공동주택 소방시설 적법성 검토를 위한 화재안전규정 체크리스트 및 매뉴얼 개발

정수진 한양대학교 대학원 2019 국내석사

고층건물의 적법하지 않은 소방시설로 인한 화재 증가로 안전성 확보를 위한 법규 검토의 필요성이 증가하고 있지만 국내 공동주택의 경우 소방시설 화재안전규정에 대한 적법성 검토는 잘 이루어지지 않고 있다. 구조적 특성상 화재 시 인명피해의 위험이 큰 건축물임에도 검토가 미흡한 이유는 건축법과 소방법 혼재에 따른 법규 해석 오류에 있으며 이로 인해 설계도에 소방시설 일부가 누락된 상태로 준공검사 과정까지 진행되기도 하고 반대로 불필요한 소방시설의 과설계를 발생시키기도 하여 공사비 상승에 따른 건설사의 부담을 가중시킨다. 그러나 소방시설이 건축, 기계, 전기 등 각 공종별 설계도에 부분적으로 반영되고 있어 상당한 경력의 설계관계자라 하더라도 모든 법규 요소들을 파악하여 확인하는 것이 매우 어려운 실정이며 이에 공사 실행 이전 단계에서의 보완이 시급하다. 따라서 본 연구는 국내 건축공사에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 공동주택의 소방시설에 대하여 혼재돼 있는 법규 사항을 파악하고 공동주택 소방 법규 관련 선행연구 고찰을 수행하였다. 그리고 선행연구 고찰과 소방시설 설계검토 사례에서 발견된 화재안전규정 관련 설계오류 및 누락사항을 검토하여 건축법과 소방법 상의 소방시설을 한 번에 검토할 수 있는 항목을 도출하고 공종 간 간섭이 발생하는 부분을 확인하였다. 다음으로 도출된 검토항목들을 세부 기준에 따라 체크리스트로 정리하였으며 이를 소방 준공 업무에 참여하는 실무자 대상으로 항목별 중요도 및 현수준에 대한 IPA 분석을 실시하였다. 그 결과 모든 항목들이 중요도에 비해 현업에서의 실행도가 낮게 나타났으며 이를 바탕으로 실무 활용성을 고려한 매뉴얼을 개발하여 건설사의 소방 준공 리스크 저감에 기여하고자 한다.

다짐된 세립토의 투수계수에 관한 연구

장기원 제주대학교 2005 국내석사

메타버스 공간 사례 분석을 통한 효과적인 가상건축 설계 연구

이종섭 고려대학교 공학대학원 2023 국내석사

메타버스 공간 사례 분석을 통한 효과적인 가상건축 설계연구이 종 섭 건축사회환경공학과 지도교수 : 이 경 훈 요약문 본 연구는 메타버스 공간설계에서 필요한 검토 요인 도출 및 실제 사례를 분석하고 이를 통하여 보다 효과적인 공간설계를 제안하기 위한 연구 목적을 가지고 진행하였다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 본 연구는 제Ⅰ장에서 연구의 목적 및 연구 방법을 밝히고 본 연구와 관련한 분석 준거 틀을 마련하였다. 또한 연구 진행을 위하여 다음과 같은 사례와 범위를 세부적으로 선정하였다. 그리하여 확보한 사례분석을 바탕으로 효과적인 메타버스 공간설계의 아이디어를 얻은 후 이를 바탕으로 이용자 중심의 메타버스 공간 실제 설계안을 제안할 논거의 토대를 마련하였다. 제Ⅱ장은 본 연구와 관련된 의미 있고 중요한 선행연구들을 이론적으로 고찰하였다. 메타버스 개념과 관련하여 2007년 미국 코넬 대학 교수 로버트 블룸필드(Robert Bloomfield)를 참고하고 그가 분류한 메타버스 4가지 유형의 플랫폼을, 증강현실, 라이프로깅, 미러월드, 가상세계, 본 연구의 핵심 분류 기준으로 활용하였다. 특히, 증강 현실(Augmented Reality; AR) 및 혼합 현실(Mixed Reality; MR)의 적용이 가상현실의 발전을 압도하고, 일부에서는 인공지능(Artificial Intelligence; AI) 시스템으로 구현되는 가상세계가 인간의 실제 경험을 확장하고 현실을 더 이해하기 쉽고 흥미롭게 만들어 궁극적으로 일상에 대한 여러 문제를 개선할 것으로 전망되고 있다. 이에 본 연구는 ’증강현실‘을 기반으로 보다 효과적인 가상공간 설계를 모색하였다. 제Ⅲ장은 본 연구의 목적을 논거하는 사례 선정 및 분석 기준의 서술하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 이 중에서 가상세계에 해당하는 사례를 분석 대상으로 하였다. 본 연구가 수행한 사례분석은 물리적 환경, 공간 컴퓨팅(Spatial Computing), 초월성, 현전감(Presence), 자율성을 기준을 사용하였다. 이러한 개념들을 바탕으로 본 연구는 실제 사례 분석으로 국내 사례 2개와 해외 사례를 대상으로 하였다. 국내 사례인 로블록스 서울시 ‘따릉이 교육장’은 서울시설공단과 2021년 메타버스 플랫폼 로블록스가 2021년 서울시 공공자전거 '따릉이'의 가상교육장을 구축한 것이다. 이는 주로 10대가 주로 이용하는 메타버스 플랫폼 로블록스에 3D 콘텐츠의 따릉이 안전교육장와 홍보관을 구현한 것이며 사용자의 접근성을 무엇보다 고려한 것이었다. 그러나 가상세계는 사람들이 다른 사람들이 그들과 함께 있고 상호 작용할 수 있는 것으로 경험하는 지속적인 가상 환경이다(Schroeder, 2008). 가상 환경과 가상 현실 기술이 "사용자(또는 사용자)가 실제 환경이 아닌 다른 환경에 존재하는 느낌을 갖도록 허용하거나 강요하는 컴퓨터 생성 디스플레이"로 정의된다는 점에서 자율성이 강조된다. 하지만 ‘따릉이’ 사례에서는 사용자의 능동적인 경험이 극히 제한적인 분석결과가 나왔다. 다음 국내 사례는 가상전시 공간 ‘믐(MEUM)’이다. 가상전시공간 ‘믐’은 물리적인 제약을 해소하고 개인의 고유 전시공간을 향유하는 것을 목표로 제시된 프로젝트이다. 코로나19로 다양한 오프라인 문화예술공간에 방문객의 발길이 끊기면서 많은 전시관, 갤러리가 어려움을 겪게 되었다. 이때 ‘주식회사 믐’은 예술 작가들이 창작물을 전시하고 홍보할 수 있도록 메타버스를 이용한 온라인 3차원(3D) 전시장을 운영하였다. '믐' 사용 작가는 기본으로 작품을 20개까지 업로드할 수 있으며, 그 이상 작품을 설치할 경우 ‘포도’를 통해서 인벤토리를 확장해야 한다. 이러함에 '믐'은 소비자가 만들어가는 전시가 주목표로, 비용 없이도 전시공간을 이용할 수 있게 함으로써 소비자가 작가가 되고 또 소비자가 되는 순환과 공유 목표를 지향하는 것을 알 수 있다. 한편 해외 사례는 ‘제페토 월드’을 1차와 2차로 분리하여 사례분석하였다. 이유는 제페토 월드 1차와 2차가 많은 점에서 그 차이를 보이고 있기 때문이었다. 제페토 월드 내 시각적 세계는 현실에서의 월드와 동일하다. 서울에서 개최된 전시공간을 그대로 구현하여 물리적 공간, 3차원 구현과 현실감이 매우 높게 나타나는 특징을 지녔다. 좀 더 구체적으로 구찌의 제페토 월드는 1차와 2차의 성격에서 차이가 발생하는데, 1차는 게임과 아바타 장식, 구매 등의 활동에 초점을 맞춘 반면 2차는 전시공간의 체험에 중심을 두었다. 1차의 경우 물리적 환경, 공간 컴퓨팅, 초월성, 현존감, 자율성 모두에서 극단적으로 치우친 경향보다, 고른 특징을 보여준다. 다만, 시각적 기술력이 높고 사용자의 즐거움과 흥미를 유발할 수 있는 콘텐츠를 채우는 데 중점을 두었기 때문에 몰입감을 높여 현존감으로 연결될 여지가 있다고 판단된다. 2차의 경우 오프라인에서 개최한 전시를 그대로 가상에 구현하여 초월성을 높였다. 사용자는 현실과 가상공간을 넘나들며 초월성을 느낄 수 있었다. 제Ⅳ장은 본 연구의 목적을 수행하기 위하여 메타버스 건축‧설계의 계획과 실제를 서술한 장이다. 본 연구가 특히 주목하는 바는 ‘증강현실’이다. 증강현실이란 외재적 세계의 증강 형태로, 위치 인식시스템과 네트워크를 활용하여 개인의 현실공간을 확장한다(Smart, Cascio, & Paffendorf, 2007). 인간이 인식하는 현실공간에 가상의 2D/3D 물체를 겹쳐 보이게 하여 상호작용하는 환경을 제공하는 것으로, GPS를 활용한 위치정보에 마커(marker)와 시스루(see-through) 등을 활용한다(Aladin et al., 2020; Kim et al., 2020). 이러한 가상공간의 건축‧설계는 각 산업의 특성에 따라 다양한 양태로 전개되고 있다. 실제 공간설계 계획안은 가장 최근의 흐름을 반영하였다. 본 연구를 진행하고 있는 2022년 12월 현재, 메타버스는 이제 시대의 대세이며 필이다. 이러한 시대 흐름 속에서 본 연구가 목표하는 건축공간은 ‘재택근무를 통한 업의 공간’이다. 여기서 ‘협업’이란 반드시 모든 구성원들이 모여서 함께 작업을 해야 하는 업종이 아니다. ‘독립성’을 기반으로 하여 한 회사의 구성으로서 협업을 해야하 디자인 관련 업종이다. 이에 관한 본 연구의 상세 서술을 위하여 먼저 본 연구자가 각하는 메타버스 건축‧설계에 반드시 검토되어야 하는 요소는 다음과 같다. 메타버스 구현의 미래 가능성을 논의한 Dionisio와 Gilbert(2013)에 따르면 가상공간 설계의 중심 구성 요소는 네 가지 기능에 집약된다. 즉 리얼리즘, 유비쿼티(Ubiquity), 상호 운용성, 확장성을 갖추어야 한다. 나아가 효과적인 가상공간 건축‧설계를 위한 핵심 요인 지표로 본 연구는 다음과 같은 4가지 요인을 도출하였다. 첫째, 가상공간 주 사용자 연령대의 니즈를 구체적으로 파악해야 한다. 둘째, 가상공간 안에서 사용자가 현실을 대체할 목표를 세분화해야 한다. 셋째, 메타버스 가상공간 내 ‘비즈니스 생태계’ 중요성을 검토해야 한다. 넷째, 메타버스 내 가상공간 건축 설계 점검표를 작성하는 것이다. 이에 본 연구는 제Ⅳ장 3항에서 ‘증강현실(AR)’을 바탕으로 한 가상공간 실제 건축‧설계 계획하였다. 이를 위해 본 연구자는 가장 먼저 ‘테마’를 설정하였다. 그리고 상기 검토한 가상공간 내에 필요한 검토 요소를 작성하였다. 테마는 코로나19 팬데믹 확산으로 불가피하게 확산되는 비대면 근무환경을 설정하였다. 본 연구는 이러한 설정하에 원격 재택근무의 개념을 넘어, 가상공간에서 보다 효율적인 업무환경을 조성하고, 해당 비대면 조직구성원들의 효율적 업무 완수를 목표로 가상공간 건축‧설계안을 제시하고자 하였다. 본 연구가 제시하는 메타버스 가상공간 설계 계획안은 본 연구의 Ⅲ장 사례 분석에 포함되지 않은 ‘사무환경 구축’이다. 물론 비대면 사무환경 구축은 기존에 어느 정도 이루어져 있다. 하지만 기존에 구축된 비대면 사무환경 구축은 Ⅲ장 사례 분석의 가상공간 설계환경과 대개 동일하다. 이에 본 연구자는 Ⅲ장 사례 분석 결과를 바탕으로 더욱 발전된 ‘증강현실(AR) 글래스를 착용한 확장현실(XR) 환경의 비대면 사무환경’이라는 가상공간 설계 구축을 목표로 설정하였다. 이러한 본 연구와 관련 문준식(2014)은 가상현실(VR)을 “컴퓨터로 구현한 환경, 상황을 모의실험(simulate)하는 것 이외에 실질적으로 구축될 공간의 사용자가 가상으로 구현된 공간에서 마치 실제 상황이나, 환경에서 경험하는 것과 같은 느낌을 가지게 하는 것”으로 정의하였다. 또한 그는 가상현실 헤드셋 적용과 그 가능성에 관하여 연구하면서, 설계 도구로써, 다양한 대안들을 기존에 물리적 모델과 동일하게 간접적으로 체험해볼 수 있어, 설계 시간은 물론 기존 비용에 비해 경제적으로 훨씬 더 감소할 것이라 예측하였다. 또한 건설회사에서 모델하우스, 시공단계에서 설계도면의 이해를 증진, 클라이언트의 공간에 대한 이해증진, 디자인 과정에서 협업을 위한 도구로서도 활용가능할 것으로 예측하였다. 문준식(2014)의 예측처럼 현재 증강현실(AR) 글래스 기술은 매우 비약적이며 빠른 속도로 발전하고 있다. 2022년 9월, 중국 스타트업 기업이자 ‘AR 글래스’ 분야 세계시장에서 선두를 달리며 한국 시장 “AR 글래스 점유율 81%”를 확보한 <Nreal>이 ‘Nreal Air’ 제품을 출시했다. 2022년 12월 현재 자사 홈페이지와 쿠팡 등 쇼핑업체들을 통해 대중에 판매하고 있다. 이것으로 본 연구가 실제 계획하는 증강현실(AR)의 기술적 토대는 기본적으로 마련되어 있다고 판단한다. 본 연구는 실제 건축‧설계를 하기에 앞서 먼저 테마를 설정하였다. 테마는 ‘코로나19 확산으로 인한 메타버스 가상공간 비대면 사무 환경 구축’이다. 이러한 테마 설정은 2022년 12월 현재도 코로나19의 위력이 여전하기 때문이다. 또 기존에 코로나19로 인하여 재택근무 및 원격근무를 시행하였던 글로벌 기업들의 경우 그 장점이 우수함을 이해하고 그 업무 범위를 더욱 더 확장하고 있다. 다음으로 본 연구는 가상공간 건축‧설계의 목표를 ‘200명 규모의 1인 전용 가구(家具) 디자인 회사’로 설정하였다. 아울러 공간설계에 있어 회사의 사무실은 물론 그 회사 구성원이 생활하는 편의공간으로까지 그 공간의 범위를 확장하였다. 현재 대한민국 가구의 약 1/3이 1인 가구이다. 그리고 이것은 비단 한국만이 아닌 세계적인 추세이기도 하다. 그러므로 1인 가구(家具)는 매우 다양한 제품에 걸쳐 그 수요가 급증할 것이기 때문이다. 이 과정에서 ‘디자인’ 업종의 특성상 각 디자너이들이 굳이 한 회사의 한 사무실에 머물며 공동작업을 해야할 필요는 없다. 오히려 그것은 비효율적이다. 각 디자이너들의 디자인 설계와 계획에 따라 회사 밖은 물론 세계 곳곳을 방문하여 실태를 조사할 필요도 있다. 그리고 자신이 설계한 가구를 입체적으로 회사 구성원들에게 시연하여야 할 필요도 있다. 그러므로 디자인 업종 회사의 경우, 실제 몸은 어디에 있든 불문하고, 가상공간의 사무실 그리고 사무실을 중심으로한 부대시설 등이 설계된 공간을 이용하는 것이 훨씬 더 효율적이라 할 수 있다. 나아가 이러한 사무환경에 효율성을 더 높이기 위하여 단지 2D 화면으로 참여하는 것이 아닌, 3D 화면, 즉 확장현실(XR) 환경 속의 가상공간을 활용하는 것이 특히 몰입감 및 현전감 면에서 매우 효율적이며 보다 능동적인 활동을 이끌어 낼 수 있기 때문이다. 본 연구가 제시한 상기 계획안은 현재의 기술력으로도 충분히 실현가능한 사례이며 효율성 및 투자 대비 이윤 창출 면에서도 그 효과가 충분하리라 예상된다. 현재 시대는 MZ세대를 중심으로, 메타버스 기술을 중심으로 매우 빠르게 변화하고 있으며 또 확산되고 있다. 글로벌 IT 기업들은 메타버스 활용 및 투자에 매우 적극적으로 나서고 있다. 향후 이러한 메타버스 건축‧설계 시장에 치열한 경쟁과 발전이 있을 것이라는 것은 명약관화한 사실이다. 그러므로 새로운 미래 산업인 메타버스 산업기반 조성과 미래의 가치 창출을 위하여 기업은 물론 정부 차원에서도 전폭적인 관심과 지원이 있어야 할 것이다. 메타버스가 성숙함에 따라 메타노믹스의 경제 규모는 커지며, 현실 공간에서 제조업과 마케팅까지, 가상공간에서 엔터테인먼트와 다중정체성의 일반화까지, 현실과 가상의 융합에서 교육과 여행까지 확장될 것이다. 이는 도시와 도시의 연결, 도시와 국가의 연결, 나아가 지구의 연결로 확장될 것이다. 그럼에도 아직 완벽한 몰입을 유발하기 위한 디스플레이 기술, 웨어러블 기기의 기술력 등에 대한 한계가 존재하는 것은 사실이다. 공간 설계뿐 아니라 기술, 프로그래밍, 사용자의 감각 및 심리적 반응 등 다각적 차원에서 연구가 수행되어야 하며, 각 학문 분야 간 융합 연구가 요구된다. 핵심어 : 메타버스, 가상건축설계, 증강현실(AR), 확장현실(XR), 재택근무, 원격근무 A Study on Effective Virtual Architecture Design through Metaverse Space Case Analysis by Jong Seop Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering under the supervision of Professor : Kyung Hoon Lee Abstract This study was conducted with the purpose of deriving review factors necessary for metaverse space design, analyzing actual cases, and proposing more effective space design through this. In order to achieve this research purpose, this study clarified the purpose and research method of the study in Chapter 1, and prepared a framework for analysis related to this study. In addition, the following cases and scopes were selected in detail for the progress of the study. Based on the case analysis obtained, the idea of ​​effective metaverse space design was obtained, and based on this, the basis for the argument to propose a user-centered metaverse space design was prepared. Chapter Ⅱ theoretically reviewed meaningful and important preceding studies related to this study. Regarding the metaverse concept, refer to Robert Bloomfield, a professor at Cornell University in the United States in 2007, and classify four types of metaverse platforms he classified: augmented reality, lifelogging, mirror world, virtual world, and the core classification of this study. used as a criterion. In particular, the application of augmented reality (AR) and mixed reality (MR) overwhelms the development of virtual reality, and in some cases, the virtual world implemented by artificial intelligence (AI) systems It is expected to expand experiences and make reality more comprehensible and interesting, ultimately improving many problems of everyday life. Therefore, this study sought a more effective virtual space design based on 'augmented reality'. Chapter III describes the case selection and analysis criteria that support the purpose of this study. For this purpose, in this study, cases corresponding to the virtual world were analyzed. The case analysis conducted in this study used physical environment, spatial computing, transcendence, presence, and autonomy as criteria. Based on these concepts, this study targeted two domestic and overseas cases as an actual case analysis. In the case of Roblox Seoul’s ‘Dtareungi Training Center’, a domestic case, the Seoul Facilities Corporation and the 2021 metabus platform Roblox built a virtual training center for the public bicycle ‘Dtareungi’ in 2021. This is a metabus platform mainly used by teenagers, Roblox, which implements 3D contents of the Ttareungi safety training center and PR center, and considered user accessibility above all else. However, virtual worlds are persistent virtual environments in which people experience others as being present and able to interact with them (Schroeder, 2008). Autonomy is emphasized in that virtual environments and virtual reality technologies are defined as “computer-generated displays that allow or force the user (or users) to have the feeling of being in an environment other than the real one.” However, in the case of ‘Ttareungyi’, the active experience of users was extremely limited. The next domestic case is the virtual exhibition space ‘MEUM’. The virtual exhibition space 'Meon' is a project presented with the goal of relieving physical limitations and enjoying an individual's unique exhibition space. Due to COVID-19, many exhibition halls and galleries suffered difficulties as visitors stopped visiting various offline cultural and art spaces. At this time, ‘Meon Co., Ltd.’ operated an online 3-dimensional (3D) exhibition hall using metaverse so that artists could display and promote their creations. Artists who use 'Myeon' can upload up to 20 works by default, and if more works are installed, the inventory must be expanded through 'Grape'. In this sense, 'Beon' is aimed at the circulation and sharing goal of consumers becoming artists and consumers again by making exhibitions made by consumers as the main goal, allowing them to use the exhibition space without cost. Meanwhile, for overseas cases, 'ZEPETO World' was analyzed by separating the first and second cases. The reason is that there are many differences between the 1st and 2nd ZEPETO World. The visual world in ZEPETO World is the same as the real world. By implementing the exhibition space held in Seoul as it is, it has the characteristics of a physical space, three-dimensional realization, and a very high sense of reality. More specifically, Gucci's Zeppetto World differs in the nature of the 1st and 2nd. The 1st focused on activities such as games, avatar decorations and purchases, while the 2nd focused on the experience of the exhibition space. In the case of the first order, it shows even characteristics rather than extreme biases in all of the physical environment, spatial computing, transcendence, presence, and autonomy. However, since the visual technology is high and the focus is on filling the content that can arouse the user's enjoyment and interest, it is judged that there is room for it to be connected to a sense of presence by increasing the sense of immersion. In the case of the second exhibition, the exhibition held offline was implemented virtually as it is, enhancing transcendence. Users could feel transcendence by crossing the real and virtual space. Chapter Ⅳ describes the plan and practice of metabus architecture and design to carry out the purpose of this study. What this study pays special attention to is ‘augmented reality’. Augmented reality is an augmented form of the external world, which uses a location recognition system and network to expand an individual's real space (Smart, Cascio, & Paffendorf, 2007). It provides an interactive environment by superimposing virtual 2D/3D objects on the real space recognized by humans, and utilizes markers and see-through for location information using GPS (Aladin et al., 2020; Kim et al., 2020). The architecture and design of these virtual spaces are being developed in various ways according to the characteristics of each industry. The actual space design plan reflected the most recent trend. As of December 2022, when this study is being conducted, the metaverse is now the trend and feel of the times. In this trend of the times, the architectural space that this study aims for is 'the space of work through telecommuting'. Here, ‘collaboration’ is not necessarily an industry in which all members must gather and work together. It is a design-related industry that needs to collaborate as a composition of a company based on 'independence'. For the detailed description of this study, the elements that must be reviewed in the metabus architecture and design that this researcher rejects are as follows. According to Dionisio and Gilbert (2013) discussing the future possibilities of metaverse implementation, the central components of virtual space design are concentrated in four functions. In other words, it should have realism, ubiquity, interoperability, and scalability. Furthermore, as key factor indicators for effective virtual space architecture and design, this study derived the following four factors. First, it is necessary to specifically identify the needs of the age group of the main users of virtual space. Second, within the virtual space, users should subdivide the goal to replace reality. Third, the importance of the ‘business ecosystem’ within the metaverse virtual space should be reviewed. Fourth, to create a virtual space architectural design checklist in the metaverse. Therefore, in this study, the actual architecture and design of virtual space based on 'augmented reality (AR)' was planned in Chapter IV, Paragraph 3. To this end, this researcher first set up a 'theme'. In addition, necessary review elements were created in the reviewed virtual space. The theme set a non-face-to-face working environment that inevitably spreads due to the spread of the COVID-19 pandemic. Under these settings, this study aims to create a more efficient work environment in virtual space, beyond the concept of remote telecommuting, and present a virtual space architecture and design plan with the goal of efficiently completing work for the members of the non-face-to-face organization. The design plan for the metabus virtual space proposed by this study is the ‘establishment of office environment’, which is not included in the case analysis in Chapter Ⅲ of this study. Of course, the non-face-to-face office environment has been established to some extent. However, the existing non-face-to-face office environment construction is mostly the same as the virtual space design environment of the case analysis in Chapter Ⅲ. Therefore, based on the results of the case analysis in Chapter Ⅲ, this researcher set the goal of constructing a virtual space design called 'a non-face-to-face office environment in an extended reality (XR) environment wearing augmented reality (AR) glasses'. Moon Jun-sik (2014) related to this study describes virtual reality (VR) as “a computer-implemented environment and situation, in addition to simulating a situation, the user of the space to be actually constructed looks like a real situation in a virtually implemented space. However, it is defined as “to have the same feeling as experienced in the environment”. In addition, while studying the application of virtual reality headsets and their possibilities, as a design tool, he can indirectly experience various alternatives in the same way as existing physical models, which will reduce design time as well as economically compared to existing costs. predicted. It is also predicted that construction companies can use it as a model house, to improve understanding of design drawings in the construction stage, to improve the client's understanding of space, and to be used as a tool for collaboration in the design process. As predicted by Jun-sik Moon (2014), the current augmented reality (AR) glass technology is very rapid and developing at a rapid pace. In September 2022, <Nreal>, a Chinese start-up company and leader in the global market for ‘AR glasses’ and securing an “81% share of AR glasses” in the Korean market, launched the ‘Nreal Air’ product. As of December 2022, it is selling to the public through its website and shopping companies such as Coupang. With this, it is judged that the technical foundation of the augmented reality (AR) that this study actually plans is basically prepared. In this study, the theme was set prior to actual architecture and design. The theme is ‘establishing a non-face-to-face office environment in the metabus virtual space due to the spread of Corona 19’. This theme setting is because the power of Corona 19 is still present as of December 2022. In addition, in the case of global companies that have previously implemented telecommuting and telecommuting due to COVID-19, they understand that the advantages are excellent and are further expanding the scope of their work. Next, this study set the goal of virtual space architecture and design to be a single-person furniture design company with 200 employees. In addition, in space design, the scope of the space was expanded to include not only the office of the company but also the convenience space where the members of the company live. Currently, about one-third of households in Korea are one-person households. And this is a global trend, not just Korea. Therefore, single-person households will see a surge in demand across a wide variety of products. In this process, due to the nature of the ‘design’ industry, it is not necessary for each designer to stay in one office of one company and collaborate. Rather, it is inefficient. Depending on the design and plans of each designer, it is necessary to visit not only outside the company but also around the world to investigate the actual situation. In addition, there is a need to demonstrate the furniture designed by oneself to company members in three dimensions. Therefore, in the case of companies in the design industry, regardless of where the physical body is located, it can be said that it is much more efficient to use the space where the virtual space office and auxiliary facilities centered on the office are designed. Furthermore, in order to further increase the efficiency of such an office environment, it is very efficient and more active in terms of immersion and presence to utilize a 3D screen, that is, a virtual space in an extended reality (XR) environment, rather than just participating in a 2D screen. because it can lead to. The above plan proposed by this study is a case that can be fully realized with the current technology, and it is expected that the effect will be sufficient in terms of efficiency and profit creation compared to investment. The current era is changing and spreading very rapidly, centered on the MZ generation and metabus technology. Global IT companies are very active in utilizing and investing in the metabus. It is a clear fact that in the future, there will be fierce competition and development in the metabus architecture and design market. Therefore, there should be full interest and support from the government as well as companies in order to create a foundation for the new future industry, the metabus industry, and create future value. As the metaverse matures, the economic scale of metanomics will grow, expanding from real space to manufacturing and marketing, from virtual space to entertainment and generalization of multiple identities, and from the convergence of real and virtual to education and travel. This will expand to the connection between cities, cities and countries, and furthermore, the connection of the earth. Nevertheless, it is true that there are still limits to display technology and wearable device technology to induce perfect immersion. In addition to space design, research should be conducted in various dimensions such as technology, programming, and users' sensory and psychological responses, and convergence research between each discipline is required. Key words: metaverse, virtual architectural design, augmented reality (AR), extended reality (XR), telework, remote work

BIM 기반 건축물 전과정 평가를 위한 친환경 템플릿 개발에 관한 연구

이성우 한양대학교 2015 국내석사

Following the 1992 United Nations Conference on Environment and Development (UNCED) in Rio de Janeiro, an increasing focus has been placed on the importance of sustainable development in all industries, and a consensus on providing solutions related to various environmental pollutants from a pan-humanitarian perspective is being established. Thus, in an effort to reduce the environmental impact of buildings within the South Korean construction industry, research on the formulation of an inventory analysis database for building materials and the development of life cycle assessment technologies for buildings are actively underway. Furthermore, the recent development of environmentally friendly building policies on both national and international scales is facilitating further progress in this regard. In particular, studies related to efficiency increases in the construction industry through the use of Building Information Modeling (BIM) have received attention as a means of effectively developing green buildings. Therefore, the purpose of this study is to develop a BIM template for the life cycle assessment of BIM-based buildings, in order to quantitatively and objectively evaluate the environmental performance of buildings at the basic design stage. In order to achieve this goal, major materials according to the level of detail(LOD) were analyzed by examining previous research on template development and environmental performance evaluations. A database on six major categories of environmental impacts was then established in accordance with the major materials that were reflected in the template, through which a library-based categorization was constructed. In order to confirm the evaluation results within the BIM program Revit without linking a separate program for considering environmental impacts during the design phase, when the building is modeled using the major material libraries, a schedule for the life cycle assessment results of the building that utilized the result schedule was created. As a result, it became possible for the user to make decision making concerning the building’s environmental performance throughout the modeling process. Furthermore, guidelines were created for the establishment of databases required for the life cycle assessment of a building, such as the standard construction codes of the public procurement service, unit conversion factors, and databases in accordance with the six environmental impact categories associated with building materials. Additionally, guidelines on developmental methods and procedures for families that were matched to the databases were proposed all for users lacking knowledge of building life cycle assessments. Finally, a case analysis was performed in order to verify the building life cycle assessment of the developed environmentally friendly template (green template). The modeling was based on the items proposed by the green template guide it was equivalent to the LOD 300 level. An effectiveness test of the template developed by this study was conducted through a case study. Moreover, the applicability of the connecting method for the phase-by-phase green building certification system, and the integrated evaluation model established through the method presented above was also determined through case analysis. This study is comprised of seven sections: introduction, research trends associated with the life cycle assessment of BIM-based buildings, the development of main construction material families, the establishment of tables for life cycle assessment results, guidelines for life cycle assessments that utilize a green template, a case study proposal for life cycle assessments using a green template, and conclusion. Each section can be summarized as follows : Chapter 1 presents the background, purpose, and research flow of the study. Chapter 2 sets the developmental direction of the green template through the analysis of life cycle assessment research on buildings that used BIM. Chapter 3 presents research related to the development of primary construction material families for the efficient life cycle assessment of BIM-based buildings. Chapter 4 concerns interoperability improvements by proposing a methodology that uses tables, in order to improve existing assessment methods that perform environmental evaluations of BIM-based buildings through connections between programs. Chapter 5 proposes guidelines for a green template that enables an environmental performance evaluation of buildings, valid for application of green templates to users lacking professional knowledge of building life cycle assessments. Chapter 6 verifies the effectiveness of the green template by conducting a case analysis on a life cycle assessment method that utilizes the existing statement of quantity estimation, along with a life cycle assessment method that utilizes the green template. Chapter 7 presents the results derived from this study, and recommends directions for future research. 1992년 리우 유엔환경개발회를 시작으로 모든 산업에서 지속가능한 발전의 중요성이 점차적으로 대두되고 있으며 범인류적인 관점에서 다양한 환경오염의 해결책을 마련해야 한다는 공감대가 형성되고 있다. 이에 국내 건설산업에서는 건축물의 환경영향을 저감하고자 건축물의 전과정 평가기술 개발과 함께 건축자재의 목록분석 데이터베이스 구축 등의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근 국내외 친환경 건설정책개발 등을 통해 이를 보완 및 발전시키고 있다. 이러한 친환경 건축에 능동적으로 대처하기 위한 수단으로 BIM을 이용한 건설산업의 효율성향상 제고에 관한 연구가 주목받고 있다. 따라서 본 연구는 기본설계단계 건축물의 환경성능을 보다 정량적이고 객관적으로 평가하기 위해 BIM기반 건축물의 전과정 평가를 위해 BIM 템플릿 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 템플릿개발과 환경성능평가에 대한 연구고찰을 통해 LOD 별 주요 건축자재를 분석하여 템플릿에 반영할 주요 건축자재별 6대 환경영향 데이터베이스를 구축하였고 라이브러리를 구축하였다. 설계단계 주요 건축자재 라이브러리를 활용하여 모델링 시 사용자는 타 환경영향을 고려하기 위한 프로그램의 연동할 필요 없이 BIM 프로그램인 Revit 내에서 평가결과를 확인하기 위해 Revit의 일람표기능을 활용하여 건축물 전과정 평가결과 일람표를 구축하였다. 이를 통해 사용자가 모델링을 통해 환경성능에 대한 의사결정이 가능하도록 하였다. 또한, 건축물의 전과정 평가에 대한 지식이 없는 사용자를 위해 자재에 따른 6대 환경영향 범주별 데이터베이스, 조달청 표준공사코드, 단위환산계수 등의 건축물 전과정 평가에 필요한 데이터베이스의 구축방법과 데이터베이스를 매칭한 라이브러리의 개발방법 및 과정을 가이드라인으로 작성하여 제안하였다. 마지막으로 개발된 친환경 템플릿의 건축물 전과정 평가 유효성 검증을 실시하기 위해 사례분석을 실시하였다. 친환경 템플릿 가이드라인에서 제안하는 사항들을 토대로 모델링을 진행하였으며 LOD 300 수준에 준하는 모델링을 실시하였다. 사례분석을 통해 본 연구에서 개발된 템플릿의 유효성 검증을 실시하였다. 본 연구는 총 7장으로 구성되어 있으며, 제 1장은 서론, 제 2장은 BIM을 이용한 건축물 전과정 평가 연구 동향, 제 3장은 주요 건축자재 라이브러리 개발, 제 4장은 전과정 평가결과 일람표 구축, 제 5장은 친환경 템플릿 활용 전과정 평가 가이드라인, 제 6장은 친환경 템플릿 활용 전과정 평가 사례분석 제안 그리고 제 7장은 결론이며 각 장은 다음과 같이 요약될 수 있다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 목적, 그리고 연구흐름을 기술하였다. 제 2장에서는 BIM을 이용한 건축물의 전과정 평가 연구에 대한 사례를 분석하여 친환경 템플릿의 개발 방향성을 설정하였다. 제 3장에서는 BIM 기반의 건축물 전과정 평가를 원활하게 하기 위한 주요 건축자재 라이브러리 개발에 관한 연구에 대하여 기술하였다. 제 4장에서는 BIM 기반의 건축물 환경성능 평가 시 프로그램과의 연동을 통해 평가하였던 기존의 평가 방식을 개선하고자 일람표 활용 방법론을 제시하여 상호운용성 개선에 대해 언급하였다. 제 5장에서는 건축물 전과정 평가에 관한 전문적 지식이 없는 사용자를 위해 친환경 템플릿을 활용 유효한 건축물의 환경성능을 평가 할 수 있도록 친환경 템플릿 가이드라인을 제안하였다. 제 6장에서는 기존의 물량산출서 활용 전과정 평가방법과 친환경 템플릿활용 전과정 평가 방법의 사례분석을 실시하여 친환경 템플릿의 유효성을 검증하였다. 제 7장에서는 본 연구로부터 도출된 결과를 기술하고, 향후 수행되어야 할 연구방향에 대하여 제시하였다.

볏짚 베일 건축의 환경성능에 관한 연구

신경준 공주대학교 대학원 2004 국내석사

볏짚 베일 건축은 건축, 인간, 자연 세 가지 객체에서 각각 재료의 리사이클링 증대, 에너지 소비억제 유해물질방출 감소, 자연요소의 확대와 정서적 안정도모 그리고 쾌적한 건축환경조성 등 친환경적 역할을 한다. 개발과정에서 오염원의 감소, 자연 파괴의 최소화라는 의미가 있다. 친환경건축에서 볏짚 베일 건축의 생태적 의미는 재료, 정서, 에너지 측면에서 자연, 인간, 건축의 상호작용 속에서 생태학적 매개체로서 나타나는 친환경성, 에너지 효율성, 재료의 리사이클링으로 정리될 수 있다. 볏짚 베일 건축은 그 재료에 가치가 있으며 문화적인 측면으로 소박함, 자연스러움, 토속적 이미지를 제공하여 정서적 안정을 가져온다. 볏짚 베일은 건축 재료로서 단열재로도 비내력벽용으로 가치가 충분하다. 또한 볏짚 베일 재료를 발포 폴리스티렌 단열재와 대체 적용하면 벽 두께가 약 2배 정도 두꺼워지는 단점이 있으나 단열재 적용 면적에 따른 총 내재에너지는 약 20-40배 감소된다. Energy-10 version 1.5를 이용하여 주거용 건물면적 85㎡을 시뮬레이션한 결과 볏짚 베일 건물의 전체 열관류율이 조적조와 철근콘크리트 건물 보다 작아 연간 건물에너지 사용량이 각각 11.3-11.5% 절약된다. 그리고 냉난방에 소요되는 에너지 절감과 동시에 건물에서 방출되는 온실가스 방출량이 CO2가 약 9.5%, SO2는 약 5.6% 그리고 NOX는 약 7.7% 절감된다. 따라서 에너지 효율성과 온실가스 방출량 감소라는 측면에서 조적식과 철근콘크리트 구조의 건물을 대체하는 건물 재료라는 데 의미가 있다. 위에서 분석한 친환경적 의미의 실천양식으로 볏짚 베일 건축의 효용가치가 크다고 할 수 있다. 향후 현대건축에서 친환경적 의미를 살리며 보편적으로 이용되기 위해서는 실측을 통한 정확한 에너지 성능평가가 선행되어야 하며, 다양한 유형과 면적 등에 대한 체계적인 분석 연구가 필요하다. 이를 위해서는 조적식과 철근콘크리트 구조의 건물 만큼 시공성의 확보와 시방에 대한 기술 축적 또한 필요하다. Environmental pollution and a ruin of ecosystem resulted from thoughtless developments emphasize the value of environment in various fields. A new concept pursuing harmony between human and an ecosystem, for example, eco-village, environmentally friendly architecture, sustainable architecture and so on, appeared in the architecture field. Traditional way of architecture using straw bale has been neglected. But much interest is taken into straw bale building focused on small buildings. This study aims to evaluate on energy and environmental performance of straw bale building. Energy conservation in buildings becomes important in the context of limiting of greenhouse gas emission into the atmosphere and reducing costs of materials. Embodied energy of alternative straw bale building was compared with that energy of brick and concrete buildings. The straw bale building required less embodied energy than those of brick and concrete buildings. The annual building energy performance of the house with the floor area of 85㎡ was evaluated with Energy-10 of a building energy simulation program. The annual building energy demand for the building was about 11% smaller than those of brick and concrete buildings. It was also found that the greenhouse gas emission of the straw bale building can be reduced more CO2(9.5%), SO2(5.6%) and NOX(7.7%) than those of brick and concrete buildings. Consequently, straw bale can be used in buildings as alternative materials, replacing conventional building materials of brick and concrete, in relation to energy efficiency and greenhouse gas emission.

자연소재 마감재를 이용한 실내공기질 개선 연구

이지영 中央大學校 建設大學院 2006 국내석사

최근 건축재료에 사용되는 수많은 화학물질은 실내공기의 VOCs와 폼알데하이드의 중요한 발생원이 되고 있으며, 고농도로 방출하는 특징이 있어 빌딩증후군(Sick building Syndrome)과 같은 문제를 유발하고 있다. 그러나 많은 경우, 이러한 재료의 특성에 대해서 고려되지 않은 채 건축자재의 선정이 이루어지기 때문에, 실내마감재를 비롯한 각종 건축재료 및 접착제 등으로부터 발산되는 오염물질로 인해 실내거주자들의 건강이 크게 악화되고 있는 상황이다. 따라서 환경친화적 재료의 선택 및 오염원으로 작용할 수 있는 건축자재, 내장재 등을 개량하여 실내의 오염물질 농도를 낮추는 것이 요구되고 있다. 이에 대해 건축자재 생산업체에서는 환경부하를 최소화하는 다양한 건축재료들을 개발하고 있다. 특히 환경친화 개념의 도입으로, 황토, 규조토, 옥석분말 등의 자연소재를 혼합한 친환경재료들이 개발되고 있는데, 이러한 재료들의 실내공기질 개선효과에 대한 과학적인 입증 자료는 아직 미흡한 상황이다. 따라서, 본 고에서는 자연소재를 혼합한 친환경 복합마감재인 규조토벽면마감재와 황토마감재의 VOCs와 폼알데하이드의 방출특성 및 저감 성능을 평가함으로써, 각각의 재료에 대한 실내공기질 개선 성능 평가를 위한 기초자료를 도출하고자 하였다. 본 연구는 자연소재마감재를 대상으로 소형챔버실험과 현장실험을 통하여 VOCs와 폼알데하이드의 방출특성 및 저감성능을 분석한 것으로 연구결과는 다음과 같다. 1. 규조토 시험체를 설치한 소형챔버 실험을 통해 규조토마감재가 VOCs 및 폼알데하이드의 저감에 효과가 있는 것으로 나타났다. 규조토를 설치한 챔버와 규조토를 설치하지 않은 챔버의 시간 경과에 따른 VOCs 농도를 비교한 결과, 규조토를 설치한 챔버의 VOCs 농도는 30분 경과 후에 50%이상 저감 되었으며, 8시간 경과 후에는 65~100% 저감되었다. 또한 규조토마감재는 HB 건축자재 인증등급에서 TVOC 최우수, HCHO 우수 마감재로 평가되었다. 따라서 규조토마감재의 활용 시 실내오염물질농도를 저감시킬 수 있을 것으로 예상되며, 추후 현장 실험을 통하여 실제 주거건물에서의 실내공기질 개선 성능을 검증해야 할 것으로 판단된다. 2. 황토마감재의 오염물질 방출강도를 분석하기 위하여, 일반황토마감재, 황토벽지, 대마황토마감재를 대상으로 소형챔버를 실시하였다. 실험결과, 일반황토마감재와 황토벽지의 TVOC 방출강도는 각각 0.063, 0.056㎎/㎡.h로, HB 건축자재 인증등급에서 모두 최우수 마감재로 평가되었다. 한편 대마황토마감재의 TVOC 방출강도는 0.131㎎/㎡.h로 HB 건축자재 인증등급에서 우수 마감재로 평가되었다. 3. 일반황토마감재, 황토벽지, 대마황토마감재를 대상으로 소형챔버를 실시한 결과, 일반황토마감재, 황토벽지에서는 폼알데하이드가 거의 방출되지 않았으며, HB 건축자재 인증등급에서 최우수마감재로 평가되었다. 한편, 대마황토마감재의 HCHO 방출강도는 0.021㎎/㎡&#8228;h로 HB 건축자재 인증등급에서 양호 마감재로 평가되었다. 본 실험을 통해 같은 재료의 마감재인 경우라도 성능의 차이가 날 수 있음을 확인하였으며, 보다 다양한 연구를 통하여 건축자재의 개별 성능이 제시되어야 할 것으로 판단된다. 4. 현장 실험을 통해 대마황토재료와 일반재료로 마감된 내부 공기환경을 비교 측정한 결과, 대마황토재료로 내부마감된 실의 TVOC 오염농도는 일반실에 비해 약 30%정도 낮은 것으로 나타났다. 한편, 대마황토마감실의 폼알데하이드 오염농도는 실내공기환경 기준에는 만족하였지만, 일반실에 비해 높은 방출률을 보였다. 이는 측정실안에 있던 침대와 장롱 등에서 방출되는 폼알데하이드 오염농도로 판단된다. 본 실험을 통해 황토실인 경우라도 가구가 내재되어 있다면 폼알데하이드의 오염농도는 높은 결과를 보임으로써, 폼알데하이드 오염물질은 주로 가구에서 발생되고 있음을 확인하였다. 또한 실험에서 앞서 측정실내부에 있던 가구 및 오염원에 대한 파악이 부족했으며, 추후 동일한 조건에서의 재실험이 이루어져야할 것으로 판단된다. 5. 황토일반실과 고온의 황토찜질실을 대상으로 라돈가스 농도를 측정한 결과, 모두 기준치인 2.0~4.0pCi/ℓ를 초과하지 않은 것으로 나타났다. 또한 두 실의 평균 농도는 비슷하게 나타나, 황토마감실의 라돈발생량이 온도에 의해 큰 영향을 받지 않은 것으로 판단된다. 본 연구는 최근 시판되고 있는 자연소재를 혼합한 건축마감재료 중 일부를 대상으로 실험한 결과로서, 향후 보다 다양한 재료들에 대한 연구를 통하여 친환경건축자재가 제시되어야 할 것이다.

共同住宅의 親環境性能 評價方法에 관한 硏究

전성원 中央大學校 大學院 2001 국내박사

지구환경의 오염에 따른 환경보전의 문제는 오늘날의 산업정보 사회가 당면하고 있는 가장 중요하고도 시급히 대처해야 될 문제중의 하나이다. 건설은 국가 경제의 매우 큰 부분을 차지한다. 우리나라의 경우 1996년 기준 59조원 또는 GDP의 14%에 해당하며 전체 취업자의 9%에 해당하는 전문직 및 기능직 고용창출을 하고 있다. 또한 국가의 재생산 가능한 부의 50% 이상이 건설시설에 투자된다. 따라서 건설 산업에서 운영과 자원 효율성을 증진시키는 작은 변화조차도 경제적 부와 환경 개선에 크게 기여할 수 있다. 이와 같이 건축이 다른 산업&#8228;경제부문보다 환경에 미치는 파급효과는 매우 지대하며 그 영향은 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 이에 선진 각국에서는 환경친화적이고 지속가능한 개발의 개념을 도입한 환경친화적 건축, 지속가능한 건축, Green Building, 생태건축 등 다양한 이론과 개념으로 지구환경문제에 대처하면서 보다 쾌적하고 인간적인 건축물을 창출하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 또한 환경친화적인 건축의 적절한 가이드 라인의 제시 및 건설 촉진을 통한 환경 보존의 활성화를 위한 환경관리기법으로 환경성능 평가제도를 도입&#8228;시행하고 있는 실정이다. 환경성능 평가제도는 건물 전과정(Life Cycle Assessment LCA)을 통한 자료조사 및 이에 대한 환경성능평가를 하여 건물의 환경성능을 인증하는 제도로 건물의 전과정동안 환경성능을 분석하여 가장 환경적으로 건전한 조건으로 설계할 수 있는 지침을 만들고 또한 환경친화적 건축의 개발이나 개선뿐만 아니라 환경친화정도의 판단등 다양한 환경관리를 목적으로 사용되어, 향후 도래할 Green Round의 각국의 건축물에 대한 환경평가에 사용될 가장 기본적인 기술수단으로 발전되고 있다. 이에 따라 선진각국은 BREEAM, LEED, GBTool, 등 자국내 경제적, 환경적, 기술적 특성에 맞는 환경성능 평가방법에 대한 연구가 이미 1990년대초부터 시작되어 현재 실제 적용단계 수준에 이르고 있으며 환경성능 평가에 따라 자국내 건물에 대한 규제 및 제한을 실시하고 있는 실정이다. 그러나 국내 건축물의 환경성능 평가제도는 도입 초기 단계로 외국의 평가제도를 일부 수정&#8228;적용한 것으로, 국내의 경제적&#8228;환경적&#8228;기술적 특성의 고려가 미약하여, 이에대한 적용에는 상당부문 우리나라 실정과 차이가 발생하여 평가결과에 대한 신뢰성에 문제가 제기될 수 있다. 따라서 국내 실정에 적합한 환경성능 평가방법에 대한 연구가 매우 시급한 실정이다. 이에 국내 경제적&#8228;환경적&#8228;기술적 특성을 고려한 국내 실정에 적합한 환경성능 평가방법을 제시하고자 하였다. 그러나 건축물의 사용용도에 따라 다양한 형태와 구성을 이루고 있어 이에 대한 범용적인 적용은 다소 무리가 발생하며 건물 유형에 따라 구분하여 평가제도를 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 건축물의 환경성능 평가방법을 개발함으로써 건물 전반에 걸친 환경성능 평가방법의 개발을 촉진하고자 하였다.

地下住居空間의 室內空氣環境(IAQ) 測定 硏究

한태식 中央大學校 建設大學院 2005 국내석사

1970년대부터 우리 사회는 산업 및 경제의 급속한 발전으로 이농민들의 도시집중현상이 발생하였고, 1980년대 인구밀도가 높은 수도권 및 대도시에서는 도심내의 지가상승요인과 주거공간의 부족현상에 의하여 저소득층의 주택문제를 해소하고자 지하주거가 새롭게 등장하였다. 지하주거는 토지 이용의 효율화 및 경제성 제고라는 측면에서는 일부 고려할 가치가 있지만 대부분이 비정상 주거로서 구조적 특성상 환기, 채광 및 습도 등의 환경적 요소는 지상공간에 비해 절대 불리한 조건을 내포하고 있다. 특히 충분한 환기확보의 어려움으로 인하여, 지하주거에서 발생한 각종 오염물질은 한정되고 밀폐된 공간 내에 그대로 축적됨으로써 거주자들의 건강을 크게 위협하고 있지만 이에 대한 인식은 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 지하주거공간 실내공기환경의 문제점을 정량적으로 밝혀내기 위하여 서울, 경기지역 등 수도권에서 환경적으로 열악한 지하주거공간 30세대를 대상으로 2004년 5월 19일부터 2005년 2월 15일 까지 4 계절에 걸쳐 실내의 온도ㆍ습도 등 온열환경요소와 COㆍCO2ㆍ분진ㆍ라돈ㆍ폼알데하이드ㆍ휘발성유기화합물 및 총부유세균 등 오염물질요소를 측정하였고, 각 세대의 측정결과를 항목별로 분석하였으며, 이를 바탕으로 지하주거공간의 실내공기환경 개선을 위한 기초자료 및 검토방안을 제시하고자 하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 지하주거 측정세대에 대한 기초조사 결과를 보면, 지하세대 거주자의 주거형태는 대부분 열악한 영세주거형태이며, 주로 60세 이상 노인층이 많은 것으로 나타났다. 또한, 이들의 주거공간 면적은 평균 약 7.8평 규모 정도이며, 매우 협소한 공간에서 생활하고 있는 것으로 조사되었다. 또한, 건축물은 약 20년 이상으로 노후화되어 균열, 누수 등의 현상이 발생하고 있었고, 특히 창면적비가 적고 지하율이 높아 채광, 환기측면에서 매우 불리한 구조임을 확인 할 수 있었다. 거주자들은 관절염, 만성기침, 무력감, 알레르기, 피부병 및 두통 등의 질환을 호소하였으며 건강의 위협을 받고 있었다. 2) 지하주거 실내공기환경의 측정분석 결과를 살펴보면, 먼저 실내외 온도차는 겨울철이 가장 크게 나타났고 이 때, 지하주거의 실내온도와 실내표면온도와의 차도 겨울철이 가장 크게 나타났다. 한편, 습도는 여름철에 장마의 영향과 누수 등으로 인하여 높은 분포를 보이고 있었는데, 이와 같은 지하공간의 온도차와 습도분포는 결로, 곰팡이 등의 발생요인이 되는 것으로 나타났다. 실내공기 오염물질 중 부유분진(TSP)은 전반적으로 세대 거주인원이 적고, 실내활동이 적어 기준치 이하의 농도분포를 보이고 있었지만 방이 협소하고 환기가 부족한 일부세대에서 기준치를 초과하였다. 그러나 CO 및 CO2 농도는 가스렌지 가동 시 높게 검출되었으며, 특히 CO2는 55%의 세대에서 기준치를 초과 하였다. 이는 거주공간협소, 렌지후드 미설치 및 환기부족 등이 원인으로 확인되었다. 또한, 라돈가스 농도는 건축물의 노후화로 라돈의 반감기가 감소되어 기준치 이하로 나타났으나, 지하율이 깊고 라돈성분이 많은 지질여건 및 환기가 부족한 세대에서는 최고 3.74 pCi/ℓ 까지 기준치를 초과하여 검출되고 있었다. 한편, 건축자재에서 방출되는 폼알데하이드는 측정 세대가 노후 된 건축물이므로 기준치 이하의 농도분포를 보이고 있었지만 실내농도의 경우 실외와 비교하여 약 2.7배 이상 높게 검출되고 있었고 특히, 여름철에 약간 높은 농도분포를 나타내고 있었다. 그러나, 실내 총휘발성유기화합물(TVOC)의 농도는 73%의 세대에서 기준치를 훨씬 초과하여 검출됨으로써 폼알데하이드와는 달리 휘발성유기화합물은 세대내의 실내환경, 건축자재, 가구상태, 의류 및 생활습관 등 복합적인 요인에 의해 농도가 높게 나오는 것임을 확인할 수 있었으며, 아울러 실외농도의 영향을 받는 것으로 판단된다. 총부유세균 및 곰팡이에 대한 측정결과 측정세대의 80% 이상에서 기준치를 훨씬 초과하여 검출되었고 계절적으로는 여름과 가을철에 장마철 누수 및 습도 증가에 따라 높게 나타났으며 겨울철인 경우에도 환기부족과 결로가 심한 곳에서 약간 높은 오염농도 값을 보임으로써 지하주거에서 대체적으로 총부유세균 및 곰팡이의 오염도가 심각함을 파악할 수 있었다. 3) 지하주거 실내공기환경의 개선방안을 검토해보면, 현실적인 방안으로 기술적 접근방법을 고려해 볼 수 있고, 근본적인 대책으로는 크게 제도적 접근방법을 생각할 수 있다. 기술적 접근방법으로는 건축적인 방안과 설비적인 방안을 검토할 수 있으며, 이를 위해서는 지하주거에 대한 객관적인 시설 및 환경기준 마련이 선행되어야 할 것이다. 이와 함께 건축적인 방법을 보면, 신축 시 적정한 지하주거면적, 지하율 및 자연환기를 고려한 창면적비의 확보가 요구되며, 단열, 방수 등에서 철저한 시공이 필요한 것으로 생각된다. 또한 설비적인 방법으로는 필요환기량을 기초로 적정한 성능의 환기휀 및 가스 렌지후드 설치가 필수적인 것으로 판단된다. 특히 중요한 점은 건축물 설계 시에 실내환경에 대한 충분한 배려와 시공단계에서는 품질을 위한 감리철저 등을 통하여 지하주거환경이 보다 쾌적한 건축물이 되도록 고려해야 할 것이다. 아울러 거주자들이 지하주거공간의 문제점을 인식하고 환기, 청결 등을 고려한 생활습관과 건축물 유지관리 또한 중요한 점이라 여겨진다. 그러나 장기적 안목으로 볼 때 궁극적으로는 근본적 대책이 필요하며, 이를 위한 제도적 접근방법으로는, 정부차원에서 공공임대주택을 충분히 지어 공급하는 대물적 방법과 거주자 및 건물주에게 환경개선을 위한 보조금, 또는 이주비용를 지급해 주는 대인적 방법이 가능하나, 임시방편인 일부 환경개선비용 지원보다는 근본적인 정부대책(대물적 방법)이 무엇보다 중요하다고 사료된다.

建築物의 環境性能과 經濟性을 考慮한 評價프로그램 開發에 관한 硏究

이관호 中央大學校 大學院 2002 국내박사

현재 전 세계적으로 지구환경과 관련되어 관심의 초점이 되고 있는 문제는 바로 지속 가능한 개발이다. 건축에 있어서 지속 가능한 개발이란 건물의 에너지 소비를 최소화함으로써 자원을 절약하고 생태계와 지구환경을 보전하는 에너지절약형 건축이다. 그러나 우리나라의 경우 건물에너지절약기술은 환경성능 및 경제성에 대한 고려가 미흡하고, 단지 기술적 성능만을 고려한 경우가 대부분이었다. 또한 지금까지 건축물의 환경평가 및 경제성분석에 관한 연구들은 전생애비용, 전과정평가 및 환경성능평가를 개별적으로 분석하는 모델을 개발하는 것이었다. 그러나 이와 같은 연구의 문제는 환경성능과 경제성이라는 상호 간섭적인 두 가지 개념을 분리하여 판단하고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 전생애비용과 전과정평가방법을 동시에 이용하여 환경의 가치를 비용을 통해 분석하는 평가모델을 제시하는데 있다. 건축물 환경평가 모델을 설정하기 위하여 환경평가와 경제성분석의 일반적인 이론과 방법을 정리하였고, 건축물의 전생애비용 및 전과정평가에 대한 평가모델의 기존 연구와 현황을 조사하였다. 또한 전생애단계별 에너지소비량, CO₂배출량을 적산법, 산업연관분석법 및 현장실태조사를 통하여 산출했고, 비용항목을 문헌조사를 통해 정리한 후 환경부하 및 비용항목에 대한 데이터베이스를 구축하였다. 이와 같은 기초연구를 기반으로 본 연구에서는 건축물의 환경부하 및 비용평가 분석모델과 전생애단계의 데이터베이스를 이용하여 프로그램을 전산화하고, 컴퓨터시뮬레이션을 이용한 공동주택의 사례연구를 통하여 평가모델의 적용성을 검토하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 건축물의 환경성능 및 경제성을 고려한 평가모델에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1) 기존의 평가모델들은 전생애비용, 전과정평가 및 환경성능 평가를 개별적으로 분석하는데 반하여 본 연구에서 개발된 평가모델은 이들을 통합함으로써 환경의 경제적 가치를 비용으로 환산할 수 있다. 또한 환경부하 및 비용의 정량화뿐만 아니라 경제적인 설계대안의 평가에도 유용한 도구로서 적용 가능하다. 2) 본 연구에서 제시된 평가모델을 이용하여 건축물의 각 공정 및 사용자재별로 에너지소비량 및 환경부하 배출량을 정량화하고 비용산출이 가능함으로써 추후 에너지비용에 부가될 것으로 예상되는 환경비용의 영향을 예측할 수 있다. 둘째, 환경성능 및 경제성을 고려한 평가프로그램을 위한 데이터베이스 구축에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1) 생산단계, 시공단계, 사용단계 및 폐기단계별로 에너지소비량과 CO₂배출 원 단위 및 폐기물발생 원 단위를 산정하였다. 그리고, 그 결과 값을 시공단계에서 선정된 건물의 조건에 적용시킴으로서 건축물의 전생애단계의 환경부하를 산출하였다. 2) 환경비용을 고려한 전생애비용(LCC)을 산출하기 위하여 생산단계, 시공단계, 사용단계 및 폐기단계의 각종 비용을 참고문헌과 물가자료를 기초로 하여 산출하였다. 환경비용은 우리나라가 기후변화협약에 따른 CO2의 감축의무를 가질 상황을 좀더 현실적으로 반영할 수 있도록 지구온난화비용을 근거로 배출탄소량에 따라 환경부과금을 산정하였다. 셋째, 건축물의 환경성능 및 경제성을 고려한 평가 프로그램의 전산화 및 적용성에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1) 본 연구에서 개발된 컴퓨터 프로그램은 건축물의 환경부하에 대한 다양한 경제성분석이 가능하여 건축물의 특성과 건축주의 요구조건에 따른 투자의 효율성 분석이 가능하다. 2) 본 연구에서 개발된 컴퓨터 프로그램은 민감도 분석을 이용하여 다양한 설계요소의 변화에 따른 환경경제성의 변화를 분석함으로써 설계대안의 평가 및 설계요소의 수정을 가능하게 한다. 또한 환경성능 및 경제성 평가과정의 동시선정 알고리즘을 전산화함으로서, 지속적인 건물설계를 위한 주요한 공헌을 할 가능성이 있다. 넷째, 환경성능과 경제성 측면에서 평가방법의 사례연구결과는 다음과 같다. 1) 사례연구의 결과 공동주택의 경우 신축과 리모델링의 두가지 경우에서 모두 대부분의 환경비용은 사용단계에서 발생하는 것으로 나타났다. 따라서, 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 무엇보다도 사용단계에서의 에너지절약이 필수적이며 에너지절약시스템의 적극적인 도입이 필요하다. 2) 연료의 청정정도(즉, 탄소의 배출량)에 근거하여 CO₂배출비용을 부과한다는 측면에서 볼 때, 주로 석탄류와 같은 저가의 고효율 에너지는 고 탄소배출 연료이므로 더 이상 저가의 고효율 에너지원이 아니다. 3) 전생애 경제성 분석결과 성능이 유사하면서 환경부하를 많이 발생시키는 건설자재는 환경성능뿐만 아니라 경제성에도 불리하였다. 따라서 수명기간 및 비용 등의 변수들에 대한 고려가 요구된다. 종합적으로 본 연구에서 개발된 환경성능 및 경제성 평가 모델과 컴퓨터 프로그램을 건축산업에 적용할 경우 건축과정의 각 단계에서 합리적인 환경부하 관리가 용이하고, 또한 초기계획단계에서 환경영향을 파악함으로써 설계안의 개선 및 다양한 대안에 대한 합리적인 판단기준으로 활용이 가능할 것이다.

자연환기를 고려한 초고층 공동주택의 이중외피 방식 적용에 관한 연구

김수진 弘益大學校 大學院 2003 국내석사

건축의 여러 가지 기능 중 환경조절 기능은 매우 중요하다. 건축을 "인간의 생활을 담기 위한 그릇"이라고 비유한 것처럼 건축은 고유한 사용목적에 따라 인간이 최선의 활동을 할 수 있도록 쾌적한 환경조건을 제공해야 한다. 건축은 이러한 목적으로 피신처(Shelter)의 역할로서의 단순한 보호 목적에서 미적인 역할로, 내부공간의 쾌적함과 환경친화성, 그리고 건물에너지 사용에 관한 문제로 발전해오고 있다. 이런 건축기술의 발전은 건축물에 사용되는 재료와 에너지를 감소시키고, 자연형 설계기법(passive design)을 도입함으로써 에너지 효율향상과 더불어 환경 친화적 건축물을 만들 수 있게는 하였지만, 건축가의 자유로운 디자인을 뒷받침 할 수 있는 친환경 건축의 외피디자인 연구가 매우 부족한 실정이다. 최근 이러한 동향에 따라 새로운 건물의 외피구조가 나타나고 있다. 건물의 외피구조는 건물의 외관(Facade)을 결정할 뿐 아니라 이러한 환경문제와 에너지 문제에 대한 대안으로 외부환경에 대한 여과기로서 건물외피의 기능을 보다 강화하기 위해, 기존의 단일외피에 또 하나의 외피를 두고 그 사이의 완충공간을 기계적인 환기가 아닌 온도차와 바람으로 하는 자연환기가 건물계획 시 중요하게 다뤄지고 있다. 이중외피 사이의 더워진 공기가 창문 그리드 사이의 공간을 통해 이동함으로써 공기의 부양력에 의해 자연환기가 촉진되고, 그로 인해 부수적인 잉여열을 간단히 환기시킴으로써 실내의 쾌적성을 증진시킨다. 또한 소음 차단 효과와 초고층건물의 풍압력을 감소시키는 역할을 하여 외부환경변화와 실내의 쾌적환경 요구에 능동적으로 대응하여 건물이 단순한 외부환경에 대한 대상물이 아니라 자연생태계의 일부로서, 인간과 함께 공존할 수 있는 매개체 역할의 이중외피구조물이 해결방안으로 등장하였다. 따라서 본 연구에서는 초고층 공동주택을 모델로 하여 이중외피 유형선정 및 이중외피 시스템의 자연환기 성능을 분석하는 단계로서 통합 환경시뮬레이션 프로그램인 VE(Virtual Environment)를 이용하여 외기 온도와 실내설정온도의 차가 적은 중간기 실내온도 변화와 분포를 비교함으로써 이중외피 시스템의 자연환기 성능을 분석하는데 본 연구의 목적이 있다. 이에 본 연구는 초고층 공동주택에서의 에너지 절감성능 및 자연환기 성능을 최대화하는 이중외피 설계의 초기단계로서 기존연구와 국내·외 사례조사, VE(Virtual Environment) 시뮬레이션 프로그램을 통해 나타난 결과를 토대로 최적디자인 대안의 선정방법에 관한 내용을 주요 연구대상으로 하였다. 한편 본 연구의 진행과정은 다음과 같다. 1장에서는 개념 고찰의 단계로서 연구의 배경 및 목적을 밝히고, 연구의 범위 및 방법을 정의한다. 2장에서는 초고층 건물에 적용된 이중외피에 대한 이론적 고찰을 통하여 '건축 디자인 과정에 적용 가능한 외피 구성'과 '환경에너지의 외피구성과의 관계', '초고층 공동주택, 이중외피, 자연환기와의 관계'를 문헌고찰을 통하여 살펴보고 이중외피 시스템의 개념 및 특성을 파악한다. 3장에서는 독일의 오피스 건물을 중심으로 이중외피 파사드의 유형별 사례조사를 수행하고, 이를 다시 건축환경적측면에서 박스형(box type), 샤프트 박스형 (Shaft box type), 복도형(Corridor type), 전면형(Multistory type)의 4가지 유형을 환기계획적 측면과 파사드 디자인의 구조적 측면으로 국내·외 사례들을 종합 분류하여 분석한다. 4장에서는 3장에서 분석한 결과를 가지고 VE(Virtual Environment) 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 건물의 형태와 물성치, 내부발열 부하와 스케줄을 입력하여 초고층 공동주택에 적용 가능한 이중외피 시스템의 자연환기 성능분석의 타당성 여부를 검토한다. 5장에서는 4장에서 검토한 내용들을 종합 평가하여 얻어진 결과를 토대로, 자연환기를 이용한 공동주택의 이중외피 시스템에 관하여 종합 고찰한다. 위 과정을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 10월 1일에 대하여 완충공간, 실내, 실외의 하루의 온도와 공기의 유동의 변화를 분석하였다 최소외기량(0.35ACH)의 도입시에는 추가적인 냉방이나 환기가 필요함이 나타났다. 자연환기만을 실시할 경우 일사에 의해 상승된 완충공간의 공기가 실내로 유입되어 환기량의 증가 및 실내온도의 상승을 가져와 적절한 일사조절장치를 이용하여 완충공간의 온도조절이 필요하다. 2) 샤프트 박스의 공기의 유동은 완충공간과 샤프트박스, 실외온도의 영향을 받으므로 주변 조건에 따라 유동적으로 공기의 흐름이 바뀐다. 샤프트 박스를 사용 할 경우에는 주야의 시간대 별로 환기량의 증감이 나타나는데 특히 야간온도차이에 의한 환기량 증가로 인하여 외기를 통한 냉방효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 주간의 경우에도 역시 환기량 증가를 가져와 실내온도 하락에 효과가 있음이 나타났다. 3) 외기냉방이 필요하다고 생각되는 5월을 선정하여 32평형 초고층 공동주택의 시뮬레이션을 실시한 결과, 자연환기 없이 침기량만으로 환기를 실시할 경우에는 별도의 냉방이나 추가의 환기가 필요한 것으로 나타났다. 4) 이에 반해 자연환기를 실시한 경우 평균 5월달 실내기온이 26℃이상으로 예측되는 시간이 0시간으로 많은 온도하락을 보이고 있어 중간기의 냉방부하 감소에 자연환기가 효과적임을 알 수 있다. 5) 이중 외피를 사용할 경우 26℃이상의 발생시간이 6시간으로 예측되어 환기를 실시하지 않은 경우에 비하여 낮은 온도분포를 보이고 있으며 효과적인 외기냉방이 가능한 것으로 나타났다. 6) 샤프트 박스를 병용하여 사용을 할 경우에는 26℃이상 발생시간이 0시간으로 예측되어 자연환기에 효과적임을 알 수 있으며, 샤프트 박스를 병용하여 사용하면 실내 온도 하락에 더욱더 효과적인 것으로 나타났다. 7) 건물 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 이중외피에 의한 에너지 절약과 효과적 환기를 통한 냉방부하의 감소를 실시한 결과, 초고층 공동주택에서 문제시되고 있는 고층 자연환기의 대안으로 적용되어 자연환기 성능과 에너지 절감 측면에서 보다 유리한 외피임을 알 수 있다. 이상과 같이 본 연구를 통해서 미래지향적 건축입면의 하나로 자리매김 할 수 있는 파사드 대안의 하나로 이중외피 파사드 시스템의 대안을 제시하려 하였다. 아울러 파사드 설계를 위한 기초자료와 이중외피 파사드 설계 기법을 제안하는 데에 본 연구의 의미를 두고자 한다. 또한 본 연구를 토대로 한 향후 외부 풍속과 외기온도를 종합적으로 고려한 계절별 이중외피 시스템의 운전모드를 작성하기 위한 지속적인 연구가 필요하며, 또한 초고층 건물에서의 수직 샤프트 공간을 통한 연돌효과의 영향과 그 대책에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다. Among many functions of the architecture, adjusting the environment is very important. As we compare the architecture to the container of human lives, architecture should provide favorable environmental condition according to its objective so that we can do the our best. For this ends, Architecture has been developing from simply shelter for protection, to athestic functions, well-conditioned interior and environmental friendliness, and the matter of energy use. This development of architectural technology has enabled reduced material and energy used for construction, improvement in environmental friendliness and energy efficiency due to passive design. However, there has been very few research on the exterior of the environmental-friendly architure. Recently, there appered new exterior structures accordingly. The exterior of the construction not only define the facade, but also is considered to be important element in alternative against environment and energy problems. To reinforce the function of exterior, natural ventilation, done by difference in temprature and wind, is considered to be better than the mechanical one. Heated air between double skin move through the space between the grids of the window, faciliate natural ventiliation, and change accompanying heat, thereby enhancing the condition of the interior, And that double-skin structure also decrease noise and wind-pressure of hise-rise building, which makes the building the means by which the man and the eco-system can co-exist. Therefore, in this research is about natural ventilation through double-skin structure in which VE(Virtual Environment) simulation program is applied to high-rise building. And its objective is to analyze the propriety of the double-skin design methology, in which passive design is integrated to the skin system, and VE simulation program. This research is in initial stage of double-skin facade design procedure that maximize energy saving and natural ventilation in high-rise building. And this research determined the type of the double-skin which is applicable to high-rise building. And the conclusion is as following: First of all, as the approach to design differs according to each type of double-skin facade, optimized design is possible only after the choice of type that fits to the use of the building. Second of all, we made the procedure to choose the type of double-skin facade according to the degree of the stack effect. Third of all, the simulation by the procedure of this research suggests that double-skin is effective in the natural ventilation of the high-rise apartment. And double-skin system is profitable in terms of the natural ventilation and energy saving, when it's used with Shaft box. As we mentioned above, we want to define double-skin facade system as an one of the alternatives of futuristic facade. And the significance of our rearch is to suggest double-skin facade system as an alternative of environmental-friendly architectural design.