• 보존과학회지
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• 제37권1호
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• pp.63-76
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• 2021

The purpose of this study is to scientifically analyze physicochemical characteristics of the roof tiles used for palaces in the Joseon Dynasty which stored in Changdeokgung material storage and Seooreung Jaesil and the modern handmade ones which made by N company to understand the differences between their manufacturing techniques. Through chromaticity, cross-sectional observation, component analysis, and crystal structure analysis, it was possible to confirm the physicochemical properties and fired properties of the roof tile. Roof tiles from the Joseon Dynasty have a wider colorimetric range and higher apparent porosity and water absorption, on average, than the modern roof tiles. The cross section of the Joseon Dynasty roof tiles shows that most clay minerals have not been vitrified, remaining in the form of atypical particles, while the modern roof tiles have denser clay materials. X-ray diffraction analysis identified low-temperature minerals such as micas in Joseon roof tiles but no peak of these minerals was observed in the modern roof tiles, implying that the modern ones are fired at higher temperature than the Joseon ones. Therefore, the modern roof tiles are fired at higher temperature and have higher density than the Joseon ones due to the use of pugmills. The general content of main ingredients was similar between the two. Additionally, the principal component analysis of trace elements in the Joseon roof tiles showed that most samples were from similar areas. It seems that the Joseon roof tiles were manufactured using soils supplied from a specific region at the same timeframe and their consistency in the content of principal components implies that they also have similar mix proportions of clay.

• 고문화
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• 제70호
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• pp.89-108
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• 2007

인각와는 백제기와의 특징이라 할 수 있으며 익산에서 가장 많이 출토되고 있다. 그 종류와 출토량 그리고 출토유적의 성격을 살펴보면 왕실과 관계 깊은 유적에서 주로 사용하였다는 것을 알 수 있다. 또한 제작기법이 같다는 것은 특정 와공집단에 의해 생산되었을 가능성이 크다. 생산시기에 대해서는 간지명인각와를 참고하였다. 그 결과 크게 무왕 즉위를 전후한 시기와 기축년(629)을 중심으로 한 7세기 제2/4반기 두 시기로 나뉘어 생산된 것으로 추정하였다. 이와 함께 왕궁리유적과 미륵사지의 창건기 수막새도 문양과 출토량 등을 검토한 결과 인각와와 같이 두 시기로 나뉘어 생산 공급되었음을 알 수 있었다. 생산배경에 대해서는 제작기법 생산시기와 함께 오부와 오항을 나타내는 인각와의 성격을 검토하였다. 무왕 주체의 조영사업에 필요한 기와생산에는 왕실만으로 그 재원을 확보할 수 없었기 때문에 오부뿐만 아니라 오항에서도 원조가 이루어졌다. 이러한 배경 하에 성립된 기와생산은 관 주도의 일원화된 체제하에서 이루어졌는데 이때 생산된 인각와의 인장을 인증 또는 검정을 위해 만든 것으로 날인 주체는 기증자도 생산자도 아닌 정해진 수량을 확인하고 날인할 수 있는 검사관으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.765-771
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• 2019

기존 한식기와에서 요구되는 강도, 흡수율, 내동해성 등은 유지하면서 지붕 하중을 대폭 줄일 수 있는 새로운 한식기와가 개발되었다. 물막이 턱과, 유속을 빠르게 하는 음각유로를 이용하여 기와 사이의 틈으로 유입되는 빗물을 방지할 수 있도록 설계되었다. 새로 개발된 한식기와는 빗물 역류 방지 능력이 있으므로 지붕에 흙이 필요 없는 건식시공이 가능하다. 새로 개발된 기와를 이용한 건식시공 한옥지붕은 흙을 필요로 하는 기존의 습식시공 한옥지붕에 비하여 지붕 중량이 약 80% 이상 감소될 수 있다. 건평 30평인 전통한옥의 경우 신형 한식기와 사용 시 지붕 중량이 약 135톤에서 약 24톤으로 줄어든다. 제작된 신형 한식기와의 물성은 KS 규격을 만족하였으며, 기와 1개당 중량은 기존 기와보다 30% 이상 가볍고, 신형 한식기와로 지어진 지붕은 우리나라의 강수량 기록을 60% 이상 넘어서는 200mm/h강수량과 풍속 17m/s의 태풍급 폭풍우에서도 물이 새지 않는 우수한 배수성을 보였다. 중량감소 효과와 우수한 배수성 이외에도, 새로 개발된 한식기와는 경제성, 효율성, 작업 편의성, 유지보수, 내진성 등에서 기존 한식기와에 비하여 우수한 장점이 있다.

• Wind and Structures
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• 제10권6호
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• pp.495-510
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• 2007

Wind pressure data have been collected on the tiled roof of a full-scale test house at Silsoe in the UK. The tiled roof was of conventional UK construction with a batten-space and bitumen-felt underlay beneath the interlocking concrete tiles. Pressures were monitored on the outer surface of selected tiles, at several locations within the batten-space, and beneath the underlay. Data were collected both with and without ventilator tiles installed on the roof. Little information appears to exist on the share of wind load between tiles and underlays which creates uncertainty in the design of both components. The present study has found that for the critical design case of maximum uplifts it would be appropriate to assign 85% of the net roof load to the tiles and 15% to the underlay when an internal pressure coefficient of -0.3 is used, and to assign 60% to the tiles and 50% to the underlay when an internal pressure coefficient of +0.2 is assumed (an element of design conservatism is inherent in the apparent 110% net loading indicated by the latter pair of percentage values). These findings indicate that compared with loads implied by BS 6399-2, UK design loads for underlay are currently conservative by 25% whilst tile loads are unconservative by around 20% in ridge and general regions and by around 45% in edge regions on average over roof slopes of $15^{\circ}-60^{\circ}$.

• Wind and Structures
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• 제26권2호
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• pp.75-87
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• 2018

A large number of low-rise buildings experienced serious roof covering failures under strong wind while few suffered structural damage. Clay and concrete tiles are two main kinds of roof covering. For the tile roof system, few researches were carried out based on Finite Element (FE) analysis due to the difficulty in the simulation of the interface between the tiles and the roof sheathing (the bonding materials, foam or mortar). In this paper, the FE analysis of a single clay or concrete tile with foam-set or mortar-set were built with the interface simulated by the equivalent nonlinear springs based on the mechanical uplift and displacement tests, and they were expanded into the whole roof. A detailed wind tunnel test was carried out at Tongji University to acquire the wind loads on these two kinds of roof tiles, and then the test data were fed into the FE analysis. For the purpose of validation and calibration, the results of FE analysis were compared with the full-scale performance ofthe tile roofs under simulated strong wind impact through one-of-a-kind Wall of Wind (WoW) apparatus at Florida International University. The results are consistent with the WoW test that the roof of concrete tiles with mortar-set provided the highest resistance, and the material defects or improper construction practices are the key factors to induce the roof tiles' failure. Meanwhile, the staggered setting of concrete tiles would help develop an interlocking mechanism between the tiles and increase their resistance.

• 보존과학회지
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• 제22권
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• pp.15-30
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• 2008

공주 단지리 3지구 출토 와관묘를 구성하는 기와와 고토양을 대상으로 재료과학적 연구방법을 적용하여 기와의 제작기법 및 원료의 산지추정을 통해 와관묘의 성격을 검토하였다. 기와는 모두 암키와로서 백제기와의 특징을 가진 연질 및 경질 기와이며 표면과 단면에 유상조직을 가지고 있다. 또한 기와의 광물학적 및 지구화학적 분석 결과, 태토는 주변토양을 이용하였으며, 제작과정에서는 토양의 거정질 석영 등을 제거하여 정제된 상태의 태토를 사용하였을 것으로 추정된다. 소성온도 추정결과, 일부 경질 기와는 $940{\sim}1,020^{\circ}C$에서, 연질 기와는 $700{\sim}900^{\circ}C$에서 소성한 것으로 판단된다. 기와들은 오랜 기간 매장환경의 영향을 받아 유기물 함량이 높고 인체조직의 필수 미량원소들이 토양에 비해 농집되어 있다. 따라서 이 기와들은 시신을 직접 매장하는 일차장으로서의 역할을 수행하였을 것으로 판단된다. 또한 건물지에 사용한 기와와 크기, 형식, 제작방법이 유사하여 당시 사용되던 암키와를 매장용으로 사용하였을 것으로 해석된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제50권2호
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• pp.4-25
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• 2017

양주 회암사는 고려말기부터 조선초기까지 왕실과 밀접한 관계를 맺으면서 크게 중창되어 대찰의 면모를 갖추었다. 특히 당대의 고승이었던 지공선사, 선각왕사 혜근, 무학대사 등과 인연을 맺으면서 여러 번 지속적으로 중창되었다. 이러한 요인들로 인해 회암사는 조선전기 불교계의 중심으로서 불교문화를 선도하는 사찰이 되었다. 이러한 회암사는 조선후기에 소실된 이후 1997년부터 여러 차례 발굴조사가 진행되었다. 회암사지에서는 막새기와, 평기와, 특수기와 등 다양한 유형의 기와들이 출토되었는데, 이중에서 막새기와는 시대적인 특징을 가장 잘 보여주는 유물이다. 그리고 다양한 범자 진언명 기와들이 출토되었다. 양주 회암사지에서는 다양한 유형의 수막새와 암막새가 출토되었는데, 이 중에서 우수한 제작기법으로 범자 진언이 새겨진 막새가 상당량 출토되었다. 범자 진언은 1자에서 9자까지 다양한 유형의 범자 진언이 새겨졌는데, 그중에서 정법계진언과 육자진언이 새겨진 기와가 가장 많이 출토되었다. 이 진언은 도량을 청정케 함과 동시에 조선시대 들어와 육자진언 신앙이 본격화되었음을 알 수 있게 한다. 그리고 회암사지에서는 편년을 분명하게 알 수 있는 범자 기와가 출토되어 다른 사찰 범자 기와의 편년 설정의 기준이 되고 있다. 이것은 회암사의 범자 기와를 제작한 와공들이 범자 진언에 대한 신앙과 이해가 높았음을 알 수 있게 한다. 그리고 조선시대 회암사 이후 대부분의 사찰에서 범자 진언명 기와가 사용된 것으로 보아 회암사가 우리나라 범자 진언명 기와의 제작과 활용에 있어서 새로운 전기를 마련해준 사찰이었다고 할 수 있다. 앞으로 다양한 방면에서 회암사지 출토 범자 진언명 기와에 대한 연구가 이루어지길 기대한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권5호
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• pp.425-432
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• 2020

전통한식 점토기와는 외관이 미려하고, 내수성 및 내화성, 내구성이 우수하나 높은 소성온도를 요구하여 경제성과 중량문제 등으로 인하여 전통양식의 기와를 사용하기 보다 기존의 공법을 사용하고 있는 것이 현 추세이다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 산청에서 생산되는 고령토와 점토의 기와 소재에 나노알루미나실리케이트를 첨가하여 1,000℃ 이하의 저온소성하면서 전통한식 점토기와로서의 요구되는 물성을 만족하는 최적배합과 재료의 공정을 설계하고 이를 통해 나노코팅 전통한식 점토기와 소재개발에 관한 특성은 연구하고자 한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제45권3호
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• pp.100-113
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• 2012

최근 활발한 발굴조사가 이루어지는 가운데 영남지방에서 신라기와가 다량 출토되고 있다. 이들 중에는 특히 경주에서 출토되는 신라기와와 동범관계의 기와가 확인된다. 이에 영남지역의 신라시대막새에 대해서 경주지역 출토품과 비교하여 문양구성 등이 동일한 막새 중 동범막새와 동형막새로 구분하고 검토해 보았다. 그 중에서 특히 주목되는 유적은 인각사이다. 인각사 발굴조사에서 출토된 신라기와 중 연화문수막새를 포함한 당초문암막새 등 일부가 경주 월성과 황룡사지 등에서 출토되는 막새와 같은 틀로 제작한 동범막새의 관계인 것으로 판단된다. 이는 경주에서 제작된 막새가 각 지방으로 직접 이동한 경우와, 와범만이 이동하여 현지에서 제작된 경우, 와공이 이동하여 현지에서 제작한 경우로 정리해 볼 수 있다. 지방출토 신라기와는 인각사의 경우, 시기를 구분하여 나타나는 기와의 양상을 통해서 공존과 확장, 그리고 보수가 거듭된 상황을 파악할 수 있다. 이러한 정황은 경주로부터 비단 한시적으로 공급된 것이 아닌 지속적 관계로 이해하는 단서로서 의미가 깊다고 하겠다. 한편 신라기와가 경주에서 생산되어 각 지방으로 유입되는 과정에서도 직접유입이 이루어졌다면, 여러 가지 조건에 의해 육로운송 보다는 수로운송이 유리하였을 것으로 생각된다. 이는 대상 유적이 크고 작은 강과 하천 부근에서 확인된 것과도 깊은 연관이 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제25권3호
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• pp.299-316
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• 2009

아산 탕정지구 외골유적에서 출토된 고려시대 와편은 외면과 속심의 색상에 따라 회색 계열, 적황색 계열, 회색-황색 계열로 세분된다. 각 그룹별 와편들은 특징적인 가비중, 흡수율, 작열감량 및 기질의 유리질화 정도를 보이나, 혼입광물의 함량과 분포 및 화학조성은 출토유구와 색상에 관계없이 비교적 균질하게 나타났다. 또한 모든 와편의 지구화학적 거동특성과 점토화 정도는 유사하며, 유적지에서 수습된 토양과도 거의 동일한 진화경향을 보였다. 와편의 소성온도는 회색 계열은 $950{\sim}1,050^{\circ}C$, 적황색 계열은 $800{\sim}900^{\circ}C$, 회색-황색 계열은 $900{\sim}950^{\circ}C$의 범위를 갖는 것으로 해석되었다. 이를 통해 와편은 유적지 일대에 분포하는 점토질 토양을 채취하여 비짐광물을 거의 첨가하지 않은 채 다양한 소성환경에서 제작되었으며, 태토의 가공과 정선 과정은 비교적 표준화된 공정이 적용되었을 것으로 추정된다.