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지열에너지는 국토의 효율적인 활용과 에너지 효율의 측면에서 토목분야에 적용할 수 있는 합리적인 신재생에너지 자원이나 아직까지 그 적용사례가 적은 실정이다. 본 연구에서는 지열에너지를 토목구조물에 활용하기 위한 방법으로 도로용 교량구조물의 결빙방지 및 융설에 적용하기 위하여 결빙방지와 융설에 필요한 에너지량을 지역적 특성 및 에너지 전달특성을 고려하여 평가하였으며 그 적용성을 검토하였다. 연구 결과 교량구조물의 설계융설열량은 강설강도 변화에 가장 크게 영향을 받으며, 상대적으로 대기온도, 풍속 등의 기상요소에 대한 영향은 미소한 것으로 평가되었다. 기상요인 및 설계출력을 고려하여 교면의 온도변화를 평가한 결과 기상요소가 변화하더라도 교면은 일정온도로 수렴하는 것으로 나타났다. 또한 포장체가 두꺼울수록 교면온도의 수렴에 필요한 시간이 증가하고, 아스팔트와 콘크리트 포장재료의 ...

지열에너지는 국토의 효율적인 활용과 에너지 효율의 측면에서 토목분야에 적용할 수 있는 합리적인 신재생에너지 자원이나 아직까지 그 적용사례가 적은 실정이다. 본 연구에서는 지열에너지를 토목구조물에 활용하기 위한 방법으로 도로용 교량구조물의 결빙방지 및 융설에 적용하기 위하여 결빙방지와 융설에 필요한 에너지량을 지역적 특성 및 에너지 전달특성을 고려하여 평가하였으며 그 적용성을 검토하였다. 연구 결과 교량구조물의 설계융설열량은 강설강도 변화에 가장 크게 영향을 받으며, 상대적으로 대기온도, 풍속 등의 기상요소에 대한 영향은 미소한 것으로 평가되었다. 기상요인 및 설계출력을 고려하여 교면의 온도변화를 평가한 결과 기상요소가 변화하더라도 교면은 일정온도로 수렴하는 것으로 나타났다. 또한 포장체가 두꺼울수록 교면온도의 수렴에 필요한 시간이 증가하고, 아스팔트와 콘크리트 포장재료의 열전도도 차이로 결빙방지 및 융설시스템에 의한 교면의 수렴온도가 약 1.5배 이상 차이가 나는 것을 확인하였다. 결빙방지 및 융설시스템에 대한 지열에너지의 적용성 평가 결과, 기본설계 단계에서 지중열교환기 규모에 직접적인 영향을 미치는 설계융설열량은 적용 기상조건하에서 최대로 산정되었으며 이는 지중열교환기의 설치량 및 설치면적을 결정하는데 필요한 간략계산법이 충분한 안전율을 보장해주는 것으로 판단된다.

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