[논문]내재해형 옥외광고물 설계를 위한 표준하중 산정

이승수; 김준영; 함희정; 김지영

doi:10.7734/coseik.2016.29.2.131

내재해형 옥외광고물 설계를 위한 표준하중 산정
Estimation of Standard Load for Disaster-Resistant Design of Outdoor Signboards 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.29 no.2, 2016년, pp.131 - 140

이승수 (충북대학교 토목공학부) , 김준영 (충북대학교 토목시스템공학과) , 함희정 (강원대학교 건축공학과) , 김지영 (대우건설 기술연구원)

초록
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최근 강풍으로 인한 옥외광고물의 파손 및 추락으로 인해 불특정 다수에게 인적 및 물적 피해를 야기하고 있다. 옥외광고물은 사유시설과 공공시설물의 성격을 모두 갖기 때문에 옥외광물로 인한 피해를 저감하는 것은 개인의 노력뿐 아니라 제도 및 규정을 통해서도 이루어져야한다. 이러한 피해는 강풍에 취약한 옥외광고물의 내풍설계 기준의 미비가 가장 큰 요인으로 인식되고 있어 본 연구에서는 옥외광고물의 내풍설계 표준을 제시하였다. 이를 위해 풍속에 영향을 주는 옥외광고물 설치위치의 주변 풍환경이나 높이, 설치위치 등 풍속과 관련한 요소를 반영하였으며, 건축구조기준 2015(안)의 기본풍속도와 풍속보정 절차에 의한 풍하중 산정 과정을 제시하였다. 이 과정에서 공학적 판단이 요구되는 옥외광고물 설치위치 주변의 지표 조도구분 및 지형계수 평가에 대해 정략적으로 적용할 수 있는 기준을 제시하였다. 또한 비전문가 관점에서 적용하기 용이하도록 가능한 단순화된 정량화 절차를 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recent destructions of outdoor signboards have frequently been caused by strong wind, resulting in damage on the property and human livelihood. One of the major causes of the problems is inadequate implementation of structural design code to the outdoor signboards which are vulnerable to wind. This leads to this paper to present the design guideline of wind-resistant outdoor signboards. In order to estimate the design wind speed, basic wind speeds over Korea suggested by KBC(2015)(revision) are corrected with land surface roughness and topography of the terrain and installation height of the signboard. This paper also suggested the procedure of wind load estimation for different types of outdoor signboards; wall attached type, wall ribbed type and ground erected type. Since the process involves complex calculation to some extent, this paper presents summarized version of wind load estimation from non-professional point of view.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

서론에 언급한 듯이 옥외광고물의 피해가 발생하였거나 현재 설치되어 있는 옥외광고물의 구조검토 데이터를 확보하기가 현실적으로 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서 제시하고 있는 표준안의 풍하중과 KBC(2015)(안)에 의해 산정되는 풍하중을 비교함으로써 본 연구의 표준안을 검증하고자 한다.
따라서 본 연구에서 제시하는 표준안은 옥외광고물의 구조적 안전성을 확보하기 위한 것으로, 관련 전문지식이 부족하다 하더라도 옥외광고물을 설계함에 있어 용이하게 적용할 수 있도록 정량적이고 요약적으로 표준안을 제시한다.
하지만 현실적으로 옥외광고물을 시공하려는 지역의 경사 및 언덕의 형상을 평가하고 반영하기에는 무리가 있다. 따라서 본 연구에서는 수치고도모형(digital elevation model, DEM)을 활용하여, 전국의지형계수를 평가하고, 각 기본풍속으로 명시하고 있는 지역의 지형계수를 제시함으로써 옥외광고물 설계 시 지형의 효과를 용이하게 반영하도록 한다. 본 연구에서 사용된 DEM은 수치지도의 등고선 데이터를 활용하여 구축한 것으로 격자 단위 30m 해상도를 갖고 있다.
따라서 본 연구에서는 옥외광고물의 구조적인 안전성을 고려할 수 있도록 옥외광고물 내풍설계를 위한 표준안 연구를 수행하였으며, 표준안은 풍속에 영향을 주는 옥외광고물 설치위치의 주변 풍환경이나 높이, 설치위치 등 풍속과 관련한 요소를 반영하되, 비전문가적인 관점에서 표준안 적용이 용이할 수 있도록 요약적, 정량적으로 제시하였다.
최근 옥외광고물로 인한 불특정 다수의 피해가 보고되고 있으며, 공공 시설물의 성격을 갖는 옥외광고물로 인한 피해를 저감하기 위한 국민적 요구가 증가하는 추세이다. 따라서 옥외광고물의 체계적 안전관리를 실현하기 위해 필수적인 요소인 내풍설계 표준안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 제시된 내풍설계 표준안은 구조와 관련한 비전문가들도 용이하게 적용할 수 있는 표준안을 목적으로 하고 있으며, 표준안에는 풍속에 영향을 주는 설치위치 기준 주변 지표 조도구분, 지형의 영향, 설치 높이, 건물에서의 설치위치, 지역별 풍속을 반영하였다.
공학적 판단이 요구되는 지표조도구분 및 지형계수의 산정에 대해 요약적, 정량적으로 제시하였으며, KBC(2015)(안)에서 제공하는 지역별 기본풍속과 더불어 각 지역별 지형계수를 명시하였다. 또한 표와 그래프 및 산정식의 형태로 제공되는 각 계수에 대해 명시적으로 제시하였다. 이를 통해 옥외광고물 내풍설계에 대해 전문적지식이 없이도 적용 가능한 표준안을 수립하였다.
따라서 옥외광고물의 체계적 안전관리를 실현하기 위해 필수적인 요소인 내풍설계 표준안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 제시된 내풍설계 표준안은 구조와 관련한 비전문가들도 용이하게 적용할 수 있는 표준안을 목적으로 하고 있으며, 표준안에는 풍속에 영향을 주는 설치위치 기준 주변 지표 조도구분, 지형의 영향, 설치 높이, 건물에서의 설치위치, 지역별 풍속을 반영하였다. 공학적 판단이 요구되는 지표조도구분 및 지형계수의 산정에 대해 요약적, 정량적으로 제시하였으며, KBC(2015)(안)에서 제공하는 지역별 기본풍속과 더불어 각 지역별 지형계수를 명시하였다.
설계풍속은 대상 구조물의 위치 높이, 지표조도, 지형을 고려하며, 추가적으로 건축물 파손으로 인한 인명피해 여부에 따라 중요도계수를 적용하여야 한다. 본 연구에서는 풍하중 산정 기준시 고려되는 인자 중 지형에 대한 영향과 지표조도에 따른 고도분포계수, 기본풍속에 대해 KBC(2015)(안) 활용하여, 비전문가도 용이하게 풍하중 산정을 위한 설계풍속을 산정할 수 있도록 기본풍속, 지표조도의 영향, 지형의 영향, 설치 높이에 따른 영향의 평가방법에 대해 요약적 정량적 방법을 수립한다. 이와 같은 요소를 고려하여 산정된 설계풍속을 통해 설계속도압을 산정하고, 이를 이용하여 구조물의 종류에 따라 단위면적당 풍하중을 산정한다.
또한 표와 그래프 및 산정식의 형태로 제공되는 각 계수에 대해 명시적으로 제시하였다. 이를 통해 옥외광고물 내풍설계에 대해 전문적지식이 없이도 적용 가능한 표준안을 수립하였다.

제안 방법

본 연구를 통해 제시된 내풍설계 표준안은 구조와 관련한 비전문가들도 용이하게 적용할 수 있는 표준안을 목적으로 하고 있으며, 표준안에는 풍속에 영향을 주는 설치위치 기준 주변 지표 조도구분, 지형의 영향, 설치 높이, 건물에서의 설치위치, 지역별 풍속을 반영하였다. 공학적 판단이 요구되는 지표조도구분 및 지형계수의 산정에 대해 요약적, 정량적으로 제시하였으며, KBC(2015)(안)에서 제공하는 지역별 기본풍속과 더불어 각 지역별 지형계수를 명시하였다. 또한 표와 그래프 및 산정식의 형태로 제공되는 각 계수에 대해 명시적으로 제시하였다.
따라서 평가범위 내에 농경지가 포함될 경우 지표면 조도구분 C로 판단할 수 있으며, 소규모농경지가 존재할 경우를 고려하여, 평가범위를 KBC(2015)(안)에서 제시하는 지표조도구분 평가 최소범위인 500m로 적용하였다. 농경지가 500m내에 포함 유무를 통해 조도구분 C를 평가하였으며, 이때 이용한 데이터는 환경공간정보서비스에서 제공하는 대분류토지피복지도를 활용하였다. 토지피복 지도는 지표면 상태에 따라 수역, 나지, 습지, 초지, 산림, 농경지, 시가화지역에 따라 지표면상태를 나타내는 데이터로 해상도는 30m로 이루어져 있다.
앞서 언급한바와 같이 지표면조도구분을 평가할 때 평가범위 내 여러 조도구분이 존재할 경우 가장 불리한 조도구분을 선택하도록 하고 있다. 따라서 평가범위 내에 농경지가 포함될 경우 지표면 조도구분 C로 판단할 수 있으며, 소규모농경지가 존재할 경우를 고려하여, 평가범위를 KBC(2015)(안)에서 제시하는 지표조도구분 평가 최소범위인 500m로 적용하였다. 농경지가 500m내에 포함 유무를 통해 조도구분 C를 평가하였으며, 이때 이용한 데이터는 환경공간정보서비스에서 제공하는 대분류토지피복지도를 활용하였다.
또한 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙에 의하면 보도의 유효 폭은 최소 2m로 서울특별시 옥외광고물 등 관리조례 제 9조에서 규정하고 있는 보행인 및 차향통행에 방해가 되지 않아야하는 기준을 충족하지 못하기 때문에 현실적으로 변장비가 2를 초과하기가 어렵다고 판단되어, 변장비는 2까지 제시하였다(Table 10).
또한 지붕의 평균 경사가 θ<10°이면 벽면의 GCpe값을 10% 줄일 수 있도록 제시하였다.
또한 틈새비 또는 변장비가 세시되어 있는 값 사이 값을 갖는 경우 선형보간을 통해 사용하도록 제시되어 있다. 본 연구에서는 옥외광고 설계에보다 용이하게 적용할 수 있도록 틈새비를 0.1 간격으로, 제시되어 있지 않은 값에 대해 선형보간을 통해 명시하여 제시한다. 또한 서울특별시 옥외광고물 등 관리조례에 의하면 돌출간판의 경우 벽면과 간판의 최대폭은 1m 이내로 하고 있으며, 지주형 간판의 경우 한 면의 면적이 3m²이내여야한다.
그러나 본 연구에서 제시하는 표준안은 일반 옥외광고업계의 비전문가가 활용할 수 있어야 함을 고려할 때, 이상과 같은 분석 절차는 실용적이지 못하다. 이를 위해 각 위치에 해당하는 지형계수의 평균을 통해 설계풍속 산정을 위한 지역별 평균 지형계수를 제시하였다. 이의 최댓값은 1.
본 연구에서는 풍하중 산정 기준시 고려되는 인자 중 지형에 대한 영향과 지표조도에 따른 고도분포계수, 기본풍속에 대해 KBC(2015)(안) 활용하여, 비전문가도 용이하게 풍하중 산정을 위한 설계풍속을 산정할 수 있도록 기본풍속, 지표조도의 영향, 지형의 영향, 설치 높이에 따른 영향의 평가방법에 대해 요약적 정량적 방법을 수립한다. 이와 같은 요소를 고려하여 산정된 설계풍속을 통해 설계속도압을 산정하고, 이를 이용하여 구조물의 종류에 따라 단위면적당 풍하중을 산정한다.

대상 데이터

대상 지역은 서론에서 언급한 바와 같이 2012년 태풍 볼라벤에 의해 다수의 옥외광고물 피해가 발생한 바 있는 인천광역시 전역에 대한 분석으로서, KBC(2015)(안)에 의해 지상 10m에 위치한 옥외광고물의 경우 각 위치의 지표조도와 지형의 영향으로 단위 면적당 풍하중은 Fig. 8에 보인 확률밀도함수(PDF) 또는 누적밀도함수(CDF)의 분포를 나타낸다.
또한 ’옥외광고물 등 관리법‘ 제4조에서는 옥외광고물의 유형별로 허가대상 광고물을 규정하고 있으며, 이 규정에 포함되는 경우 허가를 받도록 하고 있으며 이 경우 구조설계에 관한 서류를 제출해야 한다. 본 연구 결과의 표준안은 구조설계를 고려하고 있지 않은 광고물을 대상으로 하였다.
따라서 본 연구에서는 수치고도모형(digital elevation model, DEM)을 활용하여, 전국의지형계수를 평가하고, 각 기본풍속으로 명시하고 있는 지역의 지형계수를 제시함으로써 옥외광고물 설계 시 지형의 효과를 용이하게 반영하도록 한다. 본 연구에서 사용된 DEM은 수치지도의 등고선 데이터를 활용하여 구축한 것으로 격자 단위 30m 해상도를 갖고 있다. Fig.
본 연구의 대상인 가로형 및 세로형 옥외광고물과 지주형 및 돌출형 옥외광고물 중 가로형 및 세로형 옥외광고물은 대상구조물의 설치 높이와 설치위치, 건물의 위치와 최소폭을 고려하여 단위면적당 풍하중을 산정하며, 지주형 및 돌출형 옥외광고물은 구조물의 변장비와 틈새비를 통해 단위 면적당풍하중을 산정한다(Fig. 1).

성능/효과

또한 본 연구에서 제시하고 있는 표준안을 검증하기 위해 본 연구에서 제시하고 있는 지형계수의 분포와 건축구조기준을 통해 산정한 지형계수의 최댓값과 최솟값을 비교하였으며, 본 표준안을 통해 인천지역의 풍하중을 산정하고 인천 전역의 풍하중 분포를 통해 본 표준안의 적합함을 보였다.
3은 토지피복을시가화지역, 농경지, 수변 및 기타로 나누어 나타낸 것이며, 토지피복지도의 농경지에 해당하는 위치를 기준으로 농경지를 500m로 확장하여 나타낸 것이다. 이를 통해 전체 시가화지역의 77%가 500m내에 농경지가 포함되는 것으로 나타났으며, 옥외광고물의 설치가 대부분 시가화지역임을 고려할 때 안전측의 관점에서 지표조도구분 C로 평가할 수 있다.
이를 위해 각 위치에 해당하는 지형계수의 평균을 통해 설계풍속 산정을 위한 지역별 평균 지형계수를 제시하였다. 이의 최댓값은 1.19로 나타났으며, 실제 시가화지역의 최대지형계수는 1.26으로 지역별 평균값의 최댓값을 초과하지만, 1.19를 초과하는 지역은 전체 시가화지역의 약 1.7%만을 차지하며, 전체 시가화지역의 최대지형계수의 평균은 1.04으로, 지역별 평균값은 안전측 관점에서 합리적인 것으로 판단된다. Fig.

후속연구

그러나 본 연구에서 제시하는 표준안은 일반 옥외광고업계의 비전문가가 활용할 수 있어야 함을 고려할 때, 이상과 같은 분석 절차는 실용적이지 못하다. 이를 위해 각 위치에 해당하는 지형계수의 평균을 통해 설계풍속 산정을 위한 지역별 평균 지형계수를 제시하였다.
또한 풍하중 산정 시 지표조도구분은 공학적 판단이 요구됨에 따라 본 표준안에서는 지표조도구분 C와 D의 2단계로 구분하였으나, 추후 비전문가 관점에서도 조도구분에 따른 풍속고도분포계수를 세분화하여 적용할 수 있는 연구를 통해 보다 합리적으로 풍하중을 산정할 수 있도록 보완되어야 한다.
본 연구에서 수립된 표준안의 경우 중소규모의 영세사업장을 통해 생산되고 있는 불법광고물을 대상으로 하고 있으며, 이러한 표준안을 통해 궁극적으로 불법광고물을 차단하고 피해를 저감하는 효과가 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	시설물의 안전관리가 체계적으로 이루어지기 어려운 이유는?	이와 같이 건축구조기준에서 제시하는 풍하중에 비해 현저히 낮은 풍하중이 작용하였음에도 피해가 발생하는 것은 현재의 옥외광고물설계 시 구조적 안전성 측면에 대한 고려가 거의 이뤄지지 않고 있으며, 이는 공학적 전문지식의 부족으로 건축구조기준 등을 이해하고 적용하기에 어려움이 있기 때문으로 판단될 수 있다. 이처럼 시설물의 안전관리는 안전관리를 수행해야 하는 주체가 담당분야의 전문적 지식의 부족과 같은 이유로 체계적으로 이루어지기에 어려움이 많으며, Kim 등(2008)은 국가지리정보시스템과 시설물과의 연계를 통해 시설물의 안전관리시스템을 개선하고자 하였지만 옥외광고물의 경우 무분별한 불법광고물로 인해 데이터베이스를 구축하기조차 어려운 실정이다.
	옥외광고물이 구조 안전성에 관해 어떤 문제가 발생하고 있는가?	옥외광고센터(2013)에서는 옥외광고물 안전 표준 매뉴얼이 발행되었지만,사후관리 또는 안전점검이 주요 내용이며 옥외광고물의 설계단계로부터 시작되는 구조 안전성에 관한 안전관리는 고려되지 않고 있는 실정이다. 또한 행정자치부의 옥외광고업정보에 의하면 옥외광고물 산업은 중소규모의 업체가 전체 업계의 88%를 차지하고 있으며, 구조적 안전성을 보장하는 규정과 절차의 준수가 미비할 뿐만 아니라 안전관리 매뉴얼 내의가이드라인 부재 및 모호성으로 인해 불법 광고물이 팽배해있는 실정이다.
	옥외광고물이 제도 및 규정을 통해 안전관리가 이루어져야 하는 이유는?	최근 옥외광고물의 난립으로 인하여 경관 훼손의 문제는 물론 강풍으로 인한 파손이나 추락 등의 사고가 빈번히 발생하는 실정이다. 옥외광고물 등 관리법에 의하면 옥외광고물을 공중에게 항상 또는 일정 기간 계속 노출되어 공중이 자유로이 통행하는 장소에서 볼 수 있는 시설물로 ‘공공시설물’의 성격을 갖는다. 이러한 이유로 옥외광고물은 개인의 주의뿐만 아니라 제도 및 규정을 통해 안전관리가 이루어질 필요가 있다.

참고문헌 (11)

Architectural Institute of Korea(AIK) (2015) Korea Building Code (revision) (in Korean).
Kim. C.K., Hong, G.H., Gho, I.D. (2008) Development Strategy for a Facilities Safety Management System Based on NGIS. J, Comput. Struct. Eng. Korea, 21(5), pp.505-514.
Korea Out of Home Advertising Center (2013) Management Manual for Safety of outdoor Signboards.
Korea Out of Home Advertising Center (2012) 2012 Statistics of Outdoor Signboards.
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs(MOLTMA) (2010) Highway Bridge Design Code. Korea Road & Transpotation Association. (in Korean).
Ministry of Public Safety and Security (2013) Safety Installation Standards and Product Development with High Performance for the Damage Reduction of Outdoor Advertising Product by Strong Wind.
Ministry of Public Safety and Security (2015) Development of Wind Resistance Mitigation Technology with Considerations of Urban Climate and Environmental Change.
Standards Australia/Standards New zealand, Australian/New Zealand Standard, Structural Design Action, Part 2: Wind Actions, AS/NZS 1170.2:2002 (2002) Standards Australia, Sydney.
Simiu, E., Scanlan, R. H. (1996) Wind Effect on Structures Third Edition, John Wiley & Sons. New York, USA.
Wieringa, J. (1992) Updating the Davenport Roughness Classification. J. Wind Eng. & Industrial Aerodyn., 41, pp.367-368.
Wieringa, J. (1993) Representative Roughness Parameters for Homogeneous Terrain. Boundary-Layer Meteorol., 63, pp.323-363.

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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