• 제목/요약/키워드: 내재에너지

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내재에너지 최적화를 통한 철근 콘크리트 보의 지속가능 설계법 (Sustainable Design Method of Reinforced Concrete Beam Using Embodied Energy Optimization Technique)

  • 윤영철;김경환;여동훈;이상호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1053-1063
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    • 2014
  • 본 연구에서는 자원과 에너지를 후손들까지 이용 가능하도록 확보하며 개발하는 지속가능개발 개념을 바탕으로 콘크리트구조기준을 만족시키면서 철근콘크리트 보의 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 최적화 할 수 있는 지속가능 설계법을 제시한다. 극한하중을 견딜 수 있는 휨강도를 얻기 위한 콘크리트구조기준의 요구조건을 구속조건으로 설정하고 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 목적함수로 하는 최적화 단면설계를 수행했다. 지속가능 설계법은 건설재료의 생산, 구조물의 건설 관리 해체시 소비되는 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 최소화할 수 있는 방안으로 활용될 수 있다. 실제 철근콘크리트 보를 대상으로 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 최적화하여 얻은 단면과 공사비를 최적화하여 얻은 단면을 비교한 결과, 약 10% 정도의 비용증가를 통해 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 각각 20% 정도와 35% 정도까지 감소할 수 있음을 보였다. 결과적으로 지속가능 설계법은 기존의 공사비 최소화를 근간으로 하는 강도설계법을 유지하면서 경제성과 지속가능성을 동시에 확보할 수 있는 설계수단을 제공해주며, 추후 보다 다양한 구조물의 설계로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.

지속가능 설계법을 이용한 철근 콘크리트 기둥의 내재에너지 및 이산화탄소 배출 최적화 해석 (Optimization Analysis for Embodied Energy and CO2 Emission in Reinforced Concrete Column Using Sustainable Design Method)

  • 김경환;여동훈;이상호;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.265-274
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    • 2017
  • 본 연구는 콘크리트 구조설계기준을 만족시키면서 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 최적화할 수 있는 철근 콘크리트 기둥에 대한 지속가능 설계법을 제시한다. 지속가능 설계법은 기존의 비용절감 중심의 강도설계법에서 벗어나 철근 콘크리트 구조물의 환경 및 에너지 소비에 대한 부하를 최소화할 수 있게 해준다. 철근 콘크리트 기둥의 파괴모드는 가해지는 축력과 휨의 비율에 따라 인장지배와 압축지배로 나누어지기 때문에 각각의 지배모드에 대한 최적화 해석을 수행하였다. 다양한 단면형상과 철근량에 대해 비용, 내재에너지, 이산화탄소 배출량을 최적화시킨 단면을 산출하고 그 특성을 비교 분석하였다. 최적화 해석결과에 대한 분석을 통해 비용을 약 10% 증가시킬 때 내재에너지는 약 25% 그리고 이산화탄소 배출량은 약 55%까지 감소시킬 수 있음을 보였다. 특히, 기둥이 인장지배 상태인 경우 압축지배 상태인 경우보다 내재에너지와 이산화탄소 배출량을 더 큰 폭으로 감소시킬 수 있음을 보였다. 결과적으로 지속가능 설계법은 비용의 최소화 외에도 강도설계법에서 고려하지 않았던 내재에너지나 이산화탄소 배출량을 감소 또는 최적화하는 설계를 가능케 하여 지속가능개발의 개념을 철근 콘크리트 구조물 설계에 도입할 수 있도록 해주는 것을 확인하였다.

초등학교 건축물의 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량 평가 (Evaluation of Life Cycle Energy Consumption and CO2 Emission of Elementary School of Buildings)

  • 지창윤;홍태훈;정재욱
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.52-60
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    • 2016
  • 본 연구에서는 LCA 모델을 이용하여 8개 초등학교 건축물의 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량을 평가 분석하였다. 이를 위하여, 자재생산, 자재운송, 시공, 운영, 해체 폐기단계를 포함하는 건축물 생애주기에서의 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량을 평가할 수 있는 LCA 기반의 평가모델을 정의하고, 모델을 이용하여 사례 건축물을 평가하였다. 40년의 운영기간을 가정하여 평가한 결과, 내재에너지(즉, 자재생산, 자재운송, 시공단계 에너지사용량의 합), 운영에너지, 해체 폐기에너지는 평균적으로 2,279, 11,182, 228 Mcal/m2로 산출되었다. 각 단계별 평균 이산화탄소 배출량은 604, 2,708, 60 kg-CO2/m2로 산출되었다. 평가결과는 생애주기 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량의 약 17%가 자재생산, 자재운송, 시공단계에서 발생한다는 사실을 보여준다. 따라서 건축물의 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량 감축 목표를 달성하기 위해서는 내재에너지 및 이산화탄소 배출량이 반드시 고려되어야 할 것이다. 게다가, 운영에너지는 지역에 따라 확연하게 구분되는 반면, 내재에너지는 지역에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 운영단계의 에너지 사용량 편차를 줄이기 위해서는 지역에 따라 보다 상세하게 구분된 단열 기준이 제시되어야 할 것이다.

우리나라 에너지 정책에 관한 소고

  • 김호기
    • 에너지공학
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    • 제2권3호
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    • pp.237-238
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    • 1993
  • 몇년 안으로 다가오는 21세기에는 정보화사회의 정착이 예견되고 있다. 정보화사회가 되면 노동조직은 단순반복적인 노동을 컴퓨터화된 제어장치가 대행하게되고, 산업구조는 대량생산에서 다양한 소비자의 욕구를 충족시켜 줄 수 있는 다품종소량체제로 변환될 것이며, 정보가 경쟁력의 원천으로 부각될 것이다. 정보화사회의 구축에는 에너지 다소비요소가 내재되어 있다. 예컨대 다품종 소량체계는 대량생산체계보다 에너지다소비형이고, 다양한 정보유통을 위하여는 대용량·고속정보통신망의 구축이 필요하게 될 것이다.

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한국의 환경과학기술현황과 과제 (The Status of Environment Science and Technology in Korea and its Development Strategies.)

  • 박원훈
    • 에너지공학
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    • 제2권2호
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    • pp.133-138
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    • 1993
  • 환경(Environment)이라는 단어는 인간을 중심으로 한 유형, 무형의 주위 사방을 총체적으로 포괄하는 뜻을 지닌다. 만물의 주인은 인간이라는 인간중심주의적(anthropolatric) 의미를 내재하고 있기 때문에 진정한 환경운동가들은 환경이라는 단어의 사용을 배척하고 있으며 생태중심주의적(ecocentric) 단어인 상태(ecology)를 선호한다.

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경험적 모드분해법을 이용한 기상인자와 우리나라 강수 및 기온의 상관관계 분석 : I. 자료의 분해 및 특성 분석 (Correlation analysis between climate indices and Korean precipitation and temperature using empirical mode decomposition : I. Data decomposition and characteristic analysis)

  • 안시권;최원영;김태림;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권3호
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    • pp.197-205
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    • 2016
  • 최근 기후변화로 인한 자연재해가 증가하면서 강수 및 기온자료의 시계열에 대한 변동성과 추세를 분석하여 그 변화를 예측하는 연구의 필요성이 점점 커지고 있다. 하지만 강수나 기온의 경우 복합적인 요소에 의해 변동이 일어나 자료의 변동성이 매우 심하고 너무 많은 요소를 포함하게 되어 그 특성을 정확히 판단하기가 쉽지 않다. 따라서 자료의 시계열을 분해하게 되면 각 특성을 가진 요소를 추출할 수 있으므로, 정확한 변동 특성을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라 강수 및 기온자료를 경험적 모드분해법(Empirical Mode Decomposition, EMD)을 통해 주기별로 분해하여 각각의 내재모드함수(Intrinsic Mode Function, IMF)를 추출하였다. 또한, 추출된 내재모드함수의 에너지 밀도를 이용한 유의성 검정을 통해 원자료로부터 유의미한 자료를 포함하고 있는 내재모드함수를 선별하고, 이들의 주기성, 경향성을 분석하였다.

네트워크 단말 및 데이터 센터의 에너지 절감을 위한 그린 네트워킹 표준기술 동향

  • 정상진;김용운;김형준
    • 정보와 통신
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    • 제29권6호
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    • pp.41-46
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    • 2012
  • 전 세계적으로 에너지 소모량 절감 및 온실가스 배출 감소가 중요한 문제로 대두되고 있으며, 온실가스 배출 절감을 목표로 다양한 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 2020년까지 국가 온실가스 감축목표를 2005년 대비 4% 감축하는 것으로 설정하고 정책입안, 기술개발 등 다양한 노력을 경주하고 있다. 연구결과에 따르면 ICT 산업은 세계 온실가스 배출량의 2%를 차지하고 있으며, 지속적으로 증가추세에 있는 것으로 조사되었다. 또한, ICT 산업이 세계 온실가스 배출량의 최대 30%를 절감할 수 있는 가능성을 내재하고 있는 것으로 조사됨에 따라, ICT 산업, 특히 네트워크 분야에서의 에너지 절감을 위한 노력의 필요성이 크게 부각되고 있다. 그린 네트워킹 기술은 ICT 분야의 핵심인 네트워킹 분야 중 에너지 효율적인 네트워킹 기술 개발을 위한 분야로, 기존 네트워킹 기술과 동일한 성능을 나타내지만 에너지를 더 적게 사용하는 네트워킹 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 그린 네트워킹 기술은 단말 기술, 액세스 망 기술, 백본 망 기술로 세분화 될 수 있다. 본 논문에서는 네트워크 에너지 사용량의 많은 비중을 차지하는 가입자 네트워크와 가입자 네트워크와 데이터 센터의 에너지 효율을 향상시키기 위한 기술 동향에 대해 살펴보고 국내외의 관련 표준화 기구의 표준개발 동향을 살펴본다.

공조용 핀-관 열교환기의 공기측 열유동특성에 대한 수치모사 (Numerical Modeling for Air-Side Flow Characteristics of Fin-TUbe Heat Exchangers for Air-Conditioning Applications)

  • 김승택;최윤호
    • 에너지공학
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    • 제9권4호
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    • pp.309-318
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    • 2000
  • 핀-관 열교환기의 효율을 증대시키기 위하여는 열저항을 결정하는 데 있어서 중요한 역할을 하는 공기측 열전달 특성의 향상이 필요하다. 본 연구에서는 핀-관 열교환기의 공리측 성능을 해석하기 위해서 3차원 비압축성 Navier-Stokes 코드를 개발하였으며 이 코드는 시간항에 스칼라 내재적 근사분해법(scalar implicit approximate factorization)절차, 공간항에 유한체적법과 2차의 풍상차분법(upwind differencing)을 사용한다. 서로 다른 3개의 핀형상(평판핀, 슬릿핀, 파형핀)을 고려하였고 이들의 유동 및 열전달 특성을 연구하였다.

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미설명 도시가스의 분석 : 경인지역 중심으로 (A Study of Unaccounted-for Gas Volume : Seoul, Kyunggi Area)

  • 김수덕;서정규
    • 에너지공학
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    • 제12권4호
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    • pp.328-338
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    • 2003
  • 본 연구에서는 경인지역 도시가스회사들이 가스공사로부터 도매 매입한 도시가스의 양이 배관내재고 등의 기타 용도를 포함한 도시가스판매량과의 차이에 대해 검토하여 보고자 하였다. 1996년부터 2001년의 자료를 이용하여 가스공사로부터 매입한 물량, 배관길이, 판매자료, 손실, 자가소비, 기타의 항목으로 기존의 자료를 정리하였고, 이를 기초로 하여, 배관내 재고량 변화, 판매 자료에 기초한 추정 미검침 재고량과 그 이월분 등을 확인하였다. 또 이를 통해 우리의 관심의 대상이 되는 오차를 이해할 수 있는 틀을 제공하고, 사실관계의 확인을 실증적인 분석을 통해 제시하고자 하였다. 결과. 각 도시가스회사가 도매 매입한 물량이 미검침 재고량의 이월분, 배관내재고, 검침판매량, 손실, 자가소비, 기타를 합한 량보다 많다라는 통계적 가설을 기각함을 보인다.