표제지
목차
국문요약 14
제1장 서론 15
1.1. 연구 배경 및 목적 15
1.2. 연구 내용 및 범위 18
1.3. 논문 구성 19
제2장 이론적 고찰 및 연구동향 20
2.1. 도심지 생태환경 개선기술 20
2.1.1. 도심지 생태환경 개선기술의 정의 20
2.1.2. 연구 동향 28
2.2. 생물학적 콘크리트 34
2.2.1. 생물학적 콘크리트의 정의 34
2.2.2. 연구 동향 41
2.3. 수직녹화시스템 45
2.3.1. 수직녹화시스템의 정의 45
2.3.2. 연구동향 57
제3장 생물학적 콘크리트 품질특성 64
3.1. 개설 64
3.2. 실험 개요 65
3.2.1. 실험 계획 65
3.2.2. 사용 재료 74
3.2.3. 실험 방법 78
3.3. 실험결과 및 고찰 84
3.3.1. 생물학적 콘크리트의 유동특성 84
3.3.2. 생물학적 콘크리트의 역학특성 92
3.3.3. 생물학적 콘크리트의 생체수용특성 100
3.4. 소결론 107
제4장 수직녹화시스템 설계 및 개발 108
4.1. 개설 108
4.2. 실험 개요 109
4.2.1. 실험 계획 109
4.2.2. 사용 재료 110
4.2.3. 실험 방법 114
4.3. 실험 결과 및 고찰 122
4.3.1. 생물학적 콘크리트 패널의 설계 122
4.3.2. 생물학적 콘크리트 패널의 생태환경특성 129
4.3.3. 생물학적 콘크리트 패널의 수직녹화시스템 개발 144
4.4. 소결론 146
제5장 수직녹화시스템 현장 적용성 평가 147
5.1. 개설 147
5.2. 현장 개요 148
5.2.1. 수직녹화시스템 현장 적용계획 148
5.2.2. 수직녹화시스템 환경영향평가 152
5.3. 실험 결과 및 고찰 153
5.3.1. 수직녹화시스템의 현장적용 153
5.3.2. 수직녹화시스템의 모니터링 156
5.3.3. 수직녹화시스템의 경제성 분석 166
5.4. 소결론 170
제6장 종합 결론 171
참고 문헌 173
Abstract 193
표 2.1. 생태환경 분야 인증항목 구성체계 27
표 2.2. 수직녹화시스템(벽면녹화)을 도입하기 위한 과정 52
표 2.3. 수직녹화시스템(벽면녹화)의 대상별 고려사항 53
표 2.4. 수직녹화시스템(벽면녹화)의 유형분류 55
표 2.5. 등반보조재형의 특징 56
표 2.6. 벽면장착형의 특징 56
표 3.1. 페이스트 실험계획 및 변수 66
표 3.2. 생물학적 콘크리트의 페이스트 배합표 67
표 3.3. 모르타르 실험계획 및 변수 68
표 3.4. 생물학적 콘크리트의 모르타르 배합표 69
표 3.5. 기포 모르타르 실험계획 및 변수 70
표 3.6. 생물학적 콘크리트의 기포 모르타르 배합표 71
표 3.7. SAP 모르타르 실험계획 및 변수 73
표 3.8. 생물학적 콘크리트의 SAP 모르타르 배합표 73
표 3.9. 사소마그네시아의 화학성분 및 물리적 특성 74
표 3.10. 제1인산칼륨의 화학성분 및 물리적 특성 74
표 3.11. 잔골재의 물리적 특성 75
표 3.12. 붕사의 화학성분 및 물리적 특성 75
표 3.13. 탄산수소나트륨 화학성분 및 물리적 특성 76
표 3.14. 고흡수성수지 화학성분 및 물리적 특성 76
표 4.1. 이끼종류 및 특징 112
표 4.2. 온도에 따른 이끼 성장 사진(육안관찰) 130
표 4.3. 수분 환경에 따른 이끼의 생육특성 비교 132
표 4.4. pH 영역에 따른 이끼의 생육특성(육안관찰) 134
표 4.5. 생물학적 콘크리트용 이끼 선정 기준 138
표 5.1. 수직녹화시스템 설계기준안 148
표 5.2. 생물학적 콘크리트 패널 최적 배합 165
표 5.3. 실험실 아크릴부스 및 현장 Mock-up Test 저감률 165
표 5.4. 유지관리를 위한 수명주기 가정표 167
표 5.5. 3년 운용시 LCC 분석 167
표 5.6. 서울시 녹화시스템 적용시 연간 CO₂ 및 에너지 저감량 169
표 5.7. 전국지역 확대시 CO₂ 및 에너지 저감량(서울시 대비 4배) 169
그림 2.1. 친환경·에너지 전환도시 개념 22
그림 2.2. 전원 도시 개념 23
그림 2.3. 압축 도시 개념 24
그림 2.4. 지속가능한 도시 개념(애들레이드시, 우리 도시녹화) 26
그림 2.5. 생물학적 콘크리트 연간 연구동향 34
그림 2.6. 미생물 활용 콘크리트 균열 자기치유 매커니즘 35
그림 2.7. 자기치유 기술의 매커니즘 36
그림 2.8. 미생물을 활용한 생물학적 콘크리트 진행 과정 38
그림 2.9. 생물학적 콘크리트 디자인 구성도 39
그림 2.10. 생물학적 수용성에 대한 개념 변화도 40
그림 2.11. 식생용 포러스 콘크리트 42
그림 2.12. 바빌론의 공중정원 45
그림 2.13. 다양한 도심지 녹화(애들레이드시, 우리 도시녹화) 46
그림 2.14. Living Wall을 이용한 적용 사례 47
그림 2.15. 수직녹화시스템(VGS)의 형태에 따른 분류 48
그림 2.16. VGS를 위한 성장 매체에 따른 분류 49
그림 2.17. 쾨펜 기후 분류 지도(The Köppen Climate Classification) 51
그림 3.1. 고흡수성수지의 물리적 상변화 77
그림 3.2. 모르타르 믹서기 78
그림 3.3. 플로우 시험 79
그림 3.4. 압축강도 시험 80
그림 3.5. pH 측정 시험 81
그림 3.6. 보습성 측정 시험 82
그림 3.7. 거칠기 측정 시험 83
그림 3.8. P:M에 따른 W/B와 플로우의 관계 85
그림 3.9. Vs/Vm에 따른 W/B와 플로우의 관계 87
그림 3.10. 기포제 비율에 따른 W/B와 플로우의 관계 89
그림 3.11. SAP 비율에 따른 추가 배합수와 플로우의 관계 91
그림 3.12. 재령 및 W/B에 따른 P:M비와 압축강도의 관계 93
그림 3.13. 재령 및 W/B에 따른 Vs/Vm과 압축강도의 관계 95
그림 3.14. 재령 및 W/B에 따른 FA 비율과 압축강도의 관계 97
그림 3.15. 재령에 따른 SAP 비율과 압축강도의 관계 99
그림 3.16. OPC 및 MC에 따른 재령과 pH의 관계 101
그림 3.17. SAP 비율에 따른 건조일과 수분 함수량의 관계 103
그림 3.18. 패널 표면 사진 및 이미지 처리된 공극 분포도 105
그림 3.19. 패널 표면의 공극 면적비율 106
그림 3.20. FA에 따른 측정 길이와 표면의 공극깊이 106
그림 4.1. 다층구조를 가지는 생물학적 콘크리트 패널(예) 110
그림 4.2. 생물학적 콘크리트 패널의 상세도 115
그림 4.3. 생물학적 콘크리트 패널 115
그림 4.4. 온도변화 시험 116
그림 4.5. 수분 영향 시험 117
그림 4.6. pH 성장 시험 118
그림 4.7. 이산화탄소 농도 측정 시험 119
그림 4.8. 미세먼지 농도 측정 시험 120
그림 4.9. 열전도율 측정 시험 121
그림 4.10. 패널 조립방식 124
그림 4.11. 설계 단면도 125
그림 4.12. 프레임 부속 단면도 126
그림 4.13. 프레임 부속 설계도 127
그림 4.14. 프레임 조립 설계도 128
그림 4.15. 패널에 따른 시간과 이산화탄소 농도의 관계 140
그림 4.16. 패널에 따른 시간과 미세먼지 농도의 관계 142
그림 4.17. 생물학적 패널과 열전도율의 관계 143
그림 4.18. 콘크리트 구조물용 생물학적 콘크리트 패널의 정의 145
그림 5.1. Mock-up 부스 적용 패널 152
그림 5.2. 제천시 측정소 및 Mock-up Test 장소 153
그림 5.3. Mock-up 부스 제작 전경 154
그림 5.4. Mock-up 부스 모니터링 전경 155
그림 5.5. VGS 적용에 따른 측정 기간과 이산화탄소 농도의 관계 157
그림 5.6. VGS 적용에 따른 측정 기간과 이산화탄소 농도의 관계 (A구간) 158
그림 5.7. VGS 적용에 따른 측정 기간과 이산화탄소 농도의 관계 (B구간) 159
그림 5.8. VGS 적용에 따른 측정 기간과 이산화탄소 농도의 관계 (C구간) 160
그림 5.9. VGS 적용에 따른 측정 기간과 미세먼지 농도의 관계 162
그림 5.10. VGS 적용에 따른 측정 기간과 미세먼지 농도의 관계 (A구간) 163
그림 5.11. VGS 적용에 따른 측정 기간과 미세먼지 농도의 관계 (B구간) 164
그림 5.12. VGS 적용에 따른 측정 기간과 미세먼지 농도의 관계 (C구간) 164