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목차

Summary 14

Contnets 16

제1장 서론 18

제1절 연구의 필요성 18

제2절 연구의 내용 및 범위 23

제2장 국내외 기술개발 현황 29

제1절 국내기술 현황 29

제2절 국외기술 현황 39

제3절 국내외 기술동향 분석 49

제3장 연구개발 수행내용 및 결과 51

제1절 연구개발 수행 내용 51

제2절 아파트현장에서의 샘플시공 및 평가 64

제3절 다기능 온돌시스템의 방열성능 분석 및 평가 73

제4절 온돌시스템을 이용한 환기시스템 개발 97

제5절 이중바닥온돌시스템의 아파트현장 시공 129

제6절 경제성 분석 142

제7절 보급형 다기능온돌시스템 개발 144

제8절 일본 주택으로의 적용 가능성 분석 156

제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 205

제1절 연구성과 요약 205

제2절 연구성과 206

제5장 연구개발결과의 활용계획 213

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 217

제1절 일본 기술정보 217

제2절 독일 기술정보 223

제3절 미국 ASHRAE 기술정보 232

제7장 참고문헌 234

판권기 238

〈표 2.1.1〉 표준바닥구조(제26조관련) 32

〈표 3.1.1〉 다기능 통합온돌시스템의 구성품 57

〈표 3.1.2〉 개발기술 평가를 위한 항목 및 기준 62

〈표 3.2.1〉 충격음 차단성능 측정 및 평가방법 68

〈표 3.3.1〉 온돌구조의 설정 조건 76

〈표 3.3.2〉 시뮬레이션을 위한 설정 조건 76

〈표 3.3.3〉 평가모델의 방열성능 및 평균온도 88

〈표 3.4.1〉 기류속도 및 온도 측정위치 102

〈표 3.4.2〉 샘플러 측정 위치 102

〈표 3.4.3〉 환기성능 평가 결과 110

〈표 3.4.4〉 추적가스 실험 결과 115

〈표 3.4.5〉 환기성능 평가 결과 116

〈표 3.4.6〉 환기성능 평가실험 결과 123

〈표 3.4.7〉 그릴 및 필터의 영향에 대한 조건별 실험 결과 124

〈표 3.4.8〉 강제배기 및 강제급기 모드의 경우 조건별 실험 결과 125

〈표 3.4.9〉 강제급배기(전열교환) 모드의 경우 팬속도에 따른 조건별 실험 결과 126

〈표 3.5.1〉 구성 재료의 재질 및 성능기준(MAIN SYSTEM) 130

〈표 3.5.2〉 구성재료의 재질 및 성능기준(SUB SYSTEM) 131

〈표 3.5.3〉 발췌검사 시 시료개수 131

〈표 3.5.4〉 측정 검사 항목 및 허용오차 132

〈표 3.5.5〉 제품 부품의 포장단위 산정 예 133

〈표 3.6.1〉 기존온돌공법과 다기능온돌시스템의 예상가격 비교 143

〈표 3.7.1〉 인정구조의 온돌구조 구성형식 144

〈표 3.7.2〉 시스템별 인정서 발급 현황(중량충격음기준) 144

〈표 3.7.3〉 인정구조의 시스템형식별 특성 비교 145

〈표 3.8.1〉 경량바닥충격음 기준치 181

〈표 3.8.2〉 중량바닥충격음 기준치 182

〈표 3.8.3〉 일본 바닥난방 총비용 사례 (천엽에어컨 서비스) 186

〈표 3.8.4〉 일본 바닥난방시스템과 다기능통합온돌시스템의 초기설치비용 비교 187

〈표 3.8.5〉 I-III지역의 바닥난방시스템 관련 건설회사 목록 189

〈표 3.8.6〉 바닥난방시스템 비교표(1) 191

〈표 3.8.7〉 바닥난방시스템 비교표(2) 192

〈표 3.8.8〉 바닥난방시스템 비교표(3) 194

〈표 3.8.9〉 일본 내 주택 적용시 향후 과제 203

〈표 4.2.1〉 다기능 통합온돌시스템의 구성품 206

〈표 4.2.2〉 연구개발 목표의 달성도 212

〈표 6.1.1〉 중량바닥충격음 대책 221

〈표 6.1.2〉 경량바닥충격음 대책 222

[그림 1.1.1] 주택성능등급 표시제도 관련 삽화(조선일보) 18

[그림 1.1.2] 최근에 제정된 주거성능관련 제도 19

[그림 1.1.3] 1등급 인정을 받은 환경친화형 이중바닥 온돌시스템 21

[그림 1.2.1] 다기능 통합온돌시스템의 설치 개념도 24

[그림 1.2.2] 급기구 및 배기구의 위치에 따른 실내공기의 환기효율 25

[그림 1.2.3] 환기효율과 공기나이의 관계 25

[그림 1.2.4] 이중바닥온돌시스템을 이용한 무덕트슬림형 자연환기시스템 개념도 27

[그림 1.2.5] 최근 신문에 게재된 관련 기사 28

[그림 2.1.1] 시대변천에 따른 온돌공법의 변화 31

[그림 2.1.2] 표준바닥구조 35

[그림 2.1.3] 공동주택에 설치되는 덕트형 급배기 환기시스템 38

[그림 2.2.1] 일본의 조립식 온돌패널 시스템의 예 39

[그림 2.2.2] 독일의 온수 바닥난방시스템의 단면 구조의 예 40

[그림 2.2.3] 독일의 온수 바닥난방시스템의 설치 예 40

[그림 2.2.4] 일본에서 일반적으로 적용되고 있는 건식 이중바닥구조 42

[그림 2.2.5] 일본에서 최근 개발된 충격음 저감용 이중바닥구조 42

[그림 2.2.6] LL-40, LH-50을 실현한 건식차음 이중바닥의 예 43

[그림 2.2.7] 유리섬유를 사용한 특수 구조의 방진재 43

[그림 2.2.8] 슬래브두께를 225-375mm까지 조절가능한 볼보이드 중공슬래브공법 43

[그림 2.2.9] 바닥충격음차단성능 향상을 위한 사일렌트보이드 중공슬래브 공법 44

[그림 2.2.10] 일본 공동주택의 평면구조와 국소환기설비 설치 사례 45

[그림 2.2.11] 통풍을 고려한 출입문 구조 45

[그림 2.2.12] 일본에서 새집증후군에 대한 환기대응방법 46

[그림 2.2.13] 일본 주택에서의 환기시스템 설치 예 47

[그림 2.2.14] 환기효율이 높은 바닥급기-천장배기방식의 환기시스템 48

[그림 2.3.1] 다기능 통합온돌시스템의 SWOT 50

[그림 3.1.1] 연구개발을 위한 기술체계 51

[그림 3.1.2] 다기능통합온돌시스템의 목표 54

[그림 3.1.3] 다기능 통합온돌시스템의 구성도 55

[그림 3.1.4] 다기능 통합온돌시스템 개념도 56

[그림 3.1.5] 다기능 통합온돌시스템 개념도 57

[그림 3.1.6] 걸레받이를 이용한 자유로운 콘센트 연결 58

[그림 3.1.7] EO₂ System의 설치공정 58

[그림 3.1.8] XO₂ System의 설치공정 61

[그림 3.1.9] 다기능 통합온돌시스템의 개발 모델 63

[그림 3.2.1] 이중바닥 시스템 설치도 65

[그림 3.2.2] 샘플시공 아파트 전경 67

[그림 3.2.3] 이중바닥온돌시스템 설치 67

[그림 3.2.4] 모르터 시공 67

[그림 3.2.5] 양생 단계 67

[그림 3.2.6] 충격음 시험 장면 68

[그림 3.2.7] 충격음 실험장면 68

[그림 3.2.8] 다기능 온돌시스템의 바닥충격음 타격점 69

[그림 3.2.9] 기존 습식온돌시스템의 바닥충격음 타격점 69

[그림 3.2.10] 바닥충격음 차단성능 비교(1차 실험) 71

[그림 3.2.11] 바닥충격음 차단성능 비교(2차 실험) 72

[그림 3.3.1] 분석 기본모델 설정 74

[그림 3.3.2] 해석모델 격자계 75

[그림 3.3.3] 150mm 슬래브 두께 온돌구조의 온도분포(마루마감재) 77

[그림 3.3.4] 150mm 슬래브 두께 온돌구조의 온도분포(비닐마감재) 77

[그림 3.3.5] 층간소음 기준적용에 따른 방열량 변화(마루마감재) 79

[그림 3.3.6] 층간소음 기준적용에 따른 방열량 변화(비닐마감재) 79

[그림 3.3.7] 표준바닥구조 1의 단면도 81

[그림 3.3.8] 표준바닥구조 1의 온도분포 81

[그림 3.3.9] 표준바닥구조 2의 단면도 82

[그림 3.3.10] 표준바닥구조 2의 온도분포 82

[그림 3.3.11] 표준바닥구조 3의 단면도 83

[그림 3.3.12] 표준바닥구조 3의 온도분포 83

[그림 3.3.13] 표준바닥구조 4의 단면도 84

[그림 3.3.14] 표준바닥구조 4의 온도분포 84

[그림 3.3.15] 표준바닥구조 5의 단면도 85

[그림 3.3.16] 표준바닥구조 5의 온도분포 85

[그림 3.3.17] EO₂ System의 단면도 86

[그림 3.3.18] EO₂ System의 온도분포 86

[그림 3.3.19] XO₂ System의 단면도 87

[그림 3.3.20] XO₂ System의 온도분포 87

[그림 3.3.21] 실험시공된 다기능 온돌시스템(XO₂)의 구성도 89

[그림 3.3.22] XO₂ System이 설치된 실험실 평면도 89

[그림 3.3.23] 음성 실물실험실의 다기능 온돌시스템(XO₂) 시공장면 90

[그림 3.3.24] 다기능 통합 온돌시스템의 열성능 측정 장면 및 바닥표면온도 센서 설치 위치 91

[그림 3.3.25] 다기능 통합 온돌 시스템 구조체 내부 온도 측정 위치 92

[그림 3.3.26] 실온 24℃ 설정시 다기능 통합 온돌시스템의 바닥표면온도 분포 93

[그림 3.3.27] 다기능 통합 온돌시스템이 설치된 실물실험실의 바닥표면온도 분포 94

[그림 3.3.28] 다기능 통합 온돌시스템이 설치된 실물실험실의 배관직상부와 배관과 배관사이 중심부의 바닥표면온도차 95

[그림 3.3.29] 온돌시스템 구조체 단면의 온도분포 96

[그림 3.4.1] 이중바닥 온돌시스템의 하부공간을 이용하는 환기개념 97

[그림 3.4.2] 다기능 온돌시스템에서의 자연환기 개념도 98

[그림 3.4.3] 다기능 온돌시스템의 구성도 100

[그림 3.4.4] 실물실험실의 평면도 102

[그림 3.4.5] 실물실험실내 급기그릴 및 천장 배기구 103

[그림 3.4.6] 실물실험실내에서의 환기실험 장면 103

[그림 3.4.7] 실험주택 2층 평면도 104

[그림 3.4.8] 실험주택 전경 및 단위세대내 측정 장면 104

[그림 3.4.9] 실험주택내 급기그릴 및 천장 배기구 105

[그림 3.4.10] 자연환기 시 기류속도 및 온도분포(2007.03.06 일평균값) 108

[그림 3.4.11] 기류속도 및 온도분포 (자연환기 1) 111

[그림 3.4.12] 기류속도 및 온도분포 (자연환기 2) 111

[그림 3.4.13] 기류속도 및 온도분포 (강제배기) 112

[그림 3.4.14] 기류속도 및 온도분포 (강제배기-전열교환) 112

[그림 3.4.15] 추적가스농도 분포 (자연환기 1) 113

[그림 3.4.16] 추적가스농도 분포 (자연환기 2) 114

[그림 3.4.17] 추적가스농도 분포 (강제배기) 114

[그림 3.4.18] 추적가스농도 분포 (전열교환) 115

[그림 3.4.19] 3차년도 급기그릴위치 및 바닥하부공간높이 개선 118

[그림 3.4.20] 실물실험실 평면도 119

[그림 3.4.21] 외기도입덕트(하부)및 배기덕트(상부)와 전열교환기 모습 120

[그림 3.4.22] 실내 급기그릴 및 실험 모습 120

[그림 3.4.23] 07~08년 동계 실험 결과 : 실내외온도차와 환기횟수의 상관관계 121

[그림 3.4.24] 자연환기 시 기류속도 및 온도분포(2008.01.01 일평균값) 122

[그림 3.5.1] 아파트조감도 및 현장조건 129

[그림 3.5.2] 단위세대 평면 및 평형정보 129

[그림 3.5.3] 생산된 패널시스템 132

[그림 3.5.4] 생산자재 132

[그림 3.5.5] 분합문 부분 상세 137

[그림 3.5.6] 일반벽체 부위 상세 137

[그림 3.5.7] 출입문 부위 137

[그림 3.5.8] 거실에 설치된 이중바닥 온돌시스템 및 배관재 설치 모습 138

[그림 3.5.9] 침실과 주방에 설치된 이중바닥 온돌시스템 및 배관재 설치 모습 138

[그림 3.5.10] 이중바닥온돌시스템 시공 순서 138

[그림 3.5.11] 단지전경 140

[그림 3.5.12] 최종 완성된 주방 모습 140

[그림 3.5.13] 최종 완성된 거실 모습 140

[그림 3.5.14] 최종 완성된 복도 모습 140

[그림 3.5.15] 최종 완성된 침실 모습 140

[그림 3.5.16] 최종 완성된 복도 모습 141

[그림 3.5.17] 최종 완성된 침실 모습 141

[그림 3.6.1] 환기+기존온돌시스템과 다기능통합온돌시스템의 예상가격 비교 143

[그림 3.7.1] 보급형 다기능온돌시스템의 구성 148

[그림 3.7.2] 보급형 다기능온돌시스템의 설치 단면 148

[그림 3.7.3] 보급형 다기능온돌시스템의 단위패널 상세도 149

[그림 3.7.4] 보급형 다기능온돌시스템의 시공순서 155

[그림 3.8.1] 기존 바닥 위에 설치- 목조 단독주택 플로링 마감 158

[그림 3.8.2] 기존 바닥 위에 설치- 목조 단독주택 플로링 마감 158

[그림 3.8.3] 기존 바닥 위에 설치- 공동주택 플로링 마감 159

[그림 3.8.4] 기존 바닥 위에 설치- 단독/공동주택 다다미 마감 159

[그림 3.8.5] 기존 바닥 위에 설치- 단독/공동주택 카팻 마감 160

[그림 3.8.6] 신축 설치- 목조 단독주택 (바닥난방 온수시트) 162

[그림 3.8.7] 신축 설치- 목조 단독주택(멜트부착 작은 지지부재 들어간 온수매트) 162

[그림 3.8.8] 신축 설치- 목조 단독주택 (작은 지지부재 들어간 온수매트) 162

[그림 3.8.9] 신축 설치- 목조 단독주택 (콘크리트매설공법 바닥난방) 163

[그림 3.8.10] 신축 설치- 공동주택 (직접 붙이는공법 바닥난방) 163

[그림 3.8.11] 신축 설치- 공동주택 (이중바닥공법 바닥난방) 163

[그림 3.8.12] 신축 설치- 바닥마감재 종류 164

[그림 3.8.13] 일본 공동주택의 평면구조와 국소환기설비 설치 사례 165

[그림 3.8.14] 통풍을 고려한 출입문 구조 165

[그림 3.8.15] 일본에서 새집증후군에 대한 환기대응방법 166

[그림 3.8.16] 일본 주택에서의 환기시스템 설치 예 167

[그림 3.8.17] 열교환 환기시스템 168

[그림 3.8.18] 급기슬릿 168

[그림 3.8.19] 걸레받이용 급기슬릿 168

[그림 3.8.20] 벽면형 급기슬릿 168

[그림 3.8.21] 바닥 급기구 170

[그림 3.8.22] 구조체(벽체)일체형 단열 패널 171

[그림 3.8.23] 걸레받이 부분의 배기슬릿 171

[그림 3.8.24] 환기 자동제어 개념도 171

[그림 3.8.25] 센서유닛 및 급기구 171

[그림 3.8.26] 일본 주택의 구조적 분류 172

[그림 3.8.27] 2007년도 일본 주거형태 172

[그림 3.8.28] 일본 목조 단독주택의 단면도 174

[그림 3.8.29] 일본 목조 단독주택 1층 바닥에 다기능통합온돌시스템을 삽입한 모습 174

[그림 3.8.30] 목조 단독주택 욕실 단면도 175

[그림 3.8.31] 철근콘크리트조 공동주택 단면도(1) 176

[그림 3.8.32] 철근콘크리트조 공동주택의 다양한 바닥단면도 177

[그림 3.8.33] 철근콘크리트조 공동주택 단면도(2) 178

[그림 3.8.34] 일본 철콘조 공동주택 바닥에 다기능통합온돌시스템을 삽입한 모습 178

[그림 3.8.35] 주택 종류별 새집증후군 대응법 180

[그림 3.8.36] 바닥난방시스템의 초기설치비용 및 유지비용 183

[그림 3.8.37] 기존바닥 위 설치비용(1) 184

[그림 3.8.38] 기존바닥 위 설치비용(2) 184

[그림 3.8.39] 기존바닥 위 설치비용(3) 184

[그림 3.8.40] 바닥공사 설치비용 185

[그림 3.8.41] 파나홈 전기식 바닥난방시스템 197

[그림 3.8.42] P 홈 환기시스템의 개념도 198

[그림 3.8.43] 주택 베이스공간 온도와 외기온도와의 관계 199

[그림 3.8.44] 주택 베이스공간을 통하여 실내로 유입되는 청결한 공기 199

[그림 3.8.45] P 홈 주택의 바닥충격음차단성능 200

[그림 3.8.46] P 홈 모델하우스의 환기시스템 201

[그림 6.2.1] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 223

[그림 6.2.2] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 224

[그림 6.2.3] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 224

[그림 6.2.4] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 224

[그림 6.2.5] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 225

[그림 6.2.6] 유럽 및 독일의 바닥 난방 시공법 예 225

[그림 6.2.7] 일반적인 주택의 바닥난방을 위한 레이아웃 226

[그림 6.2.8] 거주죤에 대한 바닥난방배관 설치방법(1) 226

[그림 6.2.9] 거주죤에 내외주부를 구분하여 바닥난방배관 설치 227

[그림 6.2.10] 거주죤에 대한 조합 바닥난방배관 설치(1) 227

[그림 6.2.11] 거주죤에 대한 조합 바닥난방배관 설치(2) 227

[그림 6.2.12] 내외부 마감공사중인 주택 229

[그림 6.2.13] 콘덴싱보일러 설치 229

[그림 6.2.14] 바닥 난방용 분배기 설치 229

[그림 6.2.15] 바닥 난방 방수포 설치 229

[그림 6.2.16] 바닥 난방 단열/배관준비 229

[그림 6.2.17] 바닥 난방배관 설치 230

[그림 6.2.18] 시멘트 모르터르 마감 완성 230

[그림 6.2.19] 기계실 가스 콘덴싱보일러와 분배기 설치 230

[그림 6.2.20] 시멘트모르터 및 마감재 균열방지를 위한 신축줄눈 설치 230

[그림 6.2.21] 압력검사에 의한 배관누수 상태 및 난방성능 확인 231

[그림 6.2.22] 거실 타일바닥과 팽창줄눈 231

[그림 6.2.23] 거실과 복도의 바닥마감재 231