대학 노후시설의 리모델링 경향과 요인에 대한 사례 조사 연구 : 한양대학교 서울캠퍼스 사례를 중심으로

김의환 한양대학교 공학대학원 2017 국내석사

최근 대학은 사회적, 환경적 요인으로 인해 많은 어려움에 놓여 있다. 저출산 문제로 인한 학령인구의 감소와 더불어 대학의 진학률 하락에 따라 대학의 입학 자원이 급격하게 감소하고 있다. 또한, 4차 산업혁명과 지능정보사회의 도래와 같이 미래 사회에 대한 불확실성이 증가하여 대학의 구조개혁과 미래 경쟁력 확보를 요구받고 있다. 이는 양적으로 성장과 확장을 했던 대학들에게 대학의 수와 재학생 수 및 학과 수 등의 감소가 예상된다. 이로 인해 캠퍼스 대학시설은 신, 증축의 성장 및 확장 계획에서 캠퍼스 교지의 부족과 학생 수 감소로 인해 기존 건물의 리모델링 계획으로 활성화되고 있다. 대학시설은 준공 후 경과연수에 따라 물리적으로 노후화되어 건물의 구성 재료의 교체가 필요하게 된다. 또한, 학사 개편과 교육과정 및 정책의 변화에 따라 공간 재배치, 용도전환 등의 기능적 노후화로 인한 공간의 변경이 발생하게 되며 시대와 사회 환경이 변화함에 따라 대학 구성원(학생, 교수, 직원 등)의 가치 추구 형태와 다양한 요구를 만족하는 교육 환경으로의 리모델링이 발생하게 된다. 대학시설의 리모델링은 다양한 요인과 유형으로 발생하지만, 건물의 실제 발생 건수를 통해 리모델링 요인과 경향을 분석한 연구논문은 극히 드물다. 이에 본 연구는 한양대학교 서울캠퍼스를 사례 조사 대상으로 선정하여 건축물대장을 기준으로 준공 후 경과연수 40년 이상의 노후 교사시설을 대상으로 10년간(2007~2016년) 발생한 리모델링 공사 계약 현황과 실적 자료를 통해 원인, 공종, 분석 요소, 수법, 목적, 사례 유형 등의 요인과 유형을 분석하였다. 분석 결과 한양대학교 서울캠퍼스의 노후 교사시설의 리모델링 경향은 첫째, 신·증축은 감소하고 부분 리모델링이 활성화되었다. 둘째, 리모델링의 원인으로는 사회적 노후화의 비중이 높았다. 셋째, 리모델링의 분석 요소로는 건축계획요소의 비중이 높았고 세부 분석 요소는 내장 성능 개선 중 마감재 교체가 높은 비중을 차지하였다. 넷째, 리모델링 수법(범위)으로는 증축보다는 개보수 범위인 갱신, 개장이 높은 비중을 차지하였다. 다섯째, 리모델링의 목적으로는 성능 향상이 가장 중요한 요인이었고 여섯째, 리모델링의 사례 유형은 시설 교체형과 설비 교체형의 비중이 높았다. 분석 결과를 통해 한양대학교 서울캠퍼스의 노후 교사시설 리모델링이 발생하는 요인은 다양하며 한 가지 요인으로만 영향을 받는 것이 아니라 다양한 요인들이 복합적으로 작용하여 리모델링에 영향을 미치게 된다. 이 연구결과를 통해 향후 대학의 노후 교사시설의 리모델링 방향과 계획 수립을 위한 기초 자료로 활용되기를 기대한다. 덧붙여 지금까지 대학은 성장과 발전 중심의 캠퍼스 마스터플랜으로 교육 환경의 기능과 성능 향상, 이미지 개선의 측면에서 시설의 현대화를 추진해왔었다. 이로 인해 대학의 역사적 가치를 지닌 상징적인 건물도 역사적 보존보다는 내·외부의 현대화를 통한 외관의 형태와 디자인 변경 및 성능 향상에 초점을 맞추게 되었다. 비록 건물이 오래되면 노후화로 인해 그 기능과 성능이 떨어져 대학 구성원들의 교육 환경 개선 요구가 발생하게 되지만 대학은 역사적 보존에 대한 중요성을 인식하고 역사적 보존을 통한 시설의 현대화를 이룰 수 있도록 리모델링 계획과 방안의 마련이 필요하리라 생각된다. 대학시설의 리모델링은 대학 구성원들의 고유 기능인 교육과 연구와 사회봉사를 효율적으로 수행하고 기능을 영위하기 위한 적절한 환경을 조성하여 그 삶의 질을 높이는 데 목적을 두어야 한다. 끝으로 대학은 건학 이념을 기초를 두고 비전과 발전 계획을 세운다. 이에 따라 대학시설의 리모델링은 미래 변화에 대응하여 발전적이고 융통성이 있으며 시대의 변화에 부합하는 미래 지향적인 인프라 구축을 위한 방향으로 나가야 할 것이다.

Ttrafficability 확보를 위한 표층 점성토 지반의 공학적특성 비교연구

금상홍 한양대학교 공학대학원 2009 국내석사

It puts around with this ocean of three sides of our country which is piled up comes to be recognized with the social base facility where the large harbor is important. There is born again recently for investment and development at the goods center of north-eastern Asia It is recently develop to large harbor development with Pusannewharbor, Kwang-yangharbor, Pyong-taekharbor, Gun-jangnewharborandIn-chonsouthharbor. Construction of the formation infrastructure at soft ground of the sea is increasing and comprehension of stiffness for soft ground is more important at the time. Ground investigation is economically plans and construction to need fundamental data for the structure, it provides the basic data which is necessary Condition, settlement and soil capacity of ground. The ground will be able to control for physical characteristics which have a different character with still, concrete and timber and different material. It is many risk relates with the ground for the construction. It does not understand the character of ground, there is a possibility the danger to the construction. It was actively study of stiffness for soft ground, but there is weak study to closely examination stiffness of very soft ground. It is compared using undrained shear strength of importance soil constants which the soft ground construction design and soil stability analysis with physical and engineering characteristic of dredged-reclaimed clay and original ground where engineering characteristic for very soft ground of the Kwang-yang area. In this study, it is estimated that shear strength to 0~49kPa scope for the outer layer clay of Kwang-yang area. Results of field vane test and piezocone penetration test are similar, but it is different to undrained shear strength of standard penetration test. It is not different to characteristic of dredged-reclaimed clay and original ground, but it is estimated to stronger outer-high layer strength than outer-low layer strength. In this study, it is estimated that shear strength to 0~49kPa scope for the outer layer clay. It is important factor estimated that calculation of bearing capacity as entry using of related equipments for very soft ground (below N=2). 국토의 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 대형 항만이 중요한 사회기반시설로 인식되어져 왔고 최근 들어 동·북 아시아의 물류 중심기지로 거듭나기 위한 투자와 개발이 활발히 진행되고 있다. 최근에서는 부산신항, 광양항, 평택항, 군장신항 및 인천남외항 등 대규모 항만개발이 급속히 이루어지고 있고, 이에 따라 해상의 연약지반상에서 대형구조물의 시공이 날로 증가하고 있어 연약지반에 대한 강도 이해가 어느때보다 중요한 실정이다. 지반조사는 구조물을 경제적으로 설계하고 시공하기 위해서 필요한 기초적인 자료, 즉 지반의 특성 및 지층의 상태, 침하나 지지력 산정에 필요한 기본 자료 등을 제공하는 데에 그 목적이 있다. 지반은 어느정도 물리적 특성을 조절할 수 있는 스틸, 콘크리트, 목재 등의 다른 토목재료들과 그 성질이 판이하게 다르다. 토목구조물 시공중 지반과 관련되는 많은 위험요소가 있는데 이와 같은 지반의 특성을 제대로 이해하지 못하고 시공을 하는 경우 상당한 위험이 따를 수 있다 연약지반에 대한 강도연구는 활발히 이루어진바가 있으나, 초연약지반에 대한 강도 규명은 미진한 상태이다. 이를 위해 우리나라 남해 광양지역의 초연약지반에서 Trafficability 확보를 위한 표층 점성토 지반의 공학적 특성을 규명하고, 원지반이 점성토인 경우와 준설매립점성토지반의 물리학적, 공학적 특성을 토질 특성중 연약지반 상 지반구조물 설계 및 안정해석에 있어서 가장중요한 지반정수 중 하나 비배수전단강도로 상호 비교하고자 한다. 연구결과에 의하면 광양지역의 표층 점성토의 전단강도는 0~49kPa의 범위에 있는 것으로 나타났다. 베인전단시험의 결과와 콘관입시험의 결과는 서로 비슷하나, 표준관입시험의 비배수전단강도와는 차이가 있는 것으로 나타났고, 원지반이 점성토인 경우와 준설매립지역의 점성토와의 특성 차이는 보이고 있지 않으며, 다만 표층 상부의 강도가 하부의 강도보다 강한 것으로 분석되었다. 따라서 표층 점성토의 전단강도의 0~49kPa의 분석 되었는바, 해당 장비들이 초연약지반(N=2이하)에 진입코자 할 경우 지지력을 파악한 후 장비 진입여부를 판단하는 것이 가장 이상적이라고 판단된다.

국내ㆍ외 일괄입찰제도의 비교분석을 최적화방안 연구

유동호 한양대학교 공학대학원 2010 국내석사

1. 서 론 최근의 국내 건설산업환경을 보면 엄청난 외형적인 성장에도 불구하고 건설의 질적수준은 국민여망에 미치지 못하고 있는 실정이며 앞으로 건설시장 개방시 외국업체와의 경쟁에서 생존하기 어려운 전망이다. 그래서 정부에서는 정부발주공사의 경우 정부는 기본적인 수요 또는 기준만 제시하고 민간기업이 설계부터 공사까지 수행할 수 있도록 설계․시공 일괄입찰을 활성화하는 정책을 추진중에 있다. 2. 이론적 고찰 2.1 연구의 목적 이에 본 연구에서는 설계․시공 일괄입찰제도에 대하여 문제점을 살펴보고 그에 따른 개선방안을 제시하고, 일괄입찰에 참여하는 업체의 성공적인 기업 활동을 하는데 목적이 있다. 연구의 방법으로는 국내 연구기관 및 학계의 논문, 연구자료 등의 문헌고찰을 통하여 문제점을 살펴보고 그에 따른 선행연구들과 두산중공업의 일괄입찰공사의 성공사례를 토대로 개선방안을 모색하였다. 2.1. 연구현황 국내ㆍ외의 일괄입찰 분야에 대한 연구현황을 알아보기 일괄입찰의 문제점 및 해결방안 관한 연구문헌들을 조사하였다. 3 . 본 론 3.1 일괄입찰제도의 정의 및 발주추의 엄밀히 말해 턴키제도는 설계.시공 일괄입찰 공사의 특별한 계약으로서 일괄입찰 공사의 도급자가 건설공사에 관한 모든 서비스를 발주자를 위하여 제공하는 의미로서 사용된다. 즉 도급자가 공사의 자금조달, 토지구매, 설계와 시공, 시운전 등의 모든 서비스를 제공한 후 시설물이 완전한 상태로 발주자에게 인계하는 것을 의미한다. 그러나 턴키제도는 흔히 일괄입찰 제도와 혼용되는 경우가 많으며 본 연구에서는 편의상 일괄입찰 제도와 턴키제도를 같은 의미로 사용하고자 하며 해외의 경우에는 프로젝트 성격상 일괄입찰로 표현하는 것이 곤란한 경우가 많아 턴키로 표기하며 국내의 경우에는 일괄입찰로 표기하고자 한다. 3.2 일괄입찰제도의 장점 일괄입찰 공사의 긍정적인 효과로는 설계와 시공을 동일한 도급자가 함께 수행함으로서 예상되는 다음과 같은 이점들을 예상할 수 있다. (1) 시공자의 설계참여 기회가 확대되어 시공성을 고려한 설계, 과다한설계지양 등으로 공사 진행을 위한 설계와 시공의 효율성을 극대화 할 수 있다. (2) 신규공사의 경우 발주자는 공사계획의 내용이 명확하지 않은 사항에 대하여 낙찰자 선정 과정에서 다양한 대안을 검토할 수 있다. (3) 공사수행의 각 단계 사이에 발주자의 개입이 최소화되어 발주처의 업무가 감소된다. (4) 하나의 주 계약에 의하여 공사가 발주됨으로써 공사 전반에 관한 책임한계가 명확해 진다. (5) 설계와 시공의 조직이 동일하여 공사기간 중 신공법의 적용 또는 공법 변경 등이 용이하다. (6) Fast-track 을 이용하면 실시설계 완료 이전에 착공함으로써 공사기간의 단축이 가능하다. 3.3 일괄입찰제도의 단점 일괄입찰 공사의 근본적인 문제점은 설계가 확정되기 이전에 도급자와 낙찰금액이 확정됨으로써 발생하며 이로 인한 주요 단점으로는 다음과 같은 사항이 있다. (1) 일반적인 단점 - 실시설계 완료 이전에 낙찰자가 선정될 경우 정확한 공사금액의 책정이 어렵다. - 공사의 품질과 성능보다는 업체의 이윤 추구를 위한 설계의 가능성이 있다. 이러한 단정은 특히 공익성이 요구되는 공사에서 문제시될 가능성이 크다. - 공공 공사인 경우 결과물의 공익성에 배치되게 도급자가 영리를 추구할 가능성이 있다. (2) 발주자 측면의 단점 - 기본적으로 공사수행의 모든 책임을 도급자에게 위임함으로써 발주자의 참여 폭이 상대적으로 축소되고 발주자의 설계 및 시공과정의 체크가 소홀해진다. - 일반방식의 공사발주에 비하여 발주에 장기간이 소요된다. - 입찰업체가 제안한 설계대안에 대하여 그 타당성을 정확히 분석할 수 있는 기술적인 능력이 필요하다. - 한번 발주된 공사의 내용에 대해서는 변경이 곤란하다. (3) 업체 측면의 단점 - 설계안의 미확정으로 인하여 공사범위가 모호하며 착공 이후 발생하는 상황에 대한 위험부담이 커진다. - 설계도서를 작성하여 입찰함으로써 입찰부담이 증가한다. - 일반적으로 설계, 엔지니어링, 시공 능력을 갖춘 대형업체에 유리하여 중소기업 및 신규업체의 참여가 제한된다. 4. 일괄입찰제도의 문제점 분석 국내 일괄입찰제도의 문제점은 여러가지 측면에서 매우 다양하게 제기되었다. 특히 입찰자 평가방법, 입찰안내서, 낙찰자 선정방식, 입찰기간 등이 특히 높은 비중의 개선항목으로 지목되었으며 기타 문제점의 개선도 일괄입찰 제도의 시행절차의 거의 전과정에 걸쳐서 요구되고 있다. 4.1 발주기관 측면의 문제점 (1) 발주절차의 번잡성 현행 일괄입찰 공사의 발주를 위한 설계지침서의 심의, 기본설계 및 실시설계 입찰은 현실적으로 복잡하여 발주기관이 일괄입찰 공사를 기피하는 주요 이유가 되고 있다. 특히 거의 유사한 프로젝트의 반복적인 설계지침서 심의는 그 효용성이 작은 것으로 판단되어 경우에 따라 심의생략이 가능하여야 할 것이다. (2) 발주 소요기간의 장기화 일괄입찰 공사는 그 채택여부를 중앙건설기술심의위원회에서 심의하고, 재무부에서 이를 공고한 후(3월 말)에야 비로소 설계가 착수되므로 1월 말부터 설계착수가 가능한 일반 공사에 비해 발주가 지연되며 적정공기를 확보하는 데 지장이 초래되고 있다. 뿐만 아니라 발주 소요기간이 약 240 일 (실적 예 : 140 - 260일 소요) 이 소요되어 적정 시공시기인 3월 - 10월을 입찰 및 계약 절차에 소모하므로 연도 말 계약을 할 수 밖에 없어 예산 이월 및 공사기간의 부족이 우려된다. (3) 적격업체 선정에서 발주기관의 의견반영이 미흡 현행 적격업체 선정방식은 공공기관 발주공사일 경우에는 시행기관의 자체 계약에 의해 수행되므로 발주기관 해당부서의 검토가 가능하지만, 중앙관서에서 발주하는 공사일 경우 설계평가는 중앙위원회에서 실시하고, 계약은 조달청에서 위임받아 이행함으로써 실제 시행기관 또는 사용자인 발주기관의 자체 검토 및 의견 반영이 미흡하다. (4) 낙찰자 선정방식 현행 낙찰자 선정방식인 (총공사입찰금액 ÷ 설계점수) 의 최소업체에 낙찰은 기술과 가격을 동시에 고려한 낙찰자 선정방법이 될 수 있으나 대부분의 설계절수가 70 - 80 점에서 결정되는 현실하에서는 저가낙찰자에게 유리하게 적용될 가능성이 있으므로 부실업체의 저가투찰을 조장할 수 있어 기술경쟁을 유도한다는 일괄입찰 공사의 취지에 부합되지 못하고 있다. 4.2 입찰참가자 측면의 문제점 (1) 입찰 참여업체의 설계부담 과중 기본설계 및 실시설계 2회 입찰 후 낙찰자를 선정하는 입찰방식은 낙찰자가 아닌 입찰 참여업체에게 과도한 설계비 부담을 주게되어 입찰의욕을 저하시키고 우수업체간의 경쟁을 유도하는데 미흡하다. 이를 비용 측면에서 분석하여 보면 90년 공사실적 평균 200억원을 기준으로 볼 때 기본설계비용 약 1.9억원 (개략공사비의 0.96 %), 실시설계비용 약 5.8억원 (개략공사비의 2.89 %) 에 해당하는 금액이다. 또 일괄입찰공사에서 실시입찰에 의한 낙찰자 선정은 도급자 책임하의 설계와 시공이라는 일괄입찰공사 본래의 취지와 배치되는 제도라고 할 수 있다. (2) 설계기간의 부족 일괄입찰 공사의 입찰을 위한 설계기간은 대형공사의 현장설명 (입찰공고 후 최소 7일) 과 30억원 이상 공사의 견적기간(최소 30일) 의 적용을 받는 외에 별도의 규정이 있어 적정한 기준이 미비하며 통상적으로 30 - 40일의 짧은 입찰기간은 부실 설계의 우려가 크며 특정업체를 대상으로 설계기간을 설정한다는 오해의 소지가 크다. (3) 실시설계 완료이전에 조기 착공 불가 실시설계 완료 후 낙찰자를 선정하는 것은 원래 일괄입찰 공사의 주요 장점인 설계 완료 이전 착공 (Fast-Track) 에 의한 공기 단축의 효과를 원천적으로 포기하는 것이라 할 수 있다. 4.3 심의기관 측면에서의 문제점 (1) 일괄입찰 방식 채택 기준의 불분명 일괄입찰 제도는 실시설계 완료 이전에 낙찰자가 선정되어 정확한 공사금액의 책정이 어렵고, 공사의 품질과 성능보다는 업체의 이윤추구를 위한 설계가 될 가능성이 있는 점등의 본질적인 단점을 내포하고 있으므로 일괄입찰 방식의 선정시에는 그 사업의 유형을 고려하여 신중하게 선택되어야 한다. 이에 비하여 현행 특례규정에 의한 중앙위원회가 일괄입찰 방식에 의한 공사 발주가 적합하다고 의결한 공사는 일괄입찰 제도를 적용하여 그 효과를 기대할 수 있는 기준이 구체적이지 못하다. (2) 평가기준의 불합리성 현행 중앙위원회 운영규정에 의한 설계평가의 배점기준은 공사를 일괄입찰로 발주하는 주 목적이 되는 일괄입찰대상 공종에 대한 평가항목이 확실하지 않고 신기술 및 신공법의 적용에 의해 효율적으로 사업을 수행할 수 있는 데에 대한 배점이 고려되지 않아 입찰 참여업체의 기술개발을 유도하기에는 부적정하다. 또 평가항목의 배점기준을 토목, 건축, 기계/전기의 3개 분야공사로 일률적으로 분류라고 있기 때문에 다양한 각 대상사업별 특성을 고려하여 배점표 작성이 가능하도록 배점기준이 보완되어야 할 것이다. (3) 설계심의위원 운영 설계심의위원의 구성은 전문분야별로 건설교통부의 전문가명부를 활용하여 20인 범위 내에서 선정하며, 점문분야별로 중요도 등을 고려하여 2인 이상 선정한다. 구성원은『표.3』참조 로 구성되어 있으며 평가항목의 비중에 격차가 있을 경우 심의위원 수의 배정이 불합리하다. 또 부적격 설계시 심의 위원의 보완사항 및 의견제출에 대한 명확한 기준이 없고 설계점수의 총합계만을 통보하게 되어 있어 심의위원의 주관적인 배점으로 치우칠 우려가 있다. 특히, 2003년 7월에 15~30명의 평가위원이 전문분야별로 평가하던 방식을 기술위원회와 평가위원의 역할과 같이 기술위원회와 평가위원회로 이원화하여 운영한다. (건설기술개발 및 관리등에관한 운영규정 제21조 2의3항 건설교통부 훈령) (4) 심의 대상공사의 과다 현행 일괄입찰제도는 그 대상공사를 금액으로만 규정하고 있어 심의 대상공사가 과다하여 전반적인 심의의 부실화 우려가 있다. 현재의 심의위원회의 심의량은 89년 이후 급증하여 주 2 - 3회 (1회 심의 평균 4건) 의 심의로 연간 약 600 건 (약 300 여건의 입찰방법심의 포함)의 심의가 수행되고 있다. 또 심의담당 공무원의 절대부족 으로 시방서, 도면 등 일반적인 기술사항에 관한 자체 사전 검토가 거의 불가능하고 심의의원의 심의 (검토기간 3 - 4일) 에만 의존하게 되어 내실있는 심의에 의한 정확한 기술평가가 어려울 뿐만 아니라 심의지적사항에 대한 사후관리가 소홀해질 우려가 있다. 따라서 심의대상 공사의 축소 및 심의담당 공무원의 인원 확충이 요구된다. 4.3 기타 문제점 그 외에 특히 업체 측에서 일관되게 제기되는 문제점은 계약금액의 조정에 관한 사항이다. 일괄입찰방식에 의한 대형공사 계약에 있어서 설계변경에 의한 계약금액의 증액은 대형공사 계약에 관한 예산회계법 시행령 특례규정 제15조의 규정에 의하여 정부의 책임있는 사유에 의한 때에만 가능하여 낙찰자 선정 후 발주자가 작성한 입찰안내서가 불완전할 경우 현실적인 대처가 어려운 실정이며 이는 업체측의 일괄입찰 공사에 있어서 위험부담이 일반공사에 비하여 높은 점을 감안할 때 낙찰자에게 상당한 부담으로 작용하게 된다. - 신공법의 개발 및 적용시 업체의 초기투자 부담이 커진다. 일괄입찰제도의 선행된 연구에서의 공통된 문제제기와 해결 방안을 보면 첫째, 턴키공사 선정업체와 시공업체간의 분담 이행방식의 입찰 , 입찰자들의 설계비 과중 및 설계비 보상비 미흡, 실액 조정곤란 등의 문제제기와 해결방안으로 건설업의 종합화와 유형의 다양화, 적정공사비 확보, 예비비제도의 도입, 설계․시공 공동이행방식 도입 등의 개선방안이 제시되었다. 둘째, 일괄입찰안내서 상의 문제점으로는 안내서상의 내용에 대한 전문성의 부족, 계약조건의 불평등 내용 및 모호성, 설계기간의 절대적 부족으로 입찰자 비용 가중이 되었다. 해결 방안으로는 발주기관별, 공사특성별개정, 발주방식에 적합한 건설정보화 구축, 건물 특성별 적정한 설계기간의 확보, 공사의 한계구분, 공사 특성별 설계도서작성기준 표준화 등을 제안하였다. 7. 결 론 본 연구를 서술적으로 요약하며 설계․시공일괄입찰제 도의 개선방안을 제언하자면 다음과 같다. 일괄입찰공사의 유형을 설계․시공 일괄입찰 및 실시설계․시공 입찰의 두가지 유형만 법적으로 인정하고 있어서, 실시설계․시공 입찰공사의 비효율성을 극복할 수 있는 새로운 유형을 개발하여야한다. 일괄입찰 공사 발주시 공종특성보다 규모에 따른 일괄입찰 대상공사를 선정하여 불충분한 예산의 확보 및 수요기관의 의견반영이 미흡한 문제점이 있어서 100억원 이하의 소규모공사에서도 일괄입찰공사의 발주를 가능케 해야 한다. 일괄계약자의 구성방식에서 설계업체와 시공업체간 분담이행방식의 공동도급으로 인하여 문제점을 설계업체의 책임을 실시설계 이후의 설계변경 등으로 확대하고 감리업무까지도 수행할 수 있도록 해야 할 것이다. 설계과정과 설계심의 과정에서 짧은 설계기간과 설계심의의 공정성에 대한 의혹, 설계비 보상의 미흡 등의 문제점들을 해결하기 위해서는 적격심사시 설계업체에 대한 심사가 필요하며, 낙찰 탈락업체라도 일정수준 이상의 설계에 대해 PQ실적을 반영해야 한다. 일괄입찰공사의 장점인 공기단축을 위해 기본설계입찰시 낙찰자를 선정하여 계약을 체결함으로써 실시설계 이전에 착공이 가능하게 하며 기술과 가격의 분리입찰제도를 적용하여 기술위주의 경쟁을 촉진시켜야 한다. 입찰공고에서 계약체결까지 많은 시간이 소요되는 일괄입찰공사의 특성상 물가변동에 따른 계약금액의 조정혜택을 받기에 물가변동에 따른 계약금액 조정 기산점을 계약일에서 입찰일로 변경되어야 하며, 발주자 귀책사유나 불가항력적인 경우 외에 계약금액의 증액을 허용해야 한다. 기술력과 자금력의 부족한 중소기업의 일괄입찰에 참여를 할 수 있도록 유도하고, 하도급 규제의 완화가 필요하다. 무엇 보다 설계심의(기술위원, 평가위원)의 자격기준에 관한 개선방안이 이루어 져야한다. 발주청에서 자격기준에 부합하는 기술위원 명부를 작성하여 운행하여야 한다. 기술위원 명부에 포함되지 않은 위원을 각 발주기관의 사업특성에 맞게 전문 분야의 기술위원을 확보하여 시행 하여야한다. 기술위원회 명부를 폐지하여 로비를 방지할 수 있다. 참여 업체의 기술력확보와 지속적이며 효과적인 개혁이 필요하다. 제도의 개선 방향을 모색하기에 앞서 기업 스스로 기술독립, 기자재의 국산화, 기술투자, 인재개발, 해외시장 개척을 위해서 노력을 지속적으로 하여야한다. 위와 같은 제도 및 업체의 개선을 통하여 일괄입찰공사제도의 내실화를 꾀할 수 있는 지속적인 연구가 필요하며, 전문성과 공정성, 신뢰에 기반을 둔 건설문화의 정착이 이루어질 수 있도록 발주자, 시공자, 설계자를 비롯한 건설주체 모두의 지속적인 노력이 필요하다. 참 고 문 헌 1. 건설교통부(2000) “턴키, 대안입찰제도 업무요령” ,건설교 통부 2. 김광인, 서용철, 현창택(2001) “국내 대형공사의발주방식 선정절차에 관한 연구” , 대한건축학회 논문집. 3. 김동현(2003) “턴키입찰제도의 문제점 및 개선안” , 대한건축학회지, 대우건설. 4. 김성관(2006) “설계․시공일괄입찰제도의 설계변경에 따 른 문제점 분석 및 개선방안 연구”, 경상대학교 산업대학 원 석사학위논문 5. 김정훈 외(2005) “턴키입찰-운영상의 문제점 개선방안 없 나 ” 한국건축학회 논문집 구조계. 6 김정현(2005) “턴키입찰-운영상의 문제점 개선방안 없나”한국건설산업 연구원. 7. 대한건축사협회(2006) “턴키제도의 현황과 대안모색” , 대한건축사협회 제47권 제2호 8. 박태권(1995) “설계시공 일괄계약제도 발전방향에 관한 연구” , 중앙대박사학위논문. 9. 백준홍(1995) “정부시설공사 입찰계약제도 발전방향에 관한 연구” , 연세대 산업기술연구소. 10. 박광재(2003) “설계․기송 일괄공사에서 설계평가방식 개선방향” , 대한주택공사 수석연구원. 11. 박준기(2007) “건설계약관리론” , 일간건설신문. 12. 유신영(1996) “국내 공공공사의 설계시공 일괄계약방식 운용의 문제점과 개선방향” , 한국건설선업연구원. 13. 이복남, 이종수(2002) “ 공사계약일반조건의 문제점 및 개선방안” , 한국건설산업연구원. 14. 이상호(2005) “입낙찰제도의 선진화 방안” , 한국건설산업연구원 15. 전성진 외(2003) “턴키 프로젝트의 주요 성공요인 분석에 관한 연구” , 대한건축학회논문집 구조계 16. 전증식(2007) “공공건설공사 낙찰방법별 계약체결 및 설계변경 현황 분석에 관한연구” , 한양대학교 대학원 석사학위논문 17. 정종문(1998) “설계시고일괄입찰제도 개선 방안에 관한 연구” , 연세대 산업대학원 석사학위논문 18. 조달청(2005) “시설공사 계약제도와 실부” , 조달청 19. 황재우(2007) “설계시공일괄입찰공사에서 설계변경 클레입요인의 분석에 관한연구” , 동의대학교 대학원 석사학위논문 20. 이종엽(2009) “국내외 사례분석을 통한 설계시공 입찰 설계심의 평가 개선방안에 관한 연구” , 서울시립대 대학원 석사논문

냉동기 인버터 운전방식에 따른 에너지 절감효과 연구

신현태 한양대학교 공학대학원 2019 국내석사

냉동기 인버터 운전방식에 따른 에너지 절감효과 연구 A Study on the Energy Saving Effects of the Compressor Inverter Operating System 신 현 태 한양대학교 공학대학원 2019년 8월 석사학위논문 냉동기 인버터 운전방식에 따른 에너지 절감효과 연구 A Study on the Energy Saving Effects of the Compressor Inverter Operating System 지도교수 이 주 이 논문을 공학 석사학위 논문으로 제출합니다. 2019년 8월 한양대학교 공학대학원 철도시스템 공학전공 신 현 태 국문요약 냉동 공조장치는 산업의 발달로 생활수준의 향상과 더불어 사용범위가 급격히 증가하고 있다.지난 2011년 정전대란 이후 정부는 전력의 총 사용량만을 측정하던 기존의 방식과는 다르게 전력 사용량을 15분마다 점검해 최대 2.5배의 전기요금을 부과하는 전력 피크제를 시행하고 있다.정부는 2013년 8월‘전력 피크’에 따른 정전이 우려되자 한국전력공사와 월 5000kw 이상을 쓰기로 계약한 업체에 의무 절전량을 지정했다. 전력 피크가 잦은 오전 10시에서 11시, 오후 2시에서 5시 사이에 전력 사용량을 3~15%씩 줄이게 했다. 절전 목표치를 채우지 못하면 하루에 50만원씩 과태료를 물게 하고 또한 가정에서도 전기요금 누진제로 전기 사용량을 규제하고 있다.이와 같은 규제로 인해 각 공장 및 대형건물(백화점, 상업용 빌딩) 에서는 별도의 관리 인원을 배치해 전기 에너지 절약에 총력을 다하고 있다.이와 같이 전기 에너지 절약이 기업의 생존 전략이 됨으로서 절전형 제품을 찾는 소비자가 늘면서 새로이 출시되는 냉동기는 인버터를 내장한 에너지 절약형제품이 출시되고 있다. 그러나 기존 설치된 냉동기는 인버터가 없는 시스템으로 제작되어 많은 에너지 소비의 주범으로 인식되고 있으며 에너지 절약에 대한 대책이 시급한 실정이다. 기존의 냉동 시스템은 고정 된 속도로 압축기를 ON/OFF 가동하는 방식이다. 이 방식은 온도 헌팅이 심하고 잦은 기동/정지로 인해 기계적 스트레스도 심하며 소음도 많다.스트레스로 인하여 고장이 많아 생산에 차질이 많이 생기고 기계적 마모로 인하여 수명도 짧아져 잦은 설비 교체로 기업에 부담이 크다. 요즘 출시되는 가정용 에어컨은 인버터시스템을 적용하여 가정에서의 전기요금 부담을 크게 줄이고 있으며 10년 무상 A/S 등 고품질 제품으로 가정의 가계비용 부담을 크게 줄여주고 있다. 기업에서는 큰 용량의 냉동기가 많아 인버터냉동기로 교체하는 비용부담 때문에 쉽지 않은 것이 현실이다.이에 기존 냉동기에 인버터를 별도로 설치하여 전기에너지 소비를 어느 정도 절약할 수 있는지 연구한다. 결과적으로 많은 소음을 내고 많은 에너지를 소비하는 냉동기에 인버터를 설치지 전기요금 절약으로 인한 투자비 회수기간, 온도 정밀도 등을 시험하여 데이터로 기록한다. 인버터 기술은 산업 전반에 다양하게 사용되고 있다. 특히 전기에너지 절약에 관심이 집중되고 있고 정부 정책자금으로 지원도 많이 하고 있다 인버터 장치는 실내 온도를 낮추거나 가열하는 데 필요한 용량을 기준으로 압축기 속도를 점차 높이고 낮춘다.인버터 시스템은 원하는 온도를 일정하게 유지하기 위해 압축 용량을 제어하여 최적의 온도를 유지시켜 에너지 소비량을 30%정도 절약 할 수 있다고 한다. 따라서 기존에 인버터 설치가 안된 냉동기에 인버터를 설치하여 운전할 때 문제점은 없는지 실험을 통하여 연구한다.

동관 공식에 관한 사례결과 분석 및 고찰

최현 한양대학교 공학대학원 2018 국내석사

동관은 일반적으로 수계배관 재질로서의 뛰어난 내식성을 나타내며 부식으로 인한 누수사고의 빈도수가 적은 것으로 알려져 있었다. 그러나 최근 정체된 물을 함유하고 있는 스프링클러 배관으로 사용되는 동관의 경우, 동관의 부식환경에 따라 국부부식의 일종인 공식부식(Pitting Corrosion) 으로 인한 누수가 발생하여 문제를 야기하고 있는 실정이다. 동관 공식부식은 단지별로 발생건수의 편차가 심했고 예측하기 어려웠지만 공식부식이 발생하기 시작한 단지는 매년 지속적으로 발생하는 경향이 있었다. 동관 공식부식에 관한 다양한 연구결과를 비교 ∙ 분석하여 세대 스프링클러 동관 공식현상의 유형은 TypeⅠ 공식부식임을 확인하였으며, TypeⅠ 공식부식의 원인은 크게 두 가지로 구분할 수 있었다. 첫 번째, 동관 제조과정에서 사용하는 윤활유가 잔류 ∙ 산화하여 탄소막이 형성되고 부동태 피막의 형성을 방해하여 공식이 생성된다. 두 번째, 동관 내 소화수 침전물과 용존산소에 의한 산소농담전지가 형성되어 공식을 유발한다. TypeⅠ 공식부식의 첫 번째 원인인 동관 제조 시 사용되는 잔류 윤활유가 탄소막을 형성하고 부동태 피막의 형성을 방해한다고 많은 문헌에서 기술하였으나 윤활유의 성분분석이 행해진 연구는 없었다. 기존 문헌에서 윤활유의 주요성분으로 염소가 사용되고 염소 처리된 오일은 금속표면에서 쉽게 제거되지 않아 증기청소가 요구된다고 하였으니, 동관 제조 시 사용되는 윤활유의 성분분석을 다시 한번 검토할 필요가 있다고 판단된다. 동관 공식부식을 방지하기 위해선 시공 시 동관 내 청소가 이뤄졌는지 철저히 확인하여 시공하여야 하며, 기 설치된 동관에는 배관 내 이물질 제거를 위해 주기적인 드레인으로 수질을 개선하고 부식방지제를 첨가하여 동관 공식부식을 예방할 수 있다. 더불어 공식부식의 원인 중 하나인 배관 내 산소농도는 탈기를 통하여 낮게 유지시켜 주고 용존산소를 낮추는 약품을 투입하여 동관 공식부식을 방지할 수 있을 것이다.

가스플랜트에서 가치공학 개념을 적용한 대관경 배관두께 선정

최가영 한양대학교 공학대학원 2011 국내석사

최근 가스플랜트산업에서의 가치공학 설계(Value Engineering)는 대내외적으로 중요시되고 있다. 국내에서도 가치공학 설계는 2005년에 건설기술관리법 ‘설계의 경제성 등 검토’로 개정 및 시행되어, 100억 이상의 건설공사에 확대하고 적용하도록 개정 되었다. 또한, 공공기간 및 많은 지자체에서 가치공학 설계의 활성화를 위해 나서고 있다. 가치공학 설계는 사업주에서 제공한 입찰안내서(invitation to bidder)를 설계자가 철저히 검토 하여, 설계내용에 대한 경제성 및 현장적용 타당성을 기능별, 대안별로 검토하여 건설공사의 품질향상 및 원가절감을 도모하여 가치를 최대한으로 높이는 설계이다. 본 연구에서는 가스플랜트에서 건설자재 물량 중 가장 많은 부분을 차지하는 배관 중에 대관경 배관항목의 개념을 설명하고, 대관경 배관은 가치공학 개념을 적용하여 배관두께 산정을 제시하였다. 배관두께 산정 시에 플랜지 레이팅의 최대 허용압력을 기준으로 배관두께를 산정하는 방법과 배관설계조건(line design condition)의 최대 허용압력 및 허용온도를 기준으로 배관두께를 산정하는 방법을 비교하였다. 또한, 실제사례를 통해 가치공학 개념의 적용 시 공정별 유체의 허용압력 및 온도를 유지하면서 두께를 줄이고 배관자재 물량을 감소시켰다. 감소된 배관자재 물량으로 자재비용의 절감이 가능함을 성과 근간한 지표들로 구성하였다. 본 지표들을 바탕으로 가치공학 개념을 적용한 대관경 배관의 두께선정은 자재물량 감소 및 자재비용의 절감을 통해 공사비절감의 효과를 얻었다. 해외플랜트 시장에서도 가치공학 개념을 적용한 대관경 배관두께 선정으로 국내기업의 이익창출 증대를 기대한다.

도시철도 안전운행을 위한 운전분야 운행장애 분석 및 예방대책

강성진 한양대학교 공학대학원 2014 국내석사

최근 서울시는 대중교통 체계를 철도 중심으로 보완하기 위해 향후 10년 간 서울시내 어디서나 걸어서 10분 안에 도시철도로 이동 할 수 있는 ‘철도 중심 시대’를 연다고 하였다. 공공성과 노선운영 효율성이 확보되어야 하지만 앞으로 시민들이 더욱 편리하게 도시철도를 이용 할 수 있다. 우리나라의 대표적인 대중교통수단인 도시철도는 신속성, 안전성, 정확성을 장점으로 큰 발전을 하여왔으며 앞으로도 경제성과 친환경성을 강점으로 더욱 성장할 것이며 수송분담율도 더 늘어날 것이다. 이러한 도시철도 발전에 발맞추기 위해서는 기본적으로 안전성이 선행되어야 한다. 만약 도시철도 선로에서 운행장애 및 사고가 일어난다면 신속성, 안전성, 정확성을 저해 할 뿐만 아니라 이용고객의 스트레스도 늘어날 것이다. 또한 도시철도 운영기관 경영의 어려움도 가중되고 위상도 실추될 것이다. 현재 안전운행을 위한 예방대책 연구가 많이 진행 되고 있지만 아직은 부족한 실정이다. 본 논문에서는 최근 10년간 서울메트로 운전분야에서 발생한 운행장애 및 사고를 유형별로 분석하여 주요 장애원인을 알아보고 이를 토대로 설문조사 분석내용을 참조하여 3가지 예방대책을 제안하였다. 이상의 예방대책을 통해 운행장애 및 사고를 감소시키고 도시철도 승무원들의 안전운행에 도움이 되길 기대해 본다.

실레인 코팅이 된 타이타늄다이옥사이드에서 오일의 종류와 극성에 따른 피커링 에멀젼 형성과 안정도

박수완 한양대학교 공학대학원 2019 국내석사

In cosmetics, silane-coated titanium dioxide is widely used for coloring and UV protection. Of these, titanium dioxide below 100 nm is widely used in sunscreen cosmetics for UV protection applications. In previous researches, the formation of pickering emulsion was confirmed by the size, shape, coating agent and oil composition of titanium dioxide. Other studies, the formation of pickling emulsion was confirmed by the silane - coated nano - sized iron oxide. In this study, the formation and stability of Pickering emulsion were evaluated by selecting various oils used in cosmetics along with titanium dioxide which was the most commonly used triethoxycaprylylsilane coating used in cosmetics during silane coating. The oil used in the experiment was mineral oil, isododecane, which is known to be nonpolar oil used in cosmetics, and dimethicone, which is a typical silicone oil, was used. Octyldodecanol, ethylhexylmethoxycinnamate, C12-13 alkyl benzoate and propylene glycol dibenzoate, known as polar oils, were used. Oil, purified water and titanium dioxide were emulsified using a homomixer at a weight ratio of 63: 32: 5. The powder was not well dispersed with mineral oil and isododecane, and oil painting was not performed. As for the silicone oil Dimedimethicone, the powder was not well dispersed and was not emulsified. In the case of octyldodecanol, which is a polar oil, the powder was not well dispersed and emulsified. On the other hand, in the case of ethylhexylmethoxycinnamate, C12-13 alkylbenzoate and propylene glycol dibenzoate which are the same polar oils, were emulsified with W / O emulsion, and the emulsion particles could be confirmed by a microscope. The emulsion stabilities were observated at a 25 ° C chamber during 30 days. The emulsion mainly showed changes in creaming or sedimentation. Also, it was confirmed that the size of emulsified particles was increased. This is a phenomenon similar to the emulsification decay shown mainly in the W/O emulsion. Non-polar oils are not emulsified well, and in the case of dimethicone, a silicone oil, the polarity of the silicone backbone is wrapped around by the surrounding alkyl groups, resulting in the same polarity as the non-polar oil . In the case of octyldodecanol, there is a polarity of the alcohol group, but it has a molecular structure which is difficult to be symmetrically polarized, so that the polarity thereof is difficult to be apparent, and the polarity of the polar oil is decreased due to the high density of the alkyl group. It seems to have not happened well. In the case of the polar oil, the compatibility with triethoxycaprylylsilane, which is a surface treatment agent of titanium dioxide, is good, and the wettability of the powder is improved, so that the oil is appeared to be dispersed and the polar oil is easily emulsified. The results also agree. This experiment confirmed the possibility of forming a pickring emulsion of silane-treated titanium dioxide, and the emulsion stabilization could be achieved through additional experiments. 화장품에서 실레인 코팅된 타이타늄다이옥사이드는 착색용도 및 자외선차단용도로 많이 사용된다. 이중에서 100 nm 이하의 타이타늄다이옥사이드는 자외선차단용도로써 자외선차단화장품에 널리 이용된다. 선행연구에서 타이타늄다이옥사이드의 사이즈, 형태, 코팅기제 및 오일성분에 따른 피커링 에멀젼 형성을 확인하였으며, 또 다른 선행연구에서는 실레인 코팅된 나노사이즈 산화철로 피커링 에멀젼 형성을 확인하였다. 이에 실레인 코팅 중 화장품에서 가장 많이 사용하는 트라이에톡시카프릴릴실레인 코팅이 된 타이타늄다이옥사이드와 함께 화장품에서 사용하는 여러 가지 오일을 선정하여 피커링에멀젼의 형성 및 그 안정도를 평가하였다. 실험에 사용한 오일은 화장품에서 사용하는 오일로 무극성으로 알려진 미네랄오일, 아이소도데케인을 사용하였고, 실리콘 오일로는 대표적으로 다이메티콘을 사용하였다. 극성오일로는 옥틸도데칸올, 에틸헥실메톡시신나메이트, C12-13알킬벤조에이트와 프로필렌글라이콜다이벤조에이트를 사용하였다. 오일, 정제수, 타이타늄다이옥사이드의 비율은 63 : 32 : 5 중량비로 호모믹서를 사용하여 유화하였다. 미네랄오일, 아이소도데케인에서는 분체가 잘 분산되지 않았으며 유화가 되지 않았다. 실리콘오일인 다이메티콘에서도 분체가 잘 분산되지 않고 유화가 되지 않았다. 극성오일인 옥틸도데칸올에서도 역시 분체가 잘 분산되지 않고 유화되지 않은 반면, 동일한 극성오일인 에틸헥실메톡시신나메이트, C12-13알킬벤조에이트와 프로필렌글라이콜다이벤조에이트에서는 분체가 잘 분산되고 W/O 에멀젼으로 유화가 되었으며 그 유화입자를 현미경으로 확인할 수 있었다. 유화가 된 오일들을 25 ℃ 챔버에 넣고 보관하여 에멀젼의 변화를 시간의 흐름에 따라 확인하였으며, 유화입자들은 주로 크리밍 또는 침강의 변화를 보여주었다. 또한 유화입자 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 W/O 에멀젼에서 주로 보여주는 유화 붕괴와 유사한 현상이다. 무극성 오일들은 유화가 잘 일어나지 않았고, 실리콘오일인 다이메티콘의 경우에는 실리콘(silicone) 백본(Backbone)이 가진 극성을 주변의 알킬기가 감싸 그 극성도가 떨어지기 때문에 무극성오일과 같은 결과를 보여주는 것으로 사료된다. 옥틸도데칸올의 경우에는 알코올기의 극성이 있지만, 대칭으로 분극(Polarization)이 일어나기에는 힘든 분자구조를 가지고 있어 그 극성이 뚜렷하게 나타나기는 힘들고, 알킬기의 밀도가 높아 극성오일의 성질이 줄어들어 유화가 잘 일어나지 않은 것으로 사료된다. 극성오일의 경우 타이타늄다이옥사이드의 표면처리 기제인 트라이에톡시카프릴릴실레인과의 상용성이 좋아 분체의 젖음성이 좋아져 분산이 잘 일어났기 때문에 유화가 일어난 것으로 보이며 극성오일이 유화가 잘 일어난다는 선행 연구와도 결과가 일치한다. 본 실험을 통하여 실레인 처리가 된 타이타늄다이옥사이드의 피커링 에멀젼 형성의 가능성을 확인하였으며 추가적인 실험을 통하여 에멀젼 안정화를 도모 할 수 있을 것이다.

토양정화미생물을 이용한 토양정화용 생물반응기 공정에 관한 연구

차민환 한양대학교 공학대학원 2007 국내석사

This paper is intended to develop and verify a complex treatment process to purify and restore soils an underwater that contaminated with oils, hydrocarbon-series of contaminants, heavy metal and nutrients, etc through experiments for the series of treatment process such as Bioreactor, Rolled Pipe Type of Contact Oxidation System, chemical processing system and optical catalysis oxidation system, based on the biological ex-situ soils purification process. Contaminated soils are treated through biological process in a soil purification tank, and leachate and underwater occurred in this course are treated through bioreactor, Rolled Pipe Type of Contact Oxidation System, chemical processing system and optical catalysis oxidation system, etc and are then discharged. Of them, the bioreactor is configured to continuingly supply microbes to the soil purification tank while cultivating microbes that grow with organic contaminants and nutrients included in leachate and underwater, etc as well as removing them. 5 microbial strains were separated and selected through experiment, whose soil purification efficiency was excellent, an it was noted that anion- and nonion-series of complex agent was most excellent as a surfactant for effectively separating oils from soils. Method to mix and apply selected microbes after treating the surfactant in the contaminant surfactant was most effective. In the soil purfication tank, non-volatile contamination source such as TPH was dissolved within the more rapid period than the existing biological soil purification process. The more contamination concentration increases, the longer treatment period becomes due to increase of the adaptation period of microbes, and it was noted that water content rate and temperature, etc were main effect factor. In addition, direct relationship was shown between increase of microbe germs and increase of treatment efficiency. On the other hand, microbe treatment effect was relatively shown fewer due to volatile feature for volatile contamination source, and it was noted that volatile contamination source was rapidly volatile for the first time and remaining was decomposed by microbes. The water content rate of soil had more important effect than initial contamination concentration on the volatile contamination source. The more the water content rate increased, the more the volatile quantity reduced. The water content rate appropriate for biological soil purification was shown as 20±5%. Leachate, etc could be treated below the water quality standard for the high level of treatment through Bioreactor, Rolled Pipe Type of Contact Oxidation System, chemical processing system and optical catalysis oxidation system for treating leachate and contaminated underwater that were discharged from the soul purification process. After initially removing organic substances by the bioreactor, nutrients such as nitrogen, phosphorous, etc were removed through the Rolled Pipe Type of Contact Oxidation System, and then remaining contamination sources such as inorganic substances, color level and heavy metal were removed. Finally harmful germs such as E. coli through the optical catalysis oxidation system were sterilized in order to discharge the contamination source after additionally removing the remaining organic sources. The biological reactor had also cultivation function of microbes other than water purification function and discomposed contamination sources that were included in leachate flown from the soil purification tank and underwater flown from the underground, and maintained grown microbes at the high concentration (5,000 ppm or more). In addition it played a role of supplying new microbes to the soil purification tank by circulating them again by recirculation. The minimum staying time of the bioreactor was more than 12 hours, and it was more effective to adopt the Hybrid method to maintain floating microbes and adhesive microbes at the same time in order to simultaneously perform decomposition of organic microbes and supply of microbes at the same time. The soil purification process derived through this paper is a complex process to treat underwater, etc at the same time, an it is expected that the oil purification process will have the large industrial utilization level, as an environment-friendly process with excellent economic efficiency due to less investment expenses and short treatment period. 본 연구를 통해 생물학적 지상처리(ex-situ) 토양정화공정을 기본으로 생물반응기(Bioreactor), 롤형 접촉산화장치(Rolled Pipe System), 화학처리장치, 광촉매 산화장치 등 일련의 처리과정에 대한 실험을 통하여 유류(油類), 탄화수소계 오염물질, 중금속, 영양염류 등으로 오염된 토양 및 지하수를 동시에 정화·복원할 수 있는 복합처리공정을 개발·검증하고자 하였다. 오염된 토양은 토양정화조에서 생물학적 과정을 통해 처리되고 이 과정에서 발생하는 침출수와 지하수는 생물반응기, 롤형 접촉산화장치, 화학처리장치, 광촉매장치 등을 통해 처리된 후 배출된다. 이 중 생물반응기는 침출수, 지하수 등에 포함되어 있는 유기오염원과 영양염류 등을 제거함과 동시에 이를 기질로 활용하여 생장하는 미생물을 배양하면서 토양정화조에 지속적으로 미생물을 공급하는 역할을 하도록 구성하였다. 실험을 통해 토양정화효율이 우수한 5종의 미생물을 분리·선발하였고, 토양으로부터 유류를 효과적으로 분리하기 위한 계면활성제로는 Anion과 Nonion계 복합제가 가장 우수한 것으로 확인되었는데, 오염된 토양에 계면활성제를 처리한 후 선발된 미생물을 혼합해 적용하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 토양정화조에서 TPH 등 비휘발성 오염원은 기존 생물학적 토양정화공정에 비해 빠른 기간 내에 분해되었는데, 오염농도가 증가할수록 미생물 적응기간의 증가로 인해 처리기간이 길어지는 것을 알 수 있었고, 함수율, 온도 등이 주요 영향인자로 확인되었다. 또한, 미생물 균수의 증가와 처리효율 상승은 직접적 상관관계를 나타냈다. 한편, BTEX 등 휘발성 오염원은 휘발 특성으로 인해 미생물 처리효과가 상대적으로 적게 나타났고, 초기에 빠르게 휘발되며 감소하고 잔여물이 미생물에 의해 분해되는 것을 확인할 수 있었다. 휘발성 오염원은 초기 오염농도보다는 토양의 함수율이 중요한 영향을 미쳤는데, 함수율이 증가할수록 휘발되는 양은 감소하는 경향을 뚜렷이 나타냈다. 생물학적 토양정화에 적절한 함수율은 20±5%로 나타났다. 토양정화공정에서 배출되는 침출수와 오염된 지하수를 처리하기 위한 생물반응기, 롤형 접촉산화장치, 화학처리장치, 광촉매 산화장치 등을 통해 침출수 등을 고도처리 수질기준 이하로 처리할 수 있었는데, 생물반응기를 통해 1차적으로 유기물을 제거한 후 롤형 접촉산화장치를 통해 질소, 인 등 영양염류를 제거하며 화학처리장치를 통해 무기물, 색도, 중금속 등 잔여 오염원을 제거할 수 있었다. 최종적으로 광촉매 산화장치를 통해 대장균 등 유해세균을 살균하고 잔류 유기오염원을 추가 제거한 후 배출할 수 있었다. 생물반응기는 수질정화기능 이외에 미생물 배양기능을 동시에 갖고 있어 토양정화조로부터 유입된 침출수와 지하로부터 유입된 지하수 내에 포함된 오염원을 분해하며 생장한 미생물을 고농도(5,000 ppm 이상)로 유지한 후 이를 토양정화조로 다시 순환시켜 토양정화조에 새로운 미생물을 공급하는 역할을 수행하였다. 생물반응기 최소 체류시간은 12시간 이상이고 유기물 분해와 미생물 공급을 동시에 수행하기 위해 부유상 미생물과 부착상 미생물을 동시에 유지하는 Hybrid 방식을 채택하는 것이 가장 효율적이었다. 본 연구를 통해 도출된 토양정화공정은 지하수 등을 동시에 처리할 수 있는 복합공정으로서 투자비용이 적고 처리기간이 짧아 경제성이 우수한 친환경 공정으로서 산업적 활용성이 클 것으로 기대된다.

하수슬러지 탄화물의 바이오매스 연료로서의 유효이용에 관한 기초연구

이완구 한양대학교 공학대학원 2007 국내석사

20세기 이후 산업의 급격한 발달과 생활수준의 향상, 인구의 급격한 증가 및 집중화로 물의 사용량은 갈수록 증가하고 이 시점에서 자연히 수질오염원의 증가 및 악화가 초래하게 되었다. 이에 전국의 각지자체는 주민들을 위한 쾌적한 도시기반 조성을 위해 하·폐수처리장 건설 및 하수도 보급률을 증가시켜왔고 이러한 하·폐수처리장의 증가로 인해 발생 및 증가하는 하수슬러지가 또 다른 수질오염원으로 대두됨에 따라 그 처리방법에 대한 연구가 현재까지 활발히 진행되어 왔다. 초기에 하·폐수처리장에서 발생되던 슬러지는 대부분 인근 매립장에 직매립되면서 토양오염원으로 대두되어 환경부에서는 2003년 7월부터 시설용량 1만㎥/일 이상의 하·폐수종말처리시설에서 발생되는 슬러지의 직매립을 금지시켰으나 이후 가장 저렴한 처리방안인 슬러지 해양투기방법이 80%에 이를 정도로 대부분을 차지하였고, 하수슬러지로 인한 해양오염은 점차 가중되어왔다. 해양수산부는 하수슬러지로 인한 해양오염과 런던협약 ‘96의정서 발효에 대비하여 2006년 2월 하수슬러지의 해양배출기준을 대폭 강화하였고 결국 하수슬러지의 해양투기는 사실상 불가능하게 되었다. 따라서 발생되는 하수슬러지에 대한 다양한 처리방법이 적용되어왔으나 단순히 하수슬러지의 안정적인 처리라는 환경적 측면만 고려된 목표아래 하수슬러지의 처리부산물에 대한 재활용성이 크게 대두되지 못하였다. 향후 환경부에서는 2011년 기준 전국적으로 일일 21,346톤이라는 막대한 양의 하수슬러지가 발생할 것으로 예측하였으며 또한 발생되는 하수슬러지에 대한 안정적 처리외에도 처리부산물의 매립장 복토재활용 및 연료화등 하수슬러지의 다양한 재활용성을 크게 강조하고 있어 하수슬러지의 처리방안은 과거 매립·소각등의 단순처리에서 벗어나 처리부산물의 자원재순환을 통해 정부시책에 부응하는 한편 경제적 파급효과도 기대할 수 있도록 그 방향을 모색하는 것이 바람직 할 것이다. 현재 우리나라는 에너지 해외 의존도가 2000년 기준 97이상일 정도로 매우 높은 편이며 대체에너지 지속적인 개발이 그 어느 나라보다도 절실한 실정이다. 따라서 하수슬러지의 에너지화 연구는 기존의 발생슬러지를 안정적으로 처리하는 것에 국한된 환경적 개념에서 탈피해 경제성 있는 하수슬러지 처리방안을 모색하고자 하는데에 그 의의를 두고 있다. 현재 국내에서는 하수슬러지의 다양한 처리를 통해 연료화 하는 방안에 대한 움직임을 보이고는 있으나 연료제품의 확증이 이루어지지 않았고, 수요처 확보에도 어려움을 격고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하수슬러지 탄화물의 바이오매스 연료로서 유효이용성 입증에 그 초점을 두었으며 또한 실험과 검증을 통하여 탄화물을 이용한 바이오매스 연료의 사용방안을 수립하고자 하였다. 연구결과 탄화처리를 통한 바이오 매스연료는 수요안정성, 대체 가능성, 처분의 경제성 등 종합적인 관점에서 볼때 연료로서의 주요용도활용이 가능할 뿐 아니라 향후 매우 우수한 철강보온재로서의 재활용도 가능할 것으로 판단된다. 또한 슬러지의 탄화처리를 통해 탄화물을 화학적으로 안정화 시켜 악취를 충분히 제거해 다양한 재활용이 가능할 것으로 사료된다. The sludge which occurs initially from the sewage·waste water directly is reclaimed in the most neighborhoodground reclaimed ground and ministry of enviroment prohibit direct reclaim of sludge which occurs from sewage·waste wate facility above ten thousand ㎥/day from 2003 July. The sludge oceanic disposal method which is cheap will reach to 80%, the sea contaimination which is caused by the sewage sludge gradually was added an extra weight. Oceanic Ministry of Fisheries, because of the sea contaimination which are caused by with the sewage sludge and preparation to the effectuation '96 protocol by London agreement strengthens the ocean emission standard of the sewage sludge. Finally, the ocean disposal method of the sewage sludge actually became impossibly. The disposal method of sewage sludge, from governance to simplicity disposal of reclamation or incineration in the past, will need to grope for the suiTable direction which is able to expect the economic ripple effect from recirculation of the product. As Currently our country energy overseas dependence degree pass over 97 form 2000, continuous development of substitution energy is more earnest than other contry. Consequently suggestion for economic use New & Renewable Energy from the sewage sludge be positively necessary. From the research focus on a verification for effective use of biomass fuel from the sewage sludge carbide.