• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.320-320
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• 2022

기후변화와 도시화로 인한 영향으로 도시의 폭우, 폭염을 비롯한 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 시가화 지역의 높은 불투수율은 도시홍수를 야기한다. 이러한 현상을 완화하기 위해 도시지역에서는 그린인프라와 저영향개발이 도입되고 있다. 그 중 지속가능한 발전을 위한 필수요소로 자리매김한 옥상녹화는 도시에 위치한 건물의 상층부와 내부의 온도를 낮춤으로써 에너지절감효과와 강우 시 빗물을 저류함으로써 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 녹지도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 열섬현상완화와 유출 저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상요소를 Flux Profile Method를 적용하여 공간 내에 있는 열에너지의 총량인 순복사열을 구성하는 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G)을 산정하였다. 또한 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 옥상녹화의 적용성을 평가하였다. 2021년 7월 21일부터 2021년 7월 28일 까지 모니터링한 결과 옥상녹화의 열 효율은 일반 콘크리트 지붕에 비해 실내온도가 최대 6.83℃ 낮게 나타나며 이는 여름철 건물 내부의 온도조절에 필요한 에너지 저감효과를 볼 수 있다. Flux Profile Method를 적용한 결과 옥상녹화의 전체 열속 중 현열속 28.5% 잠열속 70.7%, 토양열속 0.5% 의 복사량 분포를 보였고, 일반 콘크리트 지붕은 현열속 45.3%, 잠열속 38.6%, 토양열속 16.2% 으로 나타났다. 이와 같은 방법은 옥상녹화의 정량적 평가를 가능하게 함으로서 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2021

현재 전 지구적으로 일어나고 있는 극단적 기후현상과 이로 인한 자연재해의 원인은 복합적이다. 기후변화로 인한 영향과 동시에 도시화 또한 하나의 원인으로 작용하고 있다. 이러한 영향을 완화하기 위한 방안으로 도시의 그린인프라와 저영향개발은 최근 지속가능한 발전을 위해 꼭 필요한 요소로 자리잡고 있다. 그린인프라 유형 중 하나인 옥상녹화는 많은 이점을 제공한다. 도시에 위치한 건물의 상층부, 내부 및 주변 온도을 낮춤으로써 얻을 수 있는 에너지절감 효과와 강우 시 상당량의 빗물을 저류함으로써 기대되는 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 식물의 적극적인 도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 도시지역의 열섬현상완화와 유출저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 연직방향 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상자료를 Flux Profile Method를 적용하여 무강우기간과 강우발생기간 동안의 연직 방향의 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G) 을 산정하였다. 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 적용성을 평가하였다. 실험의 대조군인 일반 코팅재로 마감된 콘크리트 지붕의 무강우 기간 중 최대 현열속 693.82 W/m² 잠열속은 330.15 W/m² 으로 나타났으며, 실험군인 옥상녹화가 조성된 지붕의 최대 현열속 436.27 W/m², 잠열속 949.20 W/m² 으로 나타났으며, 산정치와 관측치 시계열의 NSE는 0.81 으로 Flux Profile Method를 통해 산정된 열속의 정확도는 비교적 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 방법으로 옥상녹화의 정량적 평가가 가능해짐으로써 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.315-318
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• 2009

본 논문에서는 해상 기초 교각 매스 콘크리트의 수화열 저감 방안을 다루었다. 저발열 콘크리트, Mesh형 거푸집 공법 등에 대한 실험을 수행하여 각각의 수화열 저감효과를 평가하였다. 현장 실험은 사용 시멘트와 거푸집의 종류, 거푸집의 사용 면수에 따라 총 4 type으로 구성하였으며, 이에 대한 실험 결과와 유한 요소 해석 결과를 비교, 검증하여 최종적인 수화열 저감 성능을 도출하고자 하였다. 실험을 통해, 저발열 시멘트와 유로폼을 사용하는 것이 수화열 저감을 위해 효과적인 방법으로 판명되었으나 추가 공사비의 발생으로 효율성이 떨어질 것으로 판단된다. 또한 Mesh형 거푸집 적용 면 수와 온도 상승 저감 효과는 비례하는 것을 알 수 있었지만 내 외부 온도차가 다소 크게 나타나 수화열에 의한 균열 발생 확률면에서는 다소 불리하게 나타났다. 그러나 실험 단계에서 생략된 양생과 관리를 통하여 균열의 저감효과를 거둘 수 있을 것으로 판단되며, 추가적으로 거푸집 해체 단계를 생략함으로 공기단축 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.38-40
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• 2003

본 연구에서 적용한 저 NOx 연소법의 NOx 저감 효과를 비교해 보면 다단 연소법이 지연연소 효과와 국부적인 최고 화염온도 감소, 고온부에서의 산소농도 감소효과 등이 동시에 나타나 저 과잉공기 연소법, 배기가스 재순환법, 이단 연소법 보다 더 큰 NOx 저감효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 다만, 총 공급공기 량에 대한 분할 공급공기량의 비가 일정수준 이상으로 커지면 CO 발생량 증가로 효율저하 등의 문제점이 우려되므로 연소상태를 저하시키지 않는 공급비를 산정하는 것이 중요할 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3D호
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• pp.271-278
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• 2010

반강성 포장은 공극률이 큰 개립도 아스팔트 혼합물의 공극에 시멘트 페이스트를 침투시켜 아스팔트 포장의 연성과 콘크리트 포장의 강성을 동시에 이용하는 포장형식이다. 반강성 포장은 콘크리트 포장에 비해 평탄성이 좋고 주행에 의한 진동이나 소음을 저감할 수 있으며, 아스팔트 포장에 비해 소성변형이 적고 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반강성 덧씌우기 포장을 시험시공하여 반강성 포장의 온도저감 효과를 조사하였고 시편을 제작하여 옥외에서 온도 및 중량을 측정하여 반강성 포장의 온도저감 및 보수 효과를 확인하였다. 상용 3차원 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.8로 반강성 포장과 아스팔트 포장을 구조해석하여 하중재하 위치에서의 수평 및 연직방향 응력과 변형률을 비교하고 다층탄성해석 프로그램 Bisar 3.0으로 검증하였다. 구조해석 결과를 바탕으로 피로균열을 예측하여 반강성 포장과 아스팔트 포장의 공용성을 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1705-1710
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• 2008

본 연구에서는 외기 온도의 변화를 반영하여 수화열에 의한 열전달 및 열응력 해석이 가능한 프로그램을 개발하고, 재료적 측면에서 수화열에 의한 균열 발생 가능성을 최소화하기 위하여 제5종포틀랜드시멘트를 사용하는 경우, 제5종포틀랜드시멘트와 플라이애쉬를 같이 사용하는 경우, 제5종포틀랜드시멘트와 강섬유를 같이 사용하는 경우를 실험하여 비교 검토하였다. 플라이애쉬를 대체하여 사용하면 콘크리트의 최고 온도를 낮추는 효과를 기대할 수 있지만, 인장응력의 감소 효과는 온도의 감소 효과만큼 크게 나타나지 않았다. 또한 강섬유를 혼입하여 사용하면 온도 및 인장응력의 저감 측면에서 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2021

2015년 파리에서 체결된 파리협정은 1850년 대비 2100년까지의 지구 평균기온 상승을 1.5℃ 이내로 제한하기 위해 5년마다 참여국에 상향된 온실가스 배출 감축 목표를 제출하게 하고, 탄소 배출 및 온도상승 저감 목표 달성을 위해 도시 내 그린인프라를 적극적으로 도입하는 등 국제사회 공동의 종합적인 이행을 예정하고 있다. 그린인프라의 유형 중 하나인 옥상녹화(Green Roof)는 기후변화 적응을 위한 도시 인프라 구축 방법의 하나로 국내에서도 많은 각광을 받고 있다. 옥상녹화(Green Roof)는 도시의 불투수층인 지붕 면적을 모두 혹은 일부 식생으로 덮어 표면층에 추가의 투수층을 조성하는 것을 지칭한다. 옥상녹화의 경우 별도의 토지면적 확보가 필요하지 않고 기존의 시설물에 추가적인 설치가 가능해 여분의 토지가 부족한 도심지의 녹지 확보를 위한 친환경적인 그린인프라로 각광받고 있다. 현재까지 옥상녹화(Green Roof) 관련 국내 연구 현황은 '옥상 녹화의 공법'을 다룬 비율이 높고 실증적인 결과를 가진 선행연구가 거의 없다. 따라서 본 연구는 동일한 조건하에 4개의 실험동을 설치하고 동질성 검사를 한 후 옥상에 설치된 재료[일반 콘크리트(Bare Concrete), 고반사 도장(High Reflective Paint), 사사(Short Bamboo), 잔디(Grass)]에 따른 건물 내 온도 변화 저감효과에 대한 분석을 수행하였다. 2020년 8월 17일부터 22일까지 측정된 지붕 표면 평균 최고온도 모니터링 결과를 일반 콘크리트 지붕과 비교했을 때. 고반사 도장 지붕의 경우 8.26℃, 옥상녹화(사사, short bamboo) 지붕의 경우 7.21℃, 옥상녹화(잔디, grass)의 경우 10.8℃ 낮은 것으로 측정되었다. 또한 실내 천정 표면 평균 온도의 경우 콘크리트 지붕과 비교하여 고반사 도장 지붕은 6.46℃, 옥상녹화(사사, short bamboo) 지붕은 13.52℃, 옥상녹화(잔디, grass)는 13.3℃ 낮은 것으로 나타났다. 본 연구결과는 옥상녹화의 온도저감 효과를 정량적으로 제시하고 있어, 향후 기후변화 대응 및 적응 전략적 수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제31권4호
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• pp.503-511
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• 2013

본 연구는 돌나물과 한국잔디를 식재한 경량 모듈형 옥상녹화시스템의 온도저감과 열수지를 평가하였다. 식물생육은 초고와 피복율을 측정하였으며, 2012년 8월 2일부터 3일까지 48시간 동안 콘크리트와 옥상녹화 표면, 토양 속, 모듈 하부의 온도와 순복사, 증발산량을 측정하였다. 기온이 $34.6^{\circ}C$로 가장 높았던 8월 3일 15:00시의 표면온도는 콘크리트가 $57.5^{\circ}C$로 가장 높았으며, 그 다음으로 돌나물 $40.1^{\circ}C$, 한국잔디 $38.3^{\circ}C$의 순으로 옥상녹화 조성 시 큰 폭으로 온도가 저감되는 것으로 나타났다. 토양 속과 모듈 하부도 옥상녹화에 의한 온도저감 효과가 나타났으며, 한국잔디가 돌나물보다 온도저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 콘크리트 표면과 비교하여 옥상녹화 최고 온도는 약 2시간 정도 지연되는 것으로 나타났다. 표면의 온도저감에는 식물종, 기온, 토양수분이 영향을 미치고, 모듈 하부의 온도저감에는 식물종, 기온, 토양수분, 표면온도가 유의하게 영향을 미친 것으로 나타났다. 열수지 분석결과, 현열은 콘크리트 표면이 가장 높았으며, 옥상녹화 시 감소하는 경향을 보였으며 잠열은 한국잔디가 돌나물보다 높았다. 따라서 온열환경 개선을 위해서는 한국잔디가 돌나물보다 옥상녹화 적용에 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.555-560
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• 2008

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-89
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• 2019

본 연구는 기존의 콘크리트 투수블록이 아닌 재활용 합성수지를 활용하여 제작된 투수블록의 열섬현상 완화의 기능성 측면인 표면온도의 저감효과를 확인하고자 야외계측과 실내실험을 진행하였다. 야외계측은 건조한 상태와 습윤상태를 고려하여 3일 동안 계측하였고, 실내실험은 건조 조건, 강우 모사 조건, 표층 습윤 조건 등으로 구분하여 온도의 변화와 실험 후 함수율의 증발비율을 확인하였다. 야외계측 결과, 가뭄이 지속되거나 일정수준의 수분이 표층에 없는 건조한 상태에서는 수분의 증발에 의한 기화잠열로 냉각효과가 발휘되기 보다는 투수블록 표면의 알베도에 의한 차이로 표면의 온도가 감소하는 것을 확인하였다. 실내실험 결과, 재생 합성수지 투수블록(RS 투수블록)은 콘크리트 투수블록보다 건조한 상태일때는 더 높은 표면온도를 기록하였으나 강우 모사조건에서는 공극내 수분의 증발이 모세관력에 의해 지속적으로 유지되어 더 높은 온도 저감율 보이는 것으로 나타났다. 실내실험 후 증발율을 측정한 결과 수분의 증발율이 높을수록 온도의 저감효과는 증가하는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 증발율과 온도의 저감율에 대한 상관관계식을 도출하였다.