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      • < 구두-C-05 > 목조 건축물의 통합적 보존: 전통, 현대 그리고 대형 부재

        김재우 ( Jae-woo Kim ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

        생물재료인 목재를 건축재료로 사용시 해충과 균류와 같은 생물의 침해와 더불어 물리 화학적인 열화를 겪게 된다. 따라서 장기간의 내구성이 필요한 목조 건물이나 구조물에 사용되는 목재는 일반적으로 보존 처리를 해 오고 있다. 한국과 유럽 그리고 미국을 포함한 많은 국가에서 역사적인 가치가 있는 목조 건축물과 구조물을 보존 하려는 노력이 있어왔다. 이들 목재의 보존 처리는 주로 현장에서 이루어지며 붕산염등의 확산성 목재 보존제, 혹은 나프텐산 구리등 도포나 분무 처리용 목재 보존제가 사용고 있다. 미국내 단독주택과 같은 주거용 건물은 대부분의 경우 목재를 소재로 하며 용도에 따라 보존제로 처리된 목재가 사용되고 있다. OSB 와 같은 구조용 판상재의 경우에도 필요에 따라 분말 형태의 zinc borate 등을 첨가하여 생물학적 열화에 대한 보존처리를 하고 있다. 세계적으로 CLT 나 Glulam과 같은 대형 부재를 건축재료로 이용하는 사례가 크게 늘고 있지만 이들 건물의 보존처리에 관해서는 최근에 와서야 관심이 고조되고 있다. CLT 와 같은 대형 부재를 건축재료로 이용할 경우, 목재의 기계적 성질에 영향을 미칠수 있는 생물학적/물리 화학적 열화에 대응할 수 있는 적절한 보존 처리에 관한 연구가 필요할 것으로 생각된다. 목재는 오랫동안 건축 재료로 사용되어 왔으며 기술의 발전과 인식의 전환으로 인해 친환경적이며 지속 가능한 건축재료로서 새로운 주목을 받고 있다. 역사적 가치를 지닌 목조 건물을 잘 보존하고 앞으로 목재가 안전한 건축재료로 사용 되기 위해 적절한 목재의 보존 처리가 고려되어야 한다.

      • 열처리에 의한 목재의 특성 변화

        박용건 ( Yonggun Park ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

        목재 열처리는 목재 세포벽을 구성하는 주요 성분의 화학 구조적인 변화가 발생하는 온도 범위(160~260℃)로 가열하여 목재의 다양한 물성을 개질하는 방법을 말한다. 목재 열처리는 친환경적인 방부·방충처리 방법으로서의 장점으로 인해 2000년대 초반부터 유럽을 중심으로 다양한 연구가 수행되어왔다. 국내에서도 2010년 무렵부터 수입 열처리 목재가 유통되기 시작하였고, 현재는 국내에서 국산재를 이용한 열처리 목재가 생산되는 등 열처리 목재 시장이 형성되어 있다. 목재를 열처리하면 열가수분해에 의해 헤미셀룰로오스가 다량 분해되며, 분해 산물이 리그닌과 상호결합하는 등의 화학적 변화를 겪게 된다. 이에 따라 목재 세포벽에 손상이 발생하여 밀도가 감소하게 되고, 휨강도 등의 강도 감소가 발생한다. 또한, 헤미셀룰로오스가 분해되면서 하이드록실 그룹과 같은 작용기가 이탈됨에 따라 목재의 소수성이 증가한다. 이러한 소수성 증가에 의해 목재는 평형함수율이 감소하고, 치수 안정성이 개선되는 등의 특성 변화가 발생한다. 국내 열처리 목재 시장 규모를 지금보다 더 확대시키고 활성화시키기 위해서는 열처리 목재의 특성을 살릴 수 있는 용도 개발을 위한 연구와 이용목적에 맞는 물성 발현을 위한 최적화된 열처리 조건 및 공정에 관한 연구가 필요할 것이다. 또한, 열처리 목재 관련 품질 기준과 규격과 같은 제도적인 장치가 마려되어야 할 것으로 생각된다.

      • 도시목조화 실현을 위한 국외 공공시설물 및 건축물의 목재 활용 사례 조사

        김민지 ( Min-ji Kim ),엄창득 ( Chang-deuk Eom ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ),이창구 ( Chang-goo Lee ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

        목재이용 선진국에서는 목재이용 촉진을 위한 법률 제정과 정책 추진을 통해 공공건축물에 목재를 활용하는 사례가 점차 증가하고 있다. 대표적인 목재이용 선진국 일본에서는 ‘공공건축물 등의 목재이용 촉진에 관한 법률’이 제정되면서 공공시설물에 목재를 활용하도록 국가적으로 제안하고 있으며, 캐나다의 ‘목재우선법’에서는 공공건축물에 목조를 우선적으로 고려하도록 명시하고 있다. 우리나라에서도 목재이용 촉진을 위해 ‘목재의 지속가능한 이용에 관한 법률’을 제정하고, 이를 통해 관련 정책을 추진하고 있으나 공공시설물 및 건축물에 목조를 적용한 사례는 많지 않다. 따라서 우리나라의 선진적인 도시목조화 실현을 위해 해외 사례 조사하고, 목재이용을 위한 개선점을 도출할 필요가 있다. 일본의 도고시긴자역은 개관 이후 약 90년 경과로 인해 노후화된 역사시설을 보수하면서 기존의 폐목재를 재사용하였다. 새로운 목조역사가 지어지는 동안에는 주민 공감을 위한 견학과 교류를 통해 참여의 기회도 제공하였다. 또한 목조역사가 축조되는 과정을 이용객들이 쉽게 알 수 있도록 표지화하여 목조 공공시설물에 대한 주민 인식을 제고하였다. 한편 캐나다의 리치몬드 오벌 경기장은 벤쿠버 주변 산림에서 대량 발생한 해충 피해목을 이용하여 지어졌으며, 이는 최근 산림해충에 의한 피해가 증가하고 있는 우리나라에서도 주목할 필요가 있다. 이 밖에도 공학목재의 등장 이후에 고층 목조건축이 가능해 졌기 때문에 지역 내 생활SOC와 같은 대형 공공시설물에도 목재이용이 가능해졌다. 기후변화에 따른 환경문제의 해결 방안으로 목재이용을 통한 탄소저감효과가 제안되고 있는 현 시점에 우리나라에서도 목조 공공시설물 및 건축물의 확대가 필요하다.

      • < 전시-P-65 > 성형목탄 연소 시 발생하는 대기오염물질에 관한 연구

        정택용 ( Taekyong Jeong ),강석구 ( Seoggoo Kang ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

        목재제품은 『목재의 지속가능한 이용에 관한 법률 시행령 제 14조 제1항』에 의거하여 15가지로 나눌 수 있고, 이를 용도 및 제조법 별로 접근하기 위해 연료제품(목재펠릿, 목재칩, 목탄, 성형목탄, 목재브리켓), 보드제품(목재바닥재, 합판, 파티클보드, 섬유판, 배향성 스트랜드보드, 집성재), 화학제품(방부목재, 난연목재), 기타제품(제재목, 목재 플라스틱 복합재)과 같이 구분하여 연소 및 소각을 통해 발생하는 대기오염물질에 대한 분석을 실시하였다. 이 중, 화석연료 대비 대기오염물질 발생량이 낮다는 장점으로 ‘신재생에너지’라는 타이틀을 가지고 각광받아 온 목재펠릿, 목탄, 성형목탄 등 연료형 목재제품에서 사용 목적과 구성성분이 다양한 성형목탄을 시작으로 목재제품 15가지의 대기오염물질의 배출량에 대한 연구를 진행할 것이다. 최근 들어, 성형목탄 등 일부 제품에서는 화석연료보다 더 높은 수치의 대기오염물질이 발생한다는 내용이 연이어 보도되거나, 용도의 불확실성으로 인해 규제 없는 무분별한 사용 등의 이유로 일부에서는 소비자들의 신뢰마저 잃어가는 실정이다. 이와 같은 오해와 진실 속에 성형목탄에서 발생할 수 있는 대표적인 대기오염물질(CO, CO<sup>2</sup>, NOx, SOx, 비산먼지) 중 특히 비산먼지(2.5PM, 10PM)의 기준을 마련하고자, 성형목탄을 회분량의 차이를 기준으로 나눈 뒤, 연소 시 발생하는 대기오염물질의 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 제품에 대기오염물질의 원인 인자가 될 수 있는 회분 및 함수율, 원소, 중금속 함량 등 『목재 제품 품질기준 고시(제2017-9호』에 따른 규격품질에 해당하는 분석 시험을 통해 대기오염물질과의 상관관계를 나타내고자 한다. 이를 통해 규격품질 검사를 받아 국내에서 유통되는 국내산 및 수입산 별 성형목탄에서 발생할 수 있는 대기오염물질의 표준 척도 및 기준을 제공하고자 한다.

      • < 구두-B-01 > rpoB 유전자를 이용한 분자 생물학적 목재 식별을 위한 효율적 DNA 추출 방법

        이자민,김태종 한국목재공학회 2018 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.1

        목재의 수종식별은 불법 벌채 목재 유통 방지, 환경변화에 대응하기 위한 산림파괴 방지, 역사적 사실을 확인하기 위한 고고학 분야, 범죄의 진실을 밝히는 과학수사 분야 등 목재와 관련된 다양한 분야에서 필수적인 분석방법으로 이용되고 있다. 목재 식별은 현미경을 이용한 해부학적 형태의 관찰로 이루어지나 목재조직의 배열이나 종류가 유사한 시료들 간에는 식별이 어렵다. 이러한 한계를 보완하기 위해 목재의 DNA를 이용한 수종식별의 연구가 이뤄지고 있으며 이는 목재의 개체간의 차이까지 식별을 가능하게 하는 정밀한 식별방법이다. 그러나 목재는 벌채 후 건조과정을 거치므로 살아있는 식물세포의 DNA 추출하는 일반적인 방법을 적용하기 어렵고, DNA의 추출이 되더라도 DNA의 분절과 손상으로 인하여 염기서열 데이터 확보가 어렵다. 또한 분절된 DNA에서 쉽게 유전자 증폭이 가능함과 동시에 수종 식별이 가능한 유전자의 선택이 중요하다. 본 연구에서는 건조된 목재 시료를 DNA추출을 위한 세포 파괴수준까지 사포를 이용하여 분말화하는 방법과 분말화 된 목재 시료를 수화하여 DNA 용출하는 방법을 도입하여 건조된 목재로부터 안정적으로 DNA를 추출하는 전처리 방법을 제안한다. 이때 엽록체에서 단일염기 다형현상(single nucleotide polymorphism, SNP)이 관찰되는 RNA polymerase beta-subunit 유전자인 rpoB의 일부를 이용하여 소나무 시료를 식별하였다. 제안된 방법은 목재의 수종을 식별하는데 있어서 경제적이며, 간편한 방법으로 일관성 있고 안정적으로 목재의 DNA 염기서열을 분석하는 방법을 제공한다.

      • 목재특화거리 조성에 따른 탄소저장효과 분석

        김민지 ( Min-ji Kim ),양명선 ( Myung Sun Yang ),엄창득 ( Changdeuk Eom ),안다솜 ( Dasom Ahn ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

        도시목조화를 통해 목재친화도시를 조성하기 위한 방법은 목조건축물과 함께 목재특화거리를 조성하는 것이다. 목재특화거리는 가로개선사업 등을 통해 목재 적용이 비교적 쉽기 때문에 도시목조화의 시작단계라고 볼 수 있다. 목재특화거리는 크게 세 가지 유형인 보행자 중심형(Ⅰ형), 자동차 중심형(Ⅱ형), 혼합형(Ⅲ형)으로 분류된다. 각 유형별 거리의 탄소저장효과 산출을 위해 먼저 유형별 대표 거리를 임의로 선정하여 현재 설치되어 있는 시설물 중 국산목재로 대체 가능한 시설을 조사하였다. 이 때 목재특화거리로 조성할 경우를 예상하여 목재 소요량을 산출함으로써 이에 따른 탄소저장효과를 예측하였다. 보행자 중심형(Ⅰ형)은 공원 내 보행로 1㎞를 대상으로 조사한 결과, 벤치, 길말뚝, 파고라, 운동시설 등 총 12개의 시설을 목재로 대체할 수 있다고 판단하였으며, 약 166㎥/km의 목재가 소요될 것으로 산출되었다. 자동차 중심형(Ⅱ형)은 졸음쉼터 구간이 포함된 고속도로 1㎞를 대상으로 하였으며, 가드레일 일부와 울타리, 휴지통, 안내판 등 총 11개의 시설에 약 220㎥km의 목재 소요가 예상되었다. 마지막 혼합형(Ⅲ형)의 경우, 버스승강장, 안내판 지주, 신호등, 가로등 등 총 11개 시설을 대체할 때 약 44㎥/km의 목재를 이용할 수 있다. 이에 따른 탄소저장량은 Ⅰ형에서 약 140tCO<sub>2</sub>, Ⅱ형에서 약 185tCO<sub>2</sub>, Ⅲ형에서 약 37tCO<sub>2</sub>로 산출되었다. 이는 Ⅰ형과 Ⅲ형에서 보행로 일부 구간을 데크로 설치하거나, Ⅱ형에서 목재가드레일 구간을 확장함에 따라 탄소저장량을 증가시킬 수 있어 대상지의 특성을 반영하여 적합한 계획 수립을 통해 조절할 수 있다.

      • 목재 이용 트렌드 분석 연구

        이상민 ( Sang-min Lee ),한연중 ( Yeonjung Han ),손동원 ( Dong-won Son ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

        목재 이용에 대한 최근 흐름을 파악하고자 목재 이용 경향에 대한 설문조사와 온라인 기반 빅데이터 분석을 진행하였다. 조사 결과, 일반인들의 54.5%와 전문가 100%가 향후 목재 이용이 증가할 것이라고 응답하였으며, 목재 이용 증가의 긍정적 요인으로 일반인의 35.6%가 신체 및 정서적인 긍정적 영향, 28.2%가 환경문제에 대응할 수 있는 재료라는 인식 때문이라고 응답하였다. 전문가들의 경우 44.4%가 신체 및 정서적인 긍정적 영향, 22.2%가 환경문제에 대응할 수 있는 재료이기 때문이라고 응답하였다. 최근 목재이용이 활발해지고 있다고 생각하는 분야로 일반인들은 31.4%가 목재가구, 24.5%가 목조건축, 13.9%가 인테리어 재료를 선택하여 목재가 일상생활과 연관되어 있다고 생각하고 있었으며, 전문가들은 27.8%가 목조건축, 22.2%가 목재관련 체험과 교육을 선택하여 일상 속의 목재이용과 함께 목재이용을 유도할 수 있는 체험과 교육의 기회가 확대되고 있다고 느끼는 것으로 판단되었다. 설문조사 결과와 마찬가지로 목재이용 트렌드를 파악하기 위해 목재를 키워드로 진행한 빅데이터 분석 결과에서도 목조주택 재료로서의 목재와 문화체험장, 체험과 같은 목재 관련 체험이나 교육과 관련된 검색 빈도수가 높은 것으로 조사되어, 목조건축, 체험, 교육 관련 수요가 지속적으로 증가하고 있는 것으로 판단되며, 이러한 결과를 바탕으로 건축, 체험, 교육 분야의 활성화를 통한 목재 이용과 목재문화 확산 전략이 필요할 것으로 판단된다.

      • XRD법을 이용한 목재 세포벽 내 2차벽의 셀룰로오스 인장거동의 관찰

        이창구 ( Chang-goo Lee ),엄창득 ( Chang-deuk Eom ),김민지 ( Min-ji Kim ),안다솜 ( Da-som Ahn ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

        목재의 연륜구조는 목재의 역학성능을 해명하기 위한 매우 중요한 해석인자이다. 목재는 (가)도관, 세포벽, 마이크로피브릴 등의 계층구조로 구성되어 있으며, 목재의 역학적 성능은 이와 같은 계층구조 중 미세구조에 의해 큰 영향을 받는다. 따라서 목재의 역학적 성능평가는 목재bulk의 관점에서만 다루어질 것이 아니라 목재를 구성하는 미세적구조 수준의 역학성능과의 관계를 접목시켜 평가할 필요가 있다. 최근 목재과학계 문헌에서는 외부의 하중에 의해 발생되는 목재응력을 XRD(X-ray diffraction)측정법을 통해 셀룰로오스 결정간격의 격자변형에 주목하여 역학적 성능에 관한 해석을 시도하는 연구가 몇몇 보고되고 있다. 그 중, 측정대상으로서는 세포벽 구조 중 가장 두껍고 셀룰로오스 피브릴이 목재의 섬유방향과 근접한 각도로 배향되어 있는 S2층에 관한 연구가 주를 이루고 있으며, 특히 글루코스 베타-1,4 결합방향의 수직방향으로 이루어진 면간격인 ‘셀룰로오스 (004)면’에 집중하고 있다. 그러나 배향방향이 S2층과 거의 수직을 이루는 S1·S3층의 역학성능에 대해서는 검토된 연구는 아직까지 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 목재 세포벽 내S2층과 S1·S3층의 두 가지 관점으로부터 목재bulk와 미세구조 수준의 역학적 관계를 해명하기 위해 변형계를 이용한 macro수준의 시험과 XRD법을 이용한 micro수준의 시험을 병행하여 실시하였다. 실험방법으로 여러 개의 연륜폭을 가지는 두께 5mm의 소나무 시험편을 이용하여 시험편이 파괴에 이르기까지 인장하중을 단계적으로 부하하였다. 이때, 각 부하단계마다 Synchrotron radiation을 이용하여 XRD측정을 실시하였으며, 목재 세포벽 중 2차벽 내 S2층과 S1·S3층을 분리측정하기 위한 목적으로 In-plane법 및 Out-of-plane 법의 두 가지의 회절법을 채택하였다. 이후 변형계에 의해 측정된 목재bulk의 변형과 XRD법에 의해 얻어진 S2층과 S1·S3층의 셀룰로오스 (004)면의 면간격의 변형을 통해 각각의 강성을 산출하고 이에 대한 인장거동을 관찰하였다.

      • 국산 목재의 지속가능한 이용을 위한 도시목조화 기반연구

        김민지 ( Min-ji Kim ),엄창득 ( Chang-deuk Eom ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ),이창구 ( Chang-goo Lee ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

        최근 쇠퇴하는 도시를 지역자원을 활용한 자립역량강화 및 새로운 기능의 도입·창출을 통하여 경제적· 사회적·물리적·환경적으로 활성화하는 도시재생사업이 진행되고 있으며, 쇠퇴징후를 보이는 많은 지역에서 도시재생을 통한 지역 경제 활성화를 기대하고 있다. 한편 국내에서는 1960년대 시행한 산림녹화사업의 성공으로 목재생산·이용 시기를 맞이하여 목재이용 활성화를 위해 「목재의 지속가능한 이용에 관한 법률」을 제정하고, 「목재이용 종합계획」을 수립하여 관련 정책을 지속적으로 추진하고 있다. 도시재생은 지역에 상관없이 공통적으로 친환경 공간을 조성하는 데에 목적이 있다. 목재가 가진 건축 및 인테리어 재료로서 가공성과 가변성, 우수한 색감과 질감, 탄소저장능력을 통한 신기후체제 대응 등의 장점들로 볼 때, 도시재생에 최적화된 재료라고 할 수 있다. 따라서 도시재생 내 목재이용은 국산 목재의 대량수요 창출을 통한 목재산업 활성화와 목재문화 정착에 있어 효율적인 방안이 될 수 있다. 본 연구에서는 도시재생에 목재를 접목하기 위한 시작으로 도시목조화를 “도시를 목재로 채우다”로 정의하고, 도시목조화 실현을 위해 목재이용에 관한 국민인식, 해외 도시목조화 사례, 기존 도시시설물의 목재 대체 시 나타나는 탄소저감효과에 관한 연구를 수행하였다. 국민들은 실생활에서 목재를 이용하는 것에 대해 긍정적이며, 친환경 도시 조성을 위한 편의시설, 문화시설에 목재가 이용되기를 기대하였다. 또한 기존 콘크리트 기반 도시시설물인 서울로 7017을 목재로 대체했을 때 얻을 수 있는 환경적 이득과 해외 사례를 종합적으로 살펴볼 때, 앞으로 도시재생에서 국민들이 목재를 사용하기 위해서는 다양한 제도 개선과 누구나 손쉽게 접근할 수 있는 목재이용 가이드라인 수립 등이 필요할 것으로 생각된다.

      • < 전시-P-57 > 목재의 지속가능한 이용에 관한 법률이 목재보존산업에 미치는 영향

        나종범 ( Jong Bum Ra ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

        본 연구는 목재의 지속가능한 이용에 관한 법(가칭 목재법)이 목재보존산업에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었다. 목재법은 목재의 탄소저장 기능과 그 밖의 다양한 기능을 증진하고 목재를 지속가능하게 이용함으로써 기후변화에 대응하고 국민의 삶의 질 향상과 국민경제의 건전한 발전에 이바지함을 목적으로 제정된 법이다. 현재 목재제품의 품질향상, 소비자보호 및 유통질서 확립을 위하여 방부목을 포함한 약 15개 품목의 목재제품에 대해 품질인증을 의무화하고 있으며 이를 위반할 경우 3년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금에 처하도록 하고 있다. 그러나 현실에 적용하기 어려운 방부목 품질 기준과 이 기준을 위반하는 목재보존업체에 대한 규제의 실패는 방부목 시장에 다수의 불량 방부목이 유통되게 하는 결과를 만들고 있는 실정이다. 목재보존업체들이 불량방부목을 생산할 수밖에 없는 주 원인은 목재보존산업에 사용되는 대부분의 수종이 목재방부제가 주입되기 어려운 난주입수종이라는 것과 두께 약 40 mm 이하의 제재목의 경우 인사이징을 실시할 경우 강도감소가 심하게 일어나기 때문에 기준에 적합한 방부목을 만들 수 있는 방법이 없기 때문이다. 이러한 문제는 수종 및 사용용도에 따라 보유량 또는 침윤깊이를 일부 조정함에 의해 해결할 수 있는 것으로 판단된다. 그러나 국내 방부목 품질기준은 수종과 사용용도에 따른 구분이 전무하며 모든 수종에 획일적인 규정을 적용하는 방식으로 되어 있기 때문에 난주입수종을 활용할 수 있는 방법을 제시하지 못하고 있다. 결론적으로 목재보존산업의 발전을 위해서는 현실에 적합하도록 품질기준을 보완하는 것이 시급한 것으로 판단된다.

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