We aim in synthesizing various functional thin films thinner than ~ 10 nm for environmental applications and photovoltaic devices. Atomic layer deposition is used for synthesizing inorganic thin films with a precise control of the film thickness. Several examples about application of our thin films for removing volatile organic compounds (VOC) will be highlighted, which are summarized in the below. 1) $TiO_2$ thin films prepared by ALD at low temperature ($<100^{\circ}C$) show high adsorption capacity for toluene. In combination with nanostructured templates, $TiO_2$ thin films can be used as building-block of high-performing VOC filter. 2) $TiO_2$ thin films on carbon fibers and nanodiamonds annealed at high temperatures are active for photocatalytic oxidation of VOCs, i.e. photocatalytic filter can be created by atomic layer deposition. 3) NiO can catalyze oxidation of toluene to $CO_2$ and $H_2O$ at $<300^{\circ}C$. $TiO_2$ thin films on NiO can reduce poisoning of NiO surfaces by reaction intermediates below $200^{\circ}C$. We also fabricated inverted organic solar cell based on ZnO electron collecting layers on ITO. $TiO_2$ thin films with a mean diameter less than 3 nm on ZnO can enhance photovoltaic performance by reducing electron-hole recombination on ZnO surfaces.
Daylight is highly beneficial for improving the indoor environmental quality and reducing building energy consumption, daylighting applications are scarcely considered, especially during the care facility design process, because of lack of previous studies on elderly- light environment and complex simulation process. Therefore, daylighting process were performed using ECOTECT, which has various advantage such as easy user interface and simple simulation processes. Moreover, dynamic daylight simulation were performed using whether data. Static simulation are performed to compute static metrics such as daylight factor, whereas dynamic simulation are performed for dynamic metrics such as daylight autonomy and useful daylight illuminance using annual weather data On the basis of daylight autonomy and useful daylight illuminance analysis result, variations in annual daylight performances. A parametric and regression analysis of the window-to-wall ratio and visible transmittance showed that daylight factor, daylight autonomy increased with window-to-wall ratio and visible transmittance. It can be concluded that this new daylight criteria. useful daylight illuminance, will enable architect to obtain better fenestration design.
Daylighting has a very effective role in reducing power consumption and improving indoor environments in office buildings. Previously, it was not under consideration as a major source of renewable energy due to poor reliability in the design. Optical fiber as a transmission medium in the daylighting system demands uniform distribution of light to solve cost, heat, and efficiency issues. Therefore, this study focuses on the uniform distribution of sunlight through the fiber bundle and to the interior of the building. To this end, two efficient approaches for the fiber-based daylighting system are presented. The first approach consists of a parabolic mirror, and the second approach contains a Fresnel lens. Sunlight is captured, guided, and distributed through the concentrator, optical fibers, and lenses, respectively. At the capturing stage, uniform illumination solves the heat problem, which has critical importance in making the system cost-effective by introducing plastic optical fibers. The efficiency of the system is increased by collimated light, which helps to insert maximum light into the optical fibers. Furthermore, we find that the hybrid system of combining sunlight and light emitting diode light gives better illumination levels than that of traditional lighting systems. Simulation and experimental results have shown that the efficiency of the system is better than previous fiber-based daylighting systems.
The present study has been performed to investigate the thermal characteristics of under-ventilated compartment fire which is a typical fire condition in structures. A series of fire experiments was conducted to characterize the thermally driven flow in a 2/5 scale ISO 9705 fire compartment. Three different fuels were used in this test series, methane gas, heptane pool, and polystyrene pellets fire. In order to measure accurate temperature, double shield aspirated thermocouples reducing the effect of radiative energy exchange on temperature measurement were used in addition to bare bead thermocouples. The upper layer temperature for well ventilated fire was increased with increasing heat release rate, but it was slightly decreased for under-ventilated fire. The measured temperatures in the upper layer at the front sampling location were higher than at the rear. Thermal characteristics through the doorway were also analysed for a wide range of heat release rates. This study provides a comprehensive and quantitative assessment of fire behavior for under-ventilation condition of fire.
In recent years, composite concrete-filled steel tubular (CFST) members have been widely utilized in framed building structures like beams, columns, and beam-columns since they have significant advantages such as reducing construction time, improving the seismic performance, and possessing high ductility, strength, and energy absorbing capacity. This paper presents a new composite joint - the composite CFST beam-column joint in which the CFST member is used as the beam. The main components of the proposed composite joint are steel H-beams, CFST beams welded with the steel H-column, and a reinforced concrete slab. The steel H-beams and CFST beams are connected with the concrete slab using shear connectors to ensure composite action between them. The structural performance of the proposed composite joint was evaluated through an experimental investigation. A three-dimensional (3D) finite element (FE) model was developed to simulate this composite joint using the ABAQUS/Explicit software, and the accuracy of the FE model was verified with the relevant experimental results. In addition, a number of parametric studies were made to examine the effects of the steel box beam thickness, concrete compressive strength, steel yield strength, and reinforcement ratio in the concrete slab on the proposed joint performance.
본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 태양광발전시스템을 온실에 인접한 건물의 옥상에 설치하여 일사량에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 $26.1MJ{\cdot}m^{-2}$, $14.0MJ{\cdot}m^{-2}$ 및 $0.6MJ{\cdot}m^{-2}$ 정도였고, 일일 전력량은 각각 약 6.1kWh, 3.7kWh 및 0.01kWh 이었다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각각 약 $4,378.2MJ{\cdot}m^{-2}$ 및 1,163.2kWh 정도이었다. 그리고 부하에 의해 소비된 적산전력량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 4.5kWh, 2.4kWh 및 0.0kWh 정도이었고, 누계전력량은 739.2kWh 정도로서 발생 전력량의 약 63.5%에 해당하였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 어레이 표면온도가 상대적으로 높아지면 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 두 인자 간에 상관계수는 0.851 정도로서 상관관계가 높은 것으로 나타났다.
현재 국내 주택의 근간을 이루는 내력벽식 공동주택은 구조적 한계로 인해 단수명화되고 있다. 이로 인해 발생하는 재건축은 막대한 자원 및 에너지 소비와 건설폐기물로 인한 환경오염을 유발하고 있다. 정부는 이러한 문제 해결의 방안으로 리모델링이 가능한 라멘구조를 유도하는 인센티브 제도를 시행하고 있다. 따라서 새로운 개념을 적용한 라멘구조의 공동주택을 위하여 개발된 복합PC구조인 Green Frame은 내력벽식 및 기존 라멘조식 공동주택이 리모 델링이 어렵다는 단점을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 공사기간 단축이 가능할 것이다. 그러므로 본 연구에서는 Green Frame의 특성과 절대공기를 분석하고, 구조별 공동주택의 골조공사 공기와 비교 분석하여 차이점을 규명하였다. 그 결과 Green Frame을 공동주택에 적용할 경우 공기단축이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 건설공사에서 공기는 매우 중요한 요소로 향후 성공적인 공동주택의 사업을 위해서 중요한 핵심기술로서의 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 현재 시행 중인 "녹색건축물 조성지원법"의 녹색건축 인증제도의 평가 기준에 대한 분석을 하였다. 아울러 2012년 11월부터 2015년 11월까지 3년간 녹색건축통합운영시스템(G-SEED)에서 인증 받은 총 78개의 건축물에 대한 분석을 하였다. 이 분석의 결과를 토대로, 현재 시행 중인 녹색건축 인증제도에 대해 네 가지의 논점을 도출하였다. 논점 1, 조경분야의 평가항목인 생태분야는 이산화탄소 저감에 확실한 성과를 보이는 항목이다. 이에 생태분야는 8개의 건축물에서 필수평가 항목으로 평가되어야 한다. 논점 2, 조경분야는 전문성이 매우 뛰어난 분야이다. 타 분야에서 조경분야를 평가한다는 것은 올바른 평가를 저해하는 요소이다. 그러므로 생태분야의 평가는 조경전문가에 의한 평가를 하여야 한다. 그리고 타 항목 중 "기존대지의 생태학적 가치"의 평가와 같은 조경분야와 밀접한 항목의 평가는 조경분야에서도 평가에 참여하여야 한다. 논점 3, 조경 식재에 의한 에너지 저감 및 온도저감의 우수성은 많은 선행연구에서 밝혀졌다. 이에 조경 식재의 에너지 저감에 대한 평가항목이 추가되어야 한다. 논점 4, 유지 관리분야에 수목관리항목이 신설되어야 한다. 2013년 "녹색건축조성지원법"이 제정 시행된 녹색건축인증제도는 건축물의 이산화탄소 저감을 위한 실효적인 제도임에 틀림없다. 이 법은 특별법의 성격으로 건축법의 우위에 있어, 건축물을 건축하기 위해서는 꼭 지켜야 하는 법이다. 이러한 법 체제 아래 건축분야에서는 이 법과 관련된 많은 연구 및 다양한 제품의 생산으로 건축의 또 다른 먹거리 창출에 기여하고 있다. 그러나 조경 분야에서는 "녹색건축조성지원법"에 대해 건축 분야에 비해 관심이 저조하였던 것이 주지의 사실이다. 녹색건축인증제도에 대한 조경분야의 지속적인 연구가 수행되어야 할 뿐만 아니라, 조경 산업계에서도 더욱 큰 관심을 가져 이와 관련된 제품의 생산 등으로 조경의 업역 확대가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
선박의 추진 및 전기 발생장치의 연료에 포함되어 있는 황산화물이 연소 중에 대기로 방출되는데 이러한 황산화물들은 공기오염의 주된 원인이 되고 있다. 행상에서 선박에 의해 발생하는 황산화물은 육상운송 수단에 의한 것 보다 훨씬 심각하여, 국제 해사 기구 및 유럽연합에서는 해상에서 선박에 의해 발생되는 황산화물 배출에 대한 규제를 강화하고 있다. 해양에서 황산화물 배출 규제를 근본 적으로 만족하기 위해서는 저유황의 연료유사용하는 것이고, 다른 한 가지는 선박에 황산화물 처리장치를 설치하여 배출되는 황산화물을 처리하는 것이다. 저 유황유의 사용은 선주들에게 운항비 증가를 가져다 주며, 처리 장치의 설치는 선가 상승의 원인이 될 수 있어, 선박이 어떤 해역을 운항하는 가에 따라 적용 방법에 대한 세심한 주의가 요한다. 본 소고는 이런 국제 규제의 변화와 대응에 대한 검토와 제언을 담고 있다.
Global warming is happening now and inevitable. Everyone knows that immediate action should be taken to slow it down, but uncertain about the effective solution. Despite global efforts to reduce greenhouse gas emissions, sea levels are rising gradually. In 2013, Cornell University announced the Climate Action Plan(CAP) to make the campus greener, to reduce waste, and to ensure efficient use of resources. In particular, they set a goal of reducing energy use by 2050 and making carbon emissions to zero. Accordingly, the purpose of this study is to analyse the case of the master plan of Cornell Tech campus and its major buildings. Mainly, The House, faculty and student housing of Cornell Tech and the world tallest certified passive house, will be the main precedent that shows the architectural planning of passive house. Passive house technology, which was thought to be possible only in single-family houses, can be applied to high-rise buildings. If any passive house technology of The House project is actively introduced into the dormitory projects of domestic universities that are about to be built or renovated, it will be a good opportunity for the university to take the lead in preparing for global warming.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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