• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.36-46
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• 2012

Structure Insulated Panel (SIP) is an wooden structure material with which structure and insulation functions are satisfied. Hence, it would be a cost-effective model to implement low energy house which has higher insulation and structure performance and which the wall thickness is able to be reduced. In this study, performance of thermal insulation and fire resistance were evaluated in order to verify applicability to low energy house. Fire resistance test is performed on vertical load bearing members for partitions, and the test results satisfy one hour of fire resistance condition according to KS F 2257. The members include two layers of fireproof gypsum board with thicknesses of 12.5mm attached to SIP. Thermal insulation performance is satisfied with the 2012 standard ($0.225W/m^2{\cdot}K$). As the performance of resistance and thermal insulation are satisfied, SIP is expected to be applied to low energy building materials. In the future, the structural safety will be confirmed by structural performance and seismic performance test and the guidelines for distribution will be drawn up.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.159-162
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• 2009

세계적인 에너지 자원 무기화와 더불어 에너지 효율이 높은 창호개발이 지속적으로 진행되고 있다. 이중 진공패널은 단열성능이 우수하여 건물에서의 에너지 절약 측면에서 미래의 창호소재로 각광 받고 있으나 구조 및 제조공법에 관한 규명이 되어 있지 않다. 진공패널은 대기압 및 외력에 견딜 수 있도록 구조를 형성해야 하며, 이를 위하여 진공간극을 유지하기 위한 지지대를 사용한다. 본 논문에서는 진공패널에서 지지대의 배열에 따른 진공패널의 응력분석과 이 데이터 평가를 통한 허용응력 내에서의 유리지지대 배열방안을 제시하고 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권4호
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• pp.63-73
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• 2009

최근 건설생산현장에서는 경제가 성장함과 동시에 사회적으로 급격하게 증가하는 건축물의 수요를 충족시키기 위해서 표준화, 대량 생산화가 가능한 건식 공법이 각광을 받고 있다. 이러한 현실에 부응하여 에너지 절감효과 및 공사기간 단축, 다양한 형태로 적용이 가능하고 경제성을 가지는 샌드위치 패널이 많이 사용되고 있다. 샌드위치 패널의 형태는 양면 도장 강판 사이에 유기계 및 무기계 단열재를 합성한 복합 자재이다. 유기계 단열재는 PUR(Poly-uretane foam) 및 EPS(Expanded poly-stylene foam) 등이 사용되며, 무기계 단열재는 Glass wool 및 Mineral wool 등이 사용된다. 유기계 단열재는 화재 시 불이 잘 붙어 대피할 수 있는 시간 부족과 유독가스의 발생으로 인명피해가 크게 발생할 수 있지만, 무기계보다 가격이 싸서 유기계 재료를 사용한 샌드위치 패널이 많이 사용되고 있다. 반면, 무기계 단열재 중 경량기포콘크리트는 단열성과 내화성, 경량성 등이 뛰어나기 때문에 샌드위치 패널에 적용하여 유기계의 단점을 해결하기 위한 많은 연구가 수행되어져 왔다. 단열성 및 내화성, 경량성이 뛰어난 경량기포콘크리트는 기포제를 활용하여 시멘트 경화체 내에 다량의 공극을 발생시켜 제조한 것으로서 역학적 특성은 사용되는 기포제와 발포제의 종류에 따라 많은 영향을 받게 된다. 기포제는 계면활성작용에 의해 물리적으로 기포를 도입하는 것으로써 공기량은 최고 85%까지 생성될 수 있으며, 크게 계면활성제계, 가수분해 단백질계로 구분될 수 있다. 계면활성제계 기포제는 수용액 상에서 기포시키면 안정되고, 점성이 높은 기포가 생기지만 시멘트 슬러리와 혼합 시 안정성이 저하되어 서로 연속된 형태의 기포를 형성한다. 가수분해 단백질계 기포제는 계면활성제계 기포제와는 달리 시멘트 슬러리와 혼합 시 안정되고 서로 독립적인 형태의 기포를 형성하게 된다. 발포제는 금속분말이 알칼리 용액과 접촉하여 수소가스를 발생시키는 원리를 이용하는 것으로써 현재 Autoclaved Light-Weight Concrete(ALC)의 제조에 사용되고 있다. 이와 같이 경량기포콘크리트 제조에 사용되는 기포제 및 발포제는 특성이 각기 다르기 때문에 내부 공극이 변화되고 이에 따라 경량기포콘크리트의 물리적, 단열특성이 변화될 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 기포제와 발포제를 사용한 경량기포콘크리트를 샌드위치 패널의 내부 단열재로 활용하는 기초적자료를 제공하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 즉, 경량기포콘크리트를 제조하는데 가장 일반적으로 사용하고 있는 기포제 및 발포제를 대상으로 하여 각각의 첨가량에 따른 경량기포콘크리트의 기포구조 및 열적특성을 검토함으로써 경량기포콘크리트의 높은 단열성능을 확보하기 위한 최적조건을 제시하기 위한 실험 실증적 연구를 수행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.1-8
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• 2017

샌드위치패널은 건축물의 내 외벽 및 지붕구조에 사용되며 양면의 불연성재료와 단열용 심재로 구성된 복합자재이다. 뛰어난 단열성능과 경량 및 시공의 우수한 특성 대비 화재 시 패널간 결합부위를 통해 화염이 내부로 유입되어 심재가 쉽게 용융되며 급격한 화염확산으로 인명 및 재산피해를 발생시킨다. 현행 건축법은 건축물 마감재료에 대하여 소규모 시험편에 대한 화재시험방법으로 연소성능을 파악하며 규정한 성능기준에 합격한 제품을 사용하도록 한다. 외벽 마감재료의 경우 불연 준불연 성능확보 재료를 사용하거나 화재확산방지구조를 설치하도록 규정한다. 본 연구는 외벽 마감재료에 국한되어 적용하고 있는 화재확산방지 구조를 샌드위치패널 건축물에 적용하여 수평 수직 화재확산의 위험성의 차이를 확인하고자 하였다. 이에 샌드위치패널에 대하여 ISO 13784-1 시험방법을 통한 실물화재실험과 금속구조물을 이용하여 패널간 화염확산을 차단하는 시공을 통해 화염확산방지 적용 여부에 대한 연소거동과 그 효과를 측정하였다. 실험 결과 패널 조인트 부위의 화염확산방지구조 시공은 패널 내부의 화염확산을 지연하며 이에 따른 플래시오버 시간이 지연되어 복합자재 건축물의 화재안전확보에 중요한 요인으로 작용될 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권1호
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• pp.171-178
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• 1998

본 연구는 폴리우레탄 콘크리트 패널의 바닥재로서의 이용 가능성을 검토하기 위하여 수행되었다. 따라서 각종 요구되는 성능에 부합되는 배합을 달리한 폴리우레탄 콘크리트를 제작하여 각종 물성 실험을 실시하였다. 또한 폴리우레탄 콘크리트 패널을 제작하여 직접 현장에서의 시공한 수 바닥충격음 실험을 실시, 그 효과를 평가하였다. 실험결과, 폴리우레탄 콘크리트의 성능과 코스트의 밸런스가 적절하게 확보된 최적배합비를 도출할 수 있었으며, 특히 기존 바닥구조에 비해 공동주택의 층간소음을 어느 정도 줄일 수 있고 동시에 시공공정의 단축과 단열효과로 보다 더 우수한 바닥난방구조를 제안할 수 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.15-24
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• 2013

This project is mainly related to evaluation of total energy consumption of low energy house, the exterior envelope of which was wholly composed of structural insulated panels(SIP). The U-value of applied SIP was in the range of 0.189 to $0.269W/m^2{\cdot}K$ and the U-value of pair glass from 0.78 to $1.298W/m^2{\cdot}K$ was applied for window dependent to its function respectively. For comparison of total energy performance, the energy simulation for pilot house was performed to compare with the control house having insulation criteria of Korean building regulation in 2009. Based on simulation of dynamic energy performance, the pilot house saved 48.3% of annual energy consumption while the control house in 2009 consumed as 85.7GJ/y. In case of heating, the result showed that the energy saving ratio amounted to 76.7%. For $CO_2$ emission, the pilot house diminished approximately 35.4% from $6,208.4kgCO_2$ to $4,009.2kgCO_2$. In payback period to early investment, it was analyzed the pilot house took 7.8 years, when the low energy house built by other insulation method with same thermal perfusion took 11.5 years. From this result, it is considered that the SIP is more effective, economic to Green Home application.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.79-87
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• 2017

샌드위치패널은 양면이 철판이며 단열재로 접착된 특징을 갖는 건축자재로서 시공의 간편성, 자재비용의 경제성 등의 장점으로 공장 및 창고 구조물 등에 사용되고 있다. 그러나 샌드위치패널의 연속적 결합으로 시공되는 패널구조물은 패널과 패널이 연결되는 조인트 부위가 발생하게 된다 조인트부위는 화재시 철판의 용융과 변형으로 화염이 쉽게 유입되며 화재에 취약한 부위이다. 패널 내에 유입된 화염은 급속한 연소로 인해 화재확산을 유발하며 인명 및 재산피해를 발생시킨다. 본 연구에서는 샌드위치패널의 화재확산을 방지하기 위한 화재확산방지플레이트를 개발하였다. 이는 기존 선행연구에서 4면의 패널 접합면을 화재확산방지 재료로 시공하는 방법에서 접합면에 개발 플레이트를 끼우는 방식으로 시공이 용이하게 개선된 것으로서 패널과 패널이 결합되는 연결부에 자립하여 적용 가능하며 화염의 유입 및 화재확산을 방지하도록 고안하였다. 샌드위치패널 시험체에 대해 KS F ISO 13784-1 시험방법의 실물화재시험을 수행하였으며, 패널 연결부에 화재확산방지플레이트의 적용 유무에 따른 연소거동을 파악하고 그 효과를 측정하였다. 시험결과 패널 연결부에 화재확산방지플레이트를 삽입하는 것은 플래시오버의 지연, 시험체의 붕괴방지, 개구부의 온도상승을 지연시키는 것으로 측정되었으며, 효과적으로 패널구조물이 화재안전성을 확보할 수 있는 방안으로 확인되었다. 화재에 취약한 패널 연결부에 시공성과 경제성이 확보된 다양한 방식의 화재확산방지용 시공방법을 적용하는 것은 구조물의 화재안전성을 확보하는데 기여할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.26-32
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• 2006

국내에서는 현재 샌드위치패널의 화재성능 평가를 위하여 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법)을 사용하고 있다. 그 중 연기 및 연소독성가스에 대한 시험인 가스유해성 시험은, 건축 재료 및 내장재의 연소시 발생하는 가스의 유해성을 마우스의 평균 행동정지시간으로 측정하는 방법으로, 정량적인 방법이 아니므로 마우스의 상태나 시험조건에 따라 시험결과가 달라질 수 있다. ISO 5659-2 연소챔버 시험방법은 광학밀도를 정량적으로 측정할 수 있으며, FTIR을 이용한 유독가스 분석이 가능하다. 본 연구에서는 ISO 5659-2 연소챔버 시험방법을 사용하여, 국내에서 일반적으로 사용되는 4종의 샌드위치패널 단열재의 광학밀도를 측정하여 각 시험체와 비교하였다. 또한, 시험체마다 3번의 시험 중 두 번째 시험시 FTIR 분석을 수행하여 HCl, $NO_2$ 등의 정량적 결과를 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.543-551
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• 2006

최근까지 벽식 스틸하우스에 구조재로 주로 적용되어오고 있는 박판냉간성형형강 스터드의 경우 열교현상에 의한 단열상의 문제를가지고 있기 때문에 추가적인 단열재를 사용하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 개념의 아연도금강판(t =1.0mm-1.2mm)과 난연 강화플라스틱(GFRP) 패널 (t=4.0mm-6.0mm)로 구성된 복합스터드가 개발되었다. 복합스터드 패널을 주택 에 적용하기 위하여, 복합스터드의 구조적인 거동 및 내하력 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 ATTM(Axial/Torsional Test machine)을 이용하여 수행된 압축력과 비틂을 동시에 받는 복합스터드의 실험적인 연구결과를 기술하였다. 압축-비틂 실험의 주요 변수는 복합스터드의 길이, 초기 압축력, 가력방법 등이며, 초기 압축력을 일정하게 유지한 상태에서 스터드 시험체가 종국적인 파괴에 이르도록 비틂 하중을 점차 증가시키는 방법으로 실험을 수행하였다. 또한 고강도 아연도금강판과 GFRP의 기계적인 특성을 고려한 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험결과와 비교, 검증하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.84-90
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• 2015

복합자재(샌드위치패널)는 불연성재료인 양면 철판 또는 이와 유사한 재료와 불연성이 아닌 재료인 심재로 구성된다. 단열재를 가연성 재료로 사용하는 샌드위치패널은 화재 시 철판 내부로 화염이 확산되어 외부에서 진화가 어렵고 화염의 확산이 빠르게 진행되어 건물의 붕괴를 야기할 수 있다. 현행 건축법에 의해 샌드위치패널은 건축물의 용도 및 규모에 따라 난연성능을 확보하도록 하고 있다. 본 연구에서는 일부 외벽에 적용되는 화재확산방지구조를 복합자재에 적용하여 실제 규모의 화재시험을 통해 그 효과를 측정하였으며 향후 복합자재에서도 화재확산방지구조의 적용을 통해 복합자재 건축물의 화재안전 확보 가능성을 제시하였다.