• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.41-52
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• 2011

본 연구는 목탄을 첨가한 건축자재의 에너지 절감 및 차음특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 건축자재 형태에 따른 특성을 조사하기 위하여 3동의 실험 건물을 신축하였다. 이들 실험 건물은 각각 일반건축자재(A), 목탄건축자재(B) 및 목탄 sericite 건축자재(C)를 사용하여 신축하였다. 건축자재 형태별 동절기의 보일러 난방 기름소모량을 조사한 결과, B를 사용할 경우 A를 사용한 건물과 비교하여 평균 9.5%, C를 사용할 경우에는 평균 14.9%의 기름절감 효과를 나타냈다. 특히 기름 절감효과는 외부기온이 낮을수록 큰 것으로 조사되었다. 또한 B를 적용한 건물은 A나 C를 사용한 건물과 비교하여, 난방온도가 상당히 완만하게 낮아졌으며, 보일러 가동 중단 12시간 경과 후 지상 1미터 공기부에서 $3.5{\sim}4.2^{\circ}C$, 바닥표면에서는 $4.4{\sim}5.4^{\circ}C$ 높게 나타났다. 건물 소음시험에 있어서는, 목탄을 포함하는 시험체는 다층건물의 층간소음 기준으로 대표되는 중량충격음과 경량충격음 모두에서 저감효과를 나타냈다.

• 토지주택연구
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• 제12권1호
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• pp.129-137
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• 2021

외부 차양장치는 대표적인 여름철 일사조절 장치이다. 특히 냉방부하가 높은 업무용 건물에 적합한 기술로 인식되어왔다. 그러나 본 연구에서는 차양장치의 냉방부하 저감뿐만 아니라 난방부하 저감 효과를 검증하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 겨울철 야간 천공복사냉각에 따른 영향을 중심으로 일반 창호, 롤 블라인드, 외부 차양장치를 대상으로 실험을 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 외부 차양장치가 적용된 경우 유리 내·외표면 온도차는 평균 11.8℃로 차양장치가 없는 경우의 14.6℃ 보다 평균 2.8℃ 낮은 온도차를 나타냈으며, 이는 천공복사에 의한 열교환으로 차양 표면온도가 외기온도보다 낮은 시간때에 발생한다. 한편, 롤 블라인드는 내부 중공층의 평균온도보다 0.8℃ 낮은 온도를 나타냈으며 이 또한 투과체를 통과한 천공복사가 롤 블라인드 표면과 열교환이 이뤄졌기 때문이다. 유리 외부 표면온도만을 고려하면 약 3℃ 이상의 온도 상승이 예상된다. 그리고 차양장치가 없는 경우 일반적인 온도구배를 나타내고 있었다. 한편 남동향과 남서향에 외부 차양장치가 설치되었을 때 남서향의 외측 유리 표면온도가 더 낮게 나타나는 특징이 있다. 이 결과는 천공복사에 의한 냉방 저감 효과를 정량화할 수는 없지만 적어도 타당성은 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 천공복사 냉각과 에너지 소비 사이의 상관관계를 조사하고 외부 차양장치의 난방에너지 절감 효과에 대한 독립 챔버 실험을 진행할 계획이다.

• 농업생명과학연구
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• 제50권2호
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• pp.175-185
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• 2016

본 연구에서는 UTC 시스템을 대표적인 농업시설인 돈사에 적용하기에 앞서, UTC 제어 시스템 및 프로그램 개발에 따른 돈사 내 적정 사육 환경 유지 및 난방에너지 저감을 위한 기초자료로 활용하고자, 2동의 실험돈사를 제작, UTC 제어 시스템 적용에 따른 실험돈사 내부 온도 변화 및 에너지를 비교, 분석하였다. 제어 시스템은 T1~T4, 총 4점의 온도를 측정 후 프로그램 내 알고리즘에 의해 O1~O5, 총 5개의 출력 신호를 ON/OFF 방식으로 각각 제어하도록 구성하였다. 온도 설정은 실험돈사 내부 온도 28.0℃, UTC 내부 온도 34.0℃로 설정하였고, 측정된 온도와 비교를 통해 출력 신호를 제어하였다. 3일간, 제어 시스템을 가동한 돈사의 경우 최고 온도는 평균 31.8℃로 측정되었다. 같은 시간, 비교돈사의 최고 온도는 평균 36.6℃로 제어 시스템을 가동한 돈사의 내부 온도가 약 4.8℃ 낮은 것으로 나타났다. 또한 제어 프로그램의 가동에 따라 UTC 플레넘 최고 온도는 평균 50.5℃까지 상승한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권1호
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• pp.67-75
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• 2024

한국은 주택 난방 방식으로 대부분 온돌 파이프라인을 이용한 방법을 채택하고 있으나 콘크리트 속에 매설되어 있는 특성으로 인해 설치 후 배관 내부의 지속적인 관리를 하기가 쉽지 않다. 온돌 배관은 장기간 사용을 하면 슬러지나 부식 산화물, 미생물 등이 배관 내벽에 퇴적되면서 난방의 효율이 나빠져서 심한 경우에는 열화에 의한 부식, 스케일 등의 문제를 일으키기도 한다. 따라서 본 연구는 온돌 파이프라인의 유지관리를 위하여 초음파 발생 방식을 제안하고 그 가능성을 실험으로 확인하는데 그 목적이 있다. 본 연구를 위한 초음파 발생 장치는 3가지로 제시되며, 표면 진동형, 외부 발생형, 내부 발생형이 그것이다. 관내 오염물은 분말형 가루, 슬러지형 가루, 액상 물질로 선정하였다. 초음파 발생 이후 시간에 따른 세척 효과를 확인하였으며, 세척 결과는 이미지 분석 방법을 통해 산출하였다. 실험 결과, 배관 외부에서 발생시킨 초음파가 효과적임을 알 수 있었으나 배관 내부에서 발생시킨 초음파 역시 유사한 세척 결과를 얻었다. 온돌 배관의 특성 상 외부 발생이 불가능하므로 내부의 발생을 통한 세척 효과가 있을 것으로 기대된다. 향후 배관 내부 발생 장치의 개발을 통해 온돌 파이프라인의 유지관리를 위한 새로운 방식의 제시가 가능할 것으로 기대된다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.82-93
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• 2019

본 연구에서는 기존 열수요 예측 시스템이 공휴일과 같은 특정 일자의 열수요 예측율이 저하되는 문제점을 개선하기 위해 새로운 모델을 제안한다. 제안된 모델은 사계절 혼합형 신경망 모델(Four Season Mixed Heat Demand Prediction Neural Network Model)로서 열수요 예측율 상승하였고, 특히 예측일 유형별(평일/주말/공휴일) 열수요 예측율이 크게 증가하였다. 제안된 모델은 다음과 같은 과정을 통해 선정되었다. 특정 계절에 예측일 유형별로 고른 오차를 갖는 모델을 선정하여 전체 예측 모델을 구성한다. 학습 시간의 단축과 과도학습을 방지하기 위해 구조적으로 단순화된 서로 다른 4개의 모델을 각각 학습한 후에 다양한 조합을 통해 최적의 예측 오차를 보여주는 모델을 선정하였다. 모델의 출력은 예측일의 24시간의 시간대별 열수요이며 총합은 일일 총열수요이다. 이 예측값을 통해 효율적인 열공급 계획을 수립 할 수 있으며, 목적에 따라 출력값을 선택하여 활용할 수 있다. 제안된 모델의 일일 열 총수요 예측의 경우, 전체 MAPE(Mean Absolute Percentage Error, 평균 절대 비율 오차)가 개별 모델의 5.3~6.1%에서 5.2%로 향상되었고, 공휴일 열수요예측은 4.9~7.9%에서 2.9%로 크게 개선되었다. 본 연구에서는 한국 지역난방공사에서 제공한 특정 아파트 단지의 34개월 분량의(2015년 1월~ 2017년10월) 시간단위 열수요 데이터를 활용하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권5호
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• pp.417-423
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• 2020

건축물의 에너지 소비 중 40%인 냉·난방을 줄이기 위해 외피 단열향상이 중요시되고 있다. 이에 기존 단열재를 개선하기 위해 진공단열패널VIP(Vacuum Insulation Panel)을 건축물에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 VIP는 보수보강이 불가능해 이를 개선한 금속진공단열패널을 고려하였다. 금속진공단열패널의 심재는 진공압력을 버티고, 낮은 열전도율을 가져야 하므로 기포콘크리트를 채택하였다. 하지만 예비 실험을 통해 기포의 양이나 성질에 의해 0.001torr에 도달하는 시간이 다른 것을 확인하였다. 이러한 영향은 기포제의 종류 및 기포 슬러리 밀도 등에 의해 진공도달시간이 달라질 것이라 판단하여 최적 기포콘크리트 조건이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금속진공단열패널의 심재인 기포큰크리트의 기포제 종류 및 기포 슬러리 밀도에 따라 진공도달시간 및 열전도율 변화를 측정하여 심재로 적용 가능한 기초적 자료를 제시하는 것을 연구목적으로 한다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.435-443
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• 2012

세계는 원유재고 감소와 국제 정세의 불안정으로 인해 지속적으로 상승하고 있는 유가와 화석연료 사용으로 인한 환경오염에 관심이 고조되고 있다. 국내의 경우 원유를 100% 수입하고 있으며, 사용되고 있는 에너지의 에너지원 중 97%를 수입에 의존하고 있기 때문에 유가 상승에 따른 영향은 더욱 민감하게 나타난다. 국내에 수입되고 유통되는 에너지의 97% 중 1/3 이상이 사무소나 주거용 난방, 급탕 및 취사용으로 사용되고 있다. 이에 따라 정부는 물론 산업체, 연구소 등에서 사무소 및 주거용 에너지 소비패턴으로 인한 경제적인 부담을 줄이고, 고효율 저에너지 기술개발을 통해 소비에너지를 절약함과 동시에 탄소배출을 억제하는 신기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 우리나라는 국토가 좁은 반면 인구밀도가 높고, 인구의 도시집중화로 공동주택의 주거비율이 높은 추세이기 때문에 최근 공동주택단지는 초고층화, 대형화가 되고 있으며, 이로 인해 급수 급탕에 대한 사용패턴도 변화하고 있다. 하지만 현재 급수 급탕에 대한 설계 자료는 대부분 외국의 설계 기준과 현장 경험치에 의해 산출된 데이터에 의존하고 있으며, 사용실태에 대한 기초자료가 부족한 실정이며, 이로 인해 급수 급탕 설비 설계 시 과대 또는 과소 설계가 되는 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 공동주택의 공급자 측 급탕 열 공급환경과 사용자측 열사용량을 측정하여, 급탕부하가 발생하는 시간과 사용 실태 및 패턴을 파악함으로써, 효율적인 공급자 측 급탕설비 설계와 관리를 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

• Spatial Information Research
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• 제20권6호
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• pp.109-118
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• 2012

최근 도시 발전 및 팽창에 따른 도시 기반시설물의 증가와 이에 따른 관리체계의 복잡 다양화로 인해 이를 유지 관리하기 위한 비용과 노력이 급격히 증가하고 있다. 이러한 도시 기반시설물들은 국민의 생활과 직결되는 중요한 국가보호기반 시설물로서 도로, 상 하수시설, 통신, 전력, 송유, 난방열관로 등이 있으며 지속적이고 체계적인 관리가 필요한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 도시기반시설물 중 서울시 상수도 사업본부에서 관리하고 있는 상수시설물인 배수지를 대상으로 3D 기반의 GIS 기술을 도입함으로써 업무효율성 향상, 비용절감, 시간절약 등의 측면에서 효율적인 관리방안을 제시하였다. 이를 위해 서울시 상수도사업본부 및 8개 사업소의 담당자를 대상으로 설문을 실시하여 3D GIS를 활용한 관리체계의 도입이 업무효율성에 미치는 영향에 대하여 분석하는 방법으로 연구를 수행하였다. 그 결과, 3차원 공간정보 활용체계의 도입을 통해 업무효율성부분에서 90.32%의 효율성 향상, 관리비용부분에서 93.55% 비용절감 그리고 업무소요시간부분에서는 91.61%의 시간 절약효과를 확인할 수 있었다. 이를 통해 향후 사회기반시설 관리에 3차원 공간정보를 활용할 경우 지속적인 자료 관리를 통한 다양한 통계정보 및 사례분석 등 행정업무의 의사 결정 지원에 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단되며, 입력 자료 누락 등과 같은 관리체계 개선을 통한 업무효율성 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.170-170
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• 2017

기후변화 따른 스마트팜 돈사 외부 환경의 변화에 대응하고, 사육 환경을 능동적으로 개선하기 위한 연구가 수행 중이다. 돈사 내 열전달 요소 간 상호 역학성 분석을 위해서 고려해야할 사항은 입기구, 보온 등, 열풍기, 단열제, 위치, 방향, 돈사의 연평균 온도, 습도, 연중 일사량, 가축의 열복사 등 상호 복잡하게 연관되어 있는 물리량이다. 돈사 전체 열손실, 자연발생 에너지량, 강제발생 에너지량, 난방용량 등을 고려한 순간 열부하 산정을 위한 여러 방법 중 우선적으로 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용하였다. 순간 열부하 산정을 위한 해석 도구 선정에 있어서 다양한 유체 및 기체 전산 유체역학 Solver(Fluent, Open-FOAM, Blender)를 고려하였다. 공간 Mech를 수행하기 위한 도구로는 공개 소프트웨어 인 FreeFem++ 3.51-4 (http://www.freefem.org)를 이용하였다. 이 과정에서 일부 기체 (암모니아)의 농도를 난수로 변화시키는 기법을 적용하여 가상적으로 돈사의 환경을 Pseudo 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 Fluent에 비하여 OpenFOAM을 이용하여 얻은 열유동의 방향(속도)과 크기 백터가 상대적으로 크게 나타났다. Fluent가 시계열 상에서 혼합 기체 물리량 변화를 무시할 수 있는 안정되고 균일한 환경에 적합하기 때문인 것으로 판단되었다. Blender의 경우 Lattice Boltzmann methods 과 Smoothed-particle hydrodynamics 방법을 이용한 유체/입자 동력학 모델링을 제공함에 있어 시각적 효과를 강조하는 기능에 중점을 두었다. Fluent와 Blender에서 제공하는 해석 연산 모듈의 정확성 검증을 위해선 공간 분해능을 높인 정밀 계측 시스템을 이용하여 검증할 필요가 있다. Open-FOAM를 이용한 열부하 분석 수행이 상대적으로 높은 절대값을 보이는 특성은 열부하 제어 시스템의 Overshoot를 유발할 가능성이 있으므로 이에 대한 해석 모델의 보정이 추가적으로 필요할 것이다. CFD의 한계인 시간 복잡도를 낮추고 상대적으로 높은 시계열 분해능을 확보할 경우 돈사 내 환기시스템에 맞는 소요 환기량 실시간 산정이 가능해지고 외부기상 및 돈사내부 복사열을 활용함과 동시에 돈군 순환에 상응하는 실시간 열부하 관리 시스템 도출이 가능할 것이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.47-54
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• 2009

'08.12$\sim$'09. 2월 동절기에 세계경제위축 심화에 따른 수출 급감으로 제조업은 마이너스 성장을 기록함에 따라 우리나라 전력소비의 53[%]를 차지하는 산업용 전력이 약 7[%]의 감소율을 나타내고 있다. 또한 국내에는 내수경기침체에 따른 전력소비 감소와 평년 대비 기온 상승으로 인한 난방수요 감소로 일일 전력수요 패턴에 많은 변화를 보이고 있다. 본 연구에서는 동절기의 최대전력, 평균전력, 상대계수에 의한 전력수요 패턴, 시간대별 온도민감도 분석을 통하여 최대전력은 GDP 성장률 보다는 기온변화에 민감한 반면, 평균전력은 GDP 성장률에 비례하여 감소하는 추세를 보이고 있는 것으로 분석되었다. 이 자료를 근거로 동 하절기의 최대전력과 평균전력의 정확한 전력 수요 예측으로 전력계통을 경제적이고 안정적으로 운영할 수 있다고 여겨진다.