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BIM과 CAE의 접목

BIM(Building Information Modeling)과 공학연구를 위한 CAE(Computer aided Engineering)의 통합에 대한 연구1. 연구 배경일반적으로 현재 지구상의 있는 모든 건축물, 기계장치 등은 설계도면에 입각하여 건축, 제작되었다. 기계 및 항공 등 기계계열에서의 3D CAD사용은 이미 상용화 되어 거의 모든 장치설계에 사용된다. 그림 1과 같이 3차원 형상에 대한 캐드를 직접 지원하고 있다. 그러나 그림 2와 같이 건축에서는 2차원 도면을 제공하고 이를 바탕으로 건축물을 건설하고 있다.그림 SEQ 그림 * ARABIC 1 그림 2해외 건축시장은 2D CAD에서 3D CAD로, 그리고 건물의 전 생명주기(건축물의 기획, 설계, 시공, 사후관리)의 정보를 통합하고자 Building Information Modeling(BIM)으로 빠르게 전환되고 있다. 현재 통합회된 3차원 설계의 필요성을 인식하고 AEC(Architecture, Engineering, Construction)관련업계에서 BIM도입을 추진하고 있으며 각종 연구와 실제 적용 및 활용성에 대해 논하고자 한다.건축물 설계에서 그 동안은 설계를 하고 시공을 하면서 구조적인 문제 온열환경 문제에 대한 문제가 대두되어야 설계변경을 하는 형태로 진행되어 왔다. 또한 설계자와 이러한 공학적인 연구를 하는 연구자간에 많은 이질적인 학문적인 차이로 인해 동시 연구라는 수행형태는 찾아볼 수가 없었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 비효율적인 방법에 제고하여 새로운 블루오션적인 설계 방법을 제안하고자 한다.본 연구에서는 BIM이라는 새로운 패러다임에 따른 활용 사례를 분석하고 앞으로의 활용도에 대해서 논하고자 한다. 따라서 이러한 설계 및 연구 방법에 대한 총칭으로 본 연구에서는 U-BEIM(Building Engineering Information Modeling)이라고 명칭한다.1.1 BIM의 도입배경BIM의 탄생배경에 대한 내용을 아래와 같은 그림에 도식화 하였다.그림 31.림 42. BIM 및 CAE에 대한 이론적 고찰2.1 BIM의 정의3D 기반, 객체지향, AEC등 여러 용어로 이야기 되어진 BIM은 AUTODESK사에서 내놓은 파라메트릭 기반의 디자인 툴을 선보이면서 이를 설명하기 위한 용어로 사용되어졌다. 하지만 BIM의 정의에 있어서, BIM이 디지털 툴이나 풀랫폼인지, 아니면 디지털 툴이나 플렛폼의 상위개념인지에 대하여 아직도 많은 논의가 되고 있다. BIM에서 이야기 하는 그림 5에서 보는 것과 같이 건물의 전 생명주기 – 설계, 시공, 운영 및 관리, 모든 정보, 모든 정보를 생산, 관리, 출판을 제공하는 통합도구로 보듯이 디지털 툴이나 플렛폼의 상위개념으로 보는 것이 합리적일 것이다. 여기에 CAE(Computer aided engineering)라는 개념을 포함하여 U-BEIM이라고 할 것이다.그림 52.2 CAE의 정의CAE (Computer Aided Engineering)는 컴퓨터를 이용한 해석,분석 등의 과정을 의미하며, '유한 요소법에 의한 구조해석'용어로 사용한다.CAE는 제품의 설계, 개발분야에 컴퓨터를 응용한는 새로운 기술로서 컴퓨터를 이용한 모의실험(Simulation)을 통해 테스트 기간 및 비용을 대폭 감소시킬수 있는 기술이며, 공학해석, 비용해석, 제품계획, 공정관리 등 제품개발의 모든과정을 통합하는 개념이다3 U-BEIM의 목적U-BEIM을 활용하면 프로젝트의 코디네이션이 수행되기 때문에 도면간 일치를 통해 시공사의 오류를 미연에 방지할 수 있으며 즉각적인 설계변경을 할 수가 있다. 이와 더불어 예산과 비용에 대한 분석, 벽, 바닥, 지붕등 건축물의 정량적인 면적이나 체적뿐만이 아니라 창호, 가구, 조명 등 모든 건축 요소들의 일람표을 뽑는 것이 가능하다. 또한 설계단계에서 건물의 외부환경 및 내부온열환경에 대한 결과를 도출 할 수 있어 시공전 설계 변경에 반영 할 수가 있다. 그리고 이러한 정보를 바탕으로 건물의 유지관리에 필요한 냉난방부하라든지 구조적인 안정성을 고려한 설계라든지 이러 유레카 타워(2005년완공)그림 62) 뉴욕프리덤 타워(2012년완공 예정)SOM(Skidmore, Owings & Merrill LLP)는월 스트리트에 본사를 두고 있는 뉴욕시 재개발의 주축, 현재 프리덤 타워로 알려진 세계 무역 센터 1 빌딩을 설계 중에 있다. 오토데스크의 Revit을 이용한 3차원 설계하고 있다. 프리덤 타워 프로젝트는 지난 2001년 9.11 테러로 붕괴된 세계무역센터 자리에 세워지는 82층의 초고층 빌딩으로, 오토데스크사의 3차원 객체 설계 프로그램인 Revit을 이용하여 전체 설계 공정을 이루어냈다.“BIM 플랫폼에 내재된 3D 접근방식을 활용해 설계팀은 전통적인 2D 접근 방식을 사용할 때는 바로 드러나지 않는 문제까지 신속하게 대응하며 또한 모든 팀원들간 작업 내용을 일치시키고 품질에 대한 신뢰를 높일 수 있는 것은 물론 건축 기간 중 도면 수정과 정보요구 등 반복적인 단순 작업에 소요되는 시간을 감축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.” (‘CAD&Graphics 2006/8’에서 발췌)그림 73) 성균관대학교 학술도서관(2009년완공예정)그림8은 성균관대학교 도서관의 3차원 캐드 형상이며 국내에서 BIM적용 건물의 대표적인 예이다. 삼성건설에서 시공중에 있으며 BIM을 통해서 많은 비용의 절감 공기의 단축을 유도할 수 있었다. 그림 9는 2D와 3D평면 캐드를 비교하여 놓은 것이다.그림 8그림 93.2 건축물에 CAE적용 사례1) 두바이 호텔그림 10은 두바이 호텔이 완공이 되고 난 후 외부 풍압 및 풍환경을 분석한 사례이다.그림 102) California Academy of Sciences이는 건축 컨설팅 회사인 ARUP에서 건물 옥상 복토에 의한 에너지 절감에 대한 시뮬레이션을 한 예이다. 이러한 CAE를 이용하면 시공전에 예상 성능의 75%이상을 예측할 수 있다는 장점이 있다.그림 114. BIM과 CAE의 연계한 U-BEIM의 탄생4.1 BIM과 CAE특징BIM은 건축, 구조, 설비, 시공분야 등의 협업을 위한 디지털 다른 관련분야에서 반영될 수 있는 형태로 자료가 관리되며, 다른 산업분야에서 재사용 될 수 있도록 정보가 갱신되고 보존된다. 반면에 CAE는 기존의 2D캐드를 다른 매개체 툴을 이용하여 완전한 3D캐드로 변화한 후 각종 CAE툴을 이용해 전산해석을 시행한다. 이때 건축물의 크기, 도면의 크기, 해석 범위 등에 따라 필요한 하드웨어 들이 달라진다. 따라서 고성능 컴퓨터를 연계한 방법이 동원 되어야 할 것이다.그림 11은 U-BEIM에 대한 기본적인 개념도를 나타낸 것이다.그림 12이러한 개념을 이용하면 건축물의 개축, 신축에 대한 설계, 단지계획 및 설게, 도시 경관분석, 도시계획, 화재 피난계획 등의 분야에 활용이 용이할 것으로 보인다. 현재 CAE를 하려면 3D캐드는 당연히 요구되어 진다. 또한 구조해석 같은 경우 구조체의 성질, 크기 등의 경계조건이 요구되며 온열환경 해석 같은 경우 단지 배치계획도 및 친환경설계 등의 변수들이 요구되어 진다. 이전의 연구에서는 이러한 것들이 수동적으로 이루어져 왔으나 하나의 DB를 사용하고 CAE DB에서 나온 결과는 MainServer로 능동적으로 옮겨 각각의 담당자들에게 자동 발,수신 하는 방법을 사용하면 경제적, 시간적으로 많은 도움이 될 것이다.CAE연구자들은 DB를 통해 원하는 자료를 직접 요청할 수 있으며 이러한 요청한 자료는 바로 CAE툴로 삽입되어 컴퓨터 시뮬레이션이 된 후 결과물 검토를 위해 해당 담당자에게 바로 송신되는 프로세스다.4.2 BIM 및 CAE 프로그램BIM을 위한 프로그램에는 Graphisoft, ArchiCAD, Autodesk Revit, Bentley Architecture, Gehry Technologies Digtal Project들이 있다. 이러한 프로그램들에는 장단점이 모두 포함되어 있으나 프로젝트에 맞게 modify해서 사용하면 된다.CAE프로그램들은 구조해석에는 LS-Dyna, Abaques, Nastran, Ansys등이 있으며, 열유체해석에는 STAR-CD, STAR-CC야에서 사용되는 여러가지 프로그램들이 있어 이러한 프로그램들을 적절히 배치하고 BIM가 연계하면 U-BEIM에 구성요소들이 완벽하게 이루어 질 수 있다고 판단된다.5. 결론본 연구에서는 건설 분야에서의 효율적인 연구와 설계를 위해서 기존 BIM개념에 CAE를 접목한 U-BEIM이라는 새로운 개념을 도입하였다. 이러한 접근 방법은 건축 설계 및 건축관련 엔지니어링 사무소, 또는 건설회사에서 CAD로 작성한 기존의 건물 및 부지에 관련한 2,3차원 정보뿐만 아니라 이 건물의 성능 및 주변환경과의 어울림, 영향평가등 신축에 의한 모든 정보가 제공되어 민원의 최소화 공기의 단축화등에 의해 경제적 절감의 효과를 가져 올 수 있다는 장점이 있다.그러나 이렇게 제시된 개념을 사용하기 위해서는 BIM과 CAE프로그램 사이에 생기는 전산적인 문제들을 최소화하는 선행 연구가 필요하다. 한편 CAE를 해서 얻은 결과물의 신뢰성을 가지고 여러 분야의 사람들이 논하고 있으며 이러한 논쟁을 없애기 위해서는 건축분야 및 기계분야의 CAE연구자들이 신뢰성에 대한 적절한 판단 근거를 제시하여야 할 것이다.이런 필요사항만 잘 개선이 된다면 현재 개별적으로 이루어 지고 있는 공학설계가 통합될 수 있고 이로 인한 부수적인 이득 및 산업분야의 최첨단 기술들이 빠른 기술 개발에 도움이 될 수 있다고 저자는 판단한다.6. 참고문헌- 강현철, 이명식, BIM사례분석에 의한 건설업무 통합모델 개발에 관한 연구, 대한건축학회 학술발표대회 논문집, 제 27권 제1호 2007.10.26-27- 최철호, 윤상희, 황경미, 진상윤, 윤수원, 성균관대학교 학술정보관 사례에서 본 비정형 건축물의 BIM적용 현황과 발전방향, 비정형건축물 건설기술, p 66- BIM으로부터 가상도시 구축용 건축물정보 추출, Journal of GIS association of korea, Vol 16, No. 2, pp. 249-261, July 2008- HYPERLINK "http://www.cdak.co.kr" www.cdak.c

공학/기술| 2010.03.11| 10페이지| 4,000원| 조회(510)

프로그램, 건설관리, CAE, BIM

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수치해석의 역사와 미래

수치해석의 탄생 배경과 역사의 흐름에 의한 개발방향수치해석의 탄생문명이 발전하면서, 인류는 항상 바람과 날씨, 강과 바다의 흐름과 같은 유체의 현상에 대해 관심을 가지고 있었습니다.아주 오래 전, Heraclitus와 같은 훌륭한 그리스 철학자들은 "모든 것은 흐른다."고 주장하였습니다.그러나 그리스의 사상가들은 과학적인 방법보다 철학적인 접근하고 있었습니다. 그 후, Archimedes는 정역학, 정수역학 등의 학문들을 시작하였고, 어떻게 물체의 밀도와 부피를 측정하는 지 알아냈습니다. 과학에 정통한 로마인들의 관심은 수로, 운하, 항구, 그리고 목욕탕과 같은 급수 시설에 있었습니다.고대의 수치해석이 생각은 르네상스 시대에 와서 남유럽에서 다시 다루어지기 시작하였습니다.상세하게 유체 유동 현상을 실험하기 시작한 것은 Leonardo da Vinci와 같은 훌륭한 예술가로 알고 있는 기술자들이었습니다.da Vinci는 유체의 형태와 구조를 인식하고, 정확하게 그림으로 표현하였으며, 자연적인 현상들을 관찰하였습니다.da Vinci가 유체 역학에 공헌한 것들을 살펴 보면 물의 표면, 물의 움직임, 파도, 소용돌이, 썰물, 자유 제트, 파도의 간섭, 그리고 최근에 관찰된 현상들이 다루어졌던 9권의 논문(Del moto e misura dell'acqua)에 표현되었습니다.da Vinci의 관심은 17세기 후반에 영국의 뉴턴에 의해 계승됩니다.뉴턴은 그의 기본 뉴턴학설을 통하여 유체 흐름 현상을 예측하고 측정하려고 하였습니다.유체 역학에 그가 공헌한 것들은 그의 2번째 법칙(F=ma, 응력과 변형률이 선형으로 변화하는 뉴터니안 점성의 개념)과 상반원리(움직이는 유체에 의해 멈추어 있는 물체에 작용한 힘은 물체의 주위에 반영되는 유체의 모멘텀의 변화이다.그리고 액체 표면에서의 파의 속도와 그 파장 사의의 관계식과 같다.)을 포함하였습니다.그 후, 18, 19세기, 수학적으로 유체의 운동을 설명하려고 하는 시도가 계속되었습니다.이 중에서 Daniel Bernoulli(1걸렸고 실패로 끝났습니다.Richardson은 엄청난 계산시간을 해결하기 위하여 "forecast-factory"라고 하는 시스템을 제안하도록 만들었습니다.그 공장은 64,000명의 사람이 거대한 공장을 채우는 것이 포함되었습니다.기계식 계산기를 가진 개개인은 유동의 일부의 계산하였고, 컬러 신호등과 전신통신을 사용하는 관리자가 예측을 통합하였습니다.그가 제안하였던 것은 매우 근본적인 CFD 계산이었습니다.그 후, 원통을 지나가는 흐름을 계산한 가장 빠른 수치 해법은 1933년에 영국에서 Thom에 의해 수행된 것으로 기록되었습니다.A.Thom, 'The Flow Past Circular Cylinders at Low Speeds', Proc. Royal Society, A141, pp. 651-666, London, 19331953년 일본의 Kawaguti는 18개월 동안 주당 20시간씩 기계식 책상 계산기로 계산하여 원통 주위의 유체 흐름에 대해 유사한 해답을 얻었습니다.M. Kawaguti, 'Numerical Solution of the NS Equations for the Flow Around a Circular Cylinder at Reynolds Number 40', Journal of Phy. Soc. Japan, vol. 8, pp. 747-757, 1953.1960년대, 미국의 로스알라모스에 위치한 NASA의 이론 분과에서는 오늘날 CFD에서 여전히 사용하고 있는 Particle-In-Cell (PIC),Marker-and-Cell (MAC), Vorticity-Stream function methods, Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) methods와the ubiquitous k-e turbulence model과 같은 많은 수치계산법들을 정립하였습니다.1970년대, 런던왕립대학에서 D. Brian Spalding의 지도로 k-e equations의 형태 뿐만 아니라 Parabolic flow codes (Gurbomachinery- 터빈 유동해석- 블레이드 압력해석- etcFuelcell- Femfc, Sofc- Generated electronicElectronics- 회로판 코팅의 균일도 해석- 냉각팬의 성능해석- 전자장치의 냉각해석etc- 산불해석- 인공심장해석 및 혈류 해석6.기계공학 분야에서의 CFD활용제품을 설계하는 프로세스에서 볼 때 해당 제품의 최종 성능을 평가하는 방법은 크게 다음 세 가지로 분류된다;실험식에 기반한 예측CFD를 이용한 시뮬레이션 해석축소 또는 실물을 이용한 직접 시험이 중, 실험식에 의한 방법은 시간적으로 가장 빠르지만 적용 범위가 매우 좁고 특히 값의 신뢰성이 상대적으로 제일 낮다는 단점이 있으므로 주로 개념 설계 단계에서 많이 활용된다.시험의 경우는 결과값의 신뢰도는 가장 높으나 시험에 투입되는 설비, 비용, 그리고 인건비라는 제반 비용적 측면의 부담을 고려하여야 한다.CFD는 원래는 그 자체가 기초 연구의 대상으로 출발한 것이지만, 기하급수적으로 발전하는 컴퓨터 기술에 힘입어 오늘날에는 시험을 보완하는 수단으로 널리 활용되고 있다. 매우 많은 수의 후보 설계 안을 일일이 시험하기 보다는 그것들에 대한 상대 비교를 CFD 해석을 통해 매우 적은 수의 후보군으로 압축하고 최종 설계 안을 도출하는 방법이 그 대표적인 사례다.특히 CFD의 경우는 시험적 방법이 미처 제공할 수 없는 유동 전반에 대한 통찰력(insight)을 제공할 수 있다는 장점이 있으며, 일부 산업의 경우 그 기술이나 제품의 특성상 시험 시도 자체가 위험성을 내포하는 분야에서 더욱 각광받고 있다.오늘날의 설계 프로세스 개념은 과거의 단순한 기계적 설계 자체를 넘어 제품 수명주기 관리(PLM: Product Lifecycle Management) 전반으로 확대되었다. 즉, 제품의 구상 단계(concept)에서 시작하여 설계(design) 및 시험/평가/제작(realize: test, evaluate, and manufacture) 그리고 납품 이후의 운용 및 폐기여 본인의 목적에 맞게끔 CAD 형상을 수정해야 했는데 이를 위해서는 사용자가 CAD 프로그램 사용에도 정통해야 한다는 업무 부하가 발생하고, 한편으로 고차 곡면이 저차로 분할됨에 의해 일어나는 중첩과 틈의 문제를 근본적으로 해결할 수 없다는 결정적 문제점이 있었다.따라서, 전처리 과정을 좀 더 효율적으로 진행하기 위한 전문적인 전처리 프로그램들도 시장에 많이 등장했지만 이 경우는 사용자가 전처리를 위한 프로그램을 별도 구입해야 한다는 문제점이 발생한다.STAR-CCM+는 이러한 전처리에 소요되는 시간적 병목 문제를 해결하기 위한 Surface Wrapper를 프로그램 내에 갖추고 있으므로 사용자는 별도의 전처리 프로그램을 구매할 필요가 없다. 사용자는 CAD 형상을 표준 변환을 통해 STAR-CCM+로 불러 오고 그 다음에는 Surface Wrapper를 가동하기만 하면 CFD 해석에 필요한 형상 정보만을 자동으로 추출해낼 수 있다.(그림 3. STAR-CCM+의 Surface Wrapper 개념도)CFD 전처리의 후반 단계는 격자를 생성하는 것이다. CFD용 격자는 지금까지는 크게, (3차원 해석을 기준으로 볼 때) 6면체로 대표되는 정렬격자(structured mesh)와 4면체로 대표되는 비정렬격자(unstructured mesh)로 나뉠 수 있었다. 6면체 정렬격자의 경우 해의 정확성이나 신뢰성은 정평이 나 있었지만 그 특유의 구조상 복잡한 형상에 대해 자동으로 만들기가 어렵다는 단점이 있고, 4면체 비정렬격자의 경우는 복잡한 형상에 대한 자동 격자 생성은 쉽지만 격자 자체가 단지 네 개의 면으로 이루어지기 때문에 수치적 소산(numerical dissipation)이 심해진다는 단점이 있다.자연의 유동 현상도 원래 그렇지만, 이를 전산적으로 모사하는 CFD의 경우에도 한 격자에 대한 정보의 입출력이라는 관점에서 문제를 바라볼 수 있다. 유체의 흐름이란 분자의 회전 운동을 빼고서도 3차원적으로 세 개의 병진 자유도를 가진다. 기본적으로 세 개의 자유도, 구조해석은 유한요소법으로 이미 굳어진 것이 사실이다.따라서 상용화 프로그램 입장에서는 CFD 안으로 구조해석을 완전히 도입한다거나 역으로 구조해석 프로그램 안으로 CFD 프로그램을 완전히 도입하는 것은 사업적 입장에서 어려울 수밖에 없다. 이와 같은 이유로 인해 CFD 프로그램과 구조해석 프로그램은 당분간은 서로 별도의 프로그램으로 존재할 전망이다. 대신 상호 연동 해석의 수준과 편리성을 높이기 위해 이종 프로그램 간의 전략적 교류는 더욱 활발해질 것이다.아래 그림 5는 트럭 운전석 상부에 공기역학적 저항을 줄이기 위한 경사판을 설치한 후 트럭 전체에 대한 3차원 유동해석(STAR-CD)을 하면서 동시에 구조해석 프로그램을 가동하여 유체-구조 연동해석을 한 예를 보여주고 있다.(그림 5. 유체-구조 연동해석 예)8. 상용 CFD 프로그램의 향후 발전 방향CFD는 적용 범위가 매우 넓으면서도 그 근간에서는 유체역학과 관련한 사용자의 일정 수준 전문성을 필요로 한다. 따라서 전문적인 도구인 CFD를 얼마나 사용자 친화적으로 만드는가가 오늘날 상용 CFD 프로그램의 큰 숙제가 되어 있다. 사용자-그래픽 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)는 이미 필수적인 환경으로 자리매김하였으며, 어느 프로그램이 사용자에게 더 직관적이면서도 전문적인 인터페이스 환경을 제공하는지가 관건이 되었다.CD-adapco의 경우, CFD 해석의 신뢰도를 높임과 아울러 사용자의 편리성을 강화함으로써 전체적인 작업시간(turn around time)을 줄이기 위한 파이프라인 과정(pipeline process)을 실현시켰다. CAD에서 만들어진 해석대상을 CFD 과정의 전반부에 투입한 후, 전처리나 후처리와 관련한 다른 상용 프로그램의 지원이 없이 STAR-CCM+ 내에서 일괄적으로 처리할 수 있는 과정을 사용자에게 제공하는 것이다.(그림 6. STAR-CCM+가 제공하는 파이프라인 프로세스)향후 상용 CFD 프로그램의 발전 방향은 크게 GUI 개량, 해의 정확성 향

자연과학| 2010.03.11| 9페이지| 2,500원| 조회(470)

수치해석, CFD, 수치해석의 역사

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대기환경정책

자동차 배기가스 정책 ( 수도권대기환경개선에관한특별법 ) 및 신 . 재생에너지 이용 촉진법1 대내외 환경변화 전망과 분석 2 우리나라 자동차의 역사 및 개요 4 현 국내 배기가스 정책 및 해외 정책 사례 3 대기질 현황 및 배기가스 정책의 필요성 5 미래 지향적 정책 및 고찰Ⅰ. 대내외 환경변화 전망과 분석 Ⅰ. 대내외 환경변화 전망과 분석선진국형 환경오염 특성 심화 자동차의 매연 , 질소산화물 배출 증가로 대기질 악화 등 선진국형 환경오염 특성 심화될 전망 국토환경 관리여건 악화 기업도시 등 지역개발 수요 증가로 전국적 국토환경관리 부담 증가 체감 환경서비스 요구 증대 중저성장 시대의 도래와 환경규제 완화 요구 증가 및 여가시간 증가에 따른 질적 환경서비스 요구 증대 환경성질환 예방 등 건강중심 정책수요 증가 환경오염원의 다양화 , 화학물질 사용증가 , 건강고려 생활양식의 확산 등으로 환경보건 문제 해결에 대한 정책적 요구 급증 1. 대내적 여건 동향과 전망환경문제의 전지구화 세계경제의 통합화 / 블록화로 환경과 무역의 연계가 확대되고 환경문제 전지구적 심화 새로운 규범의 이행요구 증대 지구 온난화 등 지구적 환경문제 증가 및 기후변화협약 , EU REACH 등 지구환경 규범의 이행 요구 증대 동아시아의 경제성장과 월경오염 문제 심화 중국의 급격한 경제성장 , 황사 등 동북아 월경성 환경오염 문제의 심화 2. 대외적 여건 동향과 전망59.1% 매우 영향을 미친다 어느 정도 영향을 미친다 36.4% 모름 · 무응답 ` 1.4% 거의 영향을 미치지 못한다 2.7% 전혀 영향을 미치지 못한다 ` 0.4% 환경수준이 삶의 질에 미치는 영향 3. 우리 국민의 환경에 대한 인식모름 · 무응답 공원 등 녹지 부족 수질오염 도시공기오염 21.9% 자연생태계 훼손 아토피 , 환경호르몬 등 환경질환 20.7% 11.4% 13.7% 8.0% 23.3% 1.1% 쓰레기 처리 문제 심각한 환경문제에 대한 인식국토면적의 11.8% 인 수도권에 인구 , 자동차의 46% 집중 ( ’ 01970 년 아시아자동차 시보레 (CHEVROLET) 1700 - 1972 년 GM 코리아자동차 뉴 크라운 (NEW CROWN) - 1971 년 신진자동차 브리사 (BRISA) S-1000,1300 - 1974 년 기아자동차 브리사 (BRISA) 픽업 B-1000 - 1973 년 기아자동차 레코드 1900(RECORD) - 1972 년 GM 코리아자동차 CJ-5 하드 탑 (HARDTOP) - 1975 년 신진짚자동차 포니 (PONY) - 1975 년 현대자동차자동차의 원리자동차의 배출가스 형태 연료자동차의 배출 가스 형태 성분Ⅲ. 대기질 현황 및 자동차 배기가스 정책의 필요성자동차 배기 가스 규제 자동차 배출 가스에 의한 오염물질 증가 이동 배출원 ( 자동차 ) 대기중의 아황산가스 농도 , 총 부유먼지 농도 지속적 저감 고정 배출원 ( 산업장 , 난방연료 ) 80 년대 후반 급격히 증가한 자동차로 인한 “ 전 국토의 주차장화 ” 정부대책 최근동향 변화 목 적 저황 연료 정책 고정 배출원의 방지시설부착 의무화 질소산화물 , 오존농도 및 미세한 부유먼지 농도 증가배기가스 정책의 필요성 대기오염으로 인한 사회적 피해비용 구분 계 NOx PM 10 SOx VOC 수도권 10,637,726 1,500,525 4,432,665 4,068,025 636,511 ․ 서울 2,624,627 476,208 1,331,062 602,653 214,704 ․ 인천 2,146,212 291,892 774,974 948,327 131,019 ․ 경기 5,866,887 732,425 2,326,629 2,517,045 290,788 ( 단위 : 백만원 / 년 ) 참고 : EC(Holland Watkiss , 2002)배기가스 정책의 필요성 선오염원에 의한 대기오염의 심각성 환경부 , 대기 정책 보고서 , 2004. 11) Ton(%)배기가스 정책의 필요성 전국 및 서울의 자동차 증가 추이배기가스 정책의 필요성 연도별 에너지 사용량 및 증가율자동차 배기가스 정책의 필요성 배출가스의 심각성8,000 개 세대 위험 . 직접 경제손실 10 억 달러 , 80 년대 대비 : 산불 4 배로 증가함 .IV. 현 국내 자동차 배기가스 정책 및 해외 정책선진 대기정책 추진체계 도입 생태적으로 건강하고 쾌적한 도시환경 조성 선진국 수준의 깨끗한 도시공기 확보 , 안전하고 쾌적한 생활환경 조성 사업장관리 선진화 방안 배출시설관리 및 배출허용기준 선진화 사업장총량 관리제 본격시행 굴뚝원격감시체계 (CleanSYS) 구축 수도권 대기보전 지역특성 및 업종에 맞는 대기환경개선 대책마련 수도권외 오염우심지역 도시교통의 친환경성제고 저공해 자동차 보 급 자동차 배출가스 관리 친환경연료의 보급확대 실내공기질 관리강화 Voc 저감 대책추진 생활공해 대책 악취저감 대책추진 산업단지 완충녹지조성 사업장관리현재의 배기가스 정책 현황 수도권대기환경개선에관한특별법 ( 이하 ‘특별법’ ) 제작차 인증 정책 강화 배출가스 허용기준 강화 저공해 자동차 보급 제작차 사후관리 프로그램 강화 운행차 정밀검사 강화 경유자동차 관리 강화 - 오염물질 저감장치 부착 사업 정책 자동차 연료 품질개선 및 친환경연료 보급 확대 환경친화적인 교통 수요 관리수도권 대기환경관리 정책 개요수도권대기환경개선에관한특별법 ( 이하 ‘특별법’ ) 제작자동차 인증방법 및 절차에 관한 규정 대기환경 보전법에 의해 제작차동차 인증 및 허가 제도수도권대기환경개선에관한특별법 ( 이하 ‘특별법’ ) 제작 자동차 배출허용기준 강화 경유 자동차 : ´06 년 EURO-4 수준 , ´10 년 EURO-5 수준 가스 ․ 휘발유 자동차 : ´06 년 ULEV 수준 , ´10 년 SULEV 수준 이륜차 : ´06 년 EURO-2, ´08 년 EURO-3 수준으로 강화 승용차 배출허용기준 강화 예시 ( 중량 2.5 톤 미만 )수도권대기환경개선에관한특별법 ( 이하 ‘특별법’ ) 저공해 자동차 보급 저공해 자동차 보급 목표 설정 저공해 자동차의 개발 및 보급 촉진 저공해 자동차 구매 촉진 저공해 자동차 보급 실적을 평가한 후 저공해 자동차 구매기 : 1996.7 월 적용기준 : 차령 8 년 이상 , 차량총중량 3.5 톤 이상인 경유자동차는 DPF 를 부착하여야 EZ 지역 운행 가능경제적 수단을 이용하여 자동차 통행 억제 교통량 집중으로 대기오염이 심한 지역을 통과하는 차량에 대하여 도시교통정비촉진법상의 교통혼잡통행료를 부과하여 자동차 통행감소 유도 저공해자동차 , 배출가스 저감장치 부착자동차 등 오염물질을 적게 배출하는 자동차는 교통혼잡통행료 면제 해외 사례 ( 런던 ) Central London 의 Inner Ring Road 지역을 교통혼잡지역으로 지정 교통혼잡지역내 운행 및 주차차량에 교통혼잡료 부과 (1 만원 / 일 ) 자동카메라에 의하여 교통통행료 면제차량 , 감면차량 식별 교통혼잡료 면제 대상 택시 , 장애인 자동차 , 응급차 엄격한 배출가스 허용기준을 만족시키는 대체연료 자동차 거주자는 90% 할인 등대중교통 기반 확충 및 이용 활성화 서울 외곽도시에서 서울 시내까지 운행하는 급행 광역버스 (BRT) 도입 추진 및 시 경계지역에 공영차고지 설치 수도권의 주요도시를 전철로 연결하고 수도권 광역전철을 확충하여 전철의 수송 분담율 제고 기업체 교통수요 관리 교통유발 부담금의 단위부과금 상향 조정 및 대상 지역 확대 기업체의 공동 프로그램 운영 직장군이 형성된 곳을 중심으로 통근버스 공동운영 , 카풀 이용 확대 , 업무차량 공동배차 기업체에 대한 인센티브 부여 카풀제 참여자에 대한 경제적 인센티브 및 유급휴가 제공 등 대중교통 이용에 대한 현물 보조 ( 지하철 승차권 , 버스카드 지급 등 ) 참여 업체의 교통유발부과금 면제 범위 및 세제 혜택 확대 통근버스 구입비 및 운영비용 지원 등자전거 이용율 제고 자전거 도로 및 보관시설의 확충 자전거 수송 분담율을 10% 까지 제고 (´02 년 3%) ※ 해외 : 일본 25%, 독일 26%, 네덜란드 43% 도심 자전거 도로 연계체계 구축 및 지하철 환승을 위한 자전거 이용 활성화 역 주변 자전거 도로망 , 자전거 보관소 , 횡단도 설치 , 역 주변 안 . 보급을 위한 법적 근거를 기술 1987.12 [ 대체에너지기술촉진법 ] 공포 1989.09 “ 대체에너지개발센터”발족 1997.12 법명을 [ 대체에너지개발 및 이용 . 보급촉진법 ] 으로 개정공포 2002.03 [ 대체에너지개발 및 이용 . 보급촉진법 ] 개정 2004.9 동법 개정 추진 ( 법제처 심사 ) - 용어변경 ( 대체에너지→신 . 재생에너지 ) -2011 년까지 신 . 재생에너지 보급 목표 5% 달성을 제도적으로 뒤받침 ( 발전사업자에게 신 . 재생에너지 발전의무를 할당 )신에너지 및 재생에너지 개발 · 이용 · 보급 촉진법 포함내용 기본계획의 목표 및 기간 ( 기간은 10 년 이상을 계획 ) 대체에너지원별 기술개발 및 이용 . 보급의 목표 ( 발전량 포함 ) 등 제 2 차 신 . 재생에너지 기술개발 및 이용 . 보급 기본계획 기간 :2003~2012 신 . 재생에너지 1. 태양에너지 2. 바이오에너지 3. 풍력 4. 소수력 5. 연료전지 6. 석탄을 액화 · 가스화한 에너지 7. 해양에너지 8. 폐기물에너지 9. 기타 대통령령이 정하는 에너지 기타의 신 . 재생 에너지 1. 석탄에 석탄외의 물질을 혼합한 유동상태의 연료 . 다만 , 석탄외의 물질이 석유를함유하는 경우에는 그 함유량이 당해 물질의 가연성 물질 전중량의 100 분의 70 미만인것에 한한다 . 2. 지열 3. 수소에너지V. 미래 지향적 정책 및 고찰대기배출시설 관리체계 및 배출허용기준 선진화 방안 검토 ( 장기과제 ) 현실적이고 선진화된 배출시설 및 배출허용기준 관리체계 마련 CleanSYS 운영 합리화 및 브랜드 세계화 추진 대기환경보전법 시행령 개정 ( ’ 08.1.15) 으로 신규부착대상시설 조기 운영 정상화 부착기준 , 부착항목 등 확대 ( 시행령 개정 공포 , ’ 08.1.15) 대기오염물질 발생량을 근본적으로 저감할 수 있는 공정개선 방향으로 정책전환 도모 질소산화물 저감을 위해 최적방지시설 도입 및 Nox 배출부과금 도입방안 검토 데이터 송 · 수신체계 개선 ( 인터ow}

공학/기술| 2010.03.11| 66페이지| 2,500원| 조회(254)

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