| 연구개발개요 |
？ (연구 배경) 비보강 조적조 건축물의 지진 및 에너지 효율 취약성 · (지진피해) ‘16년 경주지진 및 ’17년 포항지진 시 비보강 조적벽체의 파괴로 인한 피해 다수 발생 - 조적벽체 균열, 전도 등 발생, H 대학 건물의 외벽 치장벽체 대부분 탈락 및 낙하하여 인명피해의 우려가 발생함에 따라 조적 구조 및 비구조의 내진보강의 중요성 인식 · (에너지 효율) 노후 조적조 건축물의 높은 에너지 부하율로 에너지소비 증가 및 온실가스 배출증가 - 신재생에너지 개발, 에너지절약정책에 부합하여 노후 건축물의 에너지 절감 방안 요구됨 ？ 연구 개발의 필요성 · 어린이보육시설, 학교시설, 노인복지시설, 파출소, 소방서 등 기존 소규모 공공 건축물은 2, 3층 이하의 저층 조적 구조형식으로, 지진에 취약한 구조로 내진보강에 대한 사회적 요구 높음 · 상기 시설들은 제한된 국가 및 지자체 지원으로 운영되므로 건물 내 에너지 사용에 따른 운영비 절감방안 확보 필요 · 소규모 공공주택 및 시설 등을 위주로 한 지진취약계층 내진보강사업과 에너지 취약계층의 에너지효율개선사업 등이 시행되고 있으나 일시적인 대책으로 지속가능한 방안마련 필요 · 최근 유럽을 중심으로 건축물의 내진성능과 에너지효율을 동시에 향상시키기 위한 기술 개발이 추진되고 있어 국제공동연구 추진에 의한 핵심기술 확보 가능
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| 연구내용 및 범위 |
- 국내외 조적조 건축물의 내진성능 및 에너지 효율 보강 사례조사 및 분석을 통해 EC-JRC와 공동으로 조적조 내진성능 및 에너지 효율 동시 보강 핵심원천 기술을 개발함 - 국내 실정에 맞는 TCP 모듈화된 패널 시제품을 개발하여 이를 내진성능 실험, 에너지효율 실험 및 복합성능 실험을 통해 검증함 - 최종적으로 개발된 시스템을 현장 적용실험을 통해 개선방안을 마련함·TCP 공법을 적용한 조적건축물의 내진-에너지 복합 보강기술 개발 - 기존 조적조 보강(내진 및 에너지성능) 기술의 국내외 사례조사 및 분석 - EC-JRC(European Commission’s Joint Research Centre)의 핵심 원천기술 확보 - 섬유보강 모르타르와 모세혈관 튜브를 활용한 개선된 복합 보강패널 개발 - TCP 공법을 적용한 조적건축물 보강기술 개발 및 시스템 설계 - 기존 TRM 기술 및 신규 개발되는 TCP 기술의 비교 검증실험 (단일/복합패널 부재실험 및 전체 시스템에 대한 실증실험) - TCP 적용 시스템의 외기 기후조건에 따른 에너지효율검증 및 복합성능 실험 - TCP 공법을 적용한 시제품 개발 및 시스템 현장 적용 실험본 연구를 통해 개발하고자 하는 TCP 공법은 비보강 조적벽체의 내진성능과 에너지효율을 동시에 개선할 수 있는 공법으로서, 단열이 필요한 외부 내력벽(전단벽), 골조 내 채움벽 및 치장벽 등 비보강 조적벽체가 사용되는 기존 건축물의 내진 및 단열 공법으로 적용 - 조적 구조형식은 2~3층 이하의 주거건물(단독주택, 연립주택 등)에 주로 적용되어 있으며, 기존 철근콘크리트 골조 형식의 학교 시설, 경찰서, 소방서, 복지관 등 공공 건축물의 칸막이벽이나 외벽뿐만 아니라 신축건물의 외장재(마감 치장벽체)로도 조적벽체가 적용되고 있음 본 연구에서는 기존 조적조 건축물에서 가장 문제가 되고 있는 내진성능과 낮은 에너지 효율 문제를 동시에 개선하기 위한 공법이며, Textile-Reinforced Mortar 보강과 Capillary tubes(모세관)를 모듈화 된 복합패널 시스템으로 개발하여 내진&에너지 복합성능 보강이 가능함에 따라 기존 공법과의 차별성이 있음. - (내진보강) 조적 벽체에 TRM공법을 적용하여 지진 발생시 벽체의 면외 변형에 의한 전도를 방지 - (단열보강) 태양열(PVT) 시스템과 모세관을 연계하여 외벽 단열을 통해 에너지 효율성 증가 - (시공성능) 모듈화된 패널시스템을 개발하여 시공성을 향상시키고 보강 비용을 절감 ※ 기존 공법 : 조적조 내진보강(FRP sheet, 철판, mesh 보강 등)과 단열(외단열공법) 공사를 별도 시공하거나 기존 외단열 벽체 외부에 내진보강공사를 실시함에 따라 각 공법에서 복합성능을 기대할 수 없고, 오히려 시공난이도로 인해 단열성능 및 내진성능 저하우려 기존 공법 대비 경제성 - 해외 사례분석 결과, 기존 조적조 건축물에 TRM+단열 공법을 적용한다면, 내진보강비용m2당 76,694원, 에너지 보강비용 m2당 102,272원, 동시보강비용 134,233원(25% 절약 가능)의 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 추정 <출처: Combined seismic and energy upgrading of existing buildings using advanced materials , JRC TECHNICAL REPORTS(2019)>
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