구조시스템의 정의 및 종류에 이어 구조시스템 결정의 근간이 되는 힘의 종류 및 흐름에 대해 파악하고, 건축 재료에 따른 구조시스템별 구조의 기본적인 사항을 이해하고, 기능에 따른 구조형식을 정리하고자 한다. 건축에서 구조는 공간과 형태를 결정하는 구체적이고 본질적인 문제이다. 구조계획을 설계 초기에 원활히 하기 위해서는 먼저 구조전체를 하나의 시스템으로 인식하여 기본적인 구조시스템의 형식과 특성을 체계적으로 살펴보는 것이 필요하다. 이러한 맥락에서 건축공간과 형태를 이루며 하중을 전달하는 구성체를 구조시스템이라 단순화하여 분석한 논문을 참고하여 정리하고자 한다.- 구조의 3요소구조의 3요소는 안전성, 사용성, 내구성이며, 추가적으로 친환경성을 포함하고 있다. 안전성에는 외력이 내력이 낮아야 하며, 강도에 대해 만족해야한다. 또한 사용성에 대해서는 처짐이나 진동 등 사용상에 대한 요구만족이 필요하다. 그리고 건물 존치 기간 동안 구조체의 내구성을 만족해야 한다. 추가적으로 환경 친화적인 재료를 사용하여 친환경적인 구조를 만족해야 구조의 3요소가 충족된다고 말할 수 있다.
1. 녹색 건축 추진 동향국내외 경제 침체 및 불확실성, 건설업계의 경쟁력이 약화되는 상황에서 건설시장의 위기를 타개하고 미래 먹거리를 창출하기 위해서는 4차 산업혁명을 통해 혁신을 이루어 지속적인 성장 동력을 확보하는 것이 필요하다. 4차 산업혁명은 우리 사회를 빠르게 변화시키고 있으며, 건설산업 역시 새로운 기술의 적극적인 수용을 통해 이에 대응하기 위해 노력하고 있다. 기후협약 등으로 에너지 효율성 향상 및 탄소 배출 저감 등을 기반으로 하는 녹색성장을 실현할 수 있는 정책방안 모색이 지속되고 있다. 국제적으로 환경의 중요성이 강조되고 화석연료로 인한 온실가스 문제를 해결하기 위한 방안을 찾으려 노력하고, 국가의 정책 방향을 녹색성장으로 설정하여, 저탄소 녹색국토 및 녹색 도시 공간의 조성 등을 정책 과제로 선정하고 있다. 그리고 전문가들은 녹색성장 및 녹색 세제 도입 등 경제구조 및 제도적 측면에서 저탄소 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 정책을 발굴하기 위한 노력이 계속되고 있다.
지역냉난방시스템지역냉난방시스템 (Community Energy System) 업무용 빌딩, 상가, 병원, 관공서, 레저시설 등 다수의 건물 이용자가 대용량의 고압전기를 사용하여 개별 전기식 냉동기를 가동하는 기존 냉방방식 대신, 집단에너지 공급시설(열병합발전소)에서 생산 공급되는 온수를 이용하여 흡수식 냉동기를 가동하는 새로운 냉방방식지역냉방시스템 대규모 열생산 시설에서 생산된 온수 또는 냉수를 일정구역에 일괄적으로 공급하여 냉방하는 방식으로 열병합발전소의 여열 등 전기 대체 에너지 이용에 의한 하절기 전력피크 부하감소를 가져오는 선진형 냉방시스템 지역냉방시스템냉방으로 인한 하절기 전기부족현상 개선 :전기소비가 많은 타 냉방방식에 비해 전기 소비량이 적어 여름철 전력부하 감소 대기오존층 보호 :프레온가스 등 지구온난화를 초래하는 온실가스 대신 물을 냉매로 이용, 대기환경 개선 에너지 이용효율 극대화 :지역난방열을 이용한 냉방공급으로 여름철 열벙합발전소의 이용효율 향상 지역냉방시스템 장점지역난방시스템 아파트, 업무, 상업용 건물들에 개별 열생산시설을 설치하지 않고, 열병합발전소 등 첨단 오염방지설비가 완비된 대규모 열생산시설에서 경제적으로 생산된 열(온수)을 대단위 지역에 일괄적으로 공급하는 도시 기반시설로서, 기존의 난방방식에 비하여 에너지 절약과 대기오염물질 감소 효과가 우수한 선진 난방시스템 지역난방시스템경제적 대규모 열생산시설에서 경제적으로 열을 생산하므로 저렴하고, 자체열생산시설의 교체, 수선유지비 등도 절감 지역난방시스템 효과에너지 절약 전기만을 생산하던 기존의 일반발전설비와 달리, 전기와 열을 동시에 생산하는 열병합발전설비로 에너지 이용 효율을 두배 높임 지역난방시스템 효과대기환경 개선 연료사용량 절감 및 첨단오염방지설비 설치로 황산화물 등의 대기 오염물질(60%)과 지구온난화물질인 이산화탄소(55%)가 감소 지역난방시스템 효과개별 에어컨이 필요 없는 편리한 냉방 시스템 :거실과 각 방마다 실내기를 설치할 수 있어, 쾌적하고 넓은 생활공간 제공, 입요한 장비 A : 흡수식 냉동기 온수를 이용해 냉매용액을 농축하여 냉수를 만들어 낸다 . B : 냉각탑 냉동기의 응축기에 사용하는 냉각용수를 재차 사용하기 위하여 실외공기와 직접 접속시켜 이 물을 냉각하는 일종의 열교환장치이다 . C : 냉각수 탱크 온도를 낮추기 위해 공급되는 용수를 담는 큰 용기 별도의 냉각수 탱크가 없이 냉각탑 자체 수조로 사용하는 경우도 있으나 별도의 냉각수 보관용 탱크를 설치해서 가동시키는 것이 장비보호차원에서 유리함 D : 냉각수 펌프 냉각탑에서 식힌 물을 냉동기로 보내주는 장비 냉동기가 3대면 7~8대를 설치하는 것이 통례임 E: 냉수 펌프 냉방을 하는 장치를 구성하고 있는 펌프 . 냉동기에서 만들어진 냉수를 공기 조화기나 팬코일 유닛 등으로 보낸다 . 흡수식 냉동기에서 생상된 냉수를 각 세대로 보내주는 장비 냉동기 3대라면 7~8개 설치하는 것이 통례임 F : 각종 탱크류 및 밸브류 팽창탱크 , 차압밸브 , 발란싱밸브 , 자동제어벨브 등등 G : 냉수배관 및 보온재 냉수배관은 여름철 온도차이로 인해 결로가 발생할 수 있으므로 각별히 주의 H : 냉각수 배관 냉각수배관은 결로가 생길수가 있으나 보통 외부에 설치되므로 보온은 필요 없음 단, 겨울에 동파를 대비해서 배관내의 냉각수는 모두 버려야함 I : 자동제어 기동 , 정지 , 제어 , 경보 등 중앙통제실에서 조작 가능하게 구성 열 배관을 통해 공급된 온수가 세대 또는 건물기계실에 설치된 제습냉방기나 흡수식 냉동기를 거치면서 냉수를 만들어 냉방하는 방식냉수 직공급형 1. 필요한 장비 A : 열교환기 지역난방공사에서 보내주는 냉수온도를 사용하기에 적당한 온도로 낮추는 장비 보통냉수 출구온도를 7~8도로 맞춰야지만 실내에서 냉방이 가능함 B : 냉수펌프 냉방을 하는 장치를 구성하고 있는 펌프 . 냉동기에서 만들어진 냉수를 공기 조화기나 팬코일 유닛 등으로 보낸다 . 지역난방공사에서 보내주는 냉수압력이 전세대를 순환할 수 있으면 필요 없음 C : 냉수배관 및 보온재 냉수배관은 여름철 온도낮아지고 , 온수 사용이 제약을 받습니다 . 3. 개별난방 방식의 위기 ▶ 가스 배출배관의 이음새 불량 시 가스사고 위험에 노출될 수 있습니다 . ▶ 보일러 외부 가스 배출구를 통한 수분이 결빙되어 형성된 고드름 낙하사고에 주의해야 합니다 . ▶ 보일러 가동을 오랫동안 정지 후 재가동시킬 때 초기 연료소모량이 증가할 수 있습니다 . ▶ 온도 컨트롤러를 완전히 정지시키는 것보다는 외출모드로 전환하는 것이 초기온수가동 에너지가 적게 들어가 에너지 소비총량을 줄일 수 있습니다 . 각 세대별로 보일러를 설치해 난방을 공급하는 방식의 난방형태 각 세대에 소형 보일러를 설치하고 , 설치된 보일러를 통해서 난방과 온수를 공급하는 방법중앙난방 1. 중앙난방 방식의 강점 ▶ 중앙에서 일방적으로 공급한 증기 , 온수 , 온풍 등을 세대에서 수급하여 자유롭게 사용할 수 있습니다 . ▶ 중앙 관리소에서 다수의 실내공간에 난방 매체를 공급하므로 온도 등 운영 관리가 편리합니다 . ▶ 세대수가 충분하다면 열효율대비 관리비가 안정적으로 책정되어 분배됩니다 . 2. 중앙난방 방식의 약점 ▶ 개별세대나 실내공간에서 기호에 따른 온도 조절이 어렵거나 , 조절밸브 부재 시 불가능합니다 . ▶ 사용하지 않아도 난방 비용이 공동부과되므로 난방비 절감 등 경제적 대응에 불리합니다 . ▶ 최고층 , 양측면 라인 세대의 경우 난방수가 고층까지 이동하는 과정이나 , 벽면에서 열손실이 발생됩니다 . 3. 중앙난방 방식의 기회 ▶ 개인이 유지관리하지 않습니다 . ▶ 세대에 따라 열효율에 차이가 날 수 있는데 , 세대평균 수준보다 높은 경우 관리비용대비 높은 실내온도에서 거주할 수 있습니다 . 4. 중앙난방 방식의 위기 ▶ 중앙 난방공급 장비의 고장 및 정비시 전체 세대의 난방수 공급이 중단됩니다 . ▶ 중앙난방의 운영기준에 따라 정해진 시간에 난방 및 온수 사용으로 라이프 스타일이 다를 경우 불편할 수 있습니다 . ▶ 에너지 절감 시 세대에 따라 열효율이 세대평균 수준보다 낮을 경우 민원 발생 및 보조난방기다 다양합니다 . ▶ 세대별로 디지털 온도조절기와 분배기에 장착된 모터형구동기 등 신형 장비가 아닌 구형 아날로그 온도조절기와 왁스형 구동기가 장착되었을 경우 난방비 관리가 어려울 수 있습니다 . 3. 지역난방 방식의 기회 (Opportunity) ▶ 지역단위의 세대수가 꾸준히 증가할 경우 난방비의 균등배분 부담이 지속적으로 경감될 수 있습니다 . ▶ 연료사용량 절감 및 첨단오염방지설비 설치로 황산화물 등 대기오염물질과 이산화탄소 등 지구온난화물질의 배출이 감소합니다 . 4. 지역난방 방식의 위기 (Threat) ▶ 열원을 받은 아파트 환경 ( 신축 vs. 구축 )에 따라 난방온수의 온도 차이가 발생됩니다 . ▶ 난방을 가동했을 때 개별난방처럼 뜨거운 실내온도를 기대하기 어렵다는 평이 있습니다 . ▶ 같은 아파트에서도 층수나 단지 위치 , 거실 방향 , 추가적인 단열조건에 따라 체감온도 달라질 수 있습니다 . 운영방식은 열원을 생산하는 플랜트설비에서 배관으로 열을 대단위 지역에 일괄공급하는 종합난방 사용주택은 지역난방공사의 열원을 확보할 수 있고 , 적정온도 유지를 목적으로 한 신도시 아파트에서 채용난방방식 비교 개별난방 중앙난방 지역난방 개별 가스 ( 또는 기름 / 전기 ) 보일러 세대 개별보일러 ( 난방 / 급탕공급 ) 중앙기계실에 중대형보일러 , 펌프 , 중간기계실 급탕탱크 / 펌프 등 설치 ( 지역난방고시지역 ) 고온수 난방 기계실 중온수 - 열교환기 난방 / 급탕 세대 원하는 시간대에 난방가능 , 세대 자체에서 절약운전 가능 , 세대 가구별로 요금부과 등 대형보일러 ( 노통연관식 / 수관식 등)로 전체 세대 열을 공급하는 방식으로 공용유지관리 용이 , 24hr 온수 공급 보일러 등 열원설비가 없어 안전하고 장비류가 적어 유지관리가 용이하며 국가에너지 절감 / 환경개선 등 유리 열효율이 떨어지고 보일러 설치공간 소음 , 세대 보일러 유지관리 등 불리 대형보일러 , 펌프 , 급탕탱크 등 유지 관리불리 , 노후화 시 고비용 발생 인근에 집단에너지 ( 소각장 내용연수 경과 후 보일러 교체 ( 수선충당금 및 별도 개체 비용 발생 ) 안정성 연료의 다양화로 연료수급 안정화 ( 에너지원 다원화 ) 연료수급 문제시 대안 없음 국가경제성 벌전소 효율 향상 및 쓰레기 소각열 등 폐열 활용으로 국가에너지 절감 경제성 760천원(100%) LNG중앙 : 964천원 (121%) LNG개별 : 914천원 (115% )제주지역 냉난방시스템 적용 과정 제주지역은 심층수를 취수하기 어려워 표층수를 이용한 히트펌프 방식의 냉난방시스템을 적용 수심별 온도를 분석한 결과 , 30m 일때 계절에 따른 온도 변화가 적지만 , 수심이 깊어질수록 해안에서의 직선거리 , 수직거리가 멀어져 취수 배관 설치에 대한 초기투자비용이 올라가고 시공상의 어려움이 존재 시공상의 문제를 고려하여 10m 이내의 깊이에 설치 - 해수열원 냉난방시스템을 도입 국내적용사례 - 제주대상건물 제주도 제주시 구좌읍 김녕리 신재생에너지 개발 및 실증단지 열원시스템 : 전기히트펌프 해수취수시설에서는 연구센터 전면의 해변 해수를 취수 진공자압식 해수취수펌프를 통해 해수를 끌어올려 열교환시설로 공급 열교환을 위해서 수열원의 히트펌프에서 생산된 냉난방열을 축열조에 저장 - 건물 또는 지역 냉난방 실시 해수를 열원으로 할 경우 , 냉방시 , 히트펌프가 축열도로부터 흡열 실시하여 바다로 열 방출 난방시 , 해수가 히트펌프의 열원이 되어 축열조에 난방열을 제공 단지별 냉난방시스템 설비 각 시스템별 에너지 비용을 분석한 결과 해수열원 시스템이 기존 EFP 시스템에 비해 약 2 배 높은 것으로 나타남해외적용 사례 - 덴마크 지역난방 에너지 효율향상 , 폐기물 재활용 , 신재생 에너지 사용 덴마크 지역난방 현황 및 특징 실내 온기 유지 및 온수사용 등의 용도로 덴마크 주택 난방의 63% 는 지역난방에서 공급 비교적 큰 중앙식 DH 는 전형적인 송전 그리드 분산 네트위크 구성 열은 다양한 연료 ( 석탄 , 바이오 매스 또는 천연가스를 기반으로 ) 를 사용해 생산 생활폐기물 공장 , 산업의 잉여}
과천신도시우리나라 최초의 아파트 - 해방 이전 : 1930 년대 4 층 높이의 충정 아파트 광복 후 최초의 아파트 - 1958 년 : 종암아파트 계단식 아파트 , 건물의 단순한 입면 , 최초의 수세식 변기설치 등 새로운 주거건축의 모습을 보여준 기념비적 아파트 1960 년대 초 : 국토건설 종합 계획법 , 도시계획법 , 건축법 등 도시계획에 관한 법안 수립 1962 년 : 우리나라 최초로 단지개념이 도입된 현대식 아파트 – 마포아파트 : 평면계획의 새로운 전환기 1960 년대 중반 이후 : 도시 재개발 사업과 구획정리사업 , 도심지 외곽 대단위 주택단지 개발 - 아파트가 대표적 주거형식으로 발전 1960 년대 이전 최초의 아파트 1960 년대 도시계획수립 1970 년대 인구증가 , 핵가족화에 따른 가구수의 증가 , 도시화로 주택 부족 현상 심화 아파트의 양적 팽창이 본격적으로 시작 1970 년대 양적팽창의 시대 2 세대 1 세대 1990 년대 이전 한국교통주택의 변천1980 년대 아파트 건설을 위한 정부의 정책적 배려로 고층아파트 등장 외벽 색체 도입 , 아파트 블록배치 특징 소형아파트와 대형아파트가 혼합된 다양한 평면 보급 대규모 아파트 단지 조성 – 과천신도시 주변환경과 유대 , 단지 배치 , 보차분리 등 내외부 환경의 계획적인 정비 주거단지의 고밀도화 , 초고층화가 급속히 진행 아파트 입면 디자인에 대한 새로운 시도가 시작 신도시 20~30 층의 초고층 아파트 다양한 행태의 주동 배치 고급화 전략 1990 년대 질적 경쟁의 시대 1980 년대 주택 200 만호를 향하여 3 세대과천신도시 개발 서울로의 집중 완화와 분산을 위한 수도권 관리정책의 방향으로 계획 임시행정수도 건설 전 서울에 남아 있을 중추 행정기능 중 일부를 서울 인근으로 분산배치할 위성 행정도시의 건설 행정도시로 특성화하는 방향으로 추진 주변의 수려한 자연경관을 이용해 대규모 휴식위락공원을 조성해 서울 대도시권 여가수요를 충족 도시 기본구조를 대핵화 하여 도시기능과 교통을 분산 , 억제하고 서울 강남부의 균형발전을 도모하면서 체계적인 생활권 개념에 따른 주고 , 생산 , 유통 및 도시기반시설을 최대한 제공하는 도시로 건설하는 것이 목표 개요개요 자연경관을 최대한 보존하는 전원적 환경 조성 도시민의 휴식공간 구상 보행자 우선의 교통체계 확립 주구단위로 생활 편익시설을 적정 배치 정부제 2 종합청사 행정교통의 원활과 시각적 이미지를 고려해 30m 대로 및 녹지공간 확보 서울 - 안양 간 도시간선도로 50m 를 외곽에 우회도로로 유도 종합터미널을 대공원 입구에 유치토록 구상 하수종말처리장 , 상수도정수장 , 변전소 등은 외곽 그린벨트 내에 유치 상업 , 업무 지역을 도심에 집중 배치과천에서 아파트는 다양한 의미를 가지고 있다 . 당시 농업지역으로서 한옥과 약간의 양옥집이 주거 양식이었던 과천에 아파트는 새로운 주거 양식이었다 . 아파트는 이후 과천의 발전 과정에서“근대적”혹은 “도시적” , “ 선진적”이라는 이미지를 지니고 대표적인 주거양식이 되었다 . 또한 과천 아파트는 토박이들을 위해서 건설된 것이 아니라 , 정부청사 이전으로 야기되는 공무원들의 이주와 서울대공원과 경마장 건설 종사자를 위한 것이어서 일반인 및 공무원에게 분양 되었다 . 과천 주민을“아파트 사람들”과“아파트에 살지 않는 사람들”혹은“시골에 사는 사람들”로 나누어서 사회적으로 정치적으로 성향이 다른 두 집단을 만들어냈다 . 한국적 특징과천 아파트는 분양 초기부터 부동산 투기의 대상 이었고 , 1980 년대 말부터는 본격적으로 가격이 오르기 시작했다 . 과천의 아파트 가격이 1988 년에 두 배로 뛰었다고 한다 . 그러면서 과천으로 이사 오는 사람들의 수준이 달라졌다 . 아파트 가격이 높아지면서 이주민들의 학벌이 높아져서 과천시 주민의 평균 학력이 전국에서 최고가 된 시기가 1990 년대 이후라고 한다 . 이렇게 저소득층들은 1985 년부터 과천에서 빠져나갔다 . 1992 년 이후에는 과천 주민들은 거의 서울 사람들로 채워지게 된 것이다 . 한국적 특징과천 신도시의 특징으로는 행정도시 문화복지도시 , 아파트문화가 잘 어울리는 이상형도시 , 그리고 교통시설을 자세히 들여다보면 타도시와의 차이점을 발견할 수 있다 . 교차로의 사고율이 가장 낮은 T 자형교차 (90%) 를 계획 하여 안전하고 편리한 신도시건설의 특징을 잘 반영해주고 있다 . 근린주구 ( 近隣住區 ) 개념도입으로 4 개의 주구단위를 설정 하였고 도보거리 500m 내를 원칙 으로 계획하였다 . 도시탄생 전에는 서울 - 안양간의 지구중심을 통과하는 도로가 있었는데 계획당시에 도시 우회도로 (By Pass) 를 계획 반영하여 건설하였기 때문에 중앙로의 교통혼잡을 막을 수 있었다 . 한국적 특징3기 과천 신도시 위치 : 과천시 과천동 , 주암동 , 막계동 일원 면적 : 115만 ㎡ 호수 : 7000호 사업시행사 : 한국토지주택공사, 과천시, 경기도시공사 교통계획 GTX-C 조속 추진 (19 년 초 기본계획 수립 착수 ) 과천 ~ 우면산간 도로 지하화 (2.7km) 과천대로 ~ 헌릉로 연결도시 신설 ( 왕복 4 차로 , 4km) 과천 ~ 송파간 민자도로 노선 확장 및 변경 (3.4km, 추가 사업비 부담 ) 선바위역 복합환승센터 (4 호선과 광역버스 연계 , 주차장 500 면 설치 ) 이수 ~ 과천간 복합터미널 (5.4km, 타탕성 조사 중 ) 추진 지원 개발구상 가용면적의 47% 를 자족용지로 조성 서울대공원 , 국립과천과학관 등과 연계한 복합쇼핑테마파크 조성 인공지능 , 빅데이터 , 사물인터넷 등을 기반을 한 첨단지식산업센터 조성 국제교류 기반 글로벌 창업 및 연구 센터 조성 신지식 기반 의료 및 바이오 타운 조성 과천의 남쪽 끝 갈현동 · 문원동 135 만 ㎡ 에는 ‘ 지식정보타운 ’ 도 들어설 예정 한계 강남의 부동산문제 해결을 위해 3 기 신도시 계획이 추진되는 것인데 가장 접근성이 좋은 과천신도시는 7000 호 밖에 계획하지 않아 수용성에 있어 문제 현대적 관점에서 바라본 과천 신도시우리나라 신도시 개발현황과 발전방향 복합도시 관점에서 , 이상우 , 2010, 대한토목학회지 과천 신도시의 주민 되기 구술생애사를 통한 지역정체성의 형성분석 , 윤택림 , 역사문하학회 우리가 미처 몰랐던 과천 신도시의 역사 부동산 뱅크 http://www.neonet.co.kr/novo-rebank/view/community/CommunityDetail.neo?other_gbn=other board_gbn=A id=421123 page=6 user_id=moogee 한국아파트의 시대별 흐름 https://kcccolorndesign.com/156 과천신도시 기본계획 https://endlesse.tistory.com/162 과천 신도시 계획과 개발과정 , 신도시 개발과 지방자치제 참고{nameOfApplication=Show}