두부(頭部)의 자기장(磁氣場) 자극(刺戟)이 백서(白鼠)의 하지부(下肢部) 비복근(비腹筋)에 미치는 영향(影響)

장윤성 ( Yoon Sung Jang ),이태영 ( Tae Young Lee ),이광규 ( Kwang Gyu Lee ),이창현 ( Chang Hyun Lee ),육상원 ( Sang Won Ryuk ),이상룡 ( Sang Ryong Lee ) 대한경락경혈학회 2000 Korean Journal of Acupuncture Vol.17 No.2

The purpose of this study was, via analysis of EMG signals, to determine that the motor area of the scalp acupuncture areas is correlated with regulations of motor activity of multiple muscle in the lower limbs. Experimental groups were divided into Normal, Exp I(ipsilateral stimulation group) and Exp II(contralateral stimulation group) groups. The effects on gastrocnemius muscle of hind limb in anaesthetised rats after magnetic stimulation of the motor area of the scalp acupuncture areas were as follows: 1. The mean amplitude in Exp II group was significantly more increased than in Normal group after 30 minutes. (P<0.001) 2. The RMS(root mean square) in Exp II group was significantly more increased than in Normal group after 30 minutes. (P<0.005) 3. The magnetic stimulation of the motor area of the scalp acupuncture areas seems to be correlated with muscle contractibility in the contralateral lower limb. 4. After 30 minutes, the magnetic stimulation to the motor area had an significant effect on the contralateral lower limb.

국산 구조용 집성재의 환경부하 정량화를 위한 온실가스 배출량 분석

장윤성 ( Yoon-seong Chang ),김세종 ( Se Jong Kim ),손휘림 ( Whi-lim Son ),이상준 ( Sang-joon Lee ),심국보 ( Kug-bo Shim ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ),김광모 ( Kwang-mo Kim ) 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.3

본 연구의 목적은 국산 구조용 집성재를 대상으로, 제조과정의 탄소배출을 정량화하고 탄소배출 저감방안을 제시하는 것이다. 총 2개소의 구조용 집성재 제조업체를 대상으로 원료, 수송, 제조 공정, 제조에 의한 에너지소비량 등을 현장 실사하였다. 현장에서 수집한 자료 및 구축된 전과정목록과 같은 관련문헌을 토대로 단위부피당 탄소배출을 정량화하였다. 국산 구조용 집성재의 제재 및 건조, 집성 공정별 온실가스 배출결과는 각각 31.0, 109.0, 94.2 kg CO2eq./m3으로 나타났다. 수입 구조용 집성재와 비교하였을 때 약 13% 온실가스를 적게 배출하는 것으로 나타났다. 또한 기존의 건조 에너지원을 바이오매스로 전환시에는 기존 대비 37%의 온실가스를 감축하여 친환경성을 제고할 수 있을것으로 판단되었다. 본 결과는 향후 목조주택의 환경성을 규명하기 위한 전과정평가 수행 시, 투입된 목재제품의 전과정목록분석을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. This study was aimed to quantify the amount of carbon dioxide emissions and to suggest suitable plans which consider the carbon emission reduction in the manufacturing process of the domestic structural glued laminated timber. Field investigation on two glued laminated timber manufacturers was conducted to find out material flow input values such as raw materials, transportation, manufacturing process, and energy consumption during manufacturing process. Based on the collected data and the relevant literatures about life cycle inventory (LCI), the amount of carbon dioxide emission per unit volume was quantified. Results show that the carbon dioxide emissions for sawing, drying and laminating process are 31.0, 109.0, 94.2 kg CO2 eq./m3, respectively. These results show 13% lesser amount of total carbon dioxide emissions compared with the imported glued laminated timber in Korea. Furthermore, it was decreased about 37% when the fossil fuel would be replaced with biomass fuel in drying process. Findings from this study is effectively used as the basic data on the life cycle assessment of wooden building.

축소모형 실험을 통한 벽체의 열관류 측정

장윤성 ( Yoon Seong Chang ),김세종 ( Sejong Kim ),심국보 ( Kug Bo Shim ),이상준 ( Sang Joon Lee ),한연중 ( Yeonjung Han ),박용건 ( Yonggun Park ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.6

구조용 부재의 단열성능에 대한 적절한 평가와 냉난방에너지에 대한 합리적 제어는 건물의 에너지효율을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 한국의 일반적인 주택 난방방식은 바닥난방이다. 이와 같은 복사난방방식은 국내의 지정학적인 조건 또는 기후에 적합할 뿐만 아니라 온열감에 따른 정서적 안정감을 준다는 장점을 가진다. 국내의 바닥난방시스템을 적용하여, 목조공간과 콘크리트조 공간을 대상으로 축소모형을 제작하였다. 천장은 스티로폼으로 단열하고 벽과 바닥은 각각 합판과 콘크리트로 구성하였다. 바닥에는 난방필름을 부착하였다. 바닥난방에 따른 실내의 온도분포는 열전대로 측정하였고, 벽체 표면의 온도는 적외선 열화상 카메라로 측정하였다. 목조주택의 에너지효율 향상을 위한 데이터베이스 구축을 위해 축소모형의 단열성능을 평가하였다. 다양한 벽체와 바닥구성을 지닌 모형들의 단열성능평가 자료는 실제 주택의 열환경 분석시 참고기준으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. Appropriate evaluation of thermal insulation property of structural member and valid control of cooling/heating energy are important for improving building’s energy efficiency. The typical heating system of house in Korea is the floor heating one. The radiation heating system is not only appropriate to climate and geographic conditions of Korea, but also advantageous to provide emotional comfort by the warm feeling of floor. Based on living conditions in Korea, scaled models of the wooden house and concrete house were designed. The ceiling was made of styrofoam insulation and the four sided walls and bottom were made of plywood and concrete, respectively. The floor was heated by heating film. Indoor vertical temperature distributions by floor heating system were measured by thermocouple, and surface temperatures on walls were measured by infrared thermography. Also, thermal insulation property of wooden wall was evaluated to build database for improving energy efficiency of wooden building. It is expected that collected data during tests of various types of floor and wall composition could be referenced for evaluating thermal environment of actual conditions of houses.

근적외선 분광분석법을 이용한 낙엽송 목분의 함수율 예측 모델 개발

장윤성 ( Yoon Seong Chang ),양상윤 ( Sang Yun Yang ),정현우 ( Hyunwoo Chung ),강규영 ( Kyu Young Kang ),최준원 ( Joon Weon Choi ),최인규 ( In Gyu Choi ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.3

저장 또는 운송단계에서 목분에 포함된 수분의 부적절한 조절은 생물학적 열화로 인한 품질하락 및 손실을 야기할 수 있기 때문에 목분의 함수율은 정확하게 측정되어야 하고 적절하게 조절되어야 한다. 본 연구에서는 근적외선(파장대역: 1000-2400 nm) 분광분석법을 적용하여 낙엽송(Larix kaempferi) 목분의 함수율을 측정하고자 하였다. 각 상대습도(25℃, RH 30∼99%) 단계별로 조습된 목분의 근적외선 반사스펙트럼을 측정하고, 적정 수학적 전처리(smoothing, standard normal variate)와 부분최소자승법을 적용하여 예측모델을 개발하였다. 도출된 함수율 예측모델은 높은 신뢰도를 보였다(R2 = 0.94, RMSEP = 1.544). 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비파괴적이면서 정확하고 신속한 목분 함수율의 측정과 효율적인 목재이용을 견인할 수 있으리라 기대된다. The moisture content of sawdust must be measured accurately and controlled appropriately during storage and transportation because biological degradation could be caused by improper moisture. In this study, to measure the moisture contents of Larix kaempferi sawdust, the near-infrared reflectance spectra (Wavelength 1000-2400 nm) of sawdust were used as detection parameter. After acquiring the NIR reflection spectrum of specimens which were humidified at each relative humidity condition (25℃, RH 30∼99%), moisture content prediction model was developed using mathematical preprocessings (e.g. smoothing, standard normal variate) and partial least squares (PLS) analysis with the acquired spectrum data. High reliability of the MC regression model with NIR spectroscopy was verified by cross validation test (R2 = 0.94, RMSEP = 1.544). The results of this study show that NIR spectroscopy could be used as a convenient and accurate method for the nondestructive determination of moisture content of sawdust, which could lead to optimize wood utilization.

근적외선 분광분석법을 이용한 백합나무 목재의 섬유포화점 이하 표면함수율 평가

엄창득 ( Chang Deuk Eom ),함연중 ( Yeon Jung Han ),장윤성 ( Yoon Sung Chang ),박준호 ( Jun Ho Park ),최준원 ( Joon Weon Choi ),최인규 ( In Gyu Choi ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ) 한국목재공학회 2010 목재공학 Vol.38 No.6

목재의 합리적인 이용을 위하여 목재 가공 또는 이용시 수분제어를 통한 건조결함 발생 최소화가 중요하다. 근적외선 분광분석법을 이용하여 재료의 불리적 화학적 성질용 신속하고 비파괴적으로 파악할 수 있다. 본 연구 에서는 근적외선 분광분석법을 이용하여 목재의 표면함수율을 측정하였다. 근적외선 분광스펙트럼에는 목재의 화학적 성분의 영향으로 인하여 노이즈가 포함될 수 있기 때문에 평활화, 미분, 표준화를 포함한 수학적 전처리를 적용한후 회귀분석을 실시하였다. 750~2.500nm 범위의 적외선 흡광도를 이용한 희귀모텔용 통하여 목재의 표면향수율 측정이 가능함을 확인하였다 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비평형상태에 서 목재 수분을 정확히 탐지함으로써 건조 또는 수분흡습 중 목재 내 수분이동량을 제아할 수 있는 기술이 발전 될 수 있으리라 기대된다. For efficient use of wood, it is important to control moisture of wood in processing wood. ear-infrared (NIR) spectroscopy can be used to estimate the physical and chemical properties of materials quickly and nondestructively. In this study, it was intended to measure the moisture contents on the surface of wood using IR spectroscopy coupled with multivariate analytic statistical techniques. Because NIR spectroscopy is affected by the chemical components of the specimens and contains signal noise, a regression mod I for detecting moisture content of wood was established after carrying our several numerical pretreatments such as Smoothing, Derivative and Normalization in this study. It shows that the regression model using IR absorbance in the range of 750-2,500nm predicts the actual surface moisture content very well. ear-infrared spectroscopy technique developed in this study is expected to improve a technology to control moisture content of wood in using and drying proc ss.

평판형 스캐너를 이용한 목재 수축률 측정

박용건 ( Yong Gun Park ),장윤성 ( Yoon Seong Chang ),양상윤 ( Sang Yun Yang ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ),이미림 ( Mi Rim Lee ),엄창득 ( Chang Deuk Eom ),권오경 ( Oh Kyung Kwon ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.1

목재 이용의 측면에서 중요한 인자 중 하나인 수축률에 관한 다양한 연구가 수행되고 있다. 버니어 캘리퍼스를 이용하여 치수를 측정할 때, 목재 시편에 작용하는 외력에 의해 왜곡된 치수가 측정될 수 있고, 시편의 양이 많으면 치수측정에 많은 시간이 소요된다. 스캐너를 이용하여 획득한 이미지로 치수를 측정하고, 수축률을 계산하면 외력이 작용하지 않아 치수 측정의 오류를 줄일 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 획득하여 시간을 단축시킬 수있다는 장점이 있다. 스캔 이미지 상에서 목재 시편과 배경 사이의 경계면을 뚜렷하게 구분할 수 있도록 threshold 방법을 적용하여 치수 측정을 용이하게 하였다. 이미지를 이용하여 측정된 목재 시편의 치수는 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정한 값보다 다소 크게 측정되었으며, 버니어 캘리퍼스보다 높은 정밀도로 수축률을 계산하기 위한 스캔 이미지의 최대 픽셀 길이는 0.053 mm/pixel인 것을 확인하였다. Wood shrinkage, an important study subject with regard to the use of wood, has long been studied by researchers. However, when the size of a wood specimen is measured, distortion must be taken into account, which can be accomplished by applying external force on the wood specimen. However, when measuring a large number of specimens, this technique can be a lengthy process. If the size is measured and the shrinkage is calculated from images acquired with a flatbed scanner, it is possible to reduce the error in the measurement and to shorten the measurement time because the images of many specimens can be acquired with one scan. To clearly establish the boundary between a wood specimen and the background in a scan, an image threshold method was applied here. The size of a wood specimen measured by means of a scanner image was found to be longer than the value determined with a vernier caliper. The maximum pixel size of a scan image for highly accurate shrinkage calculations compared with the use of a vernier cal-iper was 0.053 mm/pixel.

국산 제재목의 탄소저장효과 분석

전상진 ( Sangjin Chun ),이상준 ( Sang-joon Lee ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

나무는 생장하면서 대기로부터 흡수한 이산화탄소를 탄소의 형태로 저장하며, 수확 이후에도 목재제품의 형태로 탄소를 저장하는 역할을 한다. 일반적으로 목재의 전건 무게 중 절반이 이에 해당하며, 이를 통해 목재제품의 탄소 저장량을 계산한다. 목재제품이 소각되거나 매립되면 저장되어 있는 탄소는 다시 대기 중으로 환원된다. 과거 IPCC 가이드라인에서는 원목을 수확하는 것과 동시에 흡수된 이산화탄소가 전량 대기로 배출되는 것으로 정의하고 목재제품에 저장된 탄소량을 ‘0’으로 산정하였다. 2011년 11월, 더반에서 열린 17차 더반 기후변화협약 당사국총회(COP)에서는 “국가 내에서 자란 나무를 수확하여 생산한 국산 원목을 국내에서 가공한 목재제품이 지닌 탄소”만을 국가 수확된 목재제품(HWP, Harvested Wood Products) 탄소 축적량으로 인정하였다. 일반적으로 ‘탄소저장량표시제도’는 해당 제품이 현재 단계에서 실제로 저장하고 있는 탄소저장량을 표시하는데 목적이 있어 제품의 탄소저장기간, 즉 수명(반감기)을 고려하고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 목재제품을 사용함으로써 실제 온실가스 저감에 영향을 미칠 수 있는 탄소저장량을 산정하기 위해 제품 부후(반감기)를 고려한 ‘수명 간 평균 탄소저장량’을 추가적으로 산정하여 제품 1㎥ 당 탄소저장량을 산출하였다. 대상 목재제품의 탄소저장량은 생산 시 투입되는 원목 1m3을 기준으로 제재목 기건밀도(침/활 평균) 458kg/㎥, 탄소함유율 0.5, 이산화탄소 전환계수 44/12, 침엽수 제재목 기준 100년 평균 탄소저장율 0.47을 적용하여 제재목 1㎥에 저장되는 이산화탄소 양을 계산하였다. 온실가스 배출량은 LCI DB 결과를 활용하고 초기 탄소저장량은 국산 원목으로부터 가공된 제재목이 포함하는 탄소저장량을 의미한다. 국산 목재의 활성화를 위하여 지속가능한 산림경영과 장수명 목재제품의 활용을 통한 탄소저장효과 결과를 토대로 온실가스 저감 정책에 기여하고자 한다.

국산목재의 순환이용 증진을 위한 물질흐름분석 연구

전상진 ( Sangjin Chun ),이상준 ( Sang-joon Lee ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

세계 주요 선진국들은 지구온난화에 대응하기 위하여 탄소중립을 선언하고 있다. 영국의 경우 2019년 G7 국가들 가운데 최초로 2050 탄소중립을 선언하고 법제화했으며, 같은 해 EU, 2020년 일본과 중국, 2021년 미국 등이 각각 2050년 탄소중립을 선언하였다. 이에 따라 기후변화 관련 규제 및 기준 강화 움직임에 대하여 목재이용 분야의 적극적 대응이 필요한 실정이다. 목재의 효율적인 순환이용에 대한 정책사회적 수요에 대응하고 국내 목재시장의 수요와 공급, 용도를 고려한 목재생산 가공 유통의 선순환체계를 확립하기 위해 국내 목재자원의 물질흐름분석 연구를 수행하였다. 물질흐름분석 연구는 질량, 부피 등으로 자원의 흐름과 축적을 도식화하는 기법을 사용하고 제품별, 단계별 분류 등을 통해 범위를 설정한다. 즉 물질수지(mass balance) 원리를 적용하여 자원이 생산되고 폐기되기까지 전체 공정에서 투입과 산출, 축적량을 산정하고 자원의 이동 경로를 연결시킴으로써 시스템으로 정의된 특정 범위에서 자원의 모든 흐름과 축적량을 완전하고 일관되게 적용시킬 수 있다. 본 연구에서는 2019년 우리나라 목재자원의 이용 흐름을 수입 원목과 비교 분석 하였다. 특히 수입 원목은 제재용으로 86%가 이용되는 반면에 국산 원목의 경우는 제재용 13%, 보드용 36%, 펄프용 29%로 이용흐름이 자원의 지속가능한 이용 측면에서 효율적이지 못한 형태로 이용되었다. 탄소중립 관점에서 기후변화 완화에 기여가 높은 목재제품을 장기간 이용하는 건축, 가구산업 등으로 우선 투입하고, 재활용을 통해 목재를 다시 활용하는 산업 구조를 형성할 수 있도록 목재자원의 전과정 이용단계별 전략을 수립할 필요가 있다.

동등성능 철근콘크리트, 강재, 목재 보의 온실가스 배출량 및 내재 에너지 분석

오재원 ( Jae-won Oh ),방성준 ( Sung-jun Pang ),안경선 ( Kyung-sun Ahn ),김지용 ( Ji-yong Kim ),김민정 ( Min-jeong Kim ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ),오정권 ( Jung-kwon Oh ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

최근 지속 가능한 발전에 관한 관심이 커지며, 전과정평가를 통한 환경 영향 평가가 활발하게 이루어지고 있다. 건축 부문에서도 하나의 건물을 대상으로 자재 생산부터 시공, 운영, 철거까지 전과정의 환경 영향 평가가 수행되고 있다. 그러나, 개별 평가 결과는 대상 건물의 설계조건이 상이하여 건축 재료에 따른 환경 영향을 비교하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 동등한 구조 성능을 가진 철근콘크리트, 강재, 목재 보의 온실가스 배출량과 내재 에너지를 비교 분석하였다. 동등한 성능으로 설계하기 위해 사용 재료와 단면 형상을 제외한 모든 조건을 동일하게 가정하여 설계하였고, 기능 단위는 보의 1m로 시스템 경계는 원자재 채취, 수송 및 제품 생산까지의 과정으로 정의하여 평가를 진행했다. 온실가스 배출량은 철근콘크리트, 강재, 목재의 비가 약 1.0, 1.8, 0.7로 나타났고, 내재 에너지도 이와 유사한 경향으로 나타났다. 단위 부피 생산 과정의 온실가스 배출량과 내재 에너지는 철근콘크리트, 강재, 목재의 비가 약 26, 1.0, 0.5 수준으로 본 연구의 결과와 큰 차이가 있음을 확인했다. 추후 연구에서는 동등한 성능을 가진 전체 구조체를 대상으로 전과정평가를 수행하여 연구 내용을 보완할 예정이다.

과열증기 열처리 낙엽송재의 물리?역학적 성능 및 내후성능 평가

박용건 ( Yonggun Park ),박준호 ( Jun-ho Park ),양상윤 ( Sang-yun Yang ),정현우 ( Hyunwoo Chung ),김현빈 ( Hyunbin Kim ),한연중 ( Yeonjung Han ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ),김경중 ( Kyoungjung Kim ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ) 한국목재공학회 2016 목재공학 Vol.44 No.5

본 연구에서는 pilot scale에서 과열증기를 이용하여 실대재 낙엽송 생재 각재를 열처리하고, 열처리된 낙엽송재의 다양한 물리·역학적 성능과 내후성능을 측정하였다. 또한, 이를 고온 열기 열처리한 낙엽송재의 물성과 비교하였다. 생재로부터 할렬 발생이 억제된 상태로 과열증기 열처리된 낙엽송재의 갈색부후균과 백색부후균에 대한 저항성과 종압축강도는 증가한 반면에 밀도와 평형함수율 및 수축률과 휨강도는 관행 열처리재보다 낮게 측정되었다. 과열증기목재 열처리는 다량의 수분에 의해 열전달이 빠르고 열가수분해가 촉진되기 때문에 유사한 시간과 온도에서 열기를 이용하여 관행 열처리한 경우보다 열처리 효과가 높게 나타났다. 따라서 과열증기 열처리 방법은 생재를 할렬 없이 열처리할 수 있으며, 관행 열처리 방법보다 낮은 온도 또는 짧은 열처리 시간으로도 동일한 열처리 효과를 발현시킬수 있다. 즉, 열처리에 소요되는 시간과 에너지를 줄일 수 있다. In this study, green Larix kaempferi lumber was heat-treated by using superheated steam (SHS) at a pilot scale and then various physico-mechanical properties of the heat-treated wood were evaluated and compared with the properties of conventional hot air (HA) heat-treated wood. Decay resistance of brown rot fungi and compressive strength parallel to the grain of the SHS heat treated wood without occurrence of drying check from green lumber were increased. On the other hand, density, equilibrium moisture content, shrinkage, and bending strength of the SHS heat-treated wood were lower than those of the conventional HA heat-treated wood. Because heat transfer and thermal hydrolysis of SHS heat treatment was accelerated by a large amount of water, the effect of SHS heat treatment on the physico-mechanical properties was higher than that of HA heat treatment at the similar conditions of temperature and time. From the results of this study, because green lumber can be heat-treated without occurrence of cracks or checks by using SHS and similar heat treatment effect on the physico-mechanical properties of wood can be produced despite a low temperature or short time of heat treatment, it is expected that heat time and energy consumption could be reduced by using SHS.