• 설비공학논문집
• /
• 제20권12호
• /
• pp.802-807
• /
• 2008

A Study on Typical Rates of Water-use for School Facilities has been carried out in this work. Water supply system is given much weight in school facilities. Therefore, it set up a basis efficiency using of water sources to calculate typical rates of water use. The results are summarized as follows; 1) On the whole, typical rates of water-use was founded out 15 L/stu. d in pirmary school, 10 L/stu. d in middle school and 30 L/stu. d in high school smaller than the existing it. It was rate of water-use change as season and Max. Rates of water-use was July. 2) I deem that school hours are 5 hour's in primary school, 7 hour's in middle school and 8 hour's in high school. It the concept of 1 hour that is lesson time 40 minutes and resting time 10 minutes in primary school, lesson time 45 minutes and resting time 10 minutes in middle school and lesson time 50 minutes and resting time 10 minutes in high school. 3) It is desired that we calculate the volume of pump and water tank throughout this concept and the size of water tank should be 1.5 times with taking peak load into consideration by this study on typical rate of water-use. 4) The amount of using water increases in gradually and I consider the life cycle of facilities is more than 10 years. As a result, I can forecast that the size will be insufficiency but I deem that if we devise a plan about parallel pumping on water tank space, we can cope with it. Also, it is expected that we can cut back the transport energy by controlling pump volume.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권2호
• /
• pp.167-184
• /
• 2023

In this study, a new recentering friction device (RFD) to retrofit steel moment frame structures is introduced. The device provides both self-centering and energy dissipation capabilities for the retrofitted structure. A hybrid performance-based seismic design procedure considering multiple limit states is proposed for designing the device and the retrofitted structure. The design of the RFD is achieved by modifying the conventional performance-based seismic design (PBSD) procedure using computational intelligence techniques, namely, genetic algorithm (GA) and artificial neural network (ANN). Numerous nonlinear time-history response analyses (NLTHAs) are conducted on multi-degree of freedom (MDOF) and single-degree of freedom (SDOF) systems to train and validate the ANN to achieve high prediction accuracy. The proposed procedure and the new RFD are assessed using 2D and 3D models globally and locally. Globally, the effectiveness of the proposed device is assessed by conducting NLTHAs to check the maximum inter-story drift ratio (MIDR). Seismic fragilities of the retrofitted models are investigated by constructing fragility curves of the models for different limit states. After that, seismic life cycle cost (LCC) is estimated for the models with and without the retrofit. Locally, the stress concentration at the contact point of the RFD and the existing steel frame is checked being within acceptable limits using finite element modeling (FEM). The RFD showed its effectiveness in minimizing MIDR and eliminating residual drift for low to mid-rise steel frames models tested. GA and ANN proved to be crucial integrated parts in the modified PBSD to achieve the required seismic performance at different limit states with reasonable computational cost. ANN showed a very high prediction accuracy for transformation between MDOF and SDOF systems. Also, the proposed retrofit showed its efficiency in enhancing the seismic fragility and reducing the LCC significantly compared to the un-retrofitted models.

• 한국표면공학회지
• /
• 제56권1호
• /
• pp.62-68
• /
• 2023

Silicon (Si) is considered as a promising substitute for the conventional graphite due to its high theoretical specific capacity (3579 mAh/g, Li₁₅Si₄) and proper working voltage (~0.3V vs Li⁺/Li). However, the large volume change of Si during (de)lithiation brings about severe degradation of battery performances, rendering it difficult to be applied in the practical battery directly. As a one feasible candidate of industrial Si anode, silicon monoxide (SiO_x) demonstrates great electrochemical stability with its specialized strategy, downsized Si nanocrystallites surrounded by Li⁺ inactive buffer phase (Li₂O and Li₄SiO₄). Nevertheless, SiO_x inherently has the initial irreversible capacity and poor electrical conductivity. To overcome those issues, conformal carbon coating has been performed on SiO_x utilizing ethylbenzene as the carbon precursor of chemical vapor deposition (CVD). Through various characterizations, it is confirmed that the carbon is homogeneously coated on the surface of SiO_x. Accordingly, the carbon-coated SiOx from CVD using ethylbenzene demonstrates 73% of the first cycle efficiency and great cycle life (88.1% capacity retention at 50th cycle). This work provides a promising synthetic route of the uniform and scalable carbon coating on Si anode for high-energy density.

• 공업화학
• /
• 제10권6호
• /
• pp.814-821
• /
• 1999

고비표면적의 활성탄소섬유(ACF: activated carbon fiber)를 분극성 전극으로 이용한 전기이중층 캐패시터(electric double layer capacitor)의 단위 cell test를 통하여, ACF의 비표면적, 세공의 크기 및 전기전도도가 캐패시터의 비축전용량에 커다란 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었고, 전해질은 $H^+$ 이온을 함유한 $H_2SO_4$이 가장 좋은 축전용량을 나타내었으나, 집전체 부식 등의 문제로 인하여, 실용화에 있어서는 우수한 충방전 거동을 나타낸 KOH계 전해질이 적당한 것으로 확인되었다. 분극성 전극으로 사용되는 ACF를 탄화 또는 후활성화 등이 후처리를 통하여 비축전용량을 급격히 증가시킬수 있었고, 3만회까지의 연속 충방전 실험에서 전기이중층 캐패시터는 2차전지에서는 찾아 볼 수 없는 매우 높은 충방전 효율과 긴 사용수명을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.91-100
• /
• 2015

에너지 소비 절감 및 이산화탄소 배출 감소를 위한 노력의 일환으로 대다수의 선진국에서 리모델링 프로젝트를 장려하고 있으며, 이에 따라 건설산업에서 리모델링 사업은 큰 비중으로 성장하고 있다. 기존의 리모델링 관련 연구를 분석한 결과, 1) 리모델링 대안의 생성 및 선정 과정과 2) 건축물 경과년수에 따른 경제적 타당성 분석 결과가 제대로 반영되어 있지 않은 문제점이 있었다. 본 연구에서는 리모델링 대안에 따른 에너지절감량과 경제성을 동시에 고려하여 가장 비용효율적인 에너지절감형 리모델링 대안을 선정할 수 있는 의사결정 지원모델을 개발하였다. 개발된 프로세스 모델은 외피 시스템과 신재생에너지 설비를 조합한 "리모델링 솔루션"을 생성하며, 국제기준(ISO-13790, DIN V 18599)을 응용한 에너지성능평가, 생애주기비용 분석(LCCA)기법을 통한 경제성 평가를 실시하도록 구성되어있으며, 입력된 대안을 순환평가하여 최적의 대안을 출력하도록 구성하였다. 개발된 모델을 실제 사례에 적용한 결과, 비용효율적인 에너지절감형 리모델링 대안을 선정할 수 있는 것으로 확인하였다. 따라서 이 연구를 통해 개발된 모델은 리모델링을 계획하는 의사결정자(예: 발주자) 등에게 효율적인 대안 선정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.38-49
• /
• 2018

파리협약 비준 이후 온실감축에 대한 중요성 및 국가 의무가 커짐에 따라 정부에서는 건축산업의 온실가스 감축을 위한 정책을 지속적으로 강화해 나가고 있으며, 특히 노후건축물에 대한 에너지 성능개선의 필요성을 강조하고 있다. 2014년 이후 정부에서는 공공 노후건축물 그린리모델링 사업의 시공비 지원 등으로 시범사업을 운영 중에 있으며 이를 통해 그린리모델링의 모범사례를 개발하여 민간에 그린리모델링을 활성 시키고자 한다. 본 연구에서는 공공 노후건축물의 그린리모델링을 통한 수준별 경제성을 분석하였으며, 해당건물의 대안을 계획하기 위해 건물 육안조사 및 장비측정을 수행하였다. 개선안은 대안을 종합한 그린리모델링 계획안으로 수준별 5개의 개선안을 개발하여 각 안에 대한 경제성을 분석하였다. 분석방법은 ECO2를 통한 1차 에너지소요량 산정 및 LCC 분석을 진행하였으며, LCC 측면에서는 개선 3, 4안(중간수준 안)이 가장 우수한 것으로 분석되었으며, 다음으로 최대비용안, 최소 비용 안 순으로 결과가 도출되었다. 이 결과로 향후 진행될 그린리모델링 성능계획 및 경제성 분석 시 기초자료로서 활용이 가능 할 것으로 예상된다.

• 전기화학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.69-79
• /
• 2016

높은 에너지 밀도를 지닌 리튬 이온 전지는 현재 리튬 이온 전지에 상용화된 음극 활물질인 천연 흑연의 보다 높은 율 별 특성과 안정한 장수 명 특성을 요구하고 있다. 천연 흑연계 음극 활물질을 이용하여 리튬 전지 음극을 제작하여, SEI 피막의 형성 및 제어의 대표적인 전해질 첨가제인 VC (vinylene carbonate), VEC (vinyl ethylene carbonate), FEC (fluoroethylene carbonate)등의 다양한 첨가제를 사용하여 초기 반응에 의해 생성되는 SEI 피막을 분석하고 이에 따른 전기 화학 특성 변화를 측정하기 위하여 SEM, EVS (electorochemical voltage spectroscopy), 피막 분석, EIS (electrochemical impedance spectroscopy), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy)등을 측정하여, 고온 수명 평가, 용량 유지율 및 성능 평가를 실시하여, $0^{\circ}C$ 수명특성 이후의 음극에 대한 분석을 비교 및 분석 평가 하였다. 초기 충전 시 profile에서 SEI의 형성에 의한 변화를 나타냈으며, EVS를 통하여 No-Additive가 약 0.9 V에서 SEI의 형성이 이루어지지만, VC, VEC, FEC의 경우 1 V 이상에서 형성반응이 이루어졌다. $60^{\circ}C$ 수명특성평가에서 초기 효율은 No-Additive가 가장 높게 나타나며 용량 유지율이 높게 나타났으나, cycle이 진행 될수록 충전 시 용량과 효율이 감소하여 VC, FEC보다 용량 유지율이 낮아졌고, VEC는 효율 및 용량 유지율 모두 성능이 가장 낮게 나타났다. SEM을 통하여 SEI의 변화를 확인할 수 없었지만, FT-IR을 통하여 SEI의 성분이 cycle이 진행이 될수록 첨가제에 의해 $2850-2900cm^{-1}$영역의 Alkyl carbonate ($RCO_2Li$) 계열의 성분이 더욱 견고하게 유지되는 것을 확인하였으며, EIS를 통하여 cycle이 진행될수록 저항은 증가하는 것으로 나타났고, 특히 No-Additive 및 VEC의 SEI에 의한 저항이 매우 커졌다는 것을 알 수 있었다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.283-295
• /
• 2011

기후변화에 대응하기 위한 온실가스 감축활동이 국 내외적으로 활발히 이루어지고 있다. 우리나라의 온실가스 감축에 있어서 건물부문의 온실가스 감축은 매우 중요한 부분이다. 2007년 기준 온실가스 총 배출량 610 백만톤 $CO_2e$ 중 건물이 차지하는 비중은 약 23%이며, 감축잠재량은 산업 부문에 이어 두 번째로 큰 수준이다. 본 연구는 향후 건물부문의 온실가스 감축 대책으로 추진될 "탄소제로건물" 건립에 필요한 기반자료를 제공하고자, 국내 최초로 지어진 업무용 "탄소제로 건물"인 국립환경과학원 기후변화연구동에 적용된 주요 기술, 에너지 부하 및 절감 에너지양, 경제성 평가를 수행하였다. 본 건물에 적용된 기술은 총 66가지로, 건물에너지 부하절감기술(30), 건물에너지 효율기술(18), 신 재생에너지 기술(13), 친환경 요소기술(5)이 적용되었다. 연간 총 에너지 부하($123.8kWh/m^2$)는 단열 강화와 고효율 설비 적용 등의 패시브 기술을 통해 40%($49kWh/m^2$) 절감하였으며, 잔여 에너지 부하인 60%($74.8kWh/m^2$)는 태양광, 태양열, 지열을 이용한 액티브 기술로 절감하였다. 건축비용은 일반건물 대비 약 1.4배 더 소요되었으나 액티브 기술을 제외하고 패시브 기술만 적용하게 되면 일반건물의 건축비용과 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석되었다. 건물에서 감축될 수 있는 온실가스양은 연간 $100ton{\cdot}CO_2e$ 수준이며, 에너지 자립으로 인한 연간 에너지 절감 비용은 약 102백만원, 온실가스와 대기오염물질 감축에 따른 부수적 수익은 연간 약 2.2 백만원 수준인 것으로 분석되었다. 또한, Life Cycle Cost (LCC) 분석 결과, 일반건물 대비 초과건축 비용에 대한 손익분기점은 20.6년으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제31권5호
• /
• pp.489-497
• /
• 2020

The Li-ion battery is considered to be one of the potential power sources for electric vehicles. In fact, the efficiency, reliability, and cycle life of Li-ion batteries are highly influenced by their thermal conditions. Therefore, a novel thermal management system is highly required to simultaneously achieve high performance and long life of the battery pack. Basically, thermal modeling is a key issue for the novel thermal management of Li-ion battery systems. In this paper, as a basic study for battery thermal modeling, temperature distributions inside the simple Li-ion battery pack (comprises of nine 18650 Li-ion batteries) under a 1C discharging condition were investigated using measurement and computational fluid dynamics (CFD) simulation approaches. The heat flux boundary conditions of battery cells for the CFD thermal analysis of battery pack were provided by the measurement of single battery cell temperature. The temperature distribution inside the battery pack were compared at six monitoring locations. Results show that the accurate estimation of heat flux at the surface of single cylindrical battery is paramount to the prediction of temperature distributions inside the Li-ion battery under various discharging conditions (C-rates). It is considered that the research approach for the estimation of temperature distribution used in this study can be used as a basic tool to understand the thermal behavior of Li-ion battery pack for the construction of effective battery thermal management systems.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제47권6호
• /
• pp.457-463
• /
• 2014

This study was carried out to find out major factors to mitigate carbon emission using Life Cycle Assessment (LCA). System boundary of LCA was confined from sowing to packaging during vegetable production. Input amount of agri-materials was calculated on 2007 Income reference of white radish, chinese cabbage and chive produced at open field and film house published by Rural Development Administration. Domestic data and Ecoinvent data were used for emission factors of each agri-material based on the 1996 IPCC guideline. Carbon footprint of white radish was 0.19 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields, 0.133 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house, that of chinese cabbage was 0.22 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields, 0.19 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house, and that of chive was 0.66 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields and 1.04 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house. The high carbon footprint of chive was related to lower vegetable production and higher fuel usage as compared to white radish and Chinese cabbage. The mean proportion of carbon emission was 35.7% during the manufacturing byproduct fertilizer; white radish at open fields was 50.6%, white radish at film house 13.1%, Chinese cabbage at outdoor 38.4%, Chinese cabbage at film house 34.0%, chive at outdoor 50.6%, and chive at film house 36.0%. Carbon emission, on average, for the step of manufacturing and combustion accounted for 16.1% of the total emission; white radish at open fields was 4.3%, white radish at film house 15.6%, Chinese cabbage at open fields 6.9%, Chinese cabbage at film house 19.0%, chive at open fields 12.5%, and chive at film house 29.1%. On the while, mean proportion of carbon footprint for the step of $N_2O$ emission was 29.2%; white radish at open fields was 39.2%, white radish at film house 41.9%, Chinese cabbage at open fields 34.4%, Chinese cabbage at film house 23.1%, chive at open fields 28.8%, and chive at film house 17.1%. Fertilizer was the primary factor and fuel was the secondary factor for carbon emission among the vegetables of this study. It was suggested to use Heug-To-Ram web-service system, http://soil.rda.go.kr, for the scientific fertilization based on soil testing, and for increase of energy efficiency to produce low carbon vegetable.