초록 ▼

본 연구는 기둥-보 공법의 공업화 목조주택에 적합한 에너지효율성 향상기술과 내화 및 차음성능 향상기술의 개발과 함께 목조주택의 전과정평가를 위한 기반을 구축하고 보급 모델을 제시하는 연구를 수행함으로써 그린 목조주택의 상용화에 기여하고자 하였다. 이들 결과를 요약하면 다음과 같다.

공업화 목조주택의 에너지성능 향상기술 개발
- 테스트하우스를 대상으로 한 목조주택 에너지성능 시뮬레이션을 수행하여 건축물의 에너지성능에 미치는 건물 외피의 단열성능, 창호의 면적과 열관류율, 기밀성능 등 주요인자들의 영향정도를 분석하였

본 연구는 기둥-보 공법의 공업화 목조주택에 적합한 에너지효율성 향상기술과 내화 및 차음성능 향상기술의 개발과 함께 목조주택의 전과정평가를 위한 기반을 구축하고 보급 모델을 제시하는 연구를 수행함으로써 그린 목조주택의 상용화에 기여하고자 하였다. 이들 결과를 요약하면 다음과 같다.

공업화 목조주택의 에너지성능 향상기술 개발
- 테스트하우스를 대상으로 한 목조주택 에너지성능 시뮬레이션을 수행하여 건축물의 에너지성능에 미치는 건물 외피의 단열성능, 창호의 면적과 열관류율, 기밀성능 등 주요인자들의 영향정도를 분석하였다.
- 기존 목조주택의 단열성능 및 기밀성능 평가를 통해 열손실 원인 분석 및 에너지 성능 향상방안을 도출하였으며, 패시브하우스 설계에 필요한 열관류율(0.15kWh/m2K) 기준을 만족하는 목구조 벽체의 구성안을 제시하였다.
- 열교의 최소화, 단열 및 기밀성능 향상 등을 고려한 설계 상세를 개발하여, 연간 난방에너지 요구량 1.7리터 수준의 기둥-보 목구조 패시브하우스 모델 설계안을 도출하였다.

기둥-보 목구조 벽과 바닥의 내화 및 차음성능 향상기술 개발
- 기둥-보 목구조에 적합한 바닥구조의 설계, 제작 및 내화시험을 통해 바닥난방용 몰탈층 설치로 인한 사하중 증가 시에도 1시간의 내화성능 발현을 검증하였다.
- 목구조 바닥의 충격음 차단성능에 미치는 구조적 강성, 상부 흡음층(흡음재, 토핑) 및 하부 마감층(소음채널, 석고보드)의 영향을 정량화하여 중량충격음 차단성능 기준을 만족할 수 있는 목구조 바닥 구성안을 도출하였다.
- 건축법의 열관류율 기준(0.27W/m2k)과 내화성능 기준(1시간)을 만족하는 목구조 벽체와 내화성능 기준(1시간)과 주택법의 중량충격음 차단성능(50dB)을 동시에 만족하는 목구조 바닥을 개발하여 실험적 검증을 완료하였다.

공업화 목조주택의 전과정평가
- 임업생산과 목재생산 단계의 전과정목록(LCI) 분석을 통해 국산 원목의 주요 수종별(낙엽송, 잣나무, 강원지방소나무, 중부지방소나무, 리기다소나무, 편백, 상수리나무)의 단위 재적(㎥) 생산 시 관련된 모든 투입 및 산출물을 데이터베이스화 하였으며, 목조 건축물에 주로 사용되는 구조용 제재목, 내/외장 마감재, 구조용 집성재에 대해서도 LCI 데이터베이스를 구축하였다.
- 국가 수확된 목제품의 탄소축적량 계산 시 요구되는 국가 반감기계수를 정립하기 위해 해외 방법론을 분석하였으며, 분석 결과와 국내 통계자료 구축 여건을 고려하여 향후 국가 수확된 목제품 반감기계수 개발을 위한 ‘단순분배방법’과 ‘탄소축적량 이용법’을 모색하고 이를 합친 반감기계수 개발 방법론을 정립하였다.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 발간사 ... 3
• 목 차 ... 5
• 요약 ... 9
• 제1장 서론 ... 11
• 1. 연구배경 및 필요성 ... 13
• 2. 연구동향 분석 ... 14
• 제2장 공업화 목조주택의 에너지효율성 향상기술 ... 15
• 1. 주택의 에너지성능 요소기술 조사 ... 17
• 1.1 건물 에너지성능 평가 방법 ... 17
• 1.2 건물에너지 성능평가 영향인자 ... 19
• 1.3 건물 에너지성능 시뮬레이션 ... 23
• 2. 공업화 목조주택의 에너지성능 평가 ... 30
• 2.1 건물의 에너지성능 평가 ... 30
• 2.2 기존 목조주택의 단열성능 평가 ... 37
• 2.3 해외의 고효율 저에너지 목조주택 조사 ... 52
• 2.4 벽체의 열관류율 평가 ... 55
• 2.5 패시브하우스 설계를 위한 고단열 목조벽체 구성제시 ... 57
• 3. 공업화 목조주택 에너지성능 등급별 기준 ... 59
• 3.1 단열성능 등급별 기준 ... 59
• 3.2 기밀성능 등급의 구분 ... 65
• 3.3 단열 및 기밀성능에 따른 건물 에너지성능 평가 ... 65
• 4. 기둥-보 목구조 패시브하우스 설계 ... 70
• 4.1 서론 ... 70
• 4.2 이론적 고찰 및 사례조사 ... 71
• 4.3 목조 패시브하우스 건축계획 ... 82
• 4.4 기둥-보 목구조 패시브하우스 설계안 ... 88
• 4.5 결론 ... 92
• 제3장 기둥-보 목구조 벽체와 바닥의 내화성능 및 차음성능 향상기술 ... 93
• 1. 국내 기준 분석 ... 95
• 2. 목구조 벽체의 내화성능 평가 ... 97
• 2.1 단열성능을 고려한 기준 목구조 벽체의 내화성능 ... 97
• 2.2 국내 열관류율 기준 만족 벽체의 내화성능 ... 101
• 3. 목구조 바닥의 내화성능 평가 ... 103
• 3.1 강성 보강 바닥구조의 내화성능 ... 103
• 3.2 중량충격음 기준 만족 기둥-보 목구조 바닥의 내화성능 ... 106
• 4. 목구조 바닥의 충격음 차단성능 평가 ... 110
• 4.1 강성 보강 목구조 바닥의 충격음 차단성능 평가 ... 110
• 4.2 중량충격음 차단성능 향상 목구조 바닥 개발 ... 112
• 5. 국내 내화성능 및 충격음 차단성능 기준 만족 목구조 바닥 개발 ... 115
• 5.1 바닥 구조체 설계 및 제작 ... 115
• 5.2 내화 및 충격음 차단성능 시험 ... 116
• 5.3 목구조 바닥의 내화성능 ... 118
• 5.4 충격음 차단성능 ... 119
• 제4장 공업화 목조주택의 전과정평가 ... 121
• 1. 서론 ... 123
• 1.1 연구의 배경 및 목적 ... 123
• 1.2 연구의 범위 및 내용 ... 124
• 1.3 연구의 추진전략 및 방법 ... 125
• 2. 국내외 연구동향 ... 128
• 2.1 목재관련 LCI DB 구축 현황 ... 128
• 2.2 임업 LCA DB 및 연구사례 ... 132
• 2.3 목조주택 전과정평가(LCA) 연구사례 ... 133
• 2.4 건축물 요소별 대체효과 비교 ... 134
• 3. 전과정 목록분석 결과 ... 135
• 3.1 임업생산 ... 135
• 3.2 목재생산 ... 177
• 4. 전과정평가 ... 192
• 4.1 건축물 전과정 평가 ... 192
• 4.2 건축물 LCA 프로그램 ... 196
• 5. 목재제품의 반감기 연구 ... 202
• 5.1 반감기 계수 결정사례 분석 ... 202
• 5.2 반감기 계수 개발을 위한 활동자료 조사 ... 204
• 5.3 반감기 계수 개발 방법론 정립 ... 208
• 6. 고찰 및 결론 ... 216
• 참고문헌 ... 219
• 끝페이지 ... 239