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도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템 개발에 관한 기초 연구
이성원,심영종,나귀태,Lee, Seong-Won,Sim, Young-Jong,Na, Gwi-Tae 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.1
서울시 등의 국내 주요 도심은 지역적 팽창에 따라 도로망 체계가 급격하게 발전하였고 도시민이 안락하고 풍요로운 생활을 영위하도록 전력, 통신, 상수도, 하수도, 냉 난방관로, 가스관 등이 무분별하게 개별 매설되었으며 비효율적으로 개별 관리되고 있다. 국토계획법에서는 Life-Line을 공동 수용함으로써 도로의 반복 굴착을 줄이고 도시 미관의 개선, 포장 내구성 향상에 따른 주행성능 향상 그리고 원활한 교통소통 등을 기대하는 도시계획 시설물로 공동구를 정의하고 있다. 최근 기존 도심지의 재정비 측면에서 쾌적한 도시공간 조성, 지하공간 이용 효율과 도로관리 효율 향상, 지진 및 도로함몰에 대한 재난안전성, 스마트 그리드와 전기자동차 보급과 같은 미래 생활환경 변화에 대한 신속한 대응 등을 기대할 수 있는 기존 도심지의 공동구 설치 필요성이 증가하고 있으나 국내에 설치된 모든 공동구는 신도시 개발에 따라 계획된 Life-Line을 모두 수용하도록 설치한 개착식 공동구 형태이다. 기존 도심지에서는 현재 가동중인 모든 Life-line을 모두 수용할 수 없으므로 도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템을 활용한 설계용량 최적화 등의 새로운 연구가 필요하다. 본 연구는 신도시 공동구를 탈피하고 기존 도심지를 대상으로 평가지표에 의한 정량적 평가모델을 제시 하는 등 유형별 타당성 평가시스템을 세분화하며 정량적 평가시스템의 구현이 가능한 프로그램을 개발해 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하고자 한다. The road network system of major domestic urban areas such as city of Seoul was rapidly developed and regionally expanded. In addition, many kinds of life-lines such as electrical cables, telephone cables, water&sewerage lines, heat&cold conduits and gas lines were needed in order for urban residents to live comfortably. Therefore, most of the life-lines were individually buried in underground and individually managed. The utility tunnel is defined as the urban planning facilities for commonly installing life-lines in the National Land Planning Act. Expectation effectiveness of urban utility tunnels is reducing repeated excavation of roads, improvement of urban landscape; road pavement durability; driving performance and traffic flow. It can also be expected that ensuring disaster safety for earthquakes and sinkholes, smart-grind and electric vehicle supply, rapid response to changes in future living environment and etc. Therefore, necessity of urban utility tunnels has recently increased. However, all of the constructed utility tunnels are cut-and-cover tunnels domestically, which is included in development of new-town areas. Since urban areas can not accommodate all buried life-lines, it is necessary to study the feasibility assessment system for utility tunnel by urban patterns and capacity optimization for urban utility tunnels. In this study, we break away from the new-town utility tunnels and suggest a quantitative assessment model based on the evaluation index for urban areas. In addition, we also develop a program that can implement a quantitative evaluation system by subdividing the feasibility assessment system of urban patterns. Ultimately, this study can contribute to be activated the urban utility tunnel.
An analytical solution for soil-lining interaction in a deep and circular tunnel
이성원,정재형,김창용,배규진,이주공,박경호,Lee, Seong-Won,Jeong, Jea-Hyeung,Kim, Chang-Yong,Bae, Gyu-Jin,Lee, Joo-Gong,Park, Kyung-Ho Korean Tunnelling and Underground Space Associatio 2009 한국터널지하공간학회논문집 Vol.11 No.4
본 연구는 원형 터널에서 지반-라이닝 상호작용에 대한수학적 모델에 관한 연구를 다룬다. 정적, 동적 하중으로 인하여 터널 라이닝에서 발생하는 축력과 모멘트를 구하는 간단한 수학적 해가 제시되었다. 수학적 해를 유도하기 위하여 지반-라이닝의 경계면에서의 힘-변위 관계식을 고려하였고, 경계면에서의 상호작용을 고려하고자 새로운 계수비들을 제시하였다. 축력과 모멘트에 대한 계수비의 영향이 조사되었다. This study deals with the analytical solution for soil-lining interaction in a deep and circular tunnel. Simple closed-form analytical solutions for thrust and moment in the circular tunnel lining due to static and seismic loadings are developed by considering the relations between displacement and interaction forces at the soil-lining interface. The interaction effect at the soil-lining interface is considered with new ratios (the normal and shear stiffness ratios). The effects of the ratios on the normalized thrust and the normalized moment are investigated.
돈사 내 적정 환경 유지를 위한 동적제어 알고리즘 개발
이성원 ( Seong-won Lee ),서일환 ( Il-hwan Seo ),박진원 ( Jin-won Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
기상이변으로 인한 일교차 증가, 폭염일수와 한파일수가 증가함에 따라 가축 사육환경의 적정성과 안정성을 유지하기 어려워지고 있다. 축사 내 온습도 및 가스 농도는 사육환경에 주요 요인으로 사료 섭취량, 면역기능과 밀접한 관계가 있어 생산성에 영향을 줄 수 있다. 생산성 증대를 위한 내부의 사육환경 개선할 수 있는 환경 제어 기술 개발의 중요성이 강조되고 있다. 대부분 돈사에서 설계 온도에 따라 제어 장비를 일정한 출력으로 가동하는 방식을 사용하고 있으며, 온도를 중심으로 사육환경을 제어한다. 일정한 출력으로 목표값을 도달하기 위해 장비를 제어할 경우 설계 환경 범위를 초과하거나 미달될 수 있으며, 특정 환경 요인를 중심으로 사육환경을 제어할 경우 최적 사육환경을 유지하기 어려워진다. 이러한 부분을 개선하기 위해 환경 요인을 복합적으로 고려하여 적정 제어량을 산정하면 사육환경을 개선할 수 있으며, 사육환경 안정성이 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 돈사 내 적정 사육환경을 유지하기 위해 복합환경을 고려하여 적절한 환경 제어량을 산정하는 복합환경 동적제어 알고리즘을 개발하고자 한다. 알고리즘 개발에 필요한 기초데이터를 수집하기 위해 전남 영광에 소재한 상업용 양돈장에서 1년간의 내외부 환경 데이터와 환경제어 데이터를 확보하였으며, 수집된 데이터를 통해 환경제어시간의 단위를 선정하였다. 선정된 환경제어 시간 단위를 기초로 복합환경을 고려한 적정 환경 제어량을 산정하는 복합환경 동적제어 알고리즘을 개발하였다.
이성원 ( Seong-won Lee ),서일환 ( Il-hwan Seo ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
한국은 높은 일교차와 계절에 따른 기후변화로 인해서 축산 시설 내부의 환경조절에 어려움이 있으며, 환경조절의 실패는 가축의 면역력을 떨어뜨려 질병과 폐사율이 높아진다. 온도는 돼지 사육에 큰 영향을 미치기 때문에 국내의 많은 양돈 농가에서는 화석 연료를 활용하여 시설 내부의 온도를 조절한다. 지열히트펌프(GSHP)의 경우 기상과 시간과 관계없이 연중 활용할 수 있지만, 설계 용량에 따라 초기비용과 설치공간이 달라진다. 국내의 기후적 특성에 따라 시계열에 따른 GSHP 용량의 변화 폭이 크기 때문에 동적 해석을 통해 GSHP의 적정용량을 산정해야 한다. 본 연구에서는 시계열에 따른 복합적인 에너지 흐름을 계산할 수 있는 BES(Building Energy Simulation)를 활용하여 양돈장 내의 냉난방 부하량을 계산하여 GSHP의 적정용량을 산정하고 경제성 분석을 수행하였다. BES 상용프로그램 중 하나인 TRNSYS를 활용하여 연구대상 돈사의 내부구조를 설계한 뒤 해당지역의 2018년도 1년간의 기상자료를 토대로 난방 및 냉방 에너지 부하량을 계산하였다. 계산된 에너지 부하량을 통해 양돈장에서 사용하는 난방장치인 전기보일러, 등유보일러, 전기온풍기와 GSHP의 경제성 분석을 수행하였다. 시뮬레이션 수행 결과 GSHP의 10년 간 초기비용과 운영비용의 합인 총비용이 43.8백만 원으로 가장 저렴하게 나타났지만, 초기비용이 가장 낮은 온풍기에 비해 4.5배 이상 높게 나타났다. 초기비용의 절감을 위해 정규분포 확률밀도함수를 고려하여 GSHP의 용량을 90%, 80%, 50%로 나누어 시나리오를 작성하여 경제성 분석을 진행하였다. GSHP를 80% 활용할 경우 총비용이 높은 등유 보일러에 비해 40%의 비용을 절감할 수 있었다. 본 연구에서는 동적 에너지해석을 통해 GSHP의 적정용량을 산정하는 방안을 제시하였으며, GSHP의 보급을 확대하는데 필요한 자료로 활용될 수 있다.