생태건축에서 주로 사용되는 목재는 자연환경에서 쉽게 생분해되기 때문에 목재의 내구성 향상을 위하여 각종 방부제나 방화제 또논 도료를 사용한다. 그러나 이들 약품 중에는 살균 및 살충을 위한 각종 독성 중금속이 함유되어 있다. 특히 비바람과 토양에 직접 접촉하는 지반(foundation)과 외장벽(exterior wall)에 사용되는 목재는 인체에 독성이 강한 CCA (chromated copper arsenate)로 처리하는 경우가 많다. 더욱이 건축 폐재는 법률적으로 소각하도록 규정되어 있어 재활용되지 않는 한, 소각 시 발생하는 배출물질 중 대기환경을 오염시키는 다양한 물질을 방출하여 호흡기 질병을 유발하고, 토양 매립시는 용출되어 토양을 오염시킨다. 따라서 건축용 목재로 사용되는 편백나무와 CCA처리된 미국산 Hemlock외에, 목재로부터 제조되어 시판되고 있는 유기질 비료와 하수 슬렷지, 건류목탄과 백탄에 함유된 중금속이온을 분석한 결과 다음과 같았다. 1) 미량원소분석을 위하여 시료 용해에 사용된 분석시약과 용수 중에 함유된 불순물이 분석결과에 영향을 미치기 때문에 체계적이고 전문적인 분석시스템 개발과 전문가가 필요하였다. 2) 특히 생화학적으로 전처리된 유기질비료와 슬렷지 또는 열화학적으로 전처리된 건류목탄과 백탄은 [$HNO_3+HF$] 혼합액으로 3회이상 처리하여도 완전 용해되지는 않았다. 3) 약품 전처리가 없는 목재의 경우, 열처리한 목탄이나 유기질퇴비는 환경오염을 초래하지 않았다. 4) 목재의 내구향상을 위하여 CCA 처리 목재는 유기질 비료 기준과 토양 환경 기준치를 크게 초과하여 토양에 매립하면, 심각한 토양오염을 야기할 것이다. 따라서 CCA처리된 토목건축용 목재는 특정 폐기물로 규정하여 별도 처리가 필요하고, 최종 처리될 때는 환경 친화적 소각이나 매립을 위하여서는 오염된 중금속을 분리한 후 목재성분만을 이용하는 바이오메스 폐기기술개발이 필요한 반면, 미래에는 환경 친화적인 저독성 또는 무독성 목재 방부제 개발이 필요하다.
Kim, Sejong;Chang, Yoon-Seong;Park, Joo-Saeng;Shim, Kug-Bo
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제45권6호
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pp.828-835
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2017
Airtightness of buildings is one of critical aspects of its energy performance. To build up references of airtightness of wooden houses built in Korea, blower door tests have been carried out in 42 houses since 2006. Causes of air leakage were investigated recently. The average value of air change rate was $3.7h^{-1}$ for light frame house and $5.5h^{-1}$ for post-beam construction at ACH50 (air change per hour at 50 Pa air pressure difference). Foam type insulation was more advantageous in ensuring building airtightness than glass fiber batt. Airtightness of wooden houses which were constructed after 2010 was improved to have less than $1.5h^{-1}$ of ACH50, threshold for application of artificial air change. The average air change rate of CLT (cross laminated timber) houses showed the lowest value, $1.1h^{-1}$, among the tested structures.
주거 건축 및 가구산업의 자재로써 합성목재(Wood-Plastic Composites)는 점차 각광받고 있다. 본 연구에서는 합성목재의 연소특성을 살펴보기 위하여 한계산소지수 측정(ASTM D 2863) 및 콘칼로리미터 시험(ISO 5660-1)을 실시하였으며 또한 일반목재인 적송과 방부 처리를 한 방부목에 대하여도 동일한 시험을 통하여 합성목재와의 연소특성을 비교.검토하였다. 한계산소지수 측정결과 합성목재가 적송 및 방부목에 비해 낮게 측정되었다. 콘칼로리미터 시험결과 합성목재의 열방출률이 가장 높았고 또한, 최대 열방출률 및 평균 열방출률, 총 방출열량도 적송 및 방부목에 비해 높게 나타났다.
한국형 목조건축 실현 및 국내산 조림 낙엽송의 유효 이용을 위해 전통목구조에 있어 널리 사용되는 짜맞춤 공법을 응용한 기계 프리컷 방식으로 드리프트 핀 접합한 낙엽송 집성재 기둥-보 곡법에 대해 수평전단내력성능을 평가하였다. 기계 프리컷 가공된 부재로부터 기둥-보 공법으로 이루어진 골조구조체, 골조와 경골목구조 공법을 혼용한 벽구조체에 대해 현행 KS F 2154 기준에 의거하여 수평전단반복시험을 행하여 얻어진 하중-변위로부터 전단 변형과 전단력의 관계를 산출하였다. 무재하식 수평전단 가력에 의해 최대 전단내력을 골조구조체에서 1.9 kN/m, 벽구조체에서 9.7 kN/m, 전단강성계수는 167 kN/rad, 8198 kN/rad로 각각 나타났다. 골조구조체는 벽구조체에 비해 하중 분담률이 20% 정도, 강성에 있어서는 2% 정도로 나타났으며, 전단내력벽의 최대 전단내력은 골조에 비해 상대적으로 변형성능이 낮게 나타났다. 일본건축학회의 벽배율 산정법에 의한 전단내력벽의 벽배율은 1.5로 산출되었다. 전단내력벽의 전단성능 향상을 위해서는 주각부 및 기둥-보, 못과 면재에 대한 차후 검토와 수평전단 가력법에 대한 검토가 필요한 것으로 판단되었다.
The purpose of this research is to propose an approximate estimation system for Modernized Hanok. Mock-up (Jisinjae) site data has been collected and analysed to characterize the modernized Hanok and to examine the range of cost fluctuation rate with each work items. As a result, number of floor, area (㎥), shape, methods and materials were considered as key factors for price change on the total construction cost. Furthermore, wood structure (34%) and roof (17%) account for major cost percentage. The cost fluctuation rate of two factors were -3.3%~+5.6% (wood structure) and -4.1%~+4.2% (roof). For further research, existing method will be analysed in order to developing the Hanok estimation system. And the cost fluctuation rate of every work items will be continually evaluated.
In this study, the moisture contents of four Hanoks have been monitored and the results were analyzed. Murujeong and Ongojae were built by traditional construction method and material, and Jeeshinjae and Hwakyeongdang were built by modernized construction method and material. Hwakyeongdang was monitored about 2 years and 9 months and the other three Hanoks were monitored about 4 years and 2 months. The surface moisture contents were measured by the non-destructive electronic resistant type moisture content meter. The measured moisture contents were affected by the orientation to the sun, wood type, temperature and relative humidity. The columns on the northern side and lumber showed more moisture contents than those of the southern side and glue-laminated wood. The moisture contents and relative humidity showed proportional relationship. The moisture contents of all four monitored Hanoks existed proper range by and large.
건설현장에서 나오는 폐목재 또는 활용가치가 낮은 벌목지에서 발생하는 나무뿌리와 가지 등의 임목폐기물을 분쇄한 목재 칩을 우레탄 수지로 결합시킨 보도용 포장재를 제안하기 위한 실험을 실시하였다. 시험체는 재료혼합비율로서 건설폐목재 칩 및 임목폐기물 칩에 대한 우레탄 수지의 질량비를 0.5, 0.75, 1.0의 3수준으로 정하고 재료 계량 후 믹서로 혼합, 성형한 다음 7일이 경과하였을 때 인장강도 시험, 골프공과 스틸볼을 이용한 탄력성 시험, 투수계수 측정 및 가연성 시험을 실시하였다. 실험결과 공기중 건조상태에서 시험체의 인장강도는 0.2~1.1MPa의 범위를 나타냈으며 재령 7일 이후의 강도 변화는 나타나지 않았다. 그러나 침수시켰을 때 강도가 저하되었으며 그 강도의 저하비율은 우레탄 수지의 사용량이 적을수록 크게 되므로 강우 등에 의한 수분 침투를 고려하여 폐목재 칩에 대한 수지의 질량비는 0.75 이상으로 하는 것이 바람직하다고 판단된다. 탄력성 시험결과로서 폐목재 칩과 우레탄 수지를 사용한 시험체의 GB계수와 SB계수는 20% 이하의 낮은 값으로 측정되어 보도용 포장재로서 우수한 특성을 나타냈다. 또한 투수계수는 모든 배합의 시험체에서 0.5mm/sec 이상으로, 투수성 포장재에 있어서 시공 후 요구되는 일반적인 투수계수의 기준값을 상회하였으며, 목질계 포장재의 가연성은 실용상 특별히 문제가 되지는 않을 것으로 판단되었다.
폐목재의 활용에 관한 특허동향 분석을 위해 한국특허정보원의 특허정보검색서비스(KIPRIS)에서 관련 키워드로 한국, 미국 및 일본의 특허 검색을 실시하여 2011년 12일 31일까지 특허 등록된 한국 77건, 미국 316건 및 일본 317건의 특허 자료를 수집하였다. 수집된 자료 중 거절, 소멸, 무효, 취하, 포기 및 폐목재와 관련이 적은 내용의 특허를 제외시키고 얻은 한국특허 71건, 미국특허 216건, 일본특허 227건에 대한 분석을 실시하였다. 또한 폐목재를 콘크리트용 경량골재로 활용하기 위한 기초 연구로서 파쇄시킨 소나무 임목부산물을 No. 8(2.4 mm)체로 쳐서 이를 통과시킨 것을 $100{\pm}5^{\circ}C$에서 24시간 동안 건조시킨 다음 잔골재의 일부로서 대체 사용한 모르타르 물성 실험을 실시하였다. 목재와 시멘트를 혼합하는 경우 목재의 수종과 부위에 따라서는 시멘트의 경화를 저해하는 것으로 알려져 있기 때문에 본 연구에서는 파쇄폐목재를 $20^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $80^{\circ}C$ 및 $100^{\circ}C$의 수중에서 일정 시간 동안 침지시킨 후 건조시킨 다음 이를 사용한 모르타르의 물성실험을 실시하여 파쇄폐목재의 전처리 효과를 함께 고찰하였다.
Cross-laminated timber (CLT) is a relatively new engineered wood for timber construction. It is a great shear wall material. It was known that the shear performance of the CLT wall depends on the performance of connections. In connection, nail or screw has to be installed with a certain distance from the end of the timber. Current building code specifies the distance on the name of end distance. The end distance was decided as a minimum distance not to make splitting or tearing out in lumber or glued laminated timber. As a relatively new engineered wood, the end distance of CLT connection need to be identified because CLT is cross-wisely glued lumber products like plywood. Different from glued laminated timber or lumber, cross layer of CLT may prevent wood from splitting or tearing-out. As a result, the end distance of CLT was expected to be reduced than glued laminated timber. The shorter end distance may let more versatile connector design possible. In this study, prior to developing novel connection for CLT, the end distance of CLT connection was experimentally investigated to identify the end distance limitation. The experiments showed that the end distance can be reduced from 7D to 6D, in case of the tested CLT combination and screw in this study.
목재 자원의 부족과 가격 상승에 대항할 수 있는 좋은 대안 중 하나가 목재 부산물이나 폐기물의 재활용이다. 조선 산업에서 얻어지는 목재 폐기물의 경우 기존에는 파쇄 되어 보드류 생산에 주로 사용되어 왔다. 하지만 파쇄를 통한 합판 폐기물의 재활용은 재료의 경제적 가치나 자원의 문제 등을 고려할 때 아쉬움이 많이 남는 처리 방법이다. 본 연구에서는 국내 조선 산업에서 파생되는 목재 폐기물들의 재활용 가능성을 알아보고자 하였다. 국내 조선 산업의 목재 관련 폐기물은 합판 폐기물과 소재 폐기물로 나뉜다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. KS 규격에 따라 합판 폐기물과 합판 적층재의 휨성능을 평가하였다. 2. 합판 폐기물과 합판 적층재의 파괴 모드는 두 종류 모두 simple tension 파괴를 나타내었다. 3. 합판 폐기물과 합판 적층재의 재활용 용도로는 크게 외부 시설용, 내부 시설용 그리고 목조건축 자재로의 용도가 적합하다고 판단되었다. 적정 용도로는 인테리어 재료, 목재 파렛트, 마루판, 사이딩재, 판넬, 야외용 탁자, 데크용 재료 등인 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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