• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.273-281
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• 2019

국가 총에너지 소비량 중 건축물에서 소비하는 에너지는 전체의 10% 이상을 차지고 있다. 이러한 이유로 우리나라는 2025년부터 제로에너지 건물 의무화 정책을 채택하였고, 결국 건축물 에너지 절감 기술에 대한 연구가 요구되고 있다. 건축물 중 빌딩의 에너지 소비 형태를 분석해보면 조명 및 냉난방 에너지가 전체 에너지 소비량의 60% 이상을 차지하고 있는데, 이는 태양광 취득률 및 창문의 개폐 운용과 직접적인 연관이 있다. 본 논문에서는 건축물에너지 관리시스템에 취득 정보를 전송하기 위한 창호용 저전력 IoT 센서 모듈을 개발하기 위해 연구를 진행하였다. 이 모듈은 외부 환경 및 창문 개폐 상태 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 시스템에 전송하여 능동적으로 에너지 절감 조치를 취할 수 있게 네트워크를 구성하였다. 모듈에 사용되는 전력은 하베스트 에너지 중 태양광 발전을 이용한 독립적인 전원으로 설계하였다. 전원은 Buck 컨버터를 적용하여 MPPT 제어를 통해 리튬이온 배터리에 4V로 충전하는 방식으로 효율은 약 85.87%이다. 통신은 WiFi 방식을 적용하여 실시간으로 전송할 수 있도록 구성하였다. 모듈의 소비전력 저감을 위해 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 분석하여 저전력 IoT 센서 모듈을 구현에 대한 연구를 진행하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권2호
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• pp.26-45
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• 2013

최근 스마트폰 보급이 3천만 대를 넘어서고, 증강현실(Augmented Reality) 기술에 대한 관심이 높아지면서, 많은 분야에서 증강현실 기술과의 접목이 시도되고 있다. 문화유산 분야도 그 중에 한 분야이며, 그동안 인터넷이나 3D 기술 등을 이용하여 구축되던 문화유산도 이용자가 보다 현실감 있게 체험할 수 있는 증강현실 기술로 빠르게 전환되고 있다. 국내외 관광객들로 늘 붐비는 서울의 궁궐들은 턱없이 부족한 문화유산 해설사나 리플릿 등 단조로운 안내서비스로 일관하고 있어, 모바일 시대에 좀 더 입체적이고 종합적인 안내서비스 제공이 요구되고 있다. 본 연구에서는 증강현실 기술을 활용하여 덕수궁 관광안내서비스 앱(App)구축에 적용하였으며, 지금까지 위치기반 증강현실 기술보다 앞서는, 비 마커(Markerless)기반 증강현실 인식기술을 실제로 덕수궁의 다양한 건축물에 적용하여 구현하였다. 현실 세계에 있는 궁궐 현판이나, 문양, 입체물인 임금님의 좌대 등 특정 이미지를 인식하여 가상의 세계로 전환(트래킹, Tracking)하여 훼손된 문화재를 3D로 재현하고, 과거의 사진과 현재 건물을 합성하여, 그 당시의 시대적인 모습을 엿볼 수 있게 해줌으로써 현실감과 몰입감을 높이고 흥미를 유발함으로써, 문화재 관람이나 역사를 쉽게 이해시켜주는 효과가 있다. 또한 스마트폰에서 스토리텔링 기반의 문화유산 구현을 통해 증강현실(Augmented Reality)이라는 IT 신기술과 인문학과의 융합(Convergence)을 시도하여, 증강현실 기술이 실제 현실 세계를 기반으로 무한한 창의성을 발휘할 수 있다는 강점이 있음을 입증할 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.22-30
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• 2019

최근 건설 사업이 복잡해지고 대형화 되며 발주자의 요구사항 또한 다양해지고 있다. 그에 따라 책임형 CM 발주방식이 대두되었지만 국내 책임형 CM 프로젝트 수행사례는 민간 부분에서만 몇 차례 진행되었고 국내의 건설사의 프로젝트 경험 및 자료도 부족한 실정이다. 또한 건설 프로젝트는 다수의 프로젝트 주체들이 가시화 되지 않은 결과물에 대한 목적, 기간, 비용, 각 당사자의 권리와 책임, 이익 등을 합의하여 계약으로 명문화 하는 특성을 갖기 때문에 계약서의 작성 및 관리는 계약의 목적물인 프로젝트의 성공적 수행과 매우 밀접한 관계가 있다. 따라서 본 연구에서는 책임형 CM 발주방식이 보편화 되어있는 미국의 사례 중 GMP 계약 방식으로 수행된 프로젝트의 계약서에 대해 고찰하여 GMP 구성요소 및 프로세스에 대한 공통 요소를 도출하고 국내 책임형 CM 프로젝트 수행 시 이용 될 수 있는 기초자료를 제안 하였다. 본 연구에서 도출해 낸 GMP구성 요소 및 프로세스는 국내 시범사업이 완료된 이후에 국내와 해외 사례를 비교 분석하여 국내에 효과적인 적용 법에 대한 추후 연구가 진행 될 수 있을 거라 판단된다. 또한 건축물 종류별 GMP 요소를 비교하여 건물 종류별 적합한 적용 법에 대한 연구도 진행 될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.45-53
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• 2019

본 연구에서는 건축기초에 적용된 매입 PHC말뚝의 설계사례를 분석하였다. 전반적인 말뚝길이는 최대 35m 이내에서 다양하나, 지지층 조건에 따른 평균 길이는 17.0~18.9m로 큰 차이가 없었다. 지지층 소켓길이는 전체의 약 58%가 시방기준 최소길이인 1m에 따라 설계되었고, 최대 5m까지 설계되었다. 설계효율은 그 편차가 매우 크나 평균 약 70%로서 통상 알려진 범위와 일치하였다. 설계효율이 낮은 용도는 주로 설계하중이 적은 저층건물이나 놀이기구 기초 등으로 나타났다. 풍화암 지지층에서 설계하중은 설계를 지배하는 지반 허용지지력의 65~97%, 허용지지력에 대한 말뚝 허용축하중의 비는 36~115%로 광범위하게 분포하므로 설계효율과 함께 최적화 노력이 요구된다. 반면, 연 경암 지지층의 허용지지력은 대부분 말뚝 허용축하중의 90% 내외로 매우 균등했다. 설계 허용지지력은 선단지지력이 평균 75% 이상을 차지하였으나, 현장재하시험 연구결과를 보면 초기항타 조건에서는 선단지지력이 지배적이며, 재항타 조건에서는 선단지지력이 최소 25%에 불과한 경우도 있었다. 따라서, 설계시 산정된 허용지지력은 시공 초기조건만을 반영하는 것이며, 시간이 경과할수록 말뚝 주면부로의 하중전이가 증가하고, 일부는 시험시 타격에너지 부족으로 선단지지력의 확인이 이루어지지 못한다고 볼 수 있다. 균질한 지반으로 가정했을 때 근입비가 증가할수록 허용축하중이 감소하는 경향이 있었고, 이와 유사하게 지반의 허용지지력도 감소하는 경향을 보여, 큰 설계하중으로 초고강도 말뚝을 적용할 경우 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.707-725
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• 2021

에너지경영시스템은 생산 중심으로 발전하는 한국의 경제구조에서 에너지경영의 역할을 강조하여 지속 가능한 에너지 절약 및 온실가스 감축에 기여하고 있다. 에너지 성과에 대한 측정 방법론을 이해하는 것은 기업이 성공적인 에너지경영시스템을 구축하는 데 핵심 요소이지만, 적용 방법론, 적용 가능성 및 실제 활용도를 조사하려는 시도는 국내에서 찾아보기 어렵다. 본 연구는 에너지경영시스템에 관한 국제표준인 ISO 50006에서 제안한 4가지 에너지 성과 지표(EnPI)인 ①측정 된 에너지 값, ②측정 된 값 간의 비율, ③ 선형 회귀 모델, ④ 비선형 회귀 모델에 초점을 맞추어 에너지성과 측정에 대한 이해를 심화시키고, 효과적으로 확산시키기 위한 정책과 적정 관리 지표를 제시하는 것을 목표로 한다. 41명의 전문가들의 설문조사를 통해 수집된 데이터를 활용하여, EnPI에 대한 선호도와 산업 분류별, 조직규모, 전문가 유형별로 EnPI의 주요 선책 기준을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 가장 선호되는 EnPI는 측정 된 값과 측정 된 에너지 값 사이의 비율이며 EnPI를 선택하는 기준은 사용 편의성이 가장 중요하다고 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.613-622
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• 2020

한국은 2030년까지 배출 전망치 대비 37 %를 감축하겠다는 목표를 제시하였다. 이에 국토교통부는 2020년까지 건물 부문에서 배출되는 온실 가스를 배출전망치 대비 26.9 % 감축을 선언하고, 녹색 건축물 기본계획수립과 녹색건축인증제도를 마련하는 등 건축물의 환경성을 확보하기 위한 제도를 정착시켜가고 있다. 녹색건축인증을 받기 위해서 공사 관계자들은 컨설팅 업체를 통해 녹색건축인증을 받는 경우가 많으며, 그 과정에서 자료공유와 업무연계가 원활히 이루어지지 않아 경제성 확보와 필요한 인증점수의 확보에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 재료 및 자원에 관한 평가점수의 획득과 경제성을 함께 고려한 모델 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 실제 컨설팅 자료를 분석하여 재료 선정 및 대안 비교과정을 자동화하고, 대안의 최적화에 유전자 알고리즘의 개념을 적용하여 자재 정보를 입력하면 요구점수를 최소한의 비용으로 충족할 수 있는 자재 대안을 선정하는 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 활용하여 실제 자료에 적용해 본 결과 기존 방법론 대비 약 79.3 %의 공사비가 절감되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 경제적 자재선정 모델은 녹색건축인증을 받고자 하는 건축주에게 공사비 절감이라는 혜택을 안겨줄 뿐 아니라 인증점수를 확보하기 위한 설계자에게는 설계시간 절감에 기여 할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.711-721
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• 2022

2019년 발생한 코로나라는 팬데믹 영향의 장기화로 인해 사람들 간 접촉을 하지 않고도 생활이 가능한 비대면 활동의 중요성이 증대되면서 우리사회는 본격적인 언택트(untact) 시대로 진입하게 되었다. 언택트 시대는 우리의 일상생활뿐만 아니라 산업사회를 디지털화로 재편하는 거대한 구조적 변화를 초래하는데 영향을 미쳤는데, 그 중심의 핵심기술에 디지털트윈(digital twin)이 있다고 해도 과언이 아니다. 디지털트윈은 4차 산업혁명에 접목되고 있는 다양한 기술력을 융합하여 현실세계를 가상의 디지털 세계에 그대로 재현해내는 기술로, 다양한 산업 공정 전반에 관여하여 산업 사회에서의 혁신을 선도하고 있다. 그러나 디지털트윈이 갖는 구조적 한계 및 환경적 제약으로 인해 동 기술은 모든 산업 제반에 걸쳐 적극적으로 활용되고 있지는 않다. 특히 건축 및 시설물 분야는 일상에서 건물의 주기적 관리가 요구되고 재난 발생 시 인명피해와도 직결되는 분야이기 때문에 디지털트윈의 접목 필요성이 더욱 제기되고 있는 분야지만 현실적으로 직면한 사항들이 디지털트윈의 적용에 있어 장애물로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 건축물 시설안전대응분야에서 디지털트윈 기술의 적용 필요성을 제시하고, 그로 인해 창출 가능한 기대효과를 기술함으로 디지털트윈의 적극적 활용을 강조한다. 더불어 디지털트윈이 현재 직면한 문제를 극복하고 향후 지속발전가능성이 높음을 시사하여 디지털트윈의 수요 창출을 견인하도록 연계짓는다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권5호
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• pp.519-530
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• 2022

인터넷 상거래가 증가함에 따라 전세계적으로 대형 물류 건물의 건설이 증가하고 있다. 이들 건축물은 대부분 장경간중재하의 특성을 가지고 있으며 빠른 시공을 위해 핀조인트 구조인 PC 공법을 적용한다. 그러나 핀조인트 구조는 시공 안전성 및 구조적 안정성으로 인해 PC 부재의 설치에 많은 제약이 있어 시간과 비용이 많이 소요된다. 이러한 제약과 문제점을 해결하기 위해 PC 부재 사이의 철골 조인트로 연결된 구조 프레임인 SMART frame이 개발되었다. SMART frame에 대한 많은 연구가 진행되었으나 공기 측면에 대한 영향은 분석되지 않았다. 본 연구의 목적은 장경간 중재하 물류창고시설에 대한 SMART frame의 공기단축 효과를 분석하는 것이다. 본 연구를 위해 기존 PC 공법에 의해 건설된 사례현장을 선정하여 SMART frame 설치 시뮬레이션과 시간 단축을 비교하였다. 그 결과, 기존 PC설치공기의 약48%의 수준으로 약 4개월이 단축 되었다. 추후 대형물류센터 프로젝트 진행 시 SMART frame을 적용한다면 기존 PC공법 대비 획기적인 공기단축의 효과를 가질 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.565-575
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• 2022

최근 디지털 설계기술의 발전에 따라 건축가의 창의성을 극대화한 비정형 설계가 급증하고 있다. 그러나 다양한 비정형 곡면을 구현하기에는 많은 어려움이 발생하고 있다. 비정형 형상구현을 위한 패널분할은 mesh, developable surface, tessellation, subdivision 등의 분할기법이 적용된다. 비정형 패널의 제작 시 이러한 분할기법의 적용과정은 복잡하고 생산데이터 추출에 많은 인력과 시간이 투입된다. 따라서 비정형 건물의 설계 후 패널제작을 위한 생산데이터 추출과정을 빠르고 체계적으로 수행할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 이에 본 연구는 빌딩모델, 생산장비 성능, 패턴정보를 종합적으로 고려하여 비정형 패널의 생산데이터 자동생성을 위한 수학적 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 패널분할 시 수학적 알고리즘을 제시하였고, 비정형 곡면으로의 Mapping을 통해 CNC 장비를 위한 생산데이터를 추출하였다. 본 연구의 결과는 비정형 콘크리트 패널 생산을 위한 데이터 자동생성을 가능하게 하여 생산성 향상과 원가절감에 기여한다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.469-475
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• 2022

최근의 구조물공사는 건물과 근접하여 대규모, 대심도 지하굴착 공사로 흙막이벽과 버팀보의 설치가 복잡해지고, 구조물 슬래브의 간섭을 피하기 위한 버팀보의 단수가 많아졌다. 이러한 시공공정은 구조물의 시공이음 개소의 증가와 누수 및 벽체균열 증가를 유발하는 요인이 되어 구조물 전체의 내구성과 시공성 저하 및 공사기간의 증대로 이어졌다. 본 연구는 시공이음 개소를 축소하기 위한 방안으로서 버팀보 2단을 동시에 해체하는 것을 계획하고, 이를초기가정토압에 의한 반력 값과 현장의 계측치를 응답비로 가정하여 토압을 보정하였다. 반복시산법을 통해 보정토압을 재 산정한 후, 버팀보 2단 동시해체가 가능함을 수치해석으로 검증하였다. 최종 보정 토압을 적용한 수치해석결과, 설계반력에 대한 계측 값이 최대 197%로 나타났다. 이는 지반에 시행한 그라우팅의 효과와 설계 시 지반 특성치를 다소 과소평가한 데에서 기인된 것으로 분석되었다. 본 연구에서 수행한 응답비를 고려한 보정토압 산정결과를 바탕으로 버팀보 해체공정의 개선이 가능함을 해석적으로 입증하였다. 또한 이를 바탕으로 시공이음 축소로 누수에 의한 균열 감소와 시공성도 개선되어 전체적인 공기의 단축도 가능할 것으로 검토되었다. 그러나 현장마다 지반여건과 가시설 및 보강공법 등의 차이가 있어 이를 적용하기 위해서는 충분한 검토와 확인이 필요할 것으로 판단된다.