R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C097895-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 건축 구조용 탄성복원력 80 % 이상의 실링 마감시공기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-23 ~ 2018-06-22 | |||||
| 연구책임자 | 김성래 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 300,000,000 원 기업 : 100,000,000 원 계 : 400,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 900,000,000 원 기업 : 300,000,000 원 계 : 1,200,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (재단)한국건설생활환경시험연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000062-01 | |||||
| ISBN | 979-11-957371-4-7 (98540) | |||||
| 주요 내용 |
최근 건축물 외벽 공사에 공장생산 ？ 현장조립이라는 시공효율성 및 기능과 미적가치의 동시 확보가 가능한 외벽 커튼월 공법의 사용이 증가하고 있음. 외벽 커튼월 공법은 공기단축 및 경제적 효용이 크다는 장점으로 인해, 최근에는 상업용 건물뿐만 아니라 난방용 온수배관이 바닥에 매설되는 주거용 건물의 외벽으로도 널리 시공되고 있음. 제2롯데월드타워 등 건물의 고층화/경향화/고급화/다양화 추세와 더불어, 금속재, 석재, 유리 등 여러 종류의 마감 재료가 사용되고 있고, 그중에서 고층건물의 경우 복층유리 및 석재마감의 경우 종류가 다양하고 외관이 고급스러우며, 단열효과가 우수하여 사용이 증대하고 있는 추세임. 하지만, 건물의 외피를 통한 에너지 손실량이 30% 이상을 차리잘 정도로 높아, 건물의 에너지 절감에 대한 정부의 정책과 규제에 대응하기 위하여 고단열/고내구성의 창호 및 커튼월 공법이 부재한 실정임. 특히, 최근에 개장한 제2롯데월드 몰 수족관과 같이 수중구조물도 대형화되고 있는 추세로서 수족관의 부자재 연결마감 등에 사용이 증가하고 있고, 이들의 대다수는 실란트계로 설계하고 있어, 건축물의 안전한 거동대응을 위해서는 건축 구조용 실란트의 내구성능향상과 설계가 필요한 실정임. [최종목표] ○ 건축 구조용 실링재의 내구성능 향상 - 내구성능 20년 이상 보증을 위한 내구성능 확보 기술 개발 - 초고층에 따른 다양한 실제 사용 환경의 열화조건 도출 - 초대형 수조관의 가대하중에 따른 설계, 시공, 재료의 하자원인 도출 - 내오염성능, 자외선노출, 내수성능, 접착성능, 내환경성, 구조안전성능 등 - 실란트 풍압 거동대응성 : 파괴풍속 40m/s 이상. - 기밀성능(결로방지) : 1.0 ㎥/h？㎡이하, 수밀성능 : 500 Pa 이상 - 열관류율 : 1.0〈 R≤ 1.4 W/㎡？K - 탄성복원력 : 80 % , 인장응력(23℃, -20℃) : 0.4, 0.6 N/㎟ 초과 ○ 실란트 마감공법의 시공 및 성능 평가방법 개발 - 초고층 빌딩의 풍압저항성 향상 - 장기내구성을 고려한 촉진반복시험 개발 - 강한 풍동에 의한 유리의 진동에 대한 프레임 변형 대응 기술 설계 - 초고층 커튼월 구조용 실란트의 성능평가방법(안) 및 개발 - 실내 에너지 손실 저감을 위한 창호 시스템용 살란트(G형) 마감소재 개발 ○ 건축 구조용 공법의 Mock-up 시험을 통한 실증화 방법 연구 - 초고층 빌딩 및 수조의 누수, 풍압, 기밀, 수밀, 에너지효율성 등의 성능평가 - 품질관리 및 시공 매뉴얼 작성 - 공정별 구조용 실란트의 선정 기준 확립 - 장기 옥외폭로를 통한 현장 적용성 검토 및 분석 [연구내용 및 범위] 본 연구의 범위는 국내 외압 및 내수압 등의 초고층 빌딩과 대형 수조구조물의 연결부 실링마감공법의 무분별한 설계, 재료, 시공의 문제점 및 원인분석을 통하여 국내 대형 건설시장에서 도입이 증가하고 있는 건축 구조용 실링마감공법의 내구수명을 연장하여 환경적/산업적/경제적 손실을 최소화 하고자 함. 본 연구의 설정근거는 부분별한 설계, 재료, 시공의 문제점 및 원인분석을 통하여 국내 대형 건설시장에서 도입이 증가하고 있는 건축 구조용 실란트 마감공법의 내구수명을 연장하여 환경적/산업적/경제적 손실을 최소화 하고자 함. 최근발생한 제2롯데월드 몰 대형수족관의 누수 원인 및 대책은 다음과 같이 대한건축학회에서 2014년 12. 22 ~ 2015. 01. 12까지 수행한“롯데월드 몰 수족관 구조안전성 검토 최종보고서”의 내용을 근거로 설정하였음. - 설정근거 가) 누수 현황 제2롯데월드 수족관 전체 63개 수조 중 4개의 수조(상어협곡수조(46, 55), 벨루가수조(45, 51), 바다사자수조(47), 펭귄관람창(15B))에서 누수가 발생되었으나, 상어협곡수조와 벨루가수조를 제외한 나머지 수조는 경미한 흔적만 발견되었을 뿐 누수진단 당시에는 누수가 진행되지 않고 있었다. 단, 해당 부분이 외관상 관람자로부터 안전에 대한 우려를 줄 가능성이 있으므로 표면보수(페인트 도색 등) 조치가 필요하다. 주요 누수 수조에 대한 현황은 다음과 같다. (1) 상어협곡수조(55번) 누수부위(1번 누수지점): 실링재와 에폭시 방수재 계면 및 벽체 균열부위에서 누수가 발생. (2) 벨루가수조(45번) 누수부위(2번, 3번 누수지점): 실링재와 에폭시방수재 계면에서 누수가 발생. (3) 벨루가수조(51번) 누수부위(4번 누수지점): 리베이트 상부 표면 미세균열로 인한 에폭시 방수재 파단 부위를 통해 누수가 발생. 나) 누수 원인 상기 3개 지점의 누수 경로는 크게 2가지로 확인되었다. 하나는 실리콘과 부착되는 에폭시 방수재(Sikagard 62)와의 계면을 통한 누수(원인 ①)이고 다른 하나는 수조 내부의 에폭시 방수재 파단 부위(콘크리트 리베이트의 미세균열)를 통해 누수되는 경로이다(원인 ②). (1) 원인 ① : 실링재와 피착재(에폭시 방수재)와의 계면 부착파괴 또는 부착면 모세관 발생 실링재와 에폭시방수재와의 접착부 계면 사이의 부착력이 저하되면 해당계면으로 물이 유입된다. 특히 1액형의 경우 표면부터 경화하기 때문에 내부측은 미경화 상태를 유지한다. 이때 실링재 및 피착재(아크릴판, 에폭시방수재)의 신축ㆍ팽창에 따라 공기가 부착면 틈새로 유입되어 모세관이 형성되고, 수압의 작용으로 누수가 발생. (2) 원인 ② : 에폭시방수재의 균열콘크리트 구조체인 리베이트 상부측 표면에 최초 콘크리트 타설 당시 발생한 미세균열 위에 시공된 에폭시 방수재가 균열의 거동에 대응하지 못해 파단된 것이 주된 원인이다. 이는 리베이트 상부가 시공 이후 수압, 온도변화, 건조수축 등에 의한 요인으로 균열 거동하기 때문에 주로 나타나는 현상이다. 또한, 건전하지 못한 콘크리트면에 적정한 보수 및 면정리 없이 에폭시 방수재를 시공할 경우 해당 부위에 시공된 에폭시방수재는 쉽게 박리, 박락을 일으키게 되며, 작은 수압의 작용으로도 쉽게 누수가 발생된다. - 연구내용 및 범위 1. 내구성 건축 구조용 실링마감재의 내구성능 향상 ？선정 원재료별 조성 설계 및 성능평가 ？현장 하자별 원인 분석 ？건축 구조용 실링마감재의 개발 ？재료의 열화인자 도출 및 분석 ？촉진 열화시험방법을 통한 성능확인 2. 건축 구조용 실링공법의 성능평가방법(안) 개발 ？해외 선진 공법 및 평가방법 조사 ？공정별 유해요소분석 ？다양한 공법의 정립 ？에너지 손실 저감 기술 및 성능평가 ？장기 옥외폭로시험 및 열화인자 분석 ？촉진 열화조건 설계 3. 실링마감공법의 Mock-up 시험을 통한 실증화 방법 연구 ？현장적용 또는 Mock-up 시험을 통한 실증화 검증 ？현장성 평가를 통한 시공기술 매뉴얼(안)작성 |
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| 색인어 | 한글 | 실링 | 탄성 | 거동대응 | 마감재 | 실증화 |
| 영문 | Sealing | Elastic | Responsiveness to the Movement | Finishes | Practical | |
| 최종보고서 | 별지6_최종보고서_180910 Rev1654.pdf | |||||