• 교육녹색환경연구
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• 제20권3호
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• pp.1-10
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• 2021

우리나라는 OECD 국가 평균수준과 2025년에 전면 도입되는 고교학점제 실시와 관련하여 학급당 학생수를 20명 이하를 준비해야하는 시점에 와 있다. 그러나 아직까지 학급당 학생수 20명 이하에 적합한 학급교실의 크기와 모듈에 대하여 연구된 바가 없다. 본 연구는 본인이 앞서 연구한 경기북부의 초등학교 10개교에서 조사하였던 학급교실의 통로폭을 바탕으로 20명 규모의 학급교실에 필요한 모듈과 면적을 도면을 통하여 살펴보았다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 일제식 수업에서 2열 배치는 최소 5.4m × 8.1m(43.74m²), 최대 5.4m × 8.7m(48.6m²)의 면적이 필요하다. 둘째, 일제식 수업에서 3열 배치는 정방형의 모듈이 필요하며 최소 7.2m × 7.2m(51.84m²), 최대 7.5m × 7.5m(56.25m²)가 필요하다. 셋째, 모둠 수업은 4인 1조와 5인 1조로 구분할 수 있으나 필요 면적에는 큰 차이가 없다. 최소 6.0m × 8.7m(52.2m²), 최대 6.3m × 9.3m(58.59m²)가 필요하다. 넷째, 모둠 수업이 일제식 수업(2열 배치)보다 최소 2.34m²에서 최대 14.85m²가 더 많은 면적이 필요하다. 다섯째, 3열 배치를 제외한 2열 배치와 모둠 수업을 모두 만족할 수 있는 모듈은 6.0m × 8.7m(52.2m²)이다. 여섯째, 현재의 교실과 비교하면 최소 10.3m²에서 최대 23.76m²를 줄일 수 있다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.32-42
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• 2016

현재 국내 대부분의 토목 건축 구조물이 BIM 정보가 부재한 상황에서 준공 BIM(as-built BIM)의 수요가 점차 증가하고 있다. 준공 BIM 구축을 위한 공간자료 취득에는 고밀도의 포인트 클라우드를 생성할 수 있는 레이저 스캐너가 주로 활용되고 있다. 하지만 기존의 고정식 스캔 시스템은 이동이 번거롭고, 정밀한 위치 선정이 필요 하며, 스캔 자료 정합을 위해 별도의 표지를 설치하거나 공액점을 추출하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 수작업을 최소화하기 위해 기존의 고정식 스캔 시스템을 대체할 수 있는 이동식 스캔 시스템을 제안하고자 하며, 기반 기술로 graph-based SLAM을 적용하였다. 테스트 장비는 총 세 개의 2차원 스캐너를 탑재하고 있으며, 중앙의 한 개는 수평으로 설치되어 graph 구축을 통한 이동경로취득에 사용되었고, 좌우 두 개는 수직으로 설치되어 시스템 진행의 연직 방향으로 주변 구조물에 대한 3차원 스캔 정보 취득에 사용되었다. 개발된 graph-based SLAM은 이동경로 상에 누적된 위치오차를 해소하기 위한 loop closure 처리 방법으로 Adaboost 기계학습을 적용하였다. 이는 특히 본 연구에서 사용한 장비와 같이 기계학습을 위한 다수의 feature 정보를 제공할 수 있는 멀티 스캐너 시스템에 적합한 방식이며, 두 실내공간을 대상으로 한 테스트에서 단일 스캐너 대비 false positive rate를 각각 7.9% 및 13.6%까지 줄일 수 있었다. 최종적으로 연구대상지역의 2차원 및 3차원 지도 구축을 통해 개발된 graph-based SLAM의 효용성을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.66-66
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• 2011

중위도 이북의 건물에서 고층건물의 혹한기 연돌효과는 건물의 여러 가지 기능에 큰 영향을 미치며, 승강기 승강로는 화재시 차압 때문에 연기의 주된 전파통로가 된다. 외피의 밀폐성능을 높여 건물 내부의 연도효과를 줄일 수 있으나, 외피의 밀폐기능은 비상시 피난을 위해 피난경로를 개방하는 순간 일시에 무력화된다. 또한 건물 외피의 밀폐성능이 우수할수록 연돌효과 그 자체로써 건물외피에 미치는 구조적 영향이 커진다. 고층부의 연돌효과는 외피를 밖으로 밀어내는 작용이므로 풍하측에서는 마이너스 풍압에 더하여 건물 외피에 부담을 증가시킨다. 그러므로 고층건물에 발생하는 혹한기 연돌효과의 영향을 정리하자면 다음과 같다. ${\bullet}$ 건물 외벽 및 창문에 미치는 구조적 영향 ${\bullet}$ 제연 시스템의 기능 저해 ${\bullet}$ 승강기 문 개폐 장애와 소음 등 설비 기능의 부정적 영향 ${\bullet}$ 공조기능 장애 ${\bullet}$ 화재시 승강기 승강로 등 수직 샤프트를 통한 연기 전파 혹한기 건물 안팎의 온도차가 40K일 때 높이 600m인 초고층 건물 최상층에 발생하는 연돌효과에 의한 차압은 풍속으로 환산할 때 32m/s에 달한다. 그러므로 초고층 건물 설계시에는 최상층의 풍하측에 설계상의 예상 최대풍속에다 이러한 환산풍속을 더한 고속 풍력이 창문을 밖으로 밀어내는 것으로 보아야 한다. 또한 공조 및 환기시스템에서는 이러한 차압을 고려하지 않으면 고층부에서 환기 성능이 무력화될 수 있다. 다음과 같은 방법들을 이용하여 고층건물의 연돌효과를 효과적으로 줄일 수 있다. 1) 계단실의 연돌효과 저감 방법 계단실에 발생하는 연돌효과에 의한 차압은 계단실에 상승기류를 발생시킨다. 이러한 차압과 상승기류는 계단실 상하부를 개방하면 자연적으로 평형을 이루게 되므로 별도의 제어가 필요 없게 된다. 또한 화재감지기와 연동하여 상하부 외벽의 개구부를 열어두게 되면 피난상황에 따라 문이 여닫힘으로써 발생하는 압력상태의 변화를 고려할 필요가 없게 된다. 2) 승강기 승강로의 연돌효과 승강로의 상하부에 대규모 개구를 두면 대규모의 외기가 도입되어 상승 유동 후 배출되므로 승강로 내부 온도 저하로 연돌효과가 저감되고, 승강로로 유입된 연기는 대규모의 외기에 희석되어 농도가 낮아지고 대부분 외부로 배출된다. 3) 샤프트 복합효과를 이용하는 방법 거실 평면적에 비해 승강기나 계단이 아주 많고 누설틈새 등 개구의 면적 합계가 크면 샤프트들이 서로 복합효과를 이루어 연돌효과에 의한 차압이 줄어든다. 연돌효과 제어용 샤프트를 하나 더 보조적으로 설치함으로써, 보조샤프트에 의해 발생하는 차압으로 거실을 가압 혹은 감압하여 문제가 되는 차압을 어느 정도 상쇄할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.626-631
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• 2018

비상 피난 지원 시스템은 화재시 차연막이 형성되며 차연막 내에 가압을 하여 안전한 피난로를 확보해주는 시스템이다. 안정적인 작동을 위해서는 비상 피난지원 시스템의 차연막은 적절한 내화성능을 갖추어야 한다. 따라서 본 연구에서는 화재가 차연막에 미치는 영향을 수치해석적 방법으로 분석하였다. 수치해석 대상은 다중이용 건축물의 대공간 의류 상점의 화재로 가정 하였으며 상점의 가연물에 따라 화재 시나리오를 설정하였다. 차연막의 내화 안전 온도는 화재에 의해 발생하는 고온의 가스 온도가 $200^{\circ}C$ 이하 일때로 가정 하였다. 그 결과 Ceiling jet 의 영향으로 천장 부분에서 가장 높은 온도가 나타났으며 차연막의 내화 안전성은 열 방출률에 따라 화재로부터 차연막의 거리가 20 m부터 또한 최대 열방출율시 30 m 이후에 확보 할 수 있을 것으로 판단하였다. 또한 비상 피난지원 시스템 내부로 연기 유입을 차단하기 위해 차연막 내부를 양압으로 유지 하여야 하며 약 5 Pa 이상 가압이 필요 할 것으로 판단하였다. 따라서 향후 비상 피난 지원 시스템의 설계시 본 연구의 결과가 유용하게 사용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 공학교육연구
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• 제18권3호
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• pp.46-58
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• 2015

고등학생의 공학적 소양 함양을 위해 대학의 인적 물적 인프라를 활용한 비정규 공학교육프로그램을 개발하여 그 적용 효과를 분석하였다. 스마트 농업 기술인 식물공장을 주제로 선정하여 공학설계 및 팀 내 팀 간 활동 중심의 공학 캠프 프로그램을 기획하여, 대학의 첨단 강의실을 이용하여 38명의 고등학생에게 적용하였다. 참가학생들은 생물공학, 정보통신공학, 에너지공학, 기계공학 및 건축공학 등 5가지 식물공장 요소 기술 중심으로 팀 내 활동과 팀 간 협력을 통해 '교정에 식물공장 세우기'라는 최종 미션을 수행하였다. 또한, 각 팀 활동은 8단계로 구성된 공학설계과정(문제와 필요 확인하기, 기준과 제한조건 확인하기, 가능한 해결책 찾기, 최선의 해결책 선택, 시작품 제작, 시험과 해결책 평가하기, 해결책에 대한 의사소통, 재설계 및 설계 수정하기)으로 진행되었다. 만족도를 설문조사를 통해 조사한 결과, 공학설계 내용에 대한 만족도는 5점 만점에 4.38점 이었고, 창의적 활동 및 탐구방법의 합리성/체계성에 대한 평균 만족도는 4.43점 이었다. 참가학생의 94%가 팀워크에 만족한다고 답변하였고, 대학(원)생들이 제공한 진로 멘토링 활동에 대해서도 참가학생의 92%가 만족하였다. 이러한 결과는 공학설계과정 및 팀 내 및 팀 간 협업을 기반한 공학 교육 프로그램은 참가 학생들의 창의성, 문제해결능력, 협동심, 의사소통 능력과 같은 공학적 소양을 함양하고 공학에 대한 관심을 높이는데 기여함을 시사한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.41-52
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• 2015

군 시설물은 80년대 이후 현대화 계획 및 군 복지의 향상 등으로 인해 그 수가 급격하게 증가하였다. 그러나 이렇게 증가한 시설물에 대해 체계적인 유지관리가 이루어지지 못하여 노후화되면서 이러한 노후시설의 성능향상이 필요하게 되었다. 노후 시설물의 성능향상 방안은 재건축과 리모델링으로 나눌 수 있다.그러나 표준 리모델링 범위 내에서는 리모델링이 더 경제적이라는 연구결과에도 불구하고 군 시설의 리모델링은 성능 향상의 수단으로써 재건축과 동등하게 고려되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 건축물의 생애주기 동안의 성능 변화와 리모델링 필요 범위의 관계성에 착안하여 재건축보다 리모델링이 경제적인 특정시점(SPT)에 리모델링을 선택하는 방식의 리모델링 프로세스 모델(RPM)을 제안한다. 또한 군 시설물의 자료에 근거하여 이를 위해 필요한 현실성 있는 내용연수와 기능성 평가기준을 함께 제시한다. 이 RPM을 통해 기존프로세스에서 발생하는 안전성에는 문제가 없으나 기능성에 문제가 있는 시설물들이 적절한 리모델링 시기를 놓쳐 어쩔 수 없이 재건축을 하게 되는 사례를 방지할 수 있게 하였다. 또한 준공시기와 유형이 다른 시설물을 관리하는 입장에서의 재건축/리모델링 선택의 의사결정을 보다 간단하게 할 수 있는 가능성을 제시하였다. 이러한 리모델링에 보다 초점을 맞춘 프로세스를 통해 예산절감 효과뿐만 아니라 재건축으로 인한 사회적 낭비를 줄이는데 기여할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.99-106
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• 2019

최근 자율주행 분야가 4차 산업혁명 시대에 맞이하여 주요한 기술분야로 각광받고 있다. 자율주행 분야는 4차 산업의 핵심 기술의 집합체라고 볼 수 있는데, 이 중 자율주행 지원을 위한 정밀도로 지도 및 도로시설물 구축을 위한 DB 분야가 필수적인 부분이다. 기존 2차원 자료형식으로 제작되고 관리되던 지도 DB가 3차원으로 급격히 변화하고 있으며, 더불어 이러한 정밀도로 지도를 구축을 위한 핵심기술로 Mobile Mapping System(MMS)가 활발히 이용되고 있다. 특히 MSS에서 획득되는 다양한 자료 중에서 LiDAR를 통해 취득되는 정밀 Point Cloud는 정확한 위치 정보를 포함하고 있어, 정밀도로 지도 구축 및 도로시설물 관리 등을 위한 다양한 관련 DB 구축에 활용되고 있다. 하지만 현재는 정밀도로 지도 제작 시 3D 모델링을 위한 기반 데이터로만 활용되는 것으로만 국한되어 그 사용 범위가 넓지 않은 문제가 있다. 본 연구에서는 MMS 취득자료의 활용성을 높이기 위하여 MMS LiDAR Point Cloud를 활용하여 도로 주변 시설물을 추출하고, 그 위치를 현장조사 성과와 중첩하여 비교 분석하여 그 위치 정확도에 기준한 도로시설물 분야 활용성을 확인하고자 하였다. Point Cloud로부터 전신주와 통신지주 DB를 구축하고 도로명주소기본도와 위치 비교를 수행한 결과, Point Cloud에서 추출한 시설물 DB의 위치 정확도는 도로명주소기본도 보다 높은 것으로 확인되었다. 이를 통해 MMS Point Cloud 자료를 도로시설물 관리 분야에 충분히 활용하는 것이 가능하며, 추후 이를 통해 도로시설물 지도 확대 구축하고, 도로대장 관리 등에 적용하는 연구가 필요 할 것으로 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.785-794
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• 2021

본 연구는 수도권 도시철도역 사인시스템에 대하여 사용자가 이용하는데 어떠한 어려움이 있는지 디자인 현황 및 개선 방향에 대하여 연구 조사하였다. 연구방법으로 첫째, 도시철도 사인시스템의 문헌 이론적 고찰, 둘째, 수도권 김포골드라인의 사인 디자인 현황조사, 셋째, 사인의 사용실태, 이용자 문제점에 대하여 설문조사를 진행하였다. 조사결과 안내사인의 폰트는 위치사인은 중앙정렬로 되어져 있으며, 유도사인은 입출구 위치에 따라 앞/뒤 정렬로 되어져있다. 폰트는 이용자에게 잘 보이기 위하여 배경은 하얀색과 문자는 진한 검은색으로 제작되어져있다. 유도사인은 반대로 문자색은 하얀색과 배경색은 회색으로 제작되어져 있다. 사인에 대한 이용자 조사결과 역의 종합적인 인상에서 혼잡하지 않고 큰 불편은 없다. 그리고 유도안내사인 이용에 대하여 장애인, 외국인의 교통약자가 일반인에 비해 사인 의존도가 높다. 또한 안내사인의 부착 위치와 관련하여 적합하지 않다는 의견이 많았으며, 설계와 관련하여 적절하지 않다는 의견이 많다. 현재 김포도시철도 안내사인시스템은 새롭게 제작 설치되었지만 사용자 설계가 부족하고 이용자에게 명확하게 정보 전달 할 수 있는 디자인 정비가 필요 하다. 역내 사인시스템을 이용하는데 불편함이 없고, 안전을 확보하며 각종 위험으로부터 벗어 날 수 있는 안내 사인이 될 수 있도록 디자인 정비되어져야 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.21-32
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• 2022

강재형 말뚝기초는 안정적인 지지력 확보와 높은 시공성으로 해양구조물 기초로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 설계수명에 도달한 해양구조물은 해체수순을 밟게 되는데 말뚝기초는 높은 인발하중과 경제적인 이유로 예외적으로 현장에 존치되는 경우가 많다. 현장에 존치된 기초는 환경오염뿐만 아니라 신규구조물을 건설하는데 장애요인이 될 수 있으므로 말뚝기초 완전해체를 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 인발하중을 획기적으로 저감시킬 수 있는 신형식 이중벽 말뚝기초를 제안하고 축소모형실험을 통해 인발하중 저감성능을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 축소된 이중벽 말뚝기초를 제작하고 건조된 모래지반에서 말뚝 설치 및 인발 거동을 모사하였으며, 측정된 인발하중을 동등한 단면의 일반말뚝과 비교하였다. 그 결과, 조밀한 모래지반에서 이중벽 말뚝의 최대 인발력이 일반말뚝에 비해 45% 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 이중벽 말뚝의 인발하중 저감 성능과 메커니즘을 검증하였으며, 설계수명에 도달한 기초를 완전히 회수할 수 있는 가능성을 확인하였다.