초록 ▼

IV. 연구의 내용 및 범위
본 연구는 콘크리트 외벽체에서의 열교현상에 의한 에너지 손실을 근본적으로 방지할 수 있음과 동시에 합성거동에 의한 구조성능을 향상시키기 위한 중단열 외벽시스템을 개발하는 것이다. 1차년도의 주요한 연구는 풍하중에 저항 가능한 커튼월형 중단열 외벽시스템 개발을 위해 단위패널 및 실물모형의 단열 및 구조성능 실험을 수행하였다. 2차년도는 선행된 기술 개발을 바탕으로 실용화를 위한 상용제품의 개발 및 검증을 수행하였다. 이를 통하여 건물에너지 10% 절감 및 벽체 구조성능 1.5∼2.0배 향상을 달성하여

IV. 연구의 내용 및 범위
본 연구는 콘크리트 외벽체에서의 열교현상에 의한 에너지 손실을 근본적으로 방지할 수 있음과 동시에 합성거동에 의한 구조성능을 향상시키기 위한 중단열 외벽시스템을 개발하는 것이다. 1차년도의 주요한 연구는 풍하중에 저항 가능한 커튼월형 중단열 외벽시스템 개발을 위해 단위패널 및 실물모형의 단열 및 구조성능 실험을 수행하였다. 2차년도는 선행된 기술 개발을 바탕으로 실용화를 위한 상용제품의 개발 및 검증을 수행하였다. 이를 통하여 건물에너지 10% 절감 및 벽체 구조성능 1.5∼2.0배 향상을 달성하여 정부의 저탄소·녹색성장 정책에 기여하고자 한다.
◦ 풍하중에 저항 가능한 커튼월형 중단열 콘크리트 외벽시스템 개발(사무소 건물)
- 중단열 벽체의 합성거동을 위한 GFRP 전단열결재 최적화 및 시제품 생산
- 중단열 콘크리트 패널 성능검증 및 시스템화
◦ 공동주택 건설을 위한 커튼월형 중단열 콘크리트 외벽시스템 개발
- 고성능 GFRP 전단열결재 최적화 및 시제품 생산
- 공동주택 커튼월형 샌드위치 외벽패널의 시스템화
◦ 공동주택 건설을 위한 현장타설형 중단열 콘크리트 외벽시스템 개발
- 현장타설형 중단열 콘크리트 시공요소기술 개발 및 시공성 검증
- 현장타설형 중단열 콘크리트 외벽시스템의 시스템화
◦ 고정하중 및 휨을 받는 PC 내력벽형 중단열 콘크리트 외벽시스템 개발
- 대상건축물 선정(군 막사 등) 및 PC 내력벽형 시스템 설계
- 구조설계 및 부재성능 검증
- 접합상세 및 연결부 설계
◦ 개발된 외벽시스템의 실용화/사업화
- 중단열 외벽시스템(커튼월형)의 시공/생산 매뉴얼 개발
- 중단열 시스템의 현장 적용시 열교 방지 등을 통한 단열 성능 유지 방안 개발
- 중단열 외벽시스템의 Test-bed 적용 및 Pilot test 등 현장적용
◦ 중단열 외벽 시스템의 Test-bed 적용 및 모니터링
- 중단열 커튼월의 상용제품 생산 및 현장적용
- Test-bed의 기존 공법과 비교를 통한 에너지 성능분석 및 LCC/LCCO₂ 평가
- Test-bed 모니터링을 통한 실측 평가

Abstract ▼

IV. Content and scope of the research
The purpose of this research is to develope the insulated concrete sandwich wall panel that can improve structural performance by composite action as well as preventing energy loss from the concrete external wall through the thermal bridge.
The main resear

IV. Content and scope of the research
The purpose of this research is to develope the insulated concrete sandwich wall panel that can improve structural performance by composite action as well as preventing energy loss from the concrete external wall through the thermal bridge.
The main research in the first year was about the experiment on insulation and structural performance of real size model and unit panel for the development of curtain wall type insulated concrete sandwich wall panel resistant to the wind load. In the second year, the verification and development of the commercial product took place in order to commercialize it based on the development of preceding technology. The research is aimed at contributing towards low-carbon and green growth policy of the government by achieving 10 % reduction in building energy and improving wall’s structural performance by 1.5-2.0 times through the points mentioned above.
◦ Develope curtain wall type insulated concrete external wall system that is resistant to wind load (Office building)
- Produce prototypes and optimize GFRP shear connector for composite action of insulated wall panels.
- Systemize and verify performance of insulated concrete panels
◦ Develope curtain wall type insulated concrete external wall system for the construction of the apartment housings
- Produce prototypes and optimize high performance GFRP shear connector
- Systemize the curtain wall type sandwich external wall panel of the apartment housings
◦ Develope a cast-in-place type of insulated concrete external wall system for the construction of the apartment housings
- Verify constructability and develop a cast-in-place type of insulated concrete construction elemental technology
- Systemize a cast-in-place type of insulated concrete external wall system
◦ Develope PC bearing wall type of insulated concrete external wall system that can sustain fixed load and bending
- Plan PC bearing wall type of system and select target building(E.g. military barracks)
- Verify structural design and the member performance
- Plan details for braces and connections
◦ Commercialize developed external wall system
- Develope construction/production manual for insulated external wall system (curtain wall type)
- Develope insulation performance maintenance measures and prevention of thermal bridge in application of insulation system on site
- On site application of pilot test and application of test-bed of insulated external wall system
◦ Monitor and apply test-bed of insulated external wall system
- On site application and production of commercial product of insulated curtain wall
- Evaluate LCC/LCCO₂ and analyze energy performance by comparing it to existing construction method of test-bed
- Actual measurement by monitoring test-bed

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 3
• Summary ... 5
• 목차 ... 8
• Table of Contents ... 13
• 표목차 ... 18
• List of Tables ... 20
• 그림목차 ... 22
• List of Figures ... 27
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 32
• 1. 연구개발의 필요성 ... 32
• 1.1 건설 분야 저탄소.녹생성장의 필요성 ... 32
• 1.2 건물 에너지 절약 대응방안 ... 34
• 1.3 친환경 고효율 건물외피 시스템의 개발 필요성 ... 35
• 2. 연구개발의 중요성 ... 37
• 2.1 기술적 측면 ... 37
• 2.1.1 제로 에너지 빌딩구현을 위한 단열성능이 향상된 외벽시스템 ... 37
• 2.1.2 구조성능이 향상된 외벽시스템 ... 39
• 2.1.3 공기단축을 위한 PC 커튼월 공법의 재적용을 위한 핵심기술 ... 40
• 2.1.4 난연 및 내화성능이 향상된 외벽시스템 ... 40
• 2.1.5 BIM 도구를 이용한 구조설계 ... 41
• 2.2 경제.산업적 측면 ... 42
• 2.2.1 단열성능 향상에 따른 경제적 효과 분석 ... 42
• 2.3 사회문화적 측면 ... 44
• 2.3.1 녹색성장에 대한 인식 및 기여 ... 44
• 2.3.2 건축물의 미적 요구 수용 ... 44
• 3. 연구개발의 목표 및 내용 ... 45
• 3.1 연구개발 최종 목표 ... 45
• 3.2 세부목표 및 당해연도 연구목표 ... 45
• 3.2.1 세부 목표 ... 45
• 3.2.2 당해연도 목표 ... 46
• 4. 국내.외 기술개발 현황 ... 47
• 4.1 국내 건축물 단열시스템 ... 47
• 4.1.1 내단열 시스템 ... 47
• 4.1.2 중단열 시스템 ... 49
• 4.1.3 외단열 시스템 ... 50
• 4.2 국외 기술개발 현황 ... 50
• 4.2.1 콘크리트 샌드위치 패널 ... 50
• 4.2.2 고성능 중단열 콘크리트 벽체 ... 53
• 제 2 장 안동 산학연협력관에 대한 중단열 Test-Bed 적용 ... 62
• 1. Test-Bed 시범사업 적용 개요 ... 62
• 1.1 산학연 협력관 건립 개요 ... 62
• 1.2 고성능 중단열 커튼월의 적용 ... 64
• 1.2.1 적용부위 및 목적 ... 64
• 1.2.2 커튼월 기본 설계 ... 66
• 1.3 구조설계 변경 ... 67
• 1.3.1 상부구조 변경 ... 74
• 1.3.2 하부구조 변경 ... 82
• 2. 중단열 커튼월의 Test-Bed 현장 적용기술 ... 84
• 2.1 중단열 커튼월 설계 기술 ... 84
• 2.1.1 커튼월 전개도 작성 ... 84
• 2.1.2 커튼월 설계의 BIM 적용 ... 86
• 2.1.3 커튼월 단면 구조설계 ... 88
• 2.1.4 중단열 커튼월패널 지지부 설계 ... 94
• 2.1.5 내단열과의 연결부에 대한 보강 ... 97
• 2.2 커튼월 단열성능 기술 ... 99
• 2.2.1 단열선 연속화를 위한 커튼월 기본설계 ... 99
• 2.2.2 Test-bed 적용에 따른 단열 취약부 보강 ... 105
• 2.2.3 창호 주변 열교를 통한 결로 방지 해석 ... 109
• 3. 안동 Test-bed 에너지 분석 ... 115
• 3.1 벽체의 상당열관류율 계산 ... 115
• 3.1.1 상당열관류율 해석 개요 ... 115
• 3.1.2 상당열관류율 해석 ... 116
• 3.1.3 안동 Test-bed 해석 부위에 대한 상당열관류율 도출 ... 118
• 3.2 에너지 분석방법 개요 ... 119
• 3.3 단열 공법별 연간 난방 부하 해석 결과 ... 120
• 4. 중단열 커튼월의 제작 및 시공 ... 122
• 4.1 중단열 커튼월 제작 ... 122
• 4.1.1 자재 계획 ... 122
• 4.1.2 제작 ... 125
• 4.2 중단열 커튼월 운반 및 적치 ... 127
• 4.3 시공 ... 127
• 4.3.1 현장여건을 반영한 시공상세 검토 ... 127
• 4.3.2 현장 시공 ... 132
• 4.3.3 커튼월 시공 검측 ... 139
• 제 3 장 현장타설형 중단열 벽체용 GFRP 폼타이 개발 ... 142
• 1. GFRP 폼타이 개발 배경 및 목적 ... 142
• 1.1 연구배경 ... 142
• 1.1.1 중단열 공법의 개요 ... 142
• 1.1.2 현장타설형 중단열공법의 기존 실험결과 분석 ... 144
• 1.2 연구목적 및 방법 ... 145
• 1.3 현장타설형 중단열벽체의 구성 ... 146
• 1.3.1 거푸집 모듈 ... 146
• 1.3.2 단열재 모듈 ... 147
• 1.4 폼타이 재질에 따른 열성능 ... 148
• 1.4.1 현장타설 벽체의 폼타이 종류에 따른 에너지성능분석 ... 148
• 1.4.2 에너지 분석 결과 ... 149
• 2. GFRP 폼타이 기본 설계 ... 152
• 2.1 설계 요구조건 검토 ... 152
• 2.1.1 기능적 요구조건 ... 152
• 2.1.2 역학적 요구사항 ... 153
• 2.2 GFRP 폼타이 개발 ... 155
• 2.2.1 요구강도에 대한 설계 ... 155
• 2.2.2 요구기능에 따른 폼타이의 개발 과정 ... 158
• 2.2.3 요구기능에 따른 GFRP 폼타이의 최종(안) ... 160
• 2.2.3 GFRP 폼타이의 제작 ... 163
• 3. GFRP 폼타이 성능실험 ... 164
• 3.1 폼타이 플레이트의 강도 예비실험 ... 164
• 3.1.1 실험 개요 및 목적 ... 164
• 3.1.2 실험 계획 ... 164
• 3.1.3 실험결과 ... 165
• 4. 소 결 ... 168
• 제 4 장 차년도(3-2차년도) 연구계획 ... 169
• 1. 연구방향의 설정 ... 169
• 2. 요소기술 개발 ... 169
• 2.1 공동주택 현장타설형 중단열 외벽시스템 시공성 검토 ... 169
• 2.1.1 공동주택 현장타설형 중단열 외벽시스템 적용성 실험 ... 169
• 2.2 PC 전단벽형 중단열 외벽시스템의 핵심 요소기술 개발 ... 171
• 2.2.1 대상 건축물 선정 ... 171
• 2.2.2 2층 일체형 PC 전단벽 모듈 설계 ... 171
• 2.2.3 대표부재에 대한 구조성능 및 단열성능 검증 ... 172
• 2.3 커튼월 중단열 벽체 가상 Test-Bed 설계(SH공사 공동주택) ... 173
• 2.3.1 Test-Bed 대상건물 선정 ... 173
• 2.3.2 공동주택 커튼월형 중단열 시스템 실시설계 ... 173
• 3. 중단열 외벽시스템의 Test-Bed 적용 ... 174
• 3.1 공동주택용 현장타설형 중단열 벽체 Test-Bed 적용 ... 174
• 3.2 오피스용 커튼월형 중단열 벽체 Test-Bed 적용 (예산조건에 따라 선별 실시) ... 175
• 3.3 PC 전단벽형 중단열 벽체 Test-Bed 적용 (예산조건에 따라 선별 실시) ... 175
• 제 5 장 활용방안 및 기대효과 ... 177
• 1. 활용방안 ... 177
• 1.1 오피스형 커튼월 적용을 위한 기술 보급 ... 177
• 1.2 공동주택의 외단열 일환으로 기술 보급 ... 177
• 1.3 성과확산 ... 178
• 2. 파급효과 ... 179
• 2.1 기대효과 ... 179
• 2.2 경제적 파급효과 ... 180
• 2.2.1 핵심성과의 경제적 파급효과 ... 180
• 2.2.2 공공사업 적용효과 등 ... 180
• 참고문헌 ... 181
• 서지자료 ... 185
• Bibliographic Data ... 186