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[건축환경시스템] 친환경 건축물의 목표 및 개요

친환경 건축물의 목표 및 개요▶친환경주택의 개념 및 설계 목표친환경 건축은 ‘건축물의 계획, 설계, 시공, 유지관리 그리고 폐기에 이르기까지 총체적으로 에너지 및 자원을 절약하고 자연 경관과의 유기적 연계를 도모하여 자연환경을 보전하며 인간의 건강과 쾌적성 증진을 추구하는 건축으로 정의할 수 있다.전통 주거 공간에 존재하는 아늑하고 고요함이 깃든 그곳을 현대주택에 적용시켜 주거 남쪽에 위치한 온실과 연계하여 굴뚝효과 및 자연대류 현상을 유발시켜, 여름철 환기를 통한 냉방 효과를 기대한다.1.에너지 절약2.자원의 절약3.자연경관과 유기적 연계4.어메니티(amenity) - 쾌적성▶태양열 건축물 설계시 고려요소건물의 설계시 고려해야 할 가장 중요한 요소의 하나는 태양에너지를 이용한 난방에너지의 절감과 자연채광에 의한 조명에너지의 감소이다. 따라서 건물의 배치는 대지 내에서 태양에너지의 활용이 가장 극대화 될 수 있는 위치를 선정해야 하며, 건물의 향은 태양에너지를 난방에 적극 이용하면서도 여름철 냉방에 미치는 영향을 극소화 할 수 있도록 설계하여야 한다. 이 밖에 앞(과제-1)에서 언급된 대지 요소 및 기후요소 또한 중요하다.▶건축 계획적인 측면1. 경사면의 지형을 이용한 메조넷 형식2. 후정(後庭) 수(水)공간을 통한 찬 공기 형성 여름철 냉방에 이용3. 지역주변의 녹지와 네트워크 및 비오톱을 통한 생물의 서식.4. 층고 를 높여 빛의 깊숙한 유입 유도5. 온실 및 지붕의 각도 - 여름, 겨울의 태양의 입사각도 고려▶친환경요소 적용1.옥상녹화2.벽면녹화3.지붕녹화4.식재를 통한 여름철 차양 및 통풍고려5.지하저수조6.친환경 재료의 사용▶pssive solar system1. 부착온실식 + 트롬벽 + 직접획득방식2. 지붕 야간단열 장치 - 가동식 단열 장치3. 차양장치 - 여름철 냉방부하 절감 및 조명에너지 감소4. 자연대류형(Thermosyphon System) 방식의 자연대류집열판(TAP)이용5. 친환경재료의 사용●적용 위치7 번 - 주택의 기초 부분적용방법 및 효과지붕이나 테라스, 데크 등에서 빗물을 취수하여 이것을 지하에 설치된 저유조에 저장하고 화장실용 세정수나 살수 등의 잡용수로 이용한다. 빗물의 이용은 중수와 마찬가지로 수자원의 유효이용이라는 관점에서 그 의의가 크지만 강우시 하수도나 처리시설의 부담을 경감시키고 또한 폭우가 내릴 때 도시형 홍수의 방지에도 효과가 있다는 점을 잊어서는 안 된다. 또한 적당한 저유시설이 있을 경우 주택단지에서는 공원이나 광장의 살수, 인공개울 등에 대한 조경용이나 녹지의 살수용으로 활용하여 윤택한 주택환경을 연출하고 도시기후의 완화에도 기여하게 된다.유의점빗물의 이용에 관해서는 전술한 바와 같이 비가 올 때 빗물을 간단히 탱크에 집수한 후 이를 살수용으로 사용하는 단독주택에서 쉽게 이용할 수 있는 시스템에서 출발하는 것이 현실적일 것으로 생각된다. 다만 물수급 문제가 심각한 일부 대도시의 주택단지에서는 환경공생의 관점에서 한층 더 나아가 본격적인 잡용수 공급을 계획하는 것이 바람직할 것이다.적용사례빗물 이용 시스템적용 위치1번 - 주택의 지붕 부분적용방법 및 효과▶지붕의 녹화는 최상층에서의 차열이나 단열에 대해 큰 효과를 발휘한다. 경사가 완만한 지붕에 흙을 덮고 잔디 등으로 녹화한다. 사람이 그 위로 올라가는 것은 전제로 하지 않기 때문에 유지관리가 불필요한 것이 바람직하고 키가 큰 식물은 피한다. 일본에서는 그 예가 적지만 유럽 등지에서는 많은 예를 찾아볼 수 있다. 경사가 심한 경우에는 흙 등이 흘러 내려갈 우려가 있으므로 설계시 충분한 배려가 필요하다.유의점경사가 심한 경우에는 흙 등이 흘러 내려갈 우려가 있으므로 설계시 충분한 배려가 필요하다.적용사례● 지붕 녹화 시스템적용 위치3번 - 주택의 옥상 부분적용방법 및 효과▶에너지절약옥상이나 지붕의 녹화는 최상층에서의 차열이나 단열에 대해 큰 효과를 발휘한다.▶ 환경개선녹화를 통해 경관의 개선, 기온의 조정, 공기의 정화 등을 실현하는 것이 이 중에 포함된다. 이 때에는 수목의 량을 풍부하게 지속시키는 일과 함께 경관을 배려한 조경계획이나 수종의 선정이 이루어질 필요가 있다.▶ 자연생태계의 회복 (비오톱 창출)작은 새나 곤충, 물고기 등과의 공생을 꾀하는 것도 옥상 및 건축물의 녹화의 한가지 이유가 된다. 이를 위해서는 옥상정원이 하나의 작은 생태계로서의 조건을 지니도록 할 필요가 있는데 작은 새나 곤충이 좋아하는 수목이나 식물 등을 계획한다. 그러나 옥상 등의 경우에는 그 면적이 한계가 있고 따라서 충분한 비오톱을 조성하기 어려운 경우가 많기 때문에 정원이나 근처의 수목과의 네트워크를 고려하는 것이 중요하다고 생각된다.적용사례● 옥상 녹화 시스템유의점▶옥상에 일반적인 전토를 성토하는 경우에도 적재하중이 1t-1.5t/m2으로 매우 무겁기 때문에 경량화를 도모하기 위해 전토와 펄라이트 등을 혼합한다.▶옥상 등의 경우에는 그 면적이 한계가 있고 따라서 충분한 바이오톱을 조성하기 어려운 경우가 많기 때문에 정원이나 근처의 수목과의 네트워크를 고려하는 것이 중요하다고 생각된다.▶녹화에 적합한 수목옥상의 녹화에 적합한 수목으로는 다음과 같은 조건을 갖추고 있어야 한다.a) 건조에 강한 수목b) 바람에 강한 수목c) 뿌리가 얕은 수목d) 성장이 느린 수목e) 관리가 용이한 수목▶ 살수설비옥상에서는 지면과 같이 지중으로부터의 수분보급이 없기 때문에 인위적인 살수가 불가피하다. 자연의 빗물에 의한 급수를 과신한 나머지 지반의 건조로 수목의 생장불량 사태를 초래하는 경우가 많다. 그 수법으로는 토양의 수분을 감지하여 자동적으로 물을 공급하는 방식이 바람직하지만 예비용으로 사람이 직접 물을 뿌릴 수 있도록 한다. 지표면에 살수할 경우 주변으로 비산되기 쉬우므로 지중에 물을 공급하는 방식이 바람직하다.또한 강우 등에 의해 수분이 과다하게 공급되는 경우에는 신속히 배수가 이루어지도록 배수 구배와 배수방법을 배려한다. 식재지 내부의 과도한 습기는 뿌리부식의 원인이 된다. 기본적으로는 토양의 두께가 적을수록 살수빈도를 높일 필요가 있다. 토양의 표면에 대해 멀팅(잔디 등으로 표면을 덮어 수분의 증발을 막는 것 - 역주)을 행하여 수분증발을 막는 방법도 병용한다. 필요한 장치로는 스프링클러(지상), 살수파이프(지하) 등이 있다.●벽면녹화시스템적용 위치2번 - 주택의 외벽 부분적용방법 및 효과▶벽면은 그 면적이 넓기 때문에 장래의 녹화수법에서 중요한 대상이 될 것으로 생각된다. 일반적으로는 넝쿨식물로 벽면을 덮는 경우가 많은데 일조 등 자연조건의 차이에 따른 대책이 필요하다. 서측 벽면의 녹화는 차열에 있어 유효하기 때문에 에너지절약이라는 측면에서 그 효과가 높을 것으로 생각된다.적용시 유의점▶벽면에 부착되는 넝쿨식물의 경우 몰탈이나 콘크리트에 직접 부착되도록 하면 뿌리로부터 나오는 산성물질이 벽면으로 침투하거나 뿌리가 균열의 틈새를 파고 들어가 그 균열이 확대될 우려가 있으므로 주의를 요한다. 따라서 벽면을 타고 올라가게 할 때에도 벽면이나 베란다 전면에 와이어를 걸고 와이어를 타고 넝쿨식물이 자라도록 하는 경우도 있다. 또한 일조 등 벽면의 환경이나 구조에 따라 적절한 식재와 수법을 선택할 필요가 있다.적용사례● 식재(vegetation)를 통한 효과적용 위치4번 - 주택의 마당 부분적용방법 및 효과▶열획득과 열 손실을 안정시킴.- 입사되는 일사의 분산- 수분의 양에 따라 열 흡수 및 저장능력 증대- 지표면의 표면의 형태와 반사율 변경 가능- 지면 차양- 식재 계획 : 여름철 통풍효과 증대와 겨울철 방풍효과고려▶아래 그림은 계절별 식재를 통한 차양 효과를 보여 보여주고 있으며, 여름철의 경우 20%이하의 빛이 나무를 통과하며, 겨울철의 경우 태양빛의 70%이상이 나무를 통과하여 건물의 많은 양의 열획득이 가능하게 하는등 계절별 자연스러운 차양 효과를 얻을 수 있다.▶아래 그림은 식재를 통한 통풍 효과를 보여주고 있다.유의점적용사례● PASSIVE SOLAR SYSTEM조 - 조합식(부착온실 + 직접획득 방식)적용 위치8번 - 주택의 남쪽 전면 부분적용방법 및 효과▶조합식 또는 혼합식(System Commbination)방식으로 자연형 태양열 시스템에는 건물의 성격에 따라 몇 가지를 조합해서 사용하는 것이 효과적일 때가 많다. 그 종류로는 다음과 같다.

공학/기술| 2004.09.14| 11페이지| 1,000원| 조회(1,693)

환경, 건축, 시스템

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[건축환경] 태양열 시스템

온난 기후대*고려해야 할 기후요소비, 눈, 차가운 바람, 여름의 더위와 겨울의 추위*필요한 조절열손실을 최소로 한다.겨울에는 일사를 받아들인다.여름의 일영과 환기*건물의 기본 계획특성여름의 차양겨울의 방풍실과 유리로 된 현관의 사용지하공간은 겨울철 음식저장, 여름철 피서장소로 좋다.*바람직한 대지특성겨울철: 방풍 및 일사열 취득여름철: 바람을 실재로 받아들이고 동서쪽 차폐지하공간은 건조하나 여름식물을 기를 수 있는 토양일 것*지붕평지붕은 열손실이 촉진*벽의 방위여름: 동,서쪽의벽 차양고려태양열 획득량: 남쪽벽이 동, 서쪽의 약 2/3남쪽벽은 현휘고려passive solar**직접획득방법**직접획득방식의 개념은 자연형 주택의 접근방법중 가장 초보적이고 간편한 형태로써 과거로부터 이용되어온 수법이다.이 방식은 낮 동안에 거주공간은 직접 가열되고 실내에 유입되는 복사광은 실내의 축열재에 일단 저장된 다음 기온이 내려간 야간이나 흐린 날의 난방에 이용된다. 즉 건물 남쪽에 설치한 집열창을 투과하여 실내에 들어온 태양광을 바닥이나 벽에 배치된 축열재의 표면에 흡수하여 열에너지로 전환시켜 축열한 후 난방에 이용할 수 있도록 설계한 것이다.이 방식에서 기본적으로 요구되는 사항은, 건물은 동서측으로 길게 설계되어야 하며. 난방을 필요로 하는 실은 남쪽에 배치되어야 한다. 겨울철 최대한 태양열을 얻을 수 있도록 남향으로 하며, 열취득을 목적으로 설계된 집열창이라도 채광, 조망, 외관미 등의 조건을 만족시켜야 한다. 또한, 각 실의 공간에는 열을 저장하기 위한 축열체가 필요하다. 축열체로는 실의 바닥과 벽을 주로 이용하고, 벽이나 천장에 반사시켜 축열효과를 기대할 수 있으며, 별도의 축열체를 구성하여 이용할 수도 있다. 축열바닥의 경우, 열전도율이 높은 재료를 사용하면 두께가 두꺼워져야 하며, 열전도율이 낮은 재료를 사용할 경우에는 그 반대가 된다.직접획득의 방식의 특징은, 하루의 실내온도 변화폭이 5~17℃ 정도로 비교적 크다. 창의 위치 맟 크기, 축열체의 위치 맟 크기, 분배할 수 있도록 하는 방식으로서, 건물의 남쪽에 설치되며, 동서로 긴 형태의 평면을 취하는 것이 보통이다.부착온실 공간과 주거공간 사이에 축열벽을 설치하거나 직사광을 주거공간에 투과시키는 내부 집열창을 설치하는 것이 일반적이다. 실내 바닥면적에 대한 집열면적의 비율은 0.3~0.9 정도가 적합하다. 부착온실의 집열창은 이중유리 또는 투명한 플라스틱을 사용하며, 온실과 거실사이의 벽은 축열용량이 큰 재료로 설치하여야 하며, 설비형 시스템을 추가할 경우에는 이에 적용받지 않는다.부착온실 내부온도는 집열면적과 축열체의 구조에 따라 어느 정도까지 조절 가능하며, 실내온도 조절은 축열방식과 유사하다.부착온실 방식의 적정설계가 이루어지면 부착온실로부터 실내로의 자연적인 열분배가 가능해진다. 또한 겨울철 낮에는 거주공간의 연장공간으로 사용할 수 있으며 야간에는 온실자체가 건물보온용 완충공간으로서의 기능을 할 수 있다. 즉, 온실, 일광욕실, 선포치, 아트리움등이 이러한 부류에 속한다.1)장점*인접된 주거공간의 온도변화가 적다.*채소나 다른 식물을 키울 수 있는 공간이 확보된다.*완충지대의 역할을 하여 건물의 열손실을 줄인다.*자연과 가까이 할 수 있다.*기존건물에 쉽게 적용될 수 있다.*온실이 생기므로 건물 디자인은 자연을 도입한 장식적인 공간이 형성된다.2)단점*디자인에 따라 열성능이 크게 다르다.*상업적인 가치가 있도록 잘 시공하려면 시공비가 비싸다.맑은 겨울날 일반적으로 온실은 식물성장에 필요한 양보다 더 많은 열을 집열하게 된다. 또한 야간이나 추운기간 구름이 낀 날에는 많은 양의 열이 손실된다. 이것은 식물을 유리창으로 야간이나 추운기간 구름이 낀 날에는 많은 양의 열이 손실된다. 이것은 식물을 유리창으로 단순히 보호하는 재래의 온실이 열적으로 비효율적이라는 것을 보여주게 된다. 적절한 수정보완을 함으로써 에너지 효율적인 온실을 만들어 낼 수 있다. 즉, 동,서,북면 집열창은 단열이 된 벽체로 대체하고 남면창은 겨울철에 충분한 일사량을 받아들이도록 하며 축열체여 통기구와 배기구 사이에 통풍량을 증가시킬 수 있다.3)굴뚝효과에 의한 냉각효과과열기간 동안은 굴뚝효과에 의해 부착온실의 통풍량을 증가시킬 수 있다. 이때 굴뚝효과에 사용되는 것은 길이가 긴 자연대류 집열판으로 공기를 뜨겁게 하여 자연대류로 방출하고 차가운 공기를 실내로 유입시킨다. 굴뚝효과는 굴뚝이 더워질수록 효율이 증가되어 부착온실의 냉방부하를 감소시킬 수 있다.4)확산 투과체 집열창식물의 비정상적인 굴광성 문제를 해결하기 위해 남면에 확산투과체 유리를 사용한다. 반투과체 유리는 동,서 북면에 유리창이 없는 경우에도 모든 방향의 햇빛을 실재 부착온실 공간으로 투과시킨다. 확산투과체 우리를 남면에 설치 할 경우 시야가 차단이 되므로 일광욕실같은 곳에서는 잘 사용되지 않는다.5)독립구조의 태양열온실종래의 부착온실은 열손실이 많았다. 이에 대한 방안으로서 부착온실과 동일한 월리를 이용한 독립구조의 태양열온실을 이용한다. 독립구조의 태양열 온실이 부착온실과 다른 차이점은 온실 북쪽면의 단열을 완벽하게 하고 과열된 열을 외부로 방출시킨다는 것으로 일반적으로 농업용으로 많이 사용되고 있다.6)부착온실의 축열체태양열온실에 빛을 골고루 산란시키기 위해서는 경사지고 반사율이 큰 북축벽을 설치하는 것이 유리하지만, 축열벽으로는 수직벽과 흡수율이 우수한 재료가 가장 좋다. 다음 두가지는 이러한 모순을 해결하기 위해 축열체에 변화를 시도한 예이다.①팬이 설치된 바닥자갈조②경사진 바닥자갈조7)야간단열막 설치부착온실 방식에서 집열부로 이용되는 집열창은 야간에 외기온이 하강하게 되면 열손실을 가져오는 가장 큰 부위가 되므로 야간에 열손실을 줄이고 축열효과를 높이기 위하여 다음과 같은 방법에 의해 야간단열막을 설치한다.①부착온실의 집열창 내부에 퀼트. 슬래트 쉐이드, 커튼, 다층쉐이드 설치②부착온실의 집열창 외부에 방수용 퀼트, 힌지셔터 설치**축열벽 방식**집열창을 통하여 들어온 열을 축열체가 받아들여서 열에너지를 저장하여 주거공간으로 전달해주는 방식.특징은, 남측 축열벽에 저하여고 고가이며 조망이 결핍된다.*축열벽은 건물내 유효공간을 점유한다.*추운 기후에서는 야간에 투과체를 단열하지 않으면 열 손실이 많다.*가동식 야간 단열막은 고가이며, 디자인에 세심한 배려가 요구된다.난방을 위해 건물의 남측면은 조적벽이나 콘크리트벽으로 하고, 벽은 집열창과 축열체로서의 역할을 하도록 흑색도장 및 집열창을 전면에 부착한다. 벽은 주간에 여를 서서히 저장한 후, 벽내부로 전달시켜 실내공간으로 복사한다. 이때 축열벽을 시간지연효과를 고려하여 적정규모로 계획하면 아침까지 열을 복사 방출할 수 있다. 또한, 벽체에 저장된 열을 대류현상에 의해 실내로 전달하기 위하여 상?하부에 통 기구를 설치한다. 이 통풍으로 인해 벽표면의 온도를 강하시켜 집열이 효과적으로 이루어 질 수 있게 한다. 그러나 야간에 실내 공기가 벽의 차가운 표면과 접촉하여 역류현상을 일으켜 실내기온을 하강시킬 수 있으므로, 자동댐퍼를 설치하여 방지한다.냉방으로 여름철 과열방지를 위한 차양을 설치한다. 이때 내부의 통기구는 닫고, 외부로 향하는 통기구는 열어 놓는다. 그러면 축열벽에 저장된 열이 외표면을 통하여 외부로 더운 공기가 방출된다. 더운날 내부공간을 자연통풍에 의한 냉방효과를 증진시키기 위해 외부 통기구를 이용할 수 있다. 또한 야간에는 차가운 공기를 팬으로 유입시켜 축열벽을 냉각시키기도 한다. 이때 냉각된 축열벽은 주간에 실내의 열을 흡수하게 된다. 냉방부하가 큰 지역에서는 축열벽을 이용하여 주간에는 직달 및 산란일사를 차단시키고 야간에는 환기시킴으로써 냉방효과를 높일 수 있다.1) 시스템의 단순화자연대류 방식의 통기구에 의해 전달된 열량은 하룻동안 이 방식으로 전달되는 총열량의 30%에 달하며 그 열은 주간난방에는 효과가 있으나 실내온도의 변화폭을 줄이지는 못한다. 그러므로 이 방식은 주간난방에 효과적이며 1월 평균 기온이 10"C 이상이고, 기온이 비교적 온화하고 일사획득이 유리한 지역에서는 통기구를 설치할 필요성이 적어 시스템이 간단해 질 수 있다.2) 야간단열막 설치가동 오전에 집열창과 축열벽 사이의 공기가 보다 빨리 가열되도록 축열벽의 외표면을 흑색도장 처리하여 가열된 공기가 자연대류 현상에 의해 실내공간으로 전달되어 일사가 부족한 오전에도 난방이 가능하게 된다. 또한 반사재를 사용하여 일사가 축열벽에 반사되도록 한다.5) 물벽의 이용조적벽 대신에 물을 이용한 물벽을 사용할 수 있다. 물은 콘크리트보다 열전도율이 크기 때문에 시간지연효과는 더 작아지므로 통기구의 필요성이 감소된다. 또한 열용량이 크기 때문에 벽체의 두께도 작게 할 수 있다.**혼합방식**축열벽 방식은 실내채광과 시야에 방해요인으로 문제시 되지만 어느 정도 조절은 용이하다. 그러나 직접획득 방식은 많은 일사를 획득할 수 있지만 조절이 어렵다.이 두 가지 유형을 혼합하면 아래와 같이 균형을 이룰 수 있는 유형이 있다. 여기에는다음과 같은 여러 가지 유형이 있다.1) 설치의 혼합축열벽을 건물의 남면에 설치하고 직접획득 방식에서 사용되는 천장이나 고창을 두어 일 사가 북측벽에 도달하게 한다. 이는 직접획득 방식이나 축열벽 방식에서 주로 사용하는 형 태로 장변이 남쪽으로 향하는 직사각형 건물에서 탈피하여 다른 형태를 만들어 낼 수 있다.2) 수평 혼합형축열벽과 직접획득 방식을 혼합한 방식으로 길고 낮은 축열벽을 창문 밑에 설치하는 형태이다. 창문은 조망과 단시간 내에 실내공간을 난방하기 위하여 사용되며 축열벽은 실내온도 변화폭을 조절하기도 한다.3) 스크린 축열벽축열벽에 작은 구멍을 많이 만들거나 유리블록을 쌓아 구멍을 내면 단시간 내에 실내온도를 상승시킬 수 있고, 실내에 빛을 확산시켜 자연채광이 유리하며 실내온도 변화폭을 줄일 수 있다.4) 투과체 축열벽투과체 축열벽은 두개의 투과체 사이에 물을 열매체로 이용한다. 일사량의 80%를 흡수하는 반투명 유리는 벽 중간에 설치하며 투과체 사이에서의 열류는 투명한 차폐 장치나 젤리(jelly)와 같은 약품을 사용하여 물에서의 온도편차를 줄일 수 있다. 이 형태는 충분한 자연채광과 조망, 그리고 어느 정도의 직달일사를 얻을.

공학/기술| 2004.09.14| 7페이지| 1,000원| 조회(692)

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[건축환경] 건축환경공학 평가B괜찮아요

1. 풍토와 건축환경의 관계2. 인체의 쾌적과 건물설계에 영향을 미치는 기후요소3. 건물의 에너지소비 절약기법4. 건축환경조절 기법 중 패시브 조절과 액티브 조절5. 패시브 솔라 및 액티브 솔라 시스템6. 건축물의 성능 확보를 위한 환경제어의 목표7. 인간과 물리환경,사회환경의 상호관계8. 기후디자인의 개념 및 우리나라 기후특성9. 건축환경시스템 평가방법10. 지구환경시대에 따른 건축환경의 역할11. 난방도일(heating degree-days)의 의미12. 라이프사이클 이산화탄소13. 환경친화 건축의 개념1. 풍토와 건축환경의 관계풍토는 기후,기상,지형,토양등의 총칭이며 자연환경 및 그 지역에 형성된 경관까지 포함하기도 한다. 지역이나 나라별로 각기 다른 풍토성,생활양식등이 있으며 풍토는 그 지역에 사는 사람들의 생활과 사고방식등에 영향을 주고 있다. 건축은 각각의 풍토적 제약에 적합해야 하는데 예를들어 지진이 많은 지방에 높은 건물을 짓고 싶다고 풍토를 고려하지 않고 무조건 지어버린다면 그 건축은 절대 오래가지 못해 무너져버릴 것이다. 따라서 다양한 풍토적 제약들의 중요성에 따라 순서가 정해져 그 지방의 건축환경이 형성된다.2. 인체의 쾌적과 건물설계에 영향을 미치는 기후요소기후,기상은 건축의 환경 특히, 그 온열환경에 강한영향을 준다. 건축설계에서는 그 건물이 세워지는 지역의 기온,습도를 비롯 풍향,풍속,일사량,대기복사량,강수량등이 건축에 영향을 미치는 기상요소이다. 전국 약 10지점에는 그 지역의 평균적인 일년간의 시각마다 기상데이터가 선태고디어있는데 이 데이터를 표준기상데이터라부르며 기온,절대습도,법선면직달일사량,수평면천공일사량,풍향,풍속,구름량등 7요소를 포함한다.3. 건물의 에너지소비 절약기법-건물설계시 에너지 절약을 위한 설계를 해야한다. 즉, 자연환경조건에 최대한 순응하도록 건축물을 설계하여 자연적인 방법에 의해 에너지낭비를 줄일 수 있는 방법을 찾아야하며 외부환경에 미치는 영향은 가능한 한 억제해야한다. 이를 위해서는 쾌적한 온열환경의 유지와 디자인성이 뛰어난 건축설계를 고려하는 패시브디자인 수법을 사용한다.우선 단열과 기밀을 위해 건물 외피의 단열성을 높이고,난방부하와 냉방부하를 작게 하는 것을 고려하면 냉,난방비 절감도 할 수 있고 그에따른 에너지 낭비도 줄일 수 있다. 여름철 일사를 막는 것으로 차양과 블라인드를 설치하면 냉방비와 그 에너지가 절감된다. 그리고 기존 건물의 수명과 그에 따른 에너지 비용등을 고려한다면, 기존 건물의 에너지 성능을 향상시켜 효율적으로 에너지를 사용하여 에너지 절약을 하는것도 좋은 방안일 것이다.4. 건축환경조절 기법 중 패시브 조절과 액티브 조절자연형제어(Passive control)는 건축구체조절에 따른 건축절 조절이다. 빛환경에서 인공 광원의 사용없이 외부의 주광을 실내로 도입하여 사용하는 방법으로 인공적인 열을 발생시키지 않고 태양열을 건물내로 잘 도입하여 난방에 이용하는 것이다.설비형제어(Active control)는 에너지 투입에 의한 기계적 대응으로 필요한 물리량을 필요한 만큼 발생시키기 때문에 제어정밀도는 높아지지만 그에 필요한 에너지도 자연형 제어에비해 많아진다. 두가지 제어방법은 상반되는 것이 아니고 자연형제어로 100%제어를 할 수 없기 때문에 자연형제어가 되지 않는 부분에 둘을 조합하여 에너지 절약을 하고 효율을 높인다.5. 패시브 솔라 및 액티브 솔라 시스템자연형 태양에너지 시스템(Passive solar system)은 각 구성부 간의 에너지 전달방법이 자연순환 즉, 전도, 대류, 복사현상에 의한 것으로 부가적인 기계 장치없이 태양 에너지를 채열하여 활용할 수 있도록 구성된다. 건축물 난방을 위해 이용하는 가장 단순한 형태가 바로 자연형 태양에너지 이용 시스템이다. 이때 태양광은 창이나 유리외벽에 의해 받아들여져서 그 뒤에 위치한 축열재 구실을 하는 건물부위(벽, 바닥, 천장)에 의해 흡수된다. 나머지 열은 자연대류나 송풍장치에 의해 햇볕이 들지 않는 공간까지 전달된다. 자연형 시스템은 커다란 기술적 비용을 들이지 않고도 일사를 받는 모든 건물에 적용할 수 있다. 이 과정에서 개별 건물부위간의 조심스러운 설계상의 조정을 필요로 한다. 즉, 창과 유리면의 크기와 배열, 축열성능이 있는 건물부위, 임시적인 열차단 및 보호 기능등을 복합적으로 고려하여야 한다.설비형 태양열 시스템(active solar system)은 집열기나 태양전지 등을 수단으로 하여 태양에너지를 획득하기 위한 기술적 설비이다.. 이 시스템을 이용해 공간의 난방뿐만 아니라, 온수의 공급, 전기의 생산등이 가능해진다.태양에너지를 획득하는 기간이 길수록 똑같은 에너지의 질을 유지하기 위한 비용이 증대되면서 설비의 효율은 그만큼 줄어든다6. 건축물의 성능 확보를 위한 환경제어의 목표건물은 안전과 위생 쾌적성의 확보가 요구된다. 만일의 기상현상에 대한 대처도 때로는 생명이 직접적으로 위험해질 수 있는 정도의 사활이 걸린 안정성의 문제가 되고 더구나 위생면에서도 인간의 건강에 깊이 관여하므로 기상현상에 대한 위생환경의 확보는 건물성능의 중요한 요소가 된다. 따라서 환경제어에는 구체적 목표가 필요하다. 물리량을 제어하기 위해서는 물리량의 성질을 알고 그것을 잘 이용해야 한다. 물리적 성질을 알고 있으면 예측,제어도 가능하게 된다. 건물설계단계에서 물리환경이 어느정도 예측되면 제어도 보다 상세하게 할 수 있다.7. 인간과 물리환경,사회환경의 상호관계인간은 환경으로부터 다양한 자극을 받고 또 그것에 대해 반응한다. 받은 것 만으로 끝나는 경우도 있고 어떠한 행동을 일으키는 경우도 있는데 햇빛 때문에 커튼을 친다든지 하는 개인적인 행동에서부터 더워서 사람들이 에어콘을 키는 사회적인 행동이 되는 경우도 있다.이때는 사람들의 행동에 의해 환경이 나쁜영향을 받게 된다. 세가지는 서로 영향을 주는 유기적인 관계이다.8. 기후디자인의 개념 및 우리나라 기후특성토속 건축에서는 자연환경의 영향이 더욱 뚜렷하게 나타나는데 우리 나라의 초가집이나 전통가옥에서도 기후의 영향을 최대한 고려한 건축 방식의 예들을 찾아 볼 수 있다. 건축분야에서도 환경 및 에너지 문제에 대한 관심이 고조되고 있고 이에 대한 대안으로 맨 처음 제안된 개념이 자연형 건축 설계(Passive design)이다.기후 조건과 건물 외피와의 상관 관계를 이용한 자연형 건축 설계(Passive design)의 기본적인 수법인 단열과 기밀성 측면에서 건물을 디자인한다.우리나라의 기후 특성은4계절이 뚜렷한 냉온대 기후이다.한서의 차가 큰 대륙성 기후로서 연교차가 크다. 그리고 계절풍 기후이며 여름철에 강수가 집중된다.9. 건축환경시스템 평가방법A.O.E : 거주전 평가. 설계전에 시뮬레이션등을 통해 건물의 기능을 사전에 주의 깊게 평가하는 방식이다.P.O.E : 거주후 평가. 거주하며 앙케이트 조사를 실시하여 평가하는 방식이다.지구환경의 보존, 주변환경과의 친화성, 거주환경쾌적성등을 고려해서 평가한다.10. 지구환경시대에 따른 건축환경의 역할건축행위도 지구 환경에 깊숙이 관련되어 많은 영향을 주고 있다.건설과 관련된 이산화탄소발생량은 전 발생량의 1/3로서 건축분야의 온실효과 가스 삭감은 매우 중요하다. 지구환경보존을 위해 건설에서 해체시까지 건물의 라이프 사이클전체로 온싷효과 가스를 평가하여 삭감계획을 세우는 것이 중요하다. 라이프사이클이산화탄소평가를 한다. 실내환경조정은 지구환경오염에 적지않은 영향을 준다. 따라서 실내환경설계에서는 지구환경에 대한 충분한 배려가 필요하다.11. 난방도일(heating degree-days)의 의미난방도일은 그해 10월 1일부터 다음해 3월 31일까지만 제공된다.난방도일이란 일년 중 일평균기온이 18℃ 이하의 날만 골라 기준이 되는 18℃의 기온에서 그 날의 일평균기온을 뺀 값을 일정기간 적산시킨 값을 말한다.이 개념은 일반적으로 일평균기온이 18℃ 이하가 되면 사람들이 난방을 시작한다는 개념에서 출발하였다. 기상청에서 제공되는 난방도일은 매월 그날까지의 기온편차를 누적하여 난방도일을 산출하고, 다음달이 되면 새롭게 갱신하여 자료를 제공한다. 난방도일 값이 크다는 것은 기후가 춥다는 것과 난방을 위해 연료비가 많이 드는 것을 의미한다. 따라서 산출된 자료는 작년 또는 원하는 기간의 난방도일과 비교하여 겨울철 난방기간 중 난방설계 및 에너지 수급정책 결정시 사용된다.

공학/기술| 2004.09.14| 6페이지| 1,000원| 조회(1,183)

환경, 자연, 건축

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[재료] 이스팔트의 종류 및 성질

아스팔트의 종류 및 성질에 대해서 설명하시오.아스팔트의 사용은 유사 이전에 시작된다. 지금의 아스팔트는 16세기이후에 발견되고 19세기말에 어떤 종류의 원유를 증류한 잔분으로부터 유사한 성상의 것을 얻을 수 있음을 알게 되어 이 제품을 석유 아스팔트라 불렀고 그 제조법이 급속히 진보하여 현재는 아스팔트 사용량의 대부분을 차지하기에 이르렀다고 한다. 그렇다면 우리가 늘상 밟고 있는 아스팔트에대해서 재료학 공부를 빌미로 공부해 보도록하자.≫아스팔트의 종류천연 아스팔트레이크(Lake)아스팔트록크(Rock)아스팔트샌드(Sand)아스팔트아스팔타이트(Aspaltite)길소나이트(Gilsonite)그라하마이트(Grahamite)글랜스 피치(Glance Pitch)석유 아스팔트컷백(Cutback)아스팔트급속경화형(Rapid Curing)중속경화형(Medium Curing)완속경화형(Slow Curing)유화(Emulsified) 아스팔트양이온계(RSC, MSC)음이온계(RSA, MSA)블로운(Blown) 아스팔트개질(Modified) 아스팔트▲ 천연아스팔트(Natural Asphalt)석유의 경질분이 자연의 힘(태양열, 지열 등)에 의해 증발된 뒤 잔류물의 형태로 산출된 것으로 생산량은 극히 적으며, 산출상태에 따라 레이크(Lake)아스팔트, 록크(Rock)아스팔트, 샌드(Sand)아스팔트, 아스팔타이트(Asphaltite) 등으로 나누어진다.가. 레이크(Lake) 아스팔트아스팔트가 호수와 같은 모양으로 지표면에 노출되어 있는 것으로, 남미의 Trinidad Asphalt와 베네주엘라의 Bermuez Asphalt 등이 있다.나. 록크(Rock) 아스팔트다공성의 석회암과 사암에 아스팔트가 스며들어 생긴 것으로 아스팔트 함유량은 10% 정도 이며, 잘게 부수어 도로포장에 사용한다.다. 샌드(Sand) 아스팔트모래층 속에 아스팔트가 스며들어 이루어진 것이다.라. 아스팔타이트(Asphaltite)암석의 균열 등에 석유가 스며들어 오랜 새월에 걸쳐 아스팔트로 변질된 것으로서 불순물이 거의 없는 순수한 아스팔트의 총칭이다. 길소나이트, 글랜스피치(Glance Pitch), 그라하마이트 등이 있다.▲석유 아스팔트(Petroleum Asphalt)석유정제와 같은 석유류제품 제조과정에서 얻어지는 제품으로 스트레이트 (Straight)아스팔트, 아스팔트 시멘트(Asphalt Cement), 컷백(Cutback) 아스팔트, 유화(Emulsified) 아스팔트, 블로운(Blown) 아스팔트, 개질(Modified)아스팔트 등으로 구분할 수 있다.가. 스트레이트 아스팔트원유를 상압증류탑(CDU)에서 증류시킨 후 상압잔사유(AR)를 다시 감압증류하여 얻은 최종 잔류분에는 분해되지 않는 역청질이 많이 함유되어 있는데, 이것을 스트레이트 아스팔트라고 하며 다양한 석유계 아스팔트의 원료로 사용된다.나. 아스팔트 시멘트도로포장용으로 사용되는 아스팔트를 말하며 감압증류공정(VDU)에서 운전조건을 조정하여 침입도 및 기타물성을 조절하여 생산한다. 현재 국내에서는 침입도 80-100인 AP-3와 침입도 60-80인 AP-5가 사용되고 있는데, 종래 AP-3가 시장의 주종을 이루고 있었던데 비해 최근에는 혹서기 도로파손 피해(소성변형)를 예방하기 위하여 고온에서의 포장성능이 상대적으로 우수하다고 평가되는 AP-5의 수요가 점증하고 있다.다. 컷백 아스팔트도로포장용 아스팔트인 아스팔트 시멘트는 상온에서 반고체 상태이므로 골재와 혼합하거나 살포시는 가열하여 사용해야 하는 불편이 따르는데, 이를 개선한 것이 컷백 아스팔트이다. 상온에서 액체상태로 만들기 위해 사용된 용제의 종류에 따라 급속경화형(Rapid Curing : RC), 중속경화형(Medium Curing : MC), 완속경화형(Slow Curing : SC) 등이 있으며, 현재 국내시장은 중속경화형이 대부분 사용된다.라. 유화 아스팔트아스팔트를 미세한 입자로 만들어 물에 분산시킨 것을 말하며, 물속에서 아스팔트 상분리 현상이 일어나지 않고 분산상태를 유지하기 위해서는 유화제(Emulsifier)가 필요하다. 유화제가 양전하(+)로 대전되어 있으면 양이온(Cation)계 유화아스팔트, 음전하(-)로 대전되어 있으면 음이온(Anion)계 유화아스팔트라고 하는데, 국내 생산제품은 대부분 양이온계 유화아스팔트 이다.마. 블로운 아스팔트가열한 스트레이트 아스팔트 또는 경질의 감압증류잔사유(VR)에 압축공기를 불어넣어 아스팔트 구성 분자끼리 축중합반응을 일으켜 분자량을 크게 한 것이다. 아스팔트시멘트와 비교 하여 감온성이 적어 상온에서 고체상태이나 내열성,내구성이 뛰어나 건축재 등 산업용에 많이 사용되며 도로포장에서는 시멘트포장의 채움재(Joint Filler)로 사용된다.바. 개질 아스팔트특정용도의 도로포장에 사용하기 위하여 아스팔트시멘트에 합성수지나 고무 등을 첨가하여 포장성능을 개선시킨 아스팔트로서, 교량/고가도로 및 중차량도로 등의 포장에 사용되고 있으며 도심도로의 경우 빛의 반사 또는 우천시 빗물고임 등의 문제를 해결하기 위하여 배수 아스팔트(Drainage)가 사용되기도 한다. 당사가 개발하여 상용판매 중인 슈퍼팔트는 합성고무계인 SBS Polymer 개질아스팔트이다.≫아스팔트의 성질아스팔트는 고도의 접착성, 가소성, 내수성, 전기부도성 등의 특성을 가지고 있으며 도로포장, 방수재료, 접착제 등 그 용도가 다양하다.1) 비 중 (Specific Gravity)아스팔트의 비중은 화학적인 조성과 연관성이 있다. 아스팔트를 구성하고 있는 성분 중 방향족 탄화수소화합물은 비중을 증가시키고 지방족 포화탄화수소화합물은 비중을 저하시킨다. 스트레이트 아스팔트는 블론 아스팔트보다 비중이 낮다. 표 1은 아스팔트의 침입도와 비중과의 관계를 나타낸 것이다.표. 아스팔트의 침입도와 비중 관계침입도(at25°C,0.1mm)비 중(at25°C,g/ml)3001.01±0.022001.02±0.021001.02±0.02501.03±0.02251.04±0.02151.04±0.02101.05±0.0251.07±0.031.07±0.032) 열적 성질 (Thermal Properties)① 비열(Specific Heat) : 아스팔트의 비열은 물의 비열에 1/2정도이다.0℃에서 0.40 cal/g100℃에서 0.45 cal/g200℃에서 0.50 cal/g300℃에서 0.55 cal/g② 열전도도(Thermal Conductivity)0℃에서 0.14 kcal/m·℃·hr70℃에서 0.13 kcal/m·℃·hr③ 열팽창계수(Coefficient of Expansion, Volume)60℉에서 0.000033/℉360℉에서 0.000042/℉3) 전기적인 성질 (Electric Properties)아스팔트는 뛰어난 전기절연성을 가지고 있다. 순수한 아스팔트는 부도체이나 무기염류 등이 함유되어 있을 때는 무기염류에 의해 전도성을 나타낸다.① 절연내력 (Dielectric Strength) : 20℃에서 10 - 60KV/mm② 유전상수 (Dielectric Constant) : 80℃에서 2.9 - 3.24) 수분투과율 과 흡수성아스팔트의 가장 중요한 성질 중 하나가 물의 투과율과 흡수성이 낮다는 것이다.1) 투과율 : 1 - 2.4 x 10-8 g/h·cm·Torr2) 흡수성 : 1 - 3%5) 융해성아스팔트는 대부분의 유기용제에 녹는다. 아스팔트의 각 성분은 특정한 유기용제에 대하여 용해도가 다르므로 용해도의 차를 이용하여 아스팔트의 성분을 분석하기도 한다.

공학/기술| 2002.05.13| 6페이지| 1,000원| 조회(945)

재료, 아스팔트, 융해성

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