표제지 1
제출문 4
요약문 7
목차 10
제1장 연구개발과제의 개요 16
제1절 연구개발의 목적 16
1. 연구목표 및 내용 16
2. 연구개발의 필요성 17
제2절 국내·외 시장·연구·기술개발현황 32
1. 국내·외 시장 동향 32
2. 국내 연구개발동향 33
3. 국외 연구개발동향 35
제2장 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 37
제1절 연구개발과제의 수행 과정 37
1. 연구개발과제의 수행일정 37
2. 연구개발과제의 단계별 관리 38
제2절 연구개발과제의 수행내용 38
1. Ply-lam CLT를 건축소재로 적용하기 위한 핵심기술 개발 38
2. Ply-lam CLT 목조 모듈러 기본 및 실시설계 40
3. Ply-lam CLT 목조 모듈러 제작·시공을 통한 실용화 연구 41
제3장 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 43
제1절 연구개발과제의 수행 결과 43
1. Ply-lam CLT를 건축소재로 적용을 위한 핵심기술 개발 43
2. Ply-lam CLT 목조모듈러 기본·실시설계 89
3. 목조 모듈러 제작·시공을 통한 실용화 연구 99
제2절 연구개발성과 113
1. 정성적 연구개발성과 113
2. 정량적 연구개발성과 113
제3절 목표 달성 수준 117
제4장 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 118
제5장 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 118
별첨 자료 119
참고문헌 120
뒷표지 121
표 3-1. 페놀수지-붕산·붕산염 화합물 조성비 45
표 3-2. 콘칼로리미터 시험을 통한 준불연재료 및 난연재료 구분 기준 47
표 3-3. 라디에타파인 난연제 주입 판재의 기본 물성 48
표 3-4. 무처리 판재와 난연제 주입 판재의 용탈 시험에 따른 치수안정 비교 49
표 3-5. 개발 난연제 주입 라디에타파인 판재의 난연성능 결과 49
표 3-6. 개발 난연제 주입 라디에타파인 집성재의 난연성능 결과 50
표 3-7. 합판 인장전단접착력 시험방법 52
표 3-8. 개발 난연제 주입 낙엽송 합판의 기본 물성 52
표 3-9. 난연제 주입 기성 낙엽송 합판의 접착력 비교 53
표 3-10. 개발 난연제 주입 라디에타파인 합판의 기본 물성 53
표 3-11. 난연제 주입 기성 라디에타파인 합판의 접착력 비교 54
표 3-12. 개발 난연제 주입 기성 낙엽송 합판의 난연성능 54
표 3-13. 개발 난연제 주입 기성 라디에타파인 합판의 난연성능 56
표 3-14. 난연제 주입 단판을 이용한 낙엽송 난연 합판의 기본 물성과 접착력 결과 60
표 3-15. 무처리 합판과 낙엽송 난연 합판의 폼알데하이드 방산량 결과 60
표 3-16. 난연 접착제 (레조르시놀·페놀 공축합수지-붕산·붕산염 화합물; RPBAX) 조성비 61
표 3-17. 난연 접착제 (레조르시놀·페놀 공축합수지-붕산·붕산염 화합물; RPBAX) 구성 61
표 3-18. PRF 합판과 RPBAX 합판의 기본 물성과 접착력 결과 62
표 3-19. 난연제 주입 단판을 이용한 낙엽송 합판의 난연 성능 63
표 3-20. 개발 난연제 주입 기성 라디에타파인 합판의 난연성능 64
표 3-21. 개발 난연제 및 난연 접착제를 이용하여 제조된 시험편 유형에 따른 총열방출량 비교 66
표 3-22. 액상 교반기를 이용하여 제조된 난연제의 기본 물성 68
표 3-23. 라디에타파인 단판을 이용한 난연 합판의 난연 성능 70
표 3-24. Composition of larch laminae and wood-based materials by layer 72
표 3-25. 집성재와 Ply-lam CLT의 휨 파괴 유형 분석 75
표 3-26. Ply-lam CLT를 이용한 기둥-보 접합부 전단강도 평가를 위한 시험편 구성 76
표 3-27. ALUMIDI 상세 77
표 3-28. ALUMIDI에 대한 Fastener 77
표 3-29. 철물 접합 상세 78
표 3-30. Post+Beam 구조의 접합부 전단 강도 평가 79
표 3-31. 기존 CLT 설계값과 Ply-lam CLT 전단강도 비교 80
표 3-32. 접합부 모멘트 (Cyclic) 시험을 위한 ply-lam CLT 부재 규격과 시험편 제조 81
표 3-33. 기둥-보 구조의 접합부 모멘트(Cyclic) 성능 평가 83
표 3-34. 접합부 모멘트 (Static) 시험을 위한 Ply-lam CLT 부재 규격 84
표 3-35. 기둥-보 구조의 접합부 모멘트(Static) 성능 평가 85
표 3-36. 건축설계 진행 과정 (design work process) 89
표 3-37. 전력·정보·통신 공급을 위해 적용되는 전선 규격 96
표 3-38. 모듈러 하우스 유닛 내 공간별 조도기준 및 적용 조도 규격 96
표 3-39. 정보통신 설비 구축을 위한 세부사항 97
표 3-40. 패널라이징과 모듈러 주택 비교 103
표 3-41. 패널라이징과 모듈러의 시공 104
표 3-42. 패널라이징과 모듈러 하우스의 원가 104
표 3-43. 경량목구조 & Ply-lam CLT 모듈러 하우스 건축비 비교 105
표 3-44. Ply-lam CLT 연동 & 단동 모듈러 하우스 건축비 비교 106
표 3-45. 주요국 및 한국의 탄소중립관련 건물의 중점기술 112
그림 1-1. CLT 바닥재+방화석고보드의 내화시험 전·후 비교 17
그림 1-2. 일본의 내화목재 개발 현황 18
그림 1-3. 내화 합판을 이용한 내화 CLT 개발 concept 18
그림 1-4. 국내 모듈러 주택 사례 : 평창올림픽 선수 지원단 숙소 19
그림 1-5. 국내 모듈러 주택 시장 규모 전망 19
그림 1-6. 모듈러주택 제조 및 시공도 20
그림 1-7. "국산재 합판을 CLT의 코어재로 사용한 Ply-lam의 개발 및 활용에 관한 연구" 연구개요 및 도출 성과 20
그림 1-8. CLT와 국산재 합판코어 CLT의 제조 방식 비교 21
그림 1-9. 목재산업박람회 "The CLT House" 전시 22
그림 1-10. 보유 특허 현황 22
그림 1-11. 우수 연구성과 후속 기술개발 지원 연구결과 요약 (2020.02-10. 수행) 23
그림 1-12. Cone calorimeter method 24
그림 1-13. Heat Flux curve and Standard Time-Temperature Curve according to times 24
그림 1-14. 소형 간이 내화시험기 24
그림 1-15. 소형 간이 내화시험기를 이용한 CLT의 온도 깊이별 온도 분포 25
그림 1-16. 소형 간이 내화시험기를 이용한 ply-lam CLT의 온도 깊이별 온도 분포 25
그림 1-17. Ply-lam CLT model of fire resistance structure 25
그림 1-18. 소형 간이 내화시험기를 이용한 Type 1의 온도 깊이별 온도 분포 26
그림 1-19. 소형 간이 내화시험기를 이용한 Type 2의 온도 깊이별 온도 분포 26
그림 1-20. IBC 2021년 목조건물에 대한 개정안 26
그림 1-21. 프리패브방식 : HoHo Vienna 27
그림 1-22. 모듈러방식:Hotel Jakarta Amsterdam 27
그림 1-23. 목조 모듈러 유형 27
그림 1-24. 1,2층 구조 모듈 결합 3D 27
그림 1-25. 1,2층 구조 모듈 27
그림 1-26. Mock-up 제작용 모듈 3D 모델 27
그림 1-27. Ply-lam CLT 제조 및 납품 28
그림 1-28. 바닥 콘크리트 타설 28
그림 1-29. Ply-lam CLT 프리컷 및 홀 가공 28
그림 1-30. 철물 MTO 제작 및 벽체 조립 28
그림 1-31. 바닥-벽체 조립 29
그림 1-32. 모듈러 하우스 골조 완성 29
그림 1-33. 모듈러 하우스 창호 제작, 시공 29
그림 1-34. 모듈러 하우스 천장 제작, 시공 29
그림 1-35. Ply-lam CLT 모듈러 하우스 내-외부 마감 29
그림 1-36. ply-lam CLT를 이용한 목조 모듈러 기술 성숙도 31
그림 1-37. 건축도시 정책의 연구동향 34
그림 1-38. 독일 Züblin 社의 "Leno-plus" 사진 36
그림 1-39. Strand based composite core CLT using Oriented strand board (USA) 36
그림 1-40. Cross Laminated timber rebonded with LVL (New Zelland) 36
그림 2-1. 휨시험 과정에서 합판 단판 접착층 박리 39
그림 2-2. Cone calorimeter method 39
그림 2-3. 목조모듈러 Mock-up의 기본설계 40
그림 2-4. 실시설계 예시 40
그림 2-5. 설계도서 예시 40
그림 2-6. 건축물 조감도 및 추정 공사비 산출 예시 41
그림 2-7. 패널라이징 방식 : HoHo Vienna 41
그림 2-8. 모듈러 방식 : Hotel Jakarta Amsterdam 41
그림 2-9. 모듈러 주택 생산 공정도 42
그림 3-1. CLT 바닥재+방화석고보드 44
그림 3-2. Fire retardant treated wood 44
그림 3-3. Cone calorimeter 46
그림 3-4. 개발 난연제 주입 판재의 열방출률과 총열방출률 결과 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 50
그림 3-5. 개발 난연제 주입 집성재의 열방출률과 총열방출률 결과 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 51
그림 3-6. 개발 난연제 주입 기성 낙엽송 합판의 콘칼로리미터 결과 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 55
그림 3-7. 개발 난연제 주입 기성 낙엽송 합판의 콘칼로리미터 시험 후 시험편 결과 55
그림 3-8. 개발 난연제 주입 기성 라디에타파인 합판의 콘칼로리미터 결과 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 56
그림 3-9. 개발 난연제 주입 기성 라디에타파인 합판의 콘칼로리미터 시험 후 시험편 결과 56
그림 3-10. 폼알데하이드 방산량 시험 모식도 58
그림 3-11. 폼알데하이드 검량곡선 59
그림 3-12. 난연제 주입 단판을 이용한 낙엽송 난연 합판의 열방출률과 총열방출량 비교 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 63
그림 3-13. 난연제 주입 단판을 이용한 낙엽송 난연 합판의 연소 후 시험편 결과 64
그림 3-14. 난연접착제를 이용한 합판 (RPBAX 합판)의 열방출률과 총열방출량 비교 (좌: 열방출률, 우: 총열방출량) 65
그림 3-15. 난연접착제를 이용한 합판 (RPBAX 합판)의 연소 후 시험편 결과 65
그림 3-16. 개발 난연제 제조용 액상 교반기 67
그림 3-17. 액상 교반기를 이용한 개발 난연제 제조 스케줄 68
그림 3-18. 난연 합판 생산 프로세스 69
그림 3-19. Lab. scale의 난연 합판 제조 공정도 70
그림 3-20. Ply-lam CLT 구성 방식에 따른 목조 모듈 유형. 71
그림 3-21. 4점하중 휨 시험 모식도 72
그림 3-22. 집성재와 Ply-lam CLT의 휨 성능 결과 (좌: 휨 탄성계수, 우: 휨강도) 74
그림 3-23. 집성재와 Ply-lam CLT의 압축강도 (좌)와 파괴유형 (우) 결과 75
그림 3-24. ALUMIDI Full nailing 77
그림 3-25. 기둥-보 전단시험 시험편 (좌)과 기둥-보 사이의 철물결합 상세도 (우) 78
그림 3-26. Post+Beam 구조의 접합부 전단강도 실험 78
그림 3-27. Post+Beam 구조의 전단 성능 전단선도 79
그림 3-28. 기둥-보 접합 시험 후 접합부 파괴 형상 (좌)과 부분별 접합부 파괴 형상 (우) 80
그림 3-29. 풍하중 하에서 건물의 거동 81
그림 3-30. 기둥-보 구조 모멘트 (cyclic) 성능평가를 위한 하중프로토콜 (CUREE cyclic-test) 82
그림 3-31. 모멘트 82
그림 3-32. ALUMIDI 시험편의 이력곡선과 시험편의 변형 모식도 83
그림 3-33. Post+Beam 구조의 접합부 모멘트 성능 파괴 형상 84
그림 3-34. 기둥-보 구조의 접합부 모멘트 (Static) 시험을 위한 시험편 설치 85
그림 3-35. Post+Beam 접합부 모멘트(Static) 실험 85
그림 3-36. Post+Beam 구조 분석 86
그림 3-37. free diagrams 87
그림 3-38. Ply-lam CLT를 이용한 모듈러 하우스의 1층 평면도 (좌)와 3층 평면도 (우) 91
그림 3-39. ply-lam CLT를 이용한 모듈러하우스의 정면도 (좌)와 단면도 (우) 92
그림 3-40. 3층 규모 모듈러하우스의 투시도 92
그림 3-41. Ply-lam CLT를 이용한 모듈러 유닛 배열 다양화 93
그림 3-42. 단위세대별 설비계획 93
그림 3-43. 3층 규모 모듈러 하우스의 위생설비: 급수와 오·배수 배관 상세 94
그림 3-44. 모듈러 유닛 내 냉·난방 설비 계획 94
그림 3-45. 모듈러 유닛 내 환기설비 계획 95
그림 3-46. 모듈러 하우스의 전력공급에 따른 전압과 기동방식 구분 96
그림 3-47. 에너지 절약형 조명 유형 97
그림 3-48. 절연 설비: 안전 콘센트와 누전차단기부 콘센트 97
그림 3-49. TV 공시청 설비 98
그림 3-50. 모듈러하우스 원가계산서 (좌)와 총괄내역서 (우) 98
그림 3-51. Ply-lam CLT를 이용한 목조 모듈러 제조 공정 100
그림 3-52. Ply-lam CLT를 이용한 목조 모듈러 유닛 현장 시공 공정 101
그림 3-53. 목조모듈러 유닛 전시 (2020 대한민국 목재산업박람회) 101
그림 3-54. 건축방식의 다양화: 패널라이징 & 모듈러 102
그림 3-55. Ply-lam CLT 목조주택 사업화를 위한 패널라이징·모듈러 공법 개발 108