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fileicon[신소재공학] 건축 소재의 신소재 응용설계

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소개글

[신소재공학] 건축 소재의 신소재 응용설계에 대한 자료입니다.

목차

Ⅰ. 기존에 사용되는 건축 소재
Ⅱ. 최근에 사용되는 건축 소재 및 그 특성
Ⅲ.현재 사용되는 건축 소재의 단점
Ⅳ. 응용 설계

본문내용

Ⅱ. 최근에 사용되는 건축 소재 및 그 특성

1. 포스코 센터 : 유리 및 TMCP 강 사용




포스코 센터의 로비는 벽과 천정이 모두 유리이다. 벽을 가장 투명하고 말끔하게 만드는 방법은 벽만한 유리를 사용하는 것이지만 아쉽게도 그리 큰 유리판은 없다. 그래서 작은 유리판을 이어 붙여 벽을 만들었다. 주위에서 보는 일반적인 격자모양 창틀 안에 유리를 끼워 넣으면 칸살이 굵은 멀티비전의 화면을 보는 것 같아 답답하다. 그리해서 건축가는 이 굵은 띠, 즉 창들이 없다면 벽이 더 투명해질 것이라고 생각했고, 창틀을 없애기 위한 고민이 시작되었다. 기존 창틀의 구조적 원리는 강의 다리와 같다. 유리자체의 무게는 창틀에 전달되면서 벤딩모멘트를 만들고 유리벽에 바람이 불면 유리에 가해지는 풍압도 창틀에 벤딩모멘트로 작용한다. 건축가는 구조 체의 형상을 바꾸어 인장력을 통해 중압을 견디는 아이디어를 생각해 냈다. 벽체의 뒤에 철 파이프로 구조물을 세우고 유리를 모두 여기에 매달았다. 이에 따라 철봉에 매달린 우리의 관절이 인장력을 받들듯 유리자체는 인장력을 받게 된다. 그리고 풍압은 창틀이 아니라 유리면의 모서리에 붙은 지지 점에 연결된 와이어로 지탱이 된다.




▶ 사용된 건축구조 : 커튼월

󰋮 커튼월이란




건물의 주체구조인 기둥과 보의 골조만으로 건물에 가해지는 수직하중과 바람이나 지진 등에 의한 수평하중을 지지하는 구조에서 벽체는 단순히 공간을 칸막이 하는 커튼 구실만 하기 때문에 이 때의 벽체를 커튼월이라고 하며, 한국 건축 용어로는 ‘비내력 칸막이벽’이라고 한다. 외부로부터의 비나 바람을 막고 소음이나 열을 차단하는 구실을 하며 기둥과 보가 외부에 노출되지 않고 유리 등을 사용한 벽면은 근대적인 건축양식으로 특히 외장용(外粧用)으로서 큰 기능을 갖는다.

커튼월은 특히 고층 또는 초고층건축에 많이 사용된다. 높이가 100 m 이상의 건물이면 외부에 비계조립이 어렵기 때문에 미리 공장에서 제작한 외벽 패널을 들어올려서 붙이는 방법이 많이 쓰인다. 공장에서 제작되기 때문에 대량생산이 가능하고, 패널은 규격화하여 통일되는 것이 특징이며, 이 때문에 건물의 외관도 공업적인 새로운 구성을 보여준다.

고층건축에서는 건물의 자체중량이 기둥이나 보의 굵기에 큰 영향이 있으므로 중량을 줄이기 위하여 커튼월에는 가벼운 재료가 사용된다. 외면에 사용하는 마무리 재료에는 일반적으로 스테인리스강 ·알루미늄 ·청동 ·법랑철판 등의 금속판이 사용되며, 단열재로는 암면(岩綿) ·유리솜 등의 가볍고 효율이 큰 것이 사용된다. 개구부(開口部)는 유리가 많으나, 일반적으로는 실내를 공기조절하는 건물이 많기 때문에 개폐하는 경우가 적고 따라서 붙박이창도 많다. 사용되는 유리는 열손실을 방지하는 뜻에서 이중유리나 열선흡수(熱線吸收) 유리가 사용되는데, 외부에 곤돌라를 상설(常設)해 두고 청소하는 방식의 것이 많다. 그 대표적인 건물의 예로 뉴욕에 있는 국제연합 빌딩이 있다.






▶ 사용된 소재 : 유리

포스코 센터에 사용된 유리는 이중유리와 열선흡수유리이다. 규토로 만들어져 옛날부터 깨지기 쉬운 물질로 여겨진 유리가 신기술로 인해 건축용 자재로도 사용 될 수 있게 되었다. 빛은 통과할 수 있지만 과도한 열은 차단하도록 보이지 않게 코팅된 투명한 벽 등 건축자재로 사용 될 수 있는 강하고 새로운 형태의 유리가 개발되었다. 이 유리는 여러 면에서 강철만큼 강하다. 유리가 깨지고 부숴지기 쉬운 것은 사실이지만 이를 압축해 특정한 방식으로 제대로 사용하면 강철보다 훨씬 더 강해지기 때문이다. 테니스 라켓 처럼 선 위에 엮어 만든 새로운 형태의 안전 합판 유리도 있는데, 이는 허리케인과 폭발 사고 시 팽창하거나 줄어드는 탄력적인 벽을 만드는 데 사용되었다. 이 새로운 형태의 유리는 에너지를 가해 구조를 약간 변형시키고 그런 다음 원래 위치대로 다시 찾아오게 만든 것이다.

▶ TMCP (Thermo Mechnical Control Process) 강

1) 개발 배경

최근 구조물의 초고층화, 대형화, 인텔리전트화에 따라 강재에 요구되는 각종 특성을 만족시키기 위해서는 극후판의 고강도 강재가 필요하며, 더욱이 내진성 및 용접성 등도 우수해야 한다. 그러나 종래의 고장력강은 판 두께가 두꺼워지면 강도를 확보하기 어렵고, 반대로 강도를 확보하기 위해서는 합금원소의 첨가가 필요하기 때문에 용접성을 해치는 결과를 초래할 수 밖에 없었다. 따라서 판 두께가 40mm이상으로 두꺼워져도 설계 기준 강도를 낮출 필요가 있었고 저 탄소당량(Ceq)으로써 용접성이 우수하며, 또 내진성도 우수한 강재의 필요성이 대두됨에 따라 과거에 주로 조선용, 해양구조용 및 라인 파이프용 강의 제조에 적용하던 TMCP법을 다소 변형하여 적용함으로써 건축구조용으로 TMCP강을 개발하게 되었다.

2) TMCP 기술

종래의 제어압연(Controlled Rolliung)은 강재의 압연시 SLAB의 가열온도, 압연온도 및 압하량을 제어함으로써 강재의 결정조직을 미세화시켜 기계적 성질을 개선하는 압연법이다. TMCP는 Thermo-Mechanical Control Process의 약자로서 가공 열처리 또는 열가공 제어법이라고 불리고 있다. 즉 강재의 압연시 온도를 제어하는 제어압연을 기본으로 하고 그 후 공랭 또는 수냉에 의한 가속 냉각법을 이용하여

태그 유리 건축, TMCP 에어로겔, 사용 설계, 단열성 건물, 구조 단열

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