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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 목탄의 물리, 화학적 특성을 활용한 건축자재의 난방 에너지 절감, 축열 성능 및 바닥충격음 실험을 통한 차음특성 등을 조사함으로써 친환경 건축자재로의 실용화 가능성을 모색하였다.
- 본 연구는 목탄을 첨가한 친환경 건축자재를 현장에 적용하여 에너지절감 효과 및 차음특성을 개선함으로써 목탄 산업의 고부가가치 가능성을 모색하고자 수행되었다. 국내의 동절기를 대표하는 3개월간 현장에 신축된 건물을 대상으로 소비된 월별 평균 기름소비량을 조사한 결과, 일반건축자재 건물(A동)에서는 108,184 ㎖ (3,606 ㎖/일), 목탄건축자재 건물 (B동)에서는 97,906 ㎖ (3,264 ㎖/일), 목탄 sericite 건축자재 건물(C동)에서는 92,030 ㎖ (3,068 ㎖/일) 가 소비되어, 일반건축자재 건물과 비교하여 목탄건축자재 사용으로 9.
제안 방법
- 각 실험동(A동, B동, C동)에 대하여 실내에 설치된 보일러 control box의 온도를 25.5 ± 0.5℃로 조절한 후, 디지털 다용도 기록계에 온도센서 케이블(K type)을 연결하여 실내 및 실외온도를 확인하였다.
- 건물면적은 동일한 크기(3.0 m × 3.0 m × 2.6 m)로 조절하였고, 일반적인 콘크리트 건축 자재(A동), 목탄 건축자재(B동) 및 목탄 sericite 건축자재(C동)로 각 각 구분하여 바닥 및 벽면시공을 실시하였다.
- 기름절감량과 마찬가지로 실내에 설치된 보일러 control box의 온도를 25.5 ± 0.5℃로 조절한 후, 디지털 다용도 기록계에 온도센서 케이블(K type)을 연결하여 실내 및 실외 온도를 오전 및 오후에 12시간 간격으로 2회 측정하여 평균하였다.
- 목탄 sericite 몰탈 제조방법은 2.1.2 목탄 건조몰탈 제조방법과 동일하지만, 모래를 65% sericite로 대체하여 조제하였다.
- 목탄 건조몰탈은 목탄을 미분말로 파쇄 건조하는 공정, 시멘트에 건조된 모래를 혼합하는 공정 및 상기 혼합된 몰탈에 건조된 목탄을 혼합하는 공정을 통하여 제조하였다. 시멘트 25%에 1,000℃에서 소성 건조된 입경 170 mesh 정도의 모래 65%와 1,000℃에서 소성 건조된 입경 100～450 mesh 정도의 목탄 10%를 벌크 통에서 혼합하여 스크류 믹서기를 통해 완전히 혼합한 후 포장하였다.
- 5 mm, 목탄액상몰탈, 벽지)시공을 하였다. 목탄액상몰탈은 바닥부분과 출입문, 창문을 제외한 벽면과 천정 면적(22 m2)에 대하여 0.15～0.35 mm 두께 분포로 11 ℓ를 분사․도포하였다. 한편 건물 C동은 벽면시공은 B동과 동일하고, 바닥시공에서 목탄 건조몰탈을 sericite를 사용한 목탄 sericite 몰탈로 대체하여 시공하였다.
- 목탄을 첨가한 액상 몰탈, 건조시멘트 몰탈(안 등, 2009), 목탄 sericite 몰탈 및 목탄 자갈을 상이하게 조합하여 3개의 실험동 건물을 신축하였으며, 일반적인 콘크리트 건축 자재(대조구동, 이하 A동으로 표시), 목탄 건축자재(이하 B동으로 표시) 및 목탄 sericite 건축자재(이하 C동으로 표시)로 각각 구분 하였다. 건축자재의 형태 및 외부 평균기온 변화에 따른 보일러 총 기름소비량, 월 평균 기름소비량, 1일 평균 기름소비량 및 기름절감량을 Table 2에 나타내었다.
- 목탄의 주요 특성인 축열기능을 이용하여 건물의 보일러 기름소비량 변화를 측정하여 기능성 건축자재 사용에 따른 유류 절감량을 조사하였다. 각 실험동(A동, B동, C동)에 대하여 실내에 설치된 보일러 control box의 온도를 25.
- 목탄자갈은 제1공정에서 탄소함량 90% 이상, 회분 3% 이상의 전통식 숯가마에서 생산된 참나무 백탄을 100 mesh 이상으로 분쇄한 분말 35%와 120 mesh 이상의 맥반석 분말 30%, 200 mesh 이상의 점토분말 20%, 200 mesh 이상의 마그네타이트 분말 10% 및 규산나트륨(비중 1.5g/cm3) 5% 중량 비율로 교반기에서 15분 이상 혼합하였다. 제2공정은 상기 혼합물을 소정의 금형에 넣어 150 ㎏/cm2 내외의 압축성형기에 넣어 압축하고, 제3공정에서는 압축 성형물을 50～80℃의 전기건조대에서 5시간 이상 건조한 후, 최종적으로 제4공정에서 상기 건조상태의 고형물을 150℃로 1시간 저온 소성하여 제조하였다.
- 보일러 가동에 따른 정확한 기름소비량을 측정하기 위하여 기름 탱크로부터 보일러로 유입되는 배관 사이에 소형 정밀 터빈 유량계를 보일러별로 각각 설치하였다. 터빈 유량계는 황동(brass) 재질로 유량(13～100 cc/min.
- 또한 실외 환경요인(풍향, 풍속 등)의 영향을 최소화하기 위해 건물 외부에 비닐 천막을 설치하였다. 보일러의 기름 사용량은 보일러에 연결된 정밀유량계에 표시된 유량을 오전 9시 및 오후 9시에 하루 2회 측정하였으며, 30일간 측정한 자료를 누적하여 1 cycle로 평가하였다.
- 본 연구에서는 층간 바닥구조를 시험체로 하여 상층에서 충격음(경량 및 중량충격음)을 발생시켜 하층에서 바닥충격음 레벨을 측정하였으며, 중량충격음은 50～630 Hz 주파수대역의 1/3 옥타브 밴드, 경량충격음은 100～3,150 Hz 주파수대역의 1/3 옥타브 밴드를 측정하여 Fig. 9와 같이 나타내었다. 중량충격음에 대한 시험체와 표준체의 바닥충격음 조사결과, 160 Hz 이하의 낮은 주파수 범위에서는 표준체 보다 시험체의 바닥충격음이 높은 것으로 나타났으나, 160 Hz를 기점으로 630 Hz까지 주파수 대역이 올라갈수록 시험체의 바닥충격음이 낮아지는 경향을 보였다.
- 목탄 건조몰탈은 목탄을 미분말로 파쇄 건조하는 공정, 시멘트에 건조된 모래를 혼합하는 공정 및 상기 혼합된 몰탈에 건조된 목탄을 혼합하는 공정을 통하여 제조하였다. 시멘트 25%에 1,000℃에서 소성 건조된 입경 170 mesh 정도의 모래 65%와 1,000℃에서 소성 건조된 입경 100～450 mesh 정도의 목탄 10%를 벌크 통에서 혼합하여 스크류 믹서기를 통해 완전히 혼합한 후 포장하였다. 이 경우 목탄은 햄머크레샤를 이용하여 3차에 걸쳐 파쇄하고 진동분쇄기로 분쇄한 후, 소성, 건조 및 냉각공정을 거쳐 저장하였다.
- 4PR, INOUE)으로 구분하여 사용하였으며, 마이크로폰은 무지향 특성을 가진 기기(B&K 4192 및 4193), 음압레벨측정기로는 실시간 주파수 분석기(B&K 2144)를 사용하였다. 시험 중 충격음발생기(경량 및 중량충격음원)는 바닥시험체의 중앙과 이로부터 모서리와의 중간 4개 지점 등 5개 지점에 설치하였으며, 수음실의 평균음압레벨의 측정을 위한 마이크로폰 위치는 잔향실 마이크로폰 상호간에 1미터 이상 이격되고, 시험체면 및 벽면으로부터 0.5 m 이상 이격되는 5개 지점에서 총 25회 측정하였다.
- 실험동 간의 기름소비량, 축열량 등을 측정하기 위하여 각 실험동별로 가정용 기름보일러를 1기씩 설치하였다. 기름연소 온수보일러(KDB-90SD)로 경유를 연료로 사용하는 압력분무식의 연소방식이며, 2회로식 가열방식의 시스턴식 급수방식의 보일러를 사용하였다.
- 한편 건물 C동은 벽면시공은 B동과 동일하고, 바닥시공에서 목탄 건조몰탈을 sericite를 사용한 목탄 sericite 몰탈로 대체하여 시공하였다. 실험동 위치에 따라 풍향 등 외부 환경요인의 차이를 최소화하기 위해 실험동 외부에 전체적으로 프레임을 세우고 두꺼운 천막을 덮은 상태에서 실험을 진행하였다.
- 음원 발생장치는 경량충격음(태핑머신, B&K 3204)과 중량충격음(뱅머신, 5.00-8. 4PR, INOUE)으로 구분하여 사용하였으며, 마이크로폰은 무지향 특성을 가진 기기(B&K 4192 및 4193), 음압레벨측정기로는 실시간 주파수 분석기(B&K 2144)를 사용하였다.
- 일반 건축자재와 기능성 건축자재의 축열 효율을 비교하기 위하여 일정한 실내온도(25.5 ± 0.5℃) 조건에서 보일러 가동을 중지시킨 후, 실내 지상 1미터 공기부 온도 및 바닥표면(보일러 관이 지나는 위치)에서의 온도 변화를 측정하였다.
- 5g/cm3) 5% 중량 비율로 교반기에서 15분 이상 혼합하였다. 제2공정은 상기 혼합물을 소정의 금형에 넣어 150 ㎏/cm2 내외의 압축성형기에 넣어 압축하고, 제3공정에서는 압축 성형물을 50～80℃의 전기건조대에서 5시간 이상 건조한 후, 최종적으로 제4공정에서 상기 건조상태의 고형물을 150℃로 1시간 저온 소성하여 제조하였다.
- 의 지방산 알코올을 생산하였다. 제2공정은 제1공정에서 생산된 식물성 중합체에 다당류인 글루코오스녹말(비중 약 1.65)을 반응시키고 포도당과 송진을 혼합하여 70℃로 100분 가열하면서 저속으로 교반하여 합성한 후, 중합단위체에 에스테르화 반응으로 생산(식물성중합체 / 글루코오스녹말 / 포도당 / 송진 = 55 : 30 : 10 : 5)하였다. 제3공정은 전통식 숯가마에서 생산하여 분쇄한 참나무 백탄 (500∼1,000 mesh)과, sericite (600 mesh 이상)를 40 : 60으로 혼합하였다.
- )에 대한 보정값을 더한 규준화 바닥충격음 레벨(L'n)로 환산하였다. 중량충격음은 50～630 Hz 주파수대역의 1/3 옥타브 밴드, 경량충격음은 100～3,150 Hz 주파수대역의 1/3 옥타브 밴드를 측정하였다.
- 35 mm 두께 분포로 11 ℓ를 분사․도포하였다. 한편 건물 C동은 벽면시공은 B동과 동일하고, 바닥시공에서 목탄 건조몰탈을 sericite를 사용한 목탄 sericite 몰탈로 대체하여 시공하였다. 실험동 위치에 따라 풍향 등 외부 환경요인의 차이를 최소화하기 위해 실험동 외부에 전체적으로 프레임을 세우고 두꺼운 천막을 덮은 상태에서 실험을 진행하였다.
- 한편 음원실과 수음실 사이의 층간바닥구조를 시험체로 하여 상층에서 충격음(경량 및 중량충격음)을 발생시켜 하층에서 바닥충격음 레벨을 측정하였으며, 측정된 바닥충격음 레벨은 수음실의 기준 등가 흡음력(10 m2)에 대한 보정값을 더한 규준화 바닥충격음 레벨(L'n)로 환산하였다.
대상 데이터
- 건축자재별 경량충격음과 비공인 중량충격음 측정을 위해 시험편[길이 4,200 mm × 폭 3,000 mm × 두께 260 mm (면적 12.6 m2)]을 Total산업(경기도 여주 소재)에서 제작한 후 한국방재시험연구원에서 실시하였다.
- 목탄 건축자재 및 목탄 혼합 건축자재의 기름소비량, 축열량 및 실내 유해가스 흡착 등의 효능을 검토하기 위하여 경기도 남양주시 와부읍 도곡1리 산84번지 소재 부지에 정남향의 실험동 건물 3동을 신축하였다(Fig. 1). 건물면적은 동일한 크기(3.
- 5 mm)-벽지 형태로 시공하였다. 목탄 건축자재를 사용한 건물 B동은 바닥(슬라브 150 mm, 단열재 30 mm, 목탄자갈, 40 mm, 난방배관 15 mm, 목탄건조몰탈 40 mm)과 벽면(콘크리트 150 mm, 단열재 65 mm, 석고보드 9.5 mm, 석고보드 9.5 mm, 목탄액상몰탈, 벽지)시공을 하였다. 목탄액상몰탈은 바닥부분과 출입문, 창문을 제외한 벽면과 천정 면적(22 m2)에 대하여 0.
- 실험동 내부의 실내온도 측정을 위하여 온도 측정 디지털 다용도 기록계(YOKUGAWA UR180/M41)를 설치하였으며, 실험동별로 온도센서 케이블(K Type)을 연결하여 천정에서 고정한 후, 바닥으로부터 약 1미터 지점에 각 4개 및 보일러 배관이 통과하는 3지점 등 7개를 설치하였다.
- 6 m)로 조절하였고, 일반적인 콘크리트 건축 자재(A동), 목탄 건축자재(B동) 및 목탄 sericite 건축자재(C동)로 각 각 구분하여 바닥 및 벽면시공을 실시하였다. 일반 콘크리트 건물(A동)의 바닥은 슬라브(150 mm)-단열재(30 mm)-경량기포콘크리트 (40 mm)-난방배관(15 mm)-시멘트몰탈(40 mm)로, 벽면은 콘크리트(150 mm)-단열재(65 mm)-석고보드(9.5 mm)-석고보드(9.5 mm)-벽지 형태로 시공하였다. 목탄 건축자재를 사용한 건물 B동은 바닥(슬라브 150 mm, 단열재 30 mm, 목탄자갈, 40 mm, 난방배관 15 mm, 목탄건조몰탈 40 mm)과 벽면(콘크리트 150 mm, 단열재 65 mm, 석고보드 9.
- 6 m2)]을 Total산업(경기도 여주 소재)에서 제작한 후 한국방재시험연구원에서 실시하였다. 층간소음 측정을 위한 시험체는 Fig. 2와 같이 목탄건조몰탈 40 mm, 목탄 자갈 40 mm, 단열재스티로폼 30 mm, 철근콘크리트 슬라브 150 mm로 구성하였으며, 기준판은 철근콘크리트 슬라브 150 mm를 사용하였다. 바닥충격음 시험 중, 경량충격음은 KS F 2865 : 2002 (표준 콘크리트 바닥 위 마감구조의 경량충격음 레벨 저감량 실험실 측정방법), 중량충격음은 KS F 2810-2 : 2001 (바닥충격음 차단성능 현장 측정방법)을 준용하여 측정하였다.
- 층간소음 측정을 위한 잔향실은 Fig. 3의 철근큰크리트조의 다면체 형태로 음원실은 269.0 m3, 수음실은 217.2 m3 용적으로 시설하였다. 음원 발생장치는 경량충격음(태핑머신, B&K 3204)과 중량충격음(뱅머신, 5.
- 보일러 가동에 따른 정확한 기름소비량을 측정하기 위하여 기름 탱크로부터 보일러로 유입되는 배관 사이에 소형 정밀 터빈 유량계를 보일러별로 각각 설치하였다. 터빈 유량계는 황동(brass) 재질로 유량(13～100 cc/min.) 조절이 가능한 디지털 계기판이 부착된 사양의 제품을 사용하였다.
이론/모형
- 2와 같이 목탄건조몰탈 40 mm, 목탄 자갈 40 mm, 단열재스티로폼 30 mm, 철근콘크리트 슬라브 150 mm로 구성하였으며, 기준판은 철근콘크리트 슬라브 150 mm를 사용하였다. 바닥충격음 시험 중, 경량충격음은 KS F 2865 : 2002 (표준 콘크리트 바닥 위 마감구조의 경량충격음 레벨 저감량 실험실 측정방법), 중량충격음은 KS F 2810-2 : 2001 (바닥충격음 차단성능 현장 측정방법)을 준용하여 측정하였다.
성능/효과
- 12시간 경과 후 목탄건축자재로 시공한 B동에서는 주간 15.6°C, 야간 14.5°C를 나타낸 반면, 일반건축자재로 시공된 A 동에서는 주간 11.9°C, 야간 10.4°C로 약 3.7～4.1°C 의 온도 차이가 발생하는 것으로 조사되었다.
- 본 연구는 목탄을 첨가한 친환경 건축자재를 현장에 적용하여 에너지절감 효과 및 차음특성을 개선함으로써 목탄 산업의 고부가가치 가능성을 모색하고자 수행되었다. 국내의 동절기를 대표하는 3개월간 현장에 신축된 건물을 대상으로 소비된 월별 평균 기름소비량을 조사한 결과, 일반건축자재 건물(A동)에서는 108,184 ㎖ (3,606 ㎖/일), 목탄건축자재 건물 (B동)에서는 97,906 ㎖ (3,264 ㎖/일), 목탄 sericite 건축자재 건물(C동)에서는 92,030 ㎖ (3,068 ㎖/일) 가 소비되어, 일반건축자재 건물과 비교하여 목탄건축자재 사용으로 9.5%, 목탄 sericite 건축자재 적용으로 14.9%의 난방 경유 소비량이 절감되는 것으로 조사되었으며, 특히 외부온도가 낮은 경우 절감효과가 더욱 큰 것으로 나타났다. 또한 축열성능을 조사하기 위하여 보일러 가동을 중단하고 12시간 후의 지상 1미터 공기부와 바닥표면 온도를 측정한 결과, 목탄건축자재를 적용한 B동은 일반건축자재나 목탄 sericite 건축자재를 사용한 A동 및 C동과 비교하여 주간⋅야간 측정치 모두 완만한 온도 저하를 나타내었다.
- 1%의 기름 절감 효과를 보였다. 국내의 동절기를 대표하는 3개월간의 평균 기름절감량은 목탄 건축자재 사용으로 9.5%, 목탄 sericite 건축자재 적용으로 14.9%를 나타냈으며, 특히 외부온도가 낮은 경우 절감효과가 더욱 큰 것으로 조사되었다. 일반적인 주거용 건축물, 특히 공동주택 건설공사 등에서 비구조용 온돌구조체내 단열, 차음 및 높이차 보정 등의 목적으로 사용되는 경량기포콘크리트는 시멘트의 슬러리 속에 미리 생성된 기포를 혼합시켜 양생한 콘크리트로서, 임(2008)은 경량기포콘크리트의 배합 조건에 따른 방열량 특성을 분석한 결과, 혼화재와 증점안정제를 첨가하여 단열성능이 향상되어 하부 열손실량을 약 20%까지 감소시켰으며, 이 등(2001)은 신⋅재생에너지원으로 각광받고 있는 태양에너지를 활용한 자갈축열 온실난방을 통해 난방연료 소비량을 50%까지 절감할 수 있다고 보고하였다.
- 또한 축열성능을 조사하기 위하여 보일러 가동을 중단하고 12시간 후의 지상 1미터 공기부와 바닥표면 온도를 측정한 결과, 목탄건축자재를 적용한 B동은 일반건축자재나 목탄 sericite 건축자재를 사용한 A동 및 C동과 비교하여 주간⋅야간 측정치 모두 완만한 온도 저하를 나타내었다.
- 또한 평균 외부기온 5.7°C 조건에서 소비된 30일간 총 기름소비량은 A동, B동, C동에서 각각 116,390 ㎖, 106,599 ㎖, 99,208 ㎖로 일반건축자재 건물인 A동 대비 B동, C동에서 각각 8.4%, 14.8%의 기름 절감효과를 보였다.
- 0°C로 A동과 유사한 결과를 나타내었다. 목탄 sericite 건축자재를 사용한 C동은 목탄건축자재를 적용한 B동보다 월등히 기름 절감 측면에서는 월등히 우수한 결과를 보였지만 축열 성능은 현저히 저하되는 것으로 조사되었으며, 이는 목탄 sericite 건축자재 제조 시 모래를 sericite로 대체한 것에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 실내 온도변화를 바닥표면과 지상 1미터 공기부 두 곳에서 측정하였으며, 두 경우 모두 축열특성에 있어서는 유사한 경향을 나타내었다.
- 목탄건축자재를 적용한 B동은 일반건축자재나 목탄 sericite 건축자재를 사용한 A동과 C동과 비교하여 주간⋅야간 측정치 모두 완만한 온도 저하를 나타내었다.
- 목탄 sericite 건축자재를 사용한 C동은 목탄건축자재를 적용한 B동보다 월등히 기름 절감 측면에서는 월등히 우수한 결과를 보였지만 축열 성능은 현저히 저하되는 것으로 조사되었으며, 이는 목탄 sericite 건축자재 제조 시 모래를 sericite로 대체한 것에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 실내 온도변화를 바닥표면과 지상 1미터 공기부 두 곳에서 측정하였으며, 두 경우 모두 축열특성에 있어서는 유사한 경향을 나타내었다. 특히 바닥표면을 기준으로 조사한 결과, 측정 부위의 초기 온도에서는 다소간 차이를 나타냈으나, 12시간 경과 후 A동에서는 주간 14.
- 5와 같다. 상대적으로 기온이 상승하는 주간에는 A동 62,287 ㎖, B동 54,884 ㎖, C동 51,903 ㎖로 일반건축자재를 적용한 A동과 비교하여 B동은 11.9%, C동은 16.7%의 난방 경유 절감효과를 보였으며, 상대적으로 기온이 낮아지는 야간에는 A동 68,255 ㎖, B동 62,369 ㎖, C동 57,497 ㎖의 총 기름소비를 나타내어 주간시간대와 비교하여 많은 기름이 소비되었으며, 일반건축자재를 적용한 A동 대비, 목탄건축자재인 B동은 8.6%, 목탄 sericite 건축자재인 C동은 15.8%의 난방 경유 절감효과를 나타내는 것으로 조사되었다. 이와 같이 일반건축자재를 목탄건축자재 또는 목탄 sericite 건축자재를 대체하여 적용할 경우, 10% 이상의 난방 경유 절감 효과가 있는 것으로 확인되어, 최근 전 세계적으로 이슈화되고 있는 화석연료 고갈에 따른 유가상승에 대처하고 지구온난화를 최소한으로 완화시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 할 수 있다.
- 8%의 난방 경유 절감효과를 나타내는 것으로 조사되었다. 이와 같이 일반건축자재를 목탄건축자재 또는 목탄 sericite 건축자재를 대체하여 적용할 경우, 10% 이상의 난방 경유 절감 효과가 있는 것으로 확인되어, 최근 전 세계적으로 이슈화되고 있는 화석연료 고갈에 따른 유가상승에 대처하고 지구온난화를 최소한으로 완화시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 할 수 있다.
- 7℃ 조건에서 30일간 소비된 총 기름소비량을 조사한 결과, 일반건축자재 건물(A동)에서는 130,542 ㎖ (4,351 ㎖/일), 목탄건축자재 건물(B동)에서는 117,253 ㎖ (3,908 ㎖/일), 목탄 sericite 건축자재 건물(C동)에서는 109,400 ㎖ (3,647㎖/일) 소비되는 것으로 나타났다. 일반건축자재를 적용한 A동과 비교하여 목탄건축자재 및 목탄 sericite 건축자재를 사용한 B동, C동은 각각 10.2%, 16.2%의 난방 경유 절감효과가 있는 것으로 조사되었다(Fig. 4). 또한 평균 외부기온 5.
- 9와 같이 나타내었다. 중량충격음에 대한 시험체와 표준체의 바닥충격음 조사결과, 160 Hz 이하의 낮은 주파수 범위에서는 표준체 보다 시험체의 바닥충격음이 높은 것으로 나타났으나, 160 Hz를 기점으로 630 Hz까지 주파수 대역이 올라갈수록 시험체의 바닥충격음이 낮아지는 경향을 보였다. 한편 경량충격음에서는 최초 조사 주파수 대역인 100 Hz 결과를 제외하면 시험체가 표준체보다 낮은 바닥충격음 수치를 나타내었다.
- 지상 1미터 공기부 측정결과, 목탄건축자재로 시공한 B동에서는 주간 15.6°C, 야간 14.5°C를 나타낸 반면, 일반건축자재로 시공된 A동에서는 주간 11.9°C, 야간 10.4°C로 약 3.7～4.1°C의 온도 차이가 발생하는 것으로 조사되었다.
- 한편 경량충격음에서는 최초 조사 주파수 대역인 100 Hz 결과를 제외하면 시험체가 표준체보다 낮은 바닥충격음 수치를 나타내었다. 특히 가장 높은 주파수 대역인 3,150 Hz에서는 시험체(22.4 dB)가 표준체(68.2 dB)와 비교하여 300% 이상의 바닥충격음 저감효과가 있는 것으로 조사되었다. 국토해양부에서는 바닥충격음 차단성능에 대한 최저성능기준 (경량충격음 58 dB 이하, 중량충격음 50 dB 이하)을 제시하였으며, 목탄을 함유한 시험체의 경우, Table 3에서 나타낸 바와 같이 200 Hz 이상의 주파수 대역에서 이러한 성능기준을 충족하였다.
- 특히 바닥표면을 기준으로 조사한 결과, 측정 부위의 초기 온도에서는 다소간 차이를 나타냈으나, 12시간 경과 후 A동에서는 주간 14.5°C, 야간 13.1°C를 나타낸 반면, B동에서는 19.9°C 및 18.4°C로 약 5.3～5.4°C의 온도 차이가 나타났다.
- 평균 외부온도 3.7℃ 조건에서 30일간 소비된 총 기름소비량을 조사한 결과, 일반건축자재 건물(A동)에서는 130,542 ㎖ (4,351 ㎖/일), 목탄건축자재 건물(B동)에서는 117,253 ㎖ (3,908 ㎖/일), 목탄 sericite 건축자재 건물(C동)에서는 109,400 ㎖ (3,647㎖/일) 소비되는 것으로 나타났다. 일반건축자재를 적용한 A동과 비교하여 목탄건축자재 및 목탄 sericite 건축자재를 사용한 B동, C동은 각각 10.
- 평균 외부온도가 높은 15.7°C의 조건에서는 상대적으로 외부 기온이 급격히 상승되었기 때문에 30일간 기름 소비량이 급격히 줄었으며, 각각 77,621 ㎖, 69,867 ㎖ 및 67,482 ㎖로 10.0, 13.1%의 기름 절감 효과를 보였다.
- 중량충격음에 대한 시험체와 표준체의 바닥충격음 조사결과, 160 Hz 이하의 낮은 주파수 범위에서는 표준체 보다 시험체의 바닥충격음이 높은 것으로 나타났으나, 160 Hz를 기점으로 630 Hz까지 주파수 대역이 올라갈수록 시험체의 바닥충격음이 낮아지는 경향을 보였다. 한편 경량충격음에서는 최초 조사 주파수 대역인 100 Hz 결과를 제외하면 시험체가 표준체보다 낮은 바닥충격음 수치를 나타내었다. 특히 가장 높은 주파수 대역인 3,150 Hz에서는 시험체(22.
- 4°C의 온도 차이가 나타났다. 한편 중량충격음에 대한 시험체와 표준체의 바닥충격음 조사결과, 160 Hz 이하의 낮은 주파수 범위에서는 표준체보다 시험체의 바닥충격음이 높은 것으로 나타났으나, 160 Hz를 기점으로 630 Hz까지 주파수 대역이 올라갈수록 시험체의 바닥충격음이 낮아지는 경향을 보였다. 한편 경량충격음에서는 최초 조사 주파수 대역인 100 Hz 결과를 제외하면 시험체가 표준체 보다 낮은 바닥충격음 수치를 나타내었다.
후속연구
- 본 연구로부터 일반건축자재를 목탄건축자재나 목탄 sericite 건축자재를 대체하여 적용할 경우, 10% 이상의 난방 경유 절감 효과뿐만 아니라 층간 차음효과가 우수하여 향후 친환경 건축자재로서의 산업화가 가능할 것으로 기대된다.
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