 짓고 기능별로 공간이 분화되는 경향을 보여주며, 이는 조선시대에 이르러서는 매우 보편적인 주거형식으로 자리 잡았다. 마루는 습기를 피할 수 있고 통풍이 잘되기 때문에 여름철 주거공간이나 곡물창고로서 유용하게 사용될 수 있었다. 고상주거의 바닥은 넓은 판재가 많이 사용되었을 뿐 아니라 건물이 높아지고 바닥을 땅 위에서 들어 올려야 하는 구조 탓으로 보다 정교한 구조기술과 목재 가공기술이 필요했다. 즉, 마루는 온돌과 함께 환경에 대응하는 경험적 지식의 축적에서 발전되어갔다.② 구조대청은 집 가운데 있는 마룻바닥의 재료와 구조가 목조로 짜이고 바닥은 지면으로부터 떨어져서 그 밑으로 자연통풍이 가능하게 함으로써 집안의 습기를 제거 할 수 있었고, 외벽의 일부가 개방되어 있거나 개폐가 쉽게 되어 있다.높은 마루를 다락집형이라 한다면 온도가 상승하는 낮 시간에 더욱 많이 마룻바닥위로 유도하여 냉각공기유입에 의한 주간 자연대류냉방효과를 얻을 수 있다.마룻바닥 틈새바람의 속도가 빨라지면 마루의 습도는 낮아진다. 이는 전통주택에서 뜬 구조로 된 마루의 기본목적이 목구조채의 보존을 위한 방습이라는 점을 확인시켜준다.지붕의 진흙층은 축열체(Thermal Mass)로서 열적완층(Heat barrier) 작용을 하므로 천정표면온도의 상승이 억제되어 천정부근 공기층의 온도는 일정 범위의 온도로 유지되고 있다. 또한 일정한 온도의 일정두께(5Cm) 공기층이 대류가 일어나지 않고 정체하기 때문에 마루의 실내공기온도가 외기온도와는 독립적으로 일정하게 유지된다.처마는 일사량을 차단하여 실내온도상승을 억제하므로 냉각효과를 극대화하고 있다. 한낮에 앞뜰의 온도가 최고가 될 때 뒤뜰은 처마에 의한 일사차단으로 최고 약 6℃ 낮아 뒤뜰에서는 공기가 하강하고 앞뜰에서는 공기의 상승이 이루어져 자연대류현상을 일으킨다.대류냉방과 더불어 복사냉방은 매우 중요한 역할을 한다. 특히 건물구조체의 야간냉각은 주간의 실내기후환경의 온도상승억제라는 관점에서 매우 중요하다.마루에서 주간의 복사냉방은 대류냉방에 비해 미약하지만 마루 밑 지표면으로부터 땅 표면으로의 복사열이동이 일어나 마루를 냉각시키고 있다.지반은 열용량이 크고 열전도성도 좋으며 일반적으로 습기가 많다. 다짐이 잘 된 기단 안마루 밑의 지반은 연중 일사열을 취득하지 못하여 일사에 의한 온도상승이 거의 없으므로 자연 냉방을 유도하는 데에 큰 역할을 한다. 여름철 낮 시간 바닥 밑 지표면의 온도는 외기온보다 약 4~5℃ 정도 낮으며 일몰 후 일출 시각까지는 평균적으로 1~2℃ 높게 나타나며 지표면온도는 마룻바닥 밑표면 온도보다 약1℃ 낮은 특성을 보이고 있다.지붕표면온도는 일 몰후 하강하기 시작하여 저녁 7시 경에는 천정의 표면온도와 거의 비슷하다가 야간에는 급격히 떨어지며 일출후 다시 급격한 온도상승을 보인다. 야간의 지붕표면은 천공복사에 의해 건물구조체를 냉각하는 열적인밀집되어 있어 상온에서 액화가 쉽게 되도록 한다.? 응축과정압축기를 나온 고온, 고압의 프레온가스(냉매)는 응축기를 통과하는 동안 공기가 열을 빼앗아 액화시켜 중온, 고압의 냉매액이 된다.1) 실외기 공기가 냉매가스의 열을 제거한다.2) 액화현상이 나타나고 증기와 액체의 혼합 상태가 된다.3) 완전히 응축된 액체상태가 된다.? 팽창과정1) 액체냉매를 비교적 높은 온도에서 쉽게 증발시키기 위해 응축기에서 나온 냉매액의 압력을 낮춰준다.2) 냉매유량을 조절하여 적정량을 증발기로 공급한다.※ 압력을 낮추는 이유는 액체가 압력이 낮으면 기체로 변하기 쉽고, 반대로 높으면 기체로 변하기 어려운 성질을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 액체 냉매를 효율적으로 증발시키기 위해서는 압력을 낮추어 주는 감압장치(팽창밸브)를 두어 액체냉매의 압력을 낮추어 쉽게 실온에서 증발이 일어나도록 하는 것이다.? 증발과정팽창밸브를 나온 액체냉매는 말이 액체이지 거의 수증기처럼 된 분부액체이고 온도가 무척 차갑다. 이런 분무액체가 증발기로 들어가 주변에서 열을 빼앗아 기체로 변화하는 증발이 일어나고, 다시 압축기로 들어가서 반복적으로 같은 일을 하면 순환을 한다.팽창밸브를 나온 저온, 저압의 냉매액은 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되고, 이 결과 실온이 내려가서 냉방효과를 얻을 수 있는 것이다.1) 냉매액이 주위에서 열을 흡수한다.2) 증발현상이 나타나고 증기와 액체의 혼합 상태가 된다.3) 완전히 증발된 가스 상태가 된다.※ 증발된 가스는 다시 압축기에 끌려 들어가 재압축 되어 반복적으로 순환을 한다.[냉동 사이클]2-3 마루와 에어컨 비교구분마루에어컨냉방방식대류, 복사대류냉매기체기체작동원리자연 기압차냉매에의한 냉각온도조절불가가능비용무높음습도조절습기제거조절가능사용용도주거주거, 상업3-1 전통냉방방식 - 석빙고① 역사석빙고란, 겨울에 얼음을 채빙하여 태양열과 직사광선이 들어가지 못하게 하여 여름에 사용할 수 있도록 만든 창고인데, 현재 월성의 북쪽 성벽 중간지점에 성벽을 가로질러 석빙고가 지방

공학/기술| 2009.05.26| 26페이지| 1,500원| 조회(673)

설비, 냉난방, 우리나라 냉난방 시스, 전통 냉난방

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그린에너지(태양광에너지, 풍력에너지)

태양열 에너지태양열 에너지는 태양으로부터 방사되는 복사에너지가 대기층을 투과하여 지표면에 도달되는 열 및 광 에너지를 모아 필요한 곳에 사용하는 에너지이다.태양열을 이용해 가정에서는 온수,난방,냉방에 이용할 수 있으며, 공장이나 발전소를 움직이는 산업에너지로도 사용된다.태양으로부터 나오는 에너지는 무한할 뿐만 아니라 깨끗하고 공해가 발생하지 않는 청정에너지이다. 그러나 단위면적당 공급받을 수 있는 에너지량이 적고, 흐린 날이나 비오는 날처럼 항상 태양에너지를 사용할 수 없다는 점에서 태양에너지를 이용한 기술의 어려움이 있으며, 현재 석유값에 비해 비경제적이라는 문제점을 가지고 있는 상태이다.■ 설계1. 태양열 집열판태양광선을 열로 변환시켜 전열매체에 전달하는 장치로, 본사의 집열기는 초음파 용접방식 (Ultra-sonic welding)으로 제조되어 효율이 높고, 반영구적으로 사용이 가능하다.- 평판형 집열기는 유효 집열면적 2.44 ㎡이며, 스파툴링 선택흡수막도금 처리가 되어있다.- 주요부분이 동 및 알루미늄 재질로 되어 있어, 부식 우려가 없고 반영구적으로 사용 가능하다.- 설치각도는 30° ~ 45° 를 유지한다.- 설치방향은 정남향을 원칙으로 한다.(변위: 남동 20° ~ 남서 30°)- 집열기가 지면에 설치될 때, 지면으로부터 최소 150 ㎜ 이상에서 설치한다.2. 축열조축열조는 열교환기로부터 가열된 온수를 보온, 저장하는 장치이다.- 압력형 용기이며, 재질은 스테인레스(STS304)를 사용한다.- 용량은 집열면적을 기준으로 1 ㎡당 40~100 ℓ 로 한다.- 축열조의 보온은 열손실율이 26.22 kcal/㎡·hr 이하가 되도록 한다.3. 열교환기흡열판으로부터 열을 흡수한 고온의 전열매체와 축열조의 냉수간에 열을 교환하기 위한 것으로, 다수의 전열판 사이에 전열매체와 물이 서로 반대방향으로 유동하면서 열교환을 하는 장치이다.- 효율이 높고, 축열조와 분리되어 보수가 용이한 판형 열교환기를 사용하며, 재질은 스테인레스(STS304)를 사용한다.- 설치템- 구조: 태양열 집열기, 심야전력용 축열조, 열교환기 및 펌프 배관으로 구성- 특징: 강제 순환식으로 겨울철 배관의 동파의 염려가 없고, 고효율의 열교환이 가능- 용량: 집열판 3매(7.32 ㎡), 축열조 용량 400 ℓ, 심야전기 용량 4 kW- 경제성: 연간 2,745 ℓ의 경유에 해당하는 열량을 439 ℓ의 경유 열량과 동일한 전기료로 대체(경유 비용 500/ℓ시 연간 약 120만원 절감), 회수기간은 3~4년 정도- 온수 사용량: 1일 65℃의 온수 400 ℓ사용 가능난방 시스템- 구조: 심야 전기 보일러, 펌프 및 배관으로 구성- 특징: 콤펙트한 사이즈로 베란다 등에 설치 사용하고, 디지털 컨트롤러로 난방제어- 용량: 축열조 용량 900 ℓ, 심야전기 용량 10 kW- 경제성: 연간 3,477 ℓ의 경유에 해당하는 열량을 869 ℓ의 경유 열량과 동일한 전기료로 대체 (경유 비용 500/ℓ시 년간 약 130만원 절감), 회수기간은 3~4년 정도- 난방 면적: 심야 전기 보일러 단독 사용시 12평(1대 추가시 12평씩 증가) 경유 보일러와 겸용 사용시 30평(1대 추가시 30평씩 증가)2. 태양열 온수·난방 보조 + 심야전력 난방온수 시스템- 구조: 태양열 집열기, 심야 전력용 축열조, 열교환기 및 펌프 배관으로 구성- 특징: 강제 순환식으로 겨울철 배관의 동파의 염려가 없고, 고효율의 열교환이가능- 용량: 집열판 6매(14.64 ㎡), 축열조 용량 400 ℓ, 심야전기 용량 4 kW- 경제성: 연간 3,660 ℓ의 경유에 해당하는 열량을 916 ℓ의 경유 열량과 동일한 전기료로 대체(경유 비용 500/ℓ시 연간 약 140만원 절감), 회수기간은 3~4년 정도- 온수 사용량: 1일 65℃의 온수 400 ℓ사용 가능난방 시스템- 구조: 심야 전기 보일러, 펌프 및 배관으로 구성- 특징: 주간의 난방 부하는 태양열로 대체 가능하므로 연료비 절감 효과- 용량: 집열판 6매(14.64 ㎡), 축열조 용량 900 ℓ, 심야전기 용량 10 kW- 경제성:: 연간 8,601 ℓ의 경유에 해당하는 열량을 2,150 ℓ의 경유 열량과 동일한 전기료로 대체 (경유비용 500/ℓ시 연간 약 330만원 절감), 회수기간은 3~4년 정도- 온수 사용량: 1일 65℃의 온수 400 ℓ사용 가능난방 시스템- 구조: 심야 전기 보일러, 기름 보일러(난방 면적에 따라 유, 무 결정) 펌프 및 배관으로 구성- 특징: 주간의 난방 부하는 태양열로 대체 가능 하므로 연료비 절감 효과- 용량: 축열조 용량 900 ℓ(5대, 필요에 따라 대수 가감), 심야전기 용량 10 kW (필요에 따라 가감)- 경제성: 연간 17,934 ℓ의 경유에 해당하는 열량을 4,483 ℓ와 동일한 전기료로 대체(경유 비용 500/ℓ시 연간 약 670만원 절감), 회수기간은 3~4년 정도 봄- 난방 면적: 단독 사용시 12평(1대 추가시 12평씩 증가) 경유 보일러와 겸용 사용시 30평(1대 추가 시 30평씩 증가)■ 태양광 발전 시스템1. 독립형 hybrid 태양광 발전 시스템독립형 시스템은 외딴 섬과 같이 전기가 들어오지 않는 지역에서 태양광발전으로만 전기를 공급하는 시스템이다.독립형 시스템은 전기를 발전하는 태양광모듈, 심야나 악천후에도 전기를 쓰기 위해서는 발전된 전기를 저장해 둘 축전지(battery), 그리고 발전된 직류를 우리가 사용하는 교류로 변화해주는 인버터(inverter)로 구성되어 있다.2. 계통연계 시스템계통연계 시스템은 태양광발전으로 얻은 전기와 전력회사에서 공급하는 전기를 함께 쓰는 시스템이다.심야나 악천후처럼 태양광발전으로 전기를 공급받을 수 없을 때에는 기존의 전력시스템으로부터 전기를 공급받는다.또는 태양광발전으로 얻은 전기가 남을 경우에는 거꾸로 전력시스템으로 보내줄 수도 있습니다. 따라서 계통연계 시스템은 축전지가 필요하지 않다.풍력 에너지풍력발전이란 풍차를 이용하여 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 방식이다.바람의 세기가 일초에 평균 4미터 이상이면 풍력발전기를 세울 수 있다. 풍력발전량은 날개 길이의나 동물의 이동을 방해함으로써 생태계를 손상한다는 이유로 풍력발전기를 세우는 데 반대하기도 한다.1. 풍력발전의 원리풍력발전이란 자연의 바람으로 풍차를 돌리고, 이것을 기구 등을 이용해 속도를 높여 발전기를 돌리는 발전방식을 말한다. 풍력발전은 발전기를 풍속에 관계없이 일정한 속도로 회전시킬 필요가 있기 때문에 제어를 하기 위해 풍속에 따라서 풍차날개의 기울기를 바꿔야만 한다. 다시말해 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로 전기를 얻는 기술이다. 풍력 발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되고, 주요 구성 요소로는 날개(blade)와 허브(hub)로 구성된 회전자와 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치(gear box), 발전기 및 각종 안전 장치를 제어하는 제어 장치, 유압 브레이크 장치와 전력 제어 장치 및 철탑 등으로 구성된다. 약간의 날을 가진 회전자, 또는 바람개비가 부착된 풍력 터빈은 바람을 이용하여 전기에너지를 발생시키는데 사용되고 있다. 약 30%의 풍력 에너지가 기계적 에너지로 전환될 수 있다. 초기의 풍력 터빈은 다양한 바람의 힘에 의해 구조적 마모 문제가 발생했었다. 하지만, 현재의 재료와 디자인은 풍력발전소로 하여금 90%이상의 시간 동안 활발함을 유지시키게 해 주고 있다. 바람은 지표의 일정치 않은 열로부터 발생하고, 산과 호수 같은 지형적 특성에 영향을 받는다. 바람의 세기는 다양하지만 그날그날의 바람과 계절적 특성을 예측할 수 있다. 미국에서 가장 바람이 많은 지역은 태평양과 아틸란틱 해변 근처, 록키 산맥과 아펠라칸 산맥 부근, 그리고 북 다코타 주, 몬타나 주, 요밍 주와 같이 대평원 지역이다. 이 세 개 주의 잠재적인 풍력에너지는 거의 모든 나라에서 필요로 하는 총 에너지와 맞먹는다. 풍력 발전 지역의 전기 발전에 사용되는 중간 크기의 풍력 터빈은 주로 수평축으로 세워전류에 의해 발전기 역률 조정이 가능하므로 역률 개선용 콘덴서 장치의 설치가 불필요 하다. 그러나 회전기 본체 및 제어장치가 복잡하여 가격이 고가이고 상용전원 변동에 의한 발전기의 과전류 소손 방지용 자동 역률조정 장치기 필요하다. 풍차의 피치제어를 조금만 하여도 일정한 풍차의 회전속도를 유지할 수 있는 곳 즉, 평균풍속이 연중 거의 일정한 곳에 한정적으로 설치가 가능하다.-농형 유도발전기동기발전기에 비해 기계적인 특성이 우수하며, 싸이리스터를 이용할 경우 제어가 간단하고 시스템의 하드웨어를 최소화 할 수 있어 경제적으로 유리하다. 따라서 최근에 풍력발전 시스템으로 확대 적용 추세이다. 계통선과 연계운전을 할 경우 여자전류를 계통에서 공급받아야 하기 때문에 역률이 저하되고 단독전원으로 사용할 경우 고정자에 병렬로 여자용 콘덴서를 부착하여 운전해야 하는데, 이 때 부하에 따라 전압과 주파수가 변동하므로 안정된 전원으로서의 사용이 곤란하다.-권선형 유도발전기제주지형에서와 같이 가변 풍속이 특징인 곳에 설치 가능하며 동기발전기에 비해 기계적인 특성이 우수하다. 권선형 유도기의 회전자에 인버터를 연결하여 풍속변화에 추종하므로써 발전전압의 주파수 및 유,무효전력 제어를 실현하였다. 회전자측의 전류를 제어하므로써 고정자측의 유,무료전력을 자유자재로 제어할 수 있어 계통선의 역률제어가 가능하다. 브러쉬 마모에 의한 정기적인 유지보수가 필요하다.3. 풍력발전시스템의 분류■ 용도에 따른 분류-계통연계형우리나라의 경우 한전계통라인에 풍력발전시스템을 연계하여 운용하는 방식이다.사용자가 원하는 용량이상으로 발전을 할 경우 남는 전력을 한전에 판매하는 방식이다.한편 바람의 양이 적어 발전기가 충분한 양의 전기를 사용하지 못할 경우 한전의 전기를 끌어다 사용하는 방식이다.-독립전원형주로 도서지역이나 계통라인이 공급되지 않는 오지에서 사용할 수 있는 방식이다.계통이 연결되지 않았기 때문에 풍력발전기에서 생산되는 전력으로 전기를 항상 사용하기 위해서는 별도의 전기 저장장치 즉, 배터리시스다.

공학/기술| 2009.05.26| 11페이지| 1,500원| 조회(511)

환경, 태양열, 풍력, 그린에너지

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건축폐기물의 유해성및 재활용 방안

1. 건축 폐기물의 발생기본적으로 건축물을 신축하거나, 삶의 질적 욕구에 대한 성향이 증가 하면서 인간이 활동하는 공간 속에 포함되는 구조물들의 심리적 수명이 단축 되거나 또는 과거의 잘못 지워졌던 구조물들이 낙후되면서 물리적 수명을 다하였을 경우 기존의 건축물을 재개발을 하게 되면서 건축의 폐기물이 발생하게 된다. 이러한 페기물이 급증하게 되면서 사회적 문제점으로 대두되게 되었고 건축폐기물의 재활용이란 대안에 실효성이 부각되고 있는 것이 오늘날의 현실이다. 건축 폐기물은 공사가 활발한 봄과 가을에 다량으로 배출되며 폐기물의 발생이 일정하지 않은 점, 공사단계에 따라 폐기물의 종류가 다른점, 다량의 폐기물이 혼재된 상태로 배출되는 경우가 많으며, 지역적으로 불량주택이나 도심재개발 사업이 추진될 경우 폐자재가 대량으로 배출되는 특성을 지니고 있다. 그리고 폐기물의 종류 중 50%이상이 폐 콘크리트가 차지하고 있으며 폐목, 재, 흙, 폐플라스틱, 유리, 도자기, 조각, 고무조각 등이 포함되어 있다.2. 건축폐기물의 문제점일반적으로 대부분의 산업 폐기물들은 유해성분이 존재하기 때문에 이에 대한 재처리 기술 및 재처리 시스템에 대한 꾸준한 연구와 시설투자가 이루어져 왔으나, 건축현장에서 발생되는 건축폐기물의 성분은 무기물 중심으로 구성되어 있어 유해하지 않으며 배출되는 장소가 일정하지 않은 성격 때문에 관심히 소홀했던 것이 사실이다. 건축 폐기물의 주성분은 폐콘크리트이며 이는 건축폐기물 전체의 약 71%를 차지하고 있다.이러한 폐기물을 과거에는 공터를 매립하는 과정에 이용되기도 하였으나, 폐기물이 우수와 접촉하게 되면서 발생하게 되는 침출수에 의한 오염이 발생하게 되는 환경적 측면의 문제점과 도시외곽의 농지나 녹지에 불법 매립하거나 투기하는 문제가 발생하게 되면서 사회문제로 부각되고 있다. 또한 이러한 폐기물이 증가하면 매립지나 폐기물 처리 업체가 포화상태에 도달하게 되면서 이러한 문제점 해결에 대한 또 다른 시각이 제시되고 있는 것이다. 이러한 폐기물의 발생으로 야 등 주로 재개발·재건축 과정에서 대량으로 일시에 배출되는 특성을 가지고 있다. 일반적으로 철근콘크리트 구조물은 60년 이상의 수명을 가진 것으로 보고 있으나, 현재 국내에서는 20년이 지난 대부분의 건축물에서 재건축의 수요가 발생하고 있다. 이는 근대화 이후 단기간에 대량의 구조물을 건축하는 과정에서 질적인 측면을 간과하였기 때문이다. 또 다른 원인으로는 구조물의 기능적 또는 내구적 결함보다는 경제적 요인에 기인하고 있는 것으로 파악되며 또한 다른 선진국과 같이 건축물의 외장을 그대로 둔채, 내장재·설비만을 개체 혹은 수선하여 수명을 연장시키려는 의식이 희박하여 앞으로 건축 폐자재의 발생량은 더욱 증가 할 것으로 예상된다.3. 건축 폐기물이 미치는 영향(1) 폐 콘크리트폐 콘크리트는 그 자체가 천연의 원재료로 만들어졌고, 인체에 특별히 유해한 물질을 포함하지 않는 무기물이기 때문에 어느 곳에나 안심하고 투기하든지 매립처분해도 된다고 생각하기 쉽다. 실제, 화학적 조성은 일반의 토양에 가까운 것으로서 처분하지 않고 성토재료, 하충노반재로서 활용하는 것이 좋으나 콘크리트가 가지는 차제적인 물리적 특성상 그렇게 해서는 안된다. 이에 대한 문제점을 열거 한다면 아래와 같다.① 크기가 크고 강력한 것이 많다.콘크리트는 시멘트의 수경반응에 의하여 골재를 포함하여 일축압축강도가 200kg/㎠ 이상 달하는 강력한 것으로 폐콘크리트는 콘크리트 구조물 해체에 의하여 파손된 것이기 때문에 물리적 성질은 토양과 다르다고 생각한다.②생물이 살 수 없다.자연의 정상적인 토양이면 그 토양에는 질소, 이느 칼슘, 등 생물의 영양염류가 흡착되기도 하며, 미량의 유기물을 가지고 있어서 잡초, 수목, 작물 등 토양 미생물까지 각종의 생물이 용이하게 살 수 있는 집이나 매체가 된다. 폐콘크리트는 토양입자와 같이 파쇄 하였어도 이와 같은 생물이 생육하기 힘들기 때문에 자연적인 토양이라고는 할 수 없다. 자연계에서도 사막은 이와 같은 토양입자로 형성되어 있으나 노지나 산림이 폐콘크리트로 매립되면 되는 경우가 많다. 만약에 해체 현장이나 중계지에 그러한 부가물을 선별한다 하더라도 완전하게 선별하는 것은 곤란하며, 폐 콘크리트와 혼합된 부가물은 매립처분지에서 부패, 분해된다. 이것은 정도의 차이는 있지만 매립지의 침출수, 가연성 가스, 악취, 파리 등을 발생시킨다. 이러한 문제를 완화시켜 실제적으로 폐 콘크리트를 매립처분하려면 큰 조각이 없도록 파쇄하는 것이 필요하다. 플라스틱 조각 2㎝이하, 고무조각 15㎝ 이하로 파쇄 또는 절단한 것을 폐콘크리트에도 적용하여, 적어도 6㎝ 이하로 파쇄하여 매립처분 하여야 한다.(2) 폐유리유리의 재활용은 유리병을 중심으로 활발히 진행되고 있으나 건설폐기물로서의 폐유리는 재활용 대책이 거의 없는 형편이다. 유리는 미관이 화려하고 광택이 발하여 아름다운 건 설재료로서 이용가치가 높다. 또한 폐유리를 잔골재로 사용하여 만든 모르타르의 강도는 일반 골재에 비하여 높은 강도를 나타냈으며 결합재가 UP인 경우 기계적 성질이 매우 향상되고 내산성 실험에서도 매우 우수한 저항성을 보여 내구성이 필요한 건축구조물에 적합하다. 이외에도 도로포장재, 각종 보도블럭, 내장용 타일, 흄관 등의 2차 제품으로 재활용할 때에도 우수한 성능을 가지고 있다.(3) PVC 바닥장판재현재 가정용 바닥장판재를 들 수 있다. PVC 바닥장판재는 국내에서 1980년대 이후 국내 주택 및 아파트 등에 널리 보급되어 사용되고 있다. 특히, 다른 재료에 비해 가격이 저렴하고 시공이 간편하고 보행감이 좋은 것이 특징이나 대부분의 PVC 바닥장판재는 석유화학제품으로 화재 시 유독가스가 발생하는 등 오염물질을 함유하고 있으며, 매립시 오랜 기간 동안 산화되지 않는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 목재와 고무류, 페인트와 접착제, 플라스틱류와 합성수지 등 복합재료로부터는 유기성분의 오염물질이 방출된다고 하는데 특히, PVC계통의 건축바닥장판재에는 휘발성유기용재(VOCs) 및 환경 호르몬(DOP)등의 오염물질이 검출되고 있다. 휘발성 유기용제는 유지류를 녹이고 휘발성이 다 크거나 비슷하게 나타나 재활용가능성이 큰 것으로 나타났다. 그리고 폐PVC, 폐FRP 및 스티로폴을 이용하여 제작한 시멘트 모르타르의 단열성능이 우수하다. 결과적으로 경량 단열성능이 우수한 시멘트 모르타 르로서의 사용가능성을 확인할 수 있다.② 인공경량골재인공경량골재는 시멘트, 폐PVC, 골재를 배합하여 생성하는데 그 결과 콘크리트의 경 량화가 가능하며 입경을 자유롭게 조절하여 제작할 수 있으며 압축강도 및 인장강도는 배합조건에 따라 보통 시멘트 콘크리트와 큰 차이가 없었다. 그리고 큰 흡수율은 폴리 머 디스퍼션을 이용하여 표면을 처리함으로써 흡수율을 크게 저하시킬 수 있다. 결과 적으로 폐PVC미분말을 건설재료로 사용시 적절한 배합비로 제작한다면 경량단열 성 능이 우수한 시멘트 모르타르와 인공경량골재로서의 사용 가능성을 확인할 수 있다.(5) 폐벽돌폐벽돌의 경우 재활용은 현재까지 거의 이루어지지 않고 있는 것으로 조사되었다. 그러 나 폐붉은벽돌을 시멘트 콘크리트용 굵은골재로 재활용하기 위한 실험결과, 골재로서의 일반적인 성질, 역학적 성질 및 내구성이 기존 쇄석에 비해 약간 떨어지나 배합조건에 따라 치환율 40~50% 정도에서는 골재로서 재활용이 가능한 것으로 판단되었다. 또한 테라조판 골재로서 역학적 성질 및 동결융해 시험을 실시한 결과 판재로서 시멘트와 굵 은골재의 비율로 1:3의 우수한 성질을 나타냈으며 외관성상 및 색상에서 성능이 우수한 편이다. 폐시멘트벽돌의 경우 시멘트 모르타르의 잔골재와 치환하여 사용할시 압축강도 는 치환율이 증가할수록 증가되어 최대 1.5배의 높은 강도를 나타내고 휨강도는 동등이 상 수준을 보여 재활용의 가능성을 확인하였다.(6) 폐스티로폴① 재생수지 - 합성수지, 욕실발판, 건축물 내장재, 조립식 벽돌 등으로 재활용 가능② 경량폴 - 모르타르 혼화재, 경량벽돌, 경량폴 콘크리트, 창호틀, 아파트 바닥재로 재 활용 가능③ 접착제 - 종이 코팅재, 섬유코팅재, 신발 접착제로 재활용 가능4. 현재의 폐기물 처리실태건설 부산물, 활용하는 방법을 연구해야 할 필요가 있다.표>연도별 건설폐기물 처리 현황계매립소각재활용2000년78,77710,021 (13%)2,071 (3%)66,685 (84%)1999년62,22110,600 (17%)1,278 (2%)50,343 (81%)5. 국내외 폐기물 관리현황(1) 국내 관리현황건설폐기물과 관련되는 중앙정부의 부서는 폐기물관리의 전체적인 정책방향을 수립 ,관리하는 환경부와 건설폐기물의 활용과 관련한 건설 분야의 업무를 관장하는 건설교통부이며, 우리나라의 경우 건설폐기물은 “폐기물관리법”과 “자원절약과 재활용 촉진에 관한 법률”로 환경권을 1986년 제정하여 명문화했으며, 국민생활과 직결된 쓰레기 및 폐기물 처리에 대처해온 이래 3차에 걸친 법개정과 폐기물의 재활용을 더욱 촉진시키기 위한 제도의 마련을 위하여 폐기물 발생억제 및 재활용에 관한 규정을 분리하여 자원의절약과재활용촉진에관한법률을 제정하였으며, 폐기물 분류체계를 유해성을 기준으로 재분류하고 폐기물 처리시설 주변영향 주민에 대한 지원규정을 두어 폐기물 처리시설의 설치를 촉진하는 기반을 마련하였고, 폐기물 관리행정의 주변여건이 대폭 전환됨에 따라 99년 12월에는 법률이, 2000년 7월에는 시행령이 동년 12월에는 시행규칙이 개정되었다. 이 법의 제정 목적은 건설폐기물의 감량화 및 재활용을 촉진하고, 목재 등 원자재 사용을 최소화하여 건설과정의 환경부하를 최소화하기 위하여 주택재건축사업 등 건설폐기물 발생이 많은 건설현장의 건설폐기물 처리 및 재활용 특별대책을 추진하고 건설폐기물 재활용 자재의 생산 및 이용을 높이기 위한 핵심기술을 개발하며, 재활용 촉진을 위한 제도 및 행정지원방안을 강구하고, 광역적 재활용 정보체계를 구축함으로서 업체간 또는 건설현장간 건설폐기물 발생정보의 교류 및 공유를 통하여 수요와 공급의 안정성을 유지하기 위함이다.(2) 국외 관리현황?일본일본의 환경에 관한 기본적인 견해와 환경의 보전에 관한 시책의 기본은 「환경기본법」에서 정해져 있으며, 폐기물을 적정하게 처리할태이다.

공학/기술| 2009.05.26| 9페이지| 1,500원| 조회(1,045)

건축, 폐기물, 재활용 방안

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서초 삼성타운 설비 피피티

SEOCHO SAMSUNG TOWN *INTRODUCE* STUDY EQUIPMENT OPINION END 서초 삼성타운 배치도INTRODUCE* STUDY EQUIPMENT OPINION END #. 개 요 건 물 명 : 서초 삼성타운 C 블럭 대지면적 : 13,108.30 m² 건축면적 : 6,848.10 m² 연 면 적 : 197,428.35 m² 층 수 : 지 하 8 층 , 지상 43 층 #. 층별소개 B8 : 기계실 , 전기실 , 발전기실 , 정화조 B7– B3 : 주차장 B2 – B1 : 판매시설 및 직원식당 , 레스토랑 1F – 5F : 로비 , 어린이집 , 접견실 , 다목적 강당 , 디자인 체험관 등의 공용공간 6F – 40F : 사무공간 41F – 43F : 기계실 , 전기실 , 옥탑INTRODUCE STUDY* EQUIPMENT OPINION END 외부 온습도 조건 ) 구 분 건구온도 습구온도 상대습도 절대습도 비 고 여 름 -14.9 -15.6 69.6 0.00071 겨 울 32.1 26.3 63.6 0.01927 본 건물에 대한 설비를 조사하기 전 우리는 설비에 대한 기본적인 STUDY 가 먼저 필요하다고 판단하여 간단하게 조사를 하였다 . 우선 실내설계 온습도 조건과 , 외부 온습도 조건에 관한 표는 본 건물 설계 시 참조한 외부 온습도 조건과 실내 설계 온습도 조건을 나타낸다 . 외기조건은 건축물의 에너지절약설계기준 에 의 한 서울기준에 따라 설계에 반영하였으며 실내 온습도 조건은 대한설비공학회 설비공학편람 제 2 권 공기조화 설비를 참고하였다고 한다 . 두번째로는 설비를 이용한 에너지 절약 방안과 그에 따른 기대효과를 조사하였다 . 여러가지 방식을 이용하여 에너지를 절약할 수 있으며 , 이 건물의 설비설계시 필요한 내용을 간단하게 요약하여 보았다 .INTRODUCE STUDY* EQUIPMENT OPINION END 실내 설계 온습도 조건 ) 구 분 건구온도 ( 하계 ) 상대습도 하계 ) 건구온도 ( 동계 ) 상대습도 ( 동계 ) 고 사무실 24 50 20 40 식 당 24 55 20 - 삼성쇼룸 24 50 22 40 다목적홀 24 50 22 40 은 행 24 50 22 40 편의시설 24 50 22 40 로 비 25.6 50 20 40 전산실 22 ± 2 50 ± 5 22 ± 2 50 ± 5 항온항습 Design LAB 24 50 22 40INTRODUCE STUDY* EQUIPMENT OPINION END 에너지 절약방안에 대한 STUDY 1 ) 절약방안 기 대 효 과 외기부하 최소외기 유입조정 - 10~20% 에너지 절감 거주인원에 따른 가변 외기량 제어 ( v.o.v 방식 ) - 10~30% 외기부하 절감 열원설비 고효율 기기 사용 - 효율이 높고 용량제어가 용이한 기기 사용함 - 10~20% 에너지 절감 열원기기의 대수분할 - 부분부하운전이 용이하고 고장 시 대처가 가능하도록 적용함 저 부하용 냉동기의 설치 - 야간 및 저 부하시를 대비한 냉동기를 별도설치 운전방식 - 사용시간을 최적화하여 예냉 , 예열시간을 단축하여 에너지를 절약 대온도차 방식 - 냉각수 출구 온도를 낮게 유도하여 냉동기 효율 향상 도모INTRODUCE STUDY* EQUIPMENT OPINION END 에너지 절약방안에 대한 STUDY 2 ) 절약방안 기 대 효 과 공조방식 외기냉방방식 - 중간기 외기냉방시스템을 적용하여 에너지를 절감 개별공조방식 - 시간대별 , 용도별 개별공조방식을 채택하여 열원기기 , 공조기의 에너지를 절약 가변풍량방식 - 실내 열부하의 변화에 따라 공조 풍량을 가변화시켜 팬 소비동력 등을 30~40% 절감 반송방식 기계실 , 공조실의 배치 - 공조지역에 인접하게 배치하여 팬 , 펌프 등의 반송에너지를 절약 펌프의 대수분할 - 펌프의 고효율운전으로 에너지 절약 고효율 팬 , 펌프 사용 - 동력부하 5~10% 절감 소요정압 양정의 최소화 - 덕트 , 배관 등에 과대한 정압 , 양정이 걸리지 않게 하여 반송동력 절감 냉수 대온도차 방식 - 냉수 순환펌프 동력 절감 냉각수 대온도차 방식 -냉각수 순환펌프 동력 절감INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END ㆍ설비 개요 - 건물의 전체적인 구성 지하층 : 지하 8 층 ( 기계실 , 전기실 , 발전기실 , 정화조 ) 지하 7 층 ~ 지하 3 층 ( 주차장 ) 지하 2 층 ~ 지하 1 층 ( 판매시설 및 직원식당 , 레스토랑 ) 지상층 : 1 층 ~5 층 ( 로비 , 어린이집 , 접견실 , 다목적 강당 , 디자인체험관등 공용공간 ) 6 층 ~40 층 ( 사무공간 ) 41 층 ~43 층 ( 기계실 , 전기실 , 옥탑 ) ㆍ설계 목표 쾌적한 업무환경 제공 , 정보화 빌딩에 적합한 실내환경 및 실내공기질 확보 , 향후 신기술 도입에 따른 공간의 유연성 및 글로벌 업무환경에 적합한 24 시간 운영체제 지원 등으로 이러한 요구조건에 충족 ※ 세부적으로 조닝 , 설비시스템안전성 향상 등 설계에 반영INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 구분 명칭 규격 비고 온열원 보일러 10t x 3 대 노통연관실 보일러 ( 공조용 ) 보일러 3t x 1( 관류형 - 주방용 ),3t x 1( 관류형 - 가습용 ) 냉열원 스팀터빈냉동기 2,000RT x 2 대 5900USRT ( 냉각탑 9,450RT) 전기터보냉동기 900RT x 1 대 , 500RT x 1 대 , 500RT x 1 대 ( 예비용 ) 공조 ZONE( 중앙공조 ) 지하층 : 1-ZONE 지상층 : 6-ZONE 지하층 : 16Set 지상층 : 20Set 공조방식 기준층 중앙공조기를 통한 VAV+DVM+ 콘벡터 DVM 822 Set( 층당 22 대 ) 로비존 로비 CAV 하부 급기방식 설비 개요INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 구분 명칭 규격 비고 위생설비 급수방식 Pump 가압 + 고가수조 하향공급 방식 급탕방식 순간 급탕 가열기 방식 ( 태양열 급탕설비 : 건축허가조건 ) 경유탱크 5t x4Set ( 발전기 + 보일러용 ) 5900USRT ( 냉각탑 9,450RT) 접촉폭방식 ㆍ접촉폭기 ( 정화조 17,500 인 ) 탄천하수종말처리 (BOD 50% 이상 제거 ) ㆍ막분리 수처리 방식 ( 중수 300t 화장실 , 조경 및 청소용 ) 정화조 중수 소방시설 소화설비 옥내소화전 , 스프링클러 , 연결송수구 , 제연설비 , 상수도 소화전 , 청정소화약제 태양열 급탕 태양열 급탕설비 건축허가조건 쓰레기처리설비 쓰레기설비 캔 압축 , 파쇄기 , 음식물 쓰레기처리INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 공조설비 공조 Zoning 계획 고려사항 구분 계통명 사용시간대 주간사용 사무실 , 식당 , 편의시설 , 은행 , 삼성쇼룸 , 로비 , 어린이집 , 접견실 , 기자실 , 교육실 , 마케팅 회의실 , 다목적 홀 , 디자인 체험관 , 기준층 외주부 24 시간 사용 방재센터 , 전산실 , 통신실 , 방송실 , 정보센터 실내환경조건 항온항습 전산실 , 통신실 , 방송실 , 정보센터 일반온습도 사무실 , 식당 , 편의시설 , 회의실 용도 업무시설 사무실 , 회의실 , 접견실 판매시설 편의시설 식당 직원식당 , 전문식당 , 커피숍 , Corporate Restaurant 공공시설 은행 , 어린이집구분 적용방식 사무실계통 V.A.V( 내주부 ) +DVM( 외주부 )+Convertor( 외주부 ) 로비 계통 A.H.U(C.A.V) 레스토랑 계통 A.H.U(C.A.V). 전공식 방식 전산실 항온항습기 판매시설 계통 A.H.U(V.A.V) 주방 계통 A.H.U(C.A.V)+PAC 방송실 계통 A.H.U(V.A.V)+ 항온항습기 쇼룸 계통 A.H.U(V.A.V) +Convertor +HV Unit 전기실 , 보일러실 계통 A.H.U or HV Unit 계통별 공조방식 계획 ) 공조 입상덕트 조닝 개념도 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END마케팅 회의실 공조시스템 개념도 쇼룸 공조시스템 개념도 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END장비명 설치위치 장비사양 설치대수 비고 냉동 지하 8 층 증기터빈 2,000ton 2 터보 900ton 1 터보 500ton 1 보일러 지하 8 층 10ton/h 3 3ton/h 2 냉각탑 옥탑층 1,350 RT 7 W-DVM 겸용 공조기 공조실 - 31 외조기 공조실 - 10 DVM 실내기 각층 11 KW, 14 KW 748 DVM 실외기 각층 및 기계실 공랭식 및 수냉식 136 열원설비 ) 주요 열원장비 개요 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END대온도차 방식 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END위생 설비 ) - 종류 : P-trap, 밀결형 사이펀 변기 ( 세정밸브방식 ), 센서내장 벽걸이스툴 소변기 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 밀결형 사이펀 변기 P – trap소화시설 ) - 종류 : 소화전 , 스프링쿨러 , 스프링쿨러 배관 INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 지하주차장 소화전 실내 소화전 실내 소화 경보기 실내 소화 감지기소화시설 ) INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 밀결형 사이펀 변기 P – trap 스프링쿨러 ( 폐쇄형 상향식 헤드 ) 스프링쿨러 밸브 스프링쿨러 배관 옥내 소화전 배관주차장 환기설비 ) INTRODUCE STUDY EQUIPMENT* OPINION END 주차장 급기팬 롱팬 ( 유인팬 ) 옥내 소화전 배관INTRODUCE STUDY EQUIPMENT OPINION* END ㆍ 현대 사회에 들어서 설비가 큰 비중을 차지해 나아가고 있다 . ㆍ 건물이 복잡할 수록 각 설비들의 연계성이 커지고 계획단계에서부터 고려해야 할 부분들이 늘어나고 있다 . ㆍ 쉽게 지나칠 수 있는 모든 공간에서 설비가 필요로 하고 설치되어 있다 . ㆍ 설계를 할 때 설비를 고려해 나아갈 때 삶이 윤택해진다 .INTRODUCE STUDY EQUIPMENT OPINION END* T HANK Y OU{nameOfApplication=Shw}

공학/기술| 2009.04.29| 21페이지| 3,800원| 조회(1,207)

설비, 기대효과, 삼성타운, 서초 삼성타운, 실내 온습도

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워터큐브 구조와 etfe 평가A+최고예요

Water cube32041598 이성원 32041568 김대덕 32061575 김하경 32061589 윤진1. 작가설명 2. 건물개요 3. concept 4. 재료설명 5. 재료의 사용이 건물에 주는 효과 6. 같은 재료를 이용한 건물에 대한 설명 7. 결론 ( 총정리, 느낀점 )ContentsLocation : Beijing, China Function : Swimming center Site area : 69,550㎡ Bidg. Area : 65,630㎡ Total floor area : 119,740㎡ Completion : 2008 Design participation : PTW-Mark Butler, Chris Bosse CSCEC design-Zhao XiaojunPTW architecture1889년 설립된 호주의 설계사무소Beijing National Aquatics Center (2007) Vero Centre in Auckland, New Zealand (2000) The toaster Building (1998)Arup구조, 디자인, 계획, 프로젝트 컨설팅 서비스 등을 제공하는 회사. 아메리카, 동아시아, 유럽, 중동에 걸쳐 10000여명의 직원과 37개 나라에 92개의 회사가 설립되어있다.베이징 올림픽 주경기장 Cctv 본사 시드니 오페라하우스CSCEC (China State Construction Engineering Corporation)중국건축공정 총 공사Federazija Complex, Tower A (Ostturm), MoscowShun Hing Square, ShenzenConceptPhilosophy of China- Square - Heaven is round, Ground is square - 陰陽 - To be something, to be nothingConcept Image - [H2O]3Mass ConceptMaster Plan한 개의 물 입방체가 떨어지면, 물결을 일으키며 땅에 물방울이 튄다.Watercube도 120도가 구조적으로 안정ConceptStructure Unit기본 형태는 4가지의 구조와 4가지의 절점의 반복되는 패턴을 이루고 있으며, 각 절점은 물 분자 구조의 결합각인 104.5°와 유사하다.[H20]3 Structure유형특징장점단점기둥과 보구조지붕무게를 기둥과 보또는 트러스로 지탱가격이 싸고 간단경기장을 따라 늘어선 기둥이 관중의 시야를 방해캔틸레버 구조지붕의 한쪽 끝만 고정됨관중의 시야를 가리지 않음비용이 고가 상습 풍압에 구조적 약점공기막구조지붕이 송풍기에 의한 내부압력으로 지지비용이 저렴수명이 짧다. 손상을 입기 쉽다콘크리트 쉘 구조기하학인 형태구조지붕의 세로 길이를 45m이상 가능설계 어려움 현장제작 콘크리트사용시 비계사용이 요구됨케이블 구조초기인장력의 유지요구 되고 입체적인 그물과 플라스틱제품으로 만들어진 덮개로 구성외관이 쾌적 반투명 얇은 막의 사용으로 더 밝고 편안한 분위기제공 그림자를 줄여 잔디의 성장과tv방송에 도움모든 장력구조에 세심한 설계가 필요 체계적이고 철저한 관리가 필요 빗물, 눈에 의한 ponding현상막구조지붕 덮개재료 가구조를 형성Membrane Structure초기 장력에 의해 ETFE형상이 만들어 진다. 내부와 외부의 응력이 적절히 작용하여 가장 안정된 형상을 만든다.참고사항 -ETFE는 허용응력이 비교적 낮기 때문에 적절한 보강이 필요. -비교적 선형 열팽창율이 높다.공기압에 의해 형성된 구조물은 쿠션 내외부의 기압차를 이용하여 외부 하중에 견딜수 있다.공기 주입법 -여압법: 공기조화 장치를 이용해서 일정한 압력을 유지하는 방식(일반건축물) -봉합법: 초기 공기압을 인입하고 봉합하는 방식 (임시건축물)Suspension StructureAir layer StructureDetailETFE Analysis외부에서 부는 바람에 대한 하중은 내부의 공기쿠션의 압력에 의해 전파된다.Space truss부재가 모두 동일 평면 내에 놓여 있지 않은 구조물을 입체뼈대(Space Frame), 또는 입체구조물이라고 한다. 입 않는 3개의 부재와 1개의 격점을 추가할 때마다 확대되어 나간다.그림2그림1Space truss System직접 하중을 받지 않는 트러스도 변형 저항에 도움이 된다.평형 트러스를 연결함으로써 효과가 더 증가한다.평행하는 트러스의 추가로 효과가 증가한다.2방향으로 트러스를 연결시켜 최대의 효과를 얻는다.Primary Structure이 유기적인 디자인은 재료의 유연성과 함께 베이징에서 발생하는 지진에 적합하다.14면체 3쌍 (마주보는 6각형 2면, 나머지 12면은 5각형)12면체 1쌍+이러한 기본형태는 4가지의 구조와 4가지의 절점의 반복되는 패턴을 이루며 각 절점은 104.5도(물 분자 구조)Space truss unitStructure model studyStructure 3D worksStructure 3D worksETFE ModuleHexagon + PentagonETFE StructureETFE StructureETFE StructureETFE StructureETFE StructureWatercube material - ETFE특징- 자정효과에 의한 투명도 유지 우수한 내구성능 난연재, 인체에 무해 광투과량 조절 내열성 내한성 다양한 연출이 가능 여러 겹을 사용함으로써 방음, 방풍, 자외선차단 가능 여러 겹 겹친 후 공기 채워 넣으면 우수한 단열과 채광효과와 건축물의 에너지 사용량의 약 30%정도 절감할 수 있음 활용- 단일 막(케이블 인입식) 2중 막(공기주입식) 표면처리, 조명효과, 영상효과 (프로젝터)같은 면적의 유리판 무게의 1% 중량- 1.66~1.84g/㎤ 두께- 0.25mm± 인장강도- 50N/㎟ 열 흡수율- -1.8± 5% 투명도- 최고 93%Character항 목내 용작 업 성복잡한 형상에도 coating이 가능전기적 특성광역의 주파수대에 걸쳐 매우 높은 절연성, 낮은 손실율 그리고 우수한 표면저항율이 있고 특히 정전기 방지목적의 도전성 코팅에도 사용되고 있다.비 점착성ETFE코팅 면에서는 물이나 기름이 잘 붙지 않기 때문에 청소가등의 첨가제가 전혀 들어 있지 않다.내 후 성옥외에서 장시간 사용하여도 산화, 표면오염, 변색등이 없어 성능이 떨어지지 않는다.관체 밀착성특수 고안된 내열 PRIMER을 사용 기재와의 밀착성이 매우 뛰어나며 열 융착에 의해 강력하게 COATING 되어지므로 밀착도가 높아 HIGH PRESSURE에서도 사용가능.외부 충격성밀착성이 좋아 모재가 파손되지 않는 한 절대 분리되지 않는 강한 접착력을 가지고 있다.Vented cavity햇빛 및 복사열의 조절 신선한 외기는 타공 구멍 내에서 예열열 손실을 보완하기 위해 실내로 수동의 태양 열 취득을 극대화여름철 구멍내 뜨거운 공기는 외부로 발산 눈부심이 없도록 자연 채광을 조절유리와 마찬가지로 효과적인 단열성능. 3중막은 저높은 단열성능을 가진다.단열특성 (열관류율 비교)ETFE - 가공성과 내연성ETFE 필름은 사출재이므로 표면이 매우 부드럽다. 이러한 부드러운 성질과 쿠션의 비접착성으로 표면에 오염물, 배설물 등이 붙지 않고 비에 씻겨 내려가게 된다.EnvironmentSound Fact쿠션이 흡음재로 작용하여 일반적으로 유리보다 우수한 방음성능을 보여준다.FloodlightETFE 는 모든 영역대에서 유리 등의 자재보다 태양광에 가까운 높은 투과율 이는 실내지만 실외에서 수영을 하는듯한 조건을 만들어 준다.빛을 은은히 통과시키는 반투명의 합성수지 거품 천장은 수영장에 채워진 물의 이미지를 확장한다.LightingETFE 소재를 사용한 건물 일본 아오야마 프라다매장 독일 알리안츠 아레나 구장1. 일본 아오야마 프라다매장 – Herzog de Meuron1. 일본 아오야마 프라다매장 – Introduce도쿄 오모테산도에 위치하고 있다. 뉴욕에 이어 두 번째로 설립된'프라다 에피센터'인 아오야마 에피센터는 일본 명품 숍 건물 중에서도 손꼽히는 명물로 헤르조그와 드 뮈론이 함께 디자인 하였으며, 건물이 화려하고 독특하여, 도쿄 관람시에 필수코스 중 하나로 알려져 있다.1. 일본 아오야마 프라다매장 – Skin외피의 프레임되고 계단의 경사도까지 고려한, 구조와 외피, 공간, 설비의 통합적 계획이 이루어지는 것을 알 수 있다.2. 독일 알리안츠 아레나 구장 – Herzog de Meuron2. 독일 알리안츠 아레나 구장 – Introduce독일 뮌헨 북부지역에 위치한 축구경기장. 경기장 외관 색상을 자유자재로 바꿀 수 있는 세계 유일의 경기장으로, 약 70,000명 정도의 인원이 수용 가능하다. 독특한 모양새로 고무보트(Schlauchboot)“라는 별명을 얻게 되었다.전체이름 Fussball Arena München 위치 독일 뮌헨 기공 2002년 10월 21일 개장 2005년 5월 30일 수용인원 69,901 (전체수용가능인원) 좌석수 66,0002. 독일 알리안츠 아레나 구장 – Profile경기장 외부는 0.038 헥토파스칼 압력으로 건조시킨 2,874개의 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 포일(foil) 에어 패널로 구성 되었다. 이 패널들은 멀리서는 흰색으로 보이지만 근접 관찰할 경우 작은 점을 확인할 수 있다. 멀리서 보았을 때는 이 작은 점들이 결합하여 흰색으로 보이는 것이다. 근거리에서는 투명한 포일을 확인할 수 있는데, 이 포일들은 0.2mm의 두께로 구성되어 있다. 각 패널은 제각각 흰색, 빨간색, 파란색의 빛을 낼 수 있으며, 이는 이 경기장을 홈으로 사용하는 팀의 경기를 구별하기 위함이다. (흰색은 독일 대표팀, 빨간색은 바이에른뮌헨, 파란색은 TSV 1860뮌헨경기) 이 방법에는 뉴욕 자이언츠와 홈 경기장을 공유하고 있는 미국 미식축구 프로팀인 뉴욕 제츠도 관심을 보였다. 경기장 전체의 발광에는 시간당 약 50유로(미화 약 66달러)가 들어간다. 경기 중에 지붕을 펴서 일광을 차단할 수 있다.2. 독일 알리안츠 아레나 구장 – Structure2. 독일 알리안츠 아레나 구장 – LightConclusionETFE를 사용함으로써 물의 느낌을 강조하고, 입면의 고유성을 살릴 뿐만 아니라 환경 시스템을 도입해서 에너지를 절약한다. 또한 전체적으로 투명한 그}

공학/기술| 2009.04.14| 58페이지| 3,800원| 조회(2,617)

구조, Structure, 재료물성, 워터큐브, etfr

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