• 대한건축학회논문집:계획계
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• 제35권9호
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• pp.89-99
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• 2019

In the representation of buildings with continuous changes in the curved shape of the surface, countless plans or sections are required, or none of the traditional drawings can explain the geometry of it. In other words, in no case can an ordinary drawing achieve the efficient and clear communication capability which is inherent function of the drawings. As a result, the current architects are introducing their own way of drawing technique which is developed in accordance with a specific curved shape, construction method or company resources, but this is not what can be applied to other cases because it has not been ever shared or agreed in the industry. In this process, the drawing or construction of curved building has been recognized as the exclusive property of a specific expert, or the design and construction without the in-depth understanding of the technology have resulted in the appearance of poor buildings. Therefore, this study aims to present an elements and method that can convey shape information more effectively and clearly in the drawing representation of non-linear buildings and, thus, contributes to lowering the barriers to entry into the field by providing the information to be easily applied to related projects. In order to attain this goal, the drawings of recently completed projects of free form building are analyzed to reveal the method used to effectively express the shape information of the building and to derive new drawing elements that have not been applied to the existing drawings.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.153-153
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• 2011

현대 건축은 기능적이고 합리적이었지만 획일적이었던 박스형 건축에서 탈피해 형태와 공간에 있어서 다양한 변화를 시도하고 있다. 특별한 건축물의 실현을 위해 각 나라의 기술력은 급속한 발전을 이루었고, 보다 더 독특한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 이러한 비정형 건축물에 적합한 구조로써 프리폼(Free-Form) 구조가 있다. 프리폼 구조로 입체골조(Double Layered Structure)를 많이 사용하였으나, 최근 유리로 되어 투명하고 기하학적 모양의 건축물을 추구함에 따라 평면골조(Single Layered Structure)가 증가하고 있는 추세이다. 평면골조는 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 분류할 수 있고 프리폼 구조의 구성 요소 중 가장 취약하고 중요한 부분은 노드이다. 본 연구에서는 프리폼 구조 중 가장 큰 관심이 고조되고 있는 평면골조 모멘트 지배형의 노드에 대한 국내외 기술 분석을 통해 향후 연구 방향성을 제시하고자 한다. 입체골조는 하나의 노드에 여러개의 부재가 3차원으로 결합되어야 하기 때문에 다른 골조 시스템에 비해 노드부가 복잡하지만, 건축물의 외관을 유리로 하여 투명하게 하고 비틀리고 구부러진 구조물에 대한 건축적 요구가 많아짐에 따라 평면골조의 인기가 높아지고 있다. 이러한 시대의 흐름에 발맞추어 건물의 구조적, 기하학적 요구를 충족시키기 위해 다양한 노드 시스템이 개발 중이며, 가해지는 하중의 특성에 따라 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 구분하여 노드의 양상을 분류할 수 있다. 축력 지배형의 대표적인 시스템은 다이아그리드(Diagrid)이다. 축력 지배형 프리폼 구조의 노드는 전체 구조물의 하중을 축력으로 받아 모두 전달해야 하기 때문에 크기가 크고 가새가 2~4개층에 걸쳐서 설치되기 때문에 중량이다. 모멘트 지배형 노드를 갖는 프리폼 구조의 형태는 대부분 지붕 구조로써 지붕 자체의 하중만을 견디도록 설계된다. 따라서 노드부와 노드에 붙는 부재들이 가볍기 때문에 사람이 들 수 있고 노드의 크기가 작아 시공성이 좋으며 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 노드의 형태는 힘의 흐름과 쓰임에 따라 다양하다. 평면골조 모멘트 지배형의 노드는 접합방식에 따라 Splice node connection과 End-Face node connection 두 가지로 분류할 수 있다. Splice node connection은 각 부재의 종축으로 노드와 구조부재 사이에 이음재를 두어 연결하고, 연결 형태에 따라 전단력을 전달할 수 있는 1~2개의 접촉면이 생긴다. 전단응력을 받는 볼트로 이음재를 이어 조립하거나 용접으로 접합할 수 있다. 대표 노드로, SBP-1, SBP-2와 POLO-1 등이 있다. End-Face node connection은 각 연결된 부재의 단부와 노드 사이의 연결면은 종축방향의 수직이고, 인장응력을 받는 볼트를 사용하거나 용접에 의해 접합할 수 있다. 대표 노드로 SBP-4, WABI-1, MERO-1(Cylinder), MERO-2(Block), MERO-4(Double Dish) 등이 있다. 본 기술 현황 분석을 통해 현재 개발된 노드를 분류하고 가장 관심이 높은 Single Layer 모멘트 지배형 노드를 비교, 분석하였다. 최근 건물의 경향을 반영한 프리폼 구조를 실현하기 위해서 필수적인 노드의 개발은 국외에서 활발히 연구되고 있지만 그 기술이 개방되어 있지 않다. 국내에서는 동대문 디자인 플라자에 새로운 노드를 적용하고 고려대학교에서 모멘트 지배형 노드를 개발하는 등 발전 가능성을 보이고 있지만 국외 사례들에 비하면 아직 초기 단계라 할 수 있다. 따라서 현장 용접을 지양하고 공장 제작하여 현장에서 조립하며, 프로젝트 별로 상이한 노드를 사용하는 것이 아닌 다양한 요구를 효과적으로 수용하는 구조 효율성을 향상시킨 노드 상세의 개발이 이루어져야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1665-1673
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• 2013

최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.81-89
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• 2021

최근 건축물의 디자인이 정형에서 벗어나서 창의적인 형태를 갖는 비정형 건축물로 변하는 추세이며, 이에 따른 건설기술의 척도가 비정형 건축물의 건축 설계, 시공 등으로 바뀌고 있다. 3D 프린팅 기술 중 하나인 FDM 적층방식을 이용하여 다양한 형태의 비정형 거푸집을 기존 거푸집에 비하여 저렴하고 빠르게 제작할 수 있으며, 인력문제 등을 해소할 수 있을 것으로 보인다. 3D 프린터를 이용하여 PLA 필라멘트 비탈형 거푸집을 원기둥형과 직육면체 형태로 제작하여 재령 28일의 기준을 통한 압축파괴 실험과 변형정도, 재사용성 여부 등을 검토하여 PLA 필라멘트 거푸집에 대한 사용성을 검증하였다. 추가적으로 실험체의 크기를 다르게 하여 크기에 따른 실험도 진행하였다. 실험결과 필라멘트 거푸집 자체가 약3~4MPa의 강도를 갖는 것으로 확인되었으며, 기존 선행연구와 실험을 통한 데이터를 검토한 결과 Infill 60% 이상으로 사용해야 적절하며, 강도적인 측면에서도 유리한 것으로 확인되었다. 필라멘트 거푸집의 절단, 탈형 결과 표면이 매우 깨끗하고 손상이 없어 재사용도 가능할 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.92-98
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• 2021

합리성과 효율성을 끊임없이 요구받고 있는 현대사회의 시대적 흐름은 사회 전체의 패러다임이 되었다. 이 패러다임은 건축설계와 건설업계에도 큰 영향을 미치고 있다. 디지털 도구의 발전과 인터넷을 통한 정보기술(Information Technology)로 대변되는 현대 기술은 건축설계와 건설업계에서 파라메트릭 디자인(Parametric Design)과 BIM(Building information Modeling)이라는 두 개의 큰 흐름을 생성하고 발전하고 있다. 비록 각기 다른 이유로 탄생했으나 효율성과 합리성이라는 공통의 목적으로 서로의 경계를 넘나들면서 건축설계와 건설업계에 큰 영향력을 보이고 있다. 이러한 맥락에서 본 연구는 BIM 설계에 적용을 초기 기획설계단계에서의 파라메트릭 디자인이 어떻게 이루어져야 하는지에 대한 내용을 예시를 통해 구현해 보고자 했다. 해체주의(Deconstructivism) 건축가 "프랭크 게리"(Frank O. Ghery)의 작품인 월트디즈니 홀(Walt Diseny Consert Hall) 설계의 프로세스에 대한 고찰과 체코프라하의 네덜란덴 빌딩(National Nederlanden Building)의 형태를 파라메트릭 설계 툴(Tool)을 사용하여 기획설계단계에서의 형태를 구현하고자 했다. 향후 이 연구는 기획설계단계에서의 파라메트릭 디자인의 범위를 넘어서 궁극적인 BIM의 적용 즉 계획 및 실시설계 그리고 시공에 이르는 건설산업 전반에 적용 가능한 기초 자료로서의 목적에 사용되고자 한다. 향후 파라메트릭 디자인 알고리즘을 활용한 계획 및 실시설계단계에서의 BIM의 적용을 진행하고자 한다.

• 한국전통조경학회지
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• 제33권4호
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• pp.38-51
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• 2015

고지도를 보면 한양에 동지, 서지, 남지 등 큰 연못이 표기되었는데, 이는 궁궐이나 공해시설, 일반 민간 저택 내 원지들과는 달리 국가 소유의 필지였으나 공공에게 개방된 연못이었다. 동지, 서지, 남지는 한양도성과 연결된 연지로, 본 연구는 여러 지도 및 도면 자료와 회화 자료, 고문헌, 문학작품을 수집해 종합 분석하여 물리적 차원에서의 연지의 조영 경위와 이후의 운영상황, 연지의 입지 및 공간 특성을 고찰하고자 했다. 연구 결과, 첫째, 서지와 남지는 비보, 명당수 확보, 화기 진압, 방화수, 수경시설로의 목적 하에 조영되었고 동지는 비보, 명당수 확보 외에도 수구막이로서의 기능이 중시되었다. 둘째, 주변 지형과 연지의 수원을 보았을 때 서지는 계류와, 동지, 남지는 구거와 연결되어 연못의 수량 확보에 차이가 있었다. 셋째, 서지와 남지는 도시지역에, 동지는 전원지역에 위치하였는데 이 같은 입지적 특성은 연지를 이용하는 방식에 영향을 미쳤다. 넷째, 연지의 형태는 모서리가 둥근 방형이나 자유로운 형상으로 궁궐이나 공해시설의 원지와 구분된다. 다섯째, 연지는 지속적인 유지 관리를 통해서만 유지될 수 있었고, 조선시대 매몰과 수축의 과정이 반복되었다. 길게는 오백 년 이상 동안 유지되었던 조선시대 한양도성의 연지들은 개국 초기에는 비보풍수적 의미가 강조되면서 조성되었지만, 점차 도시에서 넓은 수공간이라는 공공 오픈스페이스로서의 가치를 인정받아 거주민과 행락객들이 애착을 갖는 문화공간으로 운영되었던 것으로 판단된다.