| 연구개발개요 |
● 본 제안의 궁극적 목표는 특허명 “에어로겔 임베디드 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 에어로겔 임베디드 콘크리트 제조방법” 및 “열메타 임베디드 고단열 판넬”에서 핵심기술인 고단열 콘크리트와 메타구조를 이용한 프리캐스트 (precast, PC) 판넬의 접합설계 기술을 추가 개발하여 제로 에너지 건축물용 불연급 단열기술로서 실용화하는 것임.● 초기에 개발된 고단열 콘크리트와 불연급 메타구조를 이용한 PC 판넬은 내하중 1등급의 높은 휨 저항성과 낮은 0.05 W/m·K 이하의 열전도율의 성능을 확보함. 개발 기술의 국제 최고 수준에서 실용화를 위해서는 효율적인 PC 판넬 시공상세, 개구부 위치에서 PC 판넬의 최적 연결상세, 그리고 판넬간의 접합부에서 열교제어 등의 실용적 추가 연구개발이 필요함.● 더불어, PC 판넬 자체의 열관류율 평가결과를 바탕으로 건축물의 에너지 효율성의 평가 및 접합부 상세를 고려한 PC 판넬의 구조적 안전성(사용성, 내력 및 연성 등)을 평가함으로서 기술인증(국토교통부 건설신기술)을 위한 다양한 인프라가 구축될 필요가 있음.
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| 최종목표 |
- 이 연구의 최종목표는 허니콤 메타 구조를 이용한 제로 에너지 건축물용 고단열·불연급 친환경 PC 판넬 제품의 기술개발 및 상용화임(그림 2.1). 이를 위한 주요목표는 다음과 같음.① 불연급 메타구조 제조 및 설계기술 확립② 메타구조를 이용한 PC 판넬의 설계기술 확립: 열교제어 및 내풍과 내충격성을 고려한 판넬 접합기술- 세부 목표▶ 핵심개발 1. 허니콤 메타 구조의 최적화▶ 핵심개발 2. 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 불연성 및 연소제로 성능 확보기술▶ 핵심개발 3. 열교현상 및 내하중 1등급을 고려한 최적의 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬 접합부의 설계기술▶ 핵심개발 4. 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 구조적 안전성 확보기술▶ 핵심개발 5. 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 현장 테스트 베드▶ 핵심개발 6. 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 제조, 설계 및 시공가이드 지침 개발▶ 핵심개발 7. 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 신기술 보고서 제시-기술의 성과물▶ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 시험 성적서▶ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 시제품▶ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 제조, 설계 및 시공 가이드라인▶ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 신기술 인증 추진을 위한 보고서▶ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 국내 및 국제 특허-상용화를 위한 평가지표▶ 열관류율: 0.15 W/m2·K 이하▶ 난연성능: 불연등급 및 연소제로▶ 내하중: 1등급▶ 풍하중에 대한 구조적 안전성: 1 kPa 이상(KBC 2016 기준; 풍속 24 m/s, 노풍도 C, 중요도 I, 높이 40 m)▶ 내충격성: 잔류 변형량 5 mm 이하▶ 시공성: 기존 PC 판넬의 접합공정 대비 10% 시공속도 감축▶ 경제성: 기존 PC 판넬의 공사비(재료비 및 시공비)의 10% 절감▶ 현장적용 건수: 2건 이상
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| 연구내용 및 범위 |
(1) 1단계(2021 ~ 2022년)① 개발 목표● 주관연구기관(동신패널(주)): 핵심개발 2와 4를 중점적으로 수행할 계획임.→ 고단열 PC 판넬의 시장현황 및 시장진입 리스크 분석→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 접합 구성 재료들의 역학적 특성 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 열관류율 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 난연성능 및 연소성능 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 접합상세에 따른 휨 성능 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬과 기초의 접합부의 반복횡하중 성능평가● 공동연구기관(아이에스동서(주)): 주관기관과 핵심개발 2와 4를 중점적으로 수행할 계획임.→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 양생의 최적화→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 성능평가용 실험체의 제작● 위탁연구기관(경기대학교): 핵심개발 1과 3을 중점적으로 수행하며, 핵심개발 2와 4에서 수행된 실험결과를 분석할 계획임.→ 허니콤 메타 구조의 최적화 및 허니콤 메타 기반 고단열 PC 판넬의 단면 상세 제시→ 열교현상을 고려한 허니콤 메타 기반 고단열 PC 판넬의 접합 상세 개발→ 허니콤 메타 기반 고단열 PC 판넬의 접합 상세에 따른 휨 거동과 기초의 접합부의 반복횡하중 거동에 대한 결과분석→ 허니콤 메타 기반 고단열 PC 판넬의 접합부의 안전성 검토(내하중 및 풍하중 설계측면)→ 허니콤 메타 기반 고단열 PC 판넬이 적용된 구조물의 에너지 효율성 평가(2) 2단계(2023년)① 개발 목표● 주관연구기관(동신패널(주)): 1단계의 핵심개발 2 및 4와 연계하여 핵심개발 5를 중점적으로 수행할 계획임.→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 내충격성 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 시공성 평가→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 현장 시범 적용→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 대량생산 체제구축 및 사업화 모델 제시● 공동연구기관(아이에스동서(주)): 주관기관과 함께 핵심개발 5를 중점적으로 수행할 계획임.→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 시제품 제작→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 생산라인 최적화● 위탁연구기관(경기대학교): 1단계 핵심개발 1~4와 주관기관 및 공동기관에서 수행하는 핵심개발 5를 연계하여 핵심개발 6과 7을 중점적으로 수행할 계획임.→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 내충격성 평가의 결과분석→ 구조물의 에너지 효율성 향상을 위한 제안기술의 상세 분석→ 허니콤 메타 기반 고단열·불연급 친환경 PC 판넬의 설계 및 시공 가이드라인 제시→ 제안기술의 신기술 인증을 위한 신기술 보고서 제시
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