나무의 성장원리를 응용한 건축 디자인에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 자연환경 속에서 스스로 성장하는 나무의 시스템을 통하여, 건축물에 있어서도 스스로 에너지를 생산할 수 있는 방법을 모색하고자 한 것으로, 나무의 구조, 순환 및 환경반응 시스템으로 구분하여 실 사례와 문헌 중심으로 살펴본 것이다. 1) 나무의 구조는 지상계와 뿌리조직으로 나뉘며, 가압된 세포막들로 강성을 유지한다. 지 상계인 줄기와 크라운에 의한 풍력의 저항은 건축물의 내진구조원리에, 측면 뿌리의 판형 버트레스는 수평트러스 및 현수교에 적용될 수 있다. 또한 다세포의 블록들은 공기막 구조의 원리에 해당된다. 2) 나무의 순환시스템에 있어 서, 나뭇잎의 미세한 기공을 통한 증산작용은 많은 양의 열 방출로 효과적인 냉각 수단이 될 수 있어, 건축물의 냉방 에 직접 도입할 수 있다. 또한 증산 작용은 물의 양수와 급수, 태양 그늘을 이용한 창문의 자동 개폐 등에도 적용될 수 있다. 3) 나무의 잎과 꽃에서 읽어낼 수 있는 환경변화에 따른 반응 시스템은 새로운 감지기술과 재료의 사용을 통하여 건축물의 지붕 및 외피디자인에 적용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study is to find ways to self-produce energy even in buildings through the system of trees that grow by themselves focused on literatures and case studies. It is divided into the structure, circulation and reaction system of tree. 1) In the structural system, the tree is divided into the shoot and root system, and maintains rigidity with the cell membranes. The wind resistance caused by the trunk and crown can be applied to the seismic structure principle of building, and the role of platelike buttresses of lateral roots can be applied to the horizontal truss and suspension bridge. 2) In the circulation system, the transpiration action through the fine stomata of the leaves can be a very effective cooling means because a large amount of heat is released and this method can be directly introduced into the cooling of buildings. 3) In the responsive system, the response system according to environmental changes that can be read from the leaves and flowers of trees can be applied to the roof and exterior design of buildings through the use of new sensing technologies and materials.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• 1. 연구의 배경 및 목적
• 2. 관련 연구동향 및 문헌
• Ⅱ. 나무의 구조 및 조직
• 1. 분기 구조
• 2. 지상계(地上系, Shoot system)
• 3. 뿌리 조직
• Ⅲ. 나무의 순환시스템
• 1. 모세관 작용
• 2. 응집력 혹은 결합력
• 3. 증산 작용
• Ⅳ. 나무의 반응시스템
• 1. 성장 반응
• 2. 환경 변화에 따른 반응
• Ⅴ. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 이자원, "러번 디자인과 도시환경 개선" 국제문화기술진흥원 4 (4): 7-15, 2018

2 Roland Ennos, "Trees : A Complete Guide to Their Biology and Structure" Comstock/Cornell paperbacks 2016

3 Peter del tredici, "Tree Architecture Definitions" 2013

4 Peter Wohlleben, "The Hidden Life of TREES" Greystone Books 57-, 2015

5 Peter Wohlleben, "The Hidden Life of TREES" Greystone Books 2015

6 Michael Fox, "Interactive Architecture Adaptive World" Princeton Architectural Press 123-131, 2016

7 Blaine Brownell, "Hyper-natural, Architecture’s New Relationship with Nature" Princeton Architectural Press 2015

8 "Design with Constructal Theory, Mechanics of Wood"

9 "Design with Constructal Theory, Growing smart materials idea comes from trees"

10 Adrian Bejan, "Design with Constructal Theory" John Wiley & Sons Inc 2008

11 Michal Pawlyn, "Biomimicry in Architecture" RIBA Publishing 2011

12 T. Y. Kim, "Architectural Form related to Nature" The Regional Association of Architectural Institute of Korea 127-134, 2017

13 E. H. Kim, "A Case Study on the Environmental Facade System using Biomimicry" 41-42, 2014