코레일, ‘선로전환장치’ 국산화 성공

철도신호기술 전문 중소기업과 공동개발… 올해부터 단계적 도입

    한국철도공사(코레일)가 철도신호기술 전문 중소기업 (주)세화와 국내 기술로 선로전환장치 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

선로전환장치는 열차가 달릴 때 선로를 움직여 주행 방향을 변경하는 역할을 한다.

지난해 12월 부산 벡스코에서 열린 ‘2019 부산국제철도기술산업전’에 ‘통합형 선로전환장치’가 전시된 모습/사진= 코레일

 


새롭게 개발된 선로전환장치는 고속선과 일반선 모두 사용할 수 있는 ‘통합형’이다. 빅데이터 등 첨단기술을 적용해 기존 선로전환장치보다 △내구성 △안전성 △유지보수성이 뛰어나다.

기존 선로전환장치보다 선로전환 가능 횟수가 20만회에서 30만회, 사용연한은 10년에서 15년으로 각각 1.5배 가량 늘었다.

세계 최초로 선로밀착 여부와 정도를 ㎜ 단위로 표시해 주는 ‘거리검지형 밀착검지기’를 적용해 정밀한 상태 진단과 계획적 유지보수가 가능하다.

머신러닝, 빅데이터 기술을 접목해 실시간 작동상태와 고장정보를 알리는 자기진단기능도 탑재했다.

이번 개발은 2017년 코레일이 주관한 ‘철도기술 실용화 지원사업’의 일환이다. 세화와 2년여 간 기술검증, 설계, 제작 등 개발 전반에 걸친 협업으로 진행됐다.

국내 선로전환장치는 대부분 1970~1980년대 해외기술을 도입한 것이다. 고속철도 운영과 운행률 증가 등 철도환경 변화에 따라 안정성, 효율성 등이 향상된 새로운 선로전환장치의 개발이 필요했다.

 


코레일은 새로운 선로전환장치 공인기관 성능시험을 거쳐 대전역 등 3곳에서 약 1년 간 현장시험을 마쳤다. 올해부터 일반선과 고속선 등에 단계적으로 도입할 예정이다.

주용환 코레일 전기기술단장은 “철도안전과 직결되는 선로전환장치를 순수 국내기술로 개발해 의미가 크다”며 “우수한 기술을 가진 중소업체와 꾸준히 협업해 상생하겠다”고 말했다.
박미주 기자 머니투데이
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현대건설, 세계최초 가구용 제균·환기 시스템 개발


독자 특허기술 'H 클린알파 플러스' 첫 선

미세먼지 저감 외 제균 기능까지 갖춰

한남하이츠·한남3구역 제안…향후 단지 옵션 제공


    현대건설이 세계최초로 가구용 공기청정·세균제거 환기 시스템을 개발하고 실용화에 나섰다.


현대건설은 독자적 특허기술을 사용한 미세먼지 저감 토탈 솔루션 ‘H 클린알파 플러스(Clean α+)’를 완성해 일부 신규 정비사업 단지부터 적용할 계획이라고 16일 밝혔다.



현대건설의 H 클린알파 플러스/현대건설/연합뉴스


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대림산업, 국내 최초 가변형 벽식 구조 특허 획득

https://conpaper.tistory.com/83930

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지난해 선보인 미세먼지 토탈솔루션 ‘H 클린알파’를 더욱 강화한 시스템으로, 미세먼지 저감 뿐 아니라 헤파 필터로도 제거할 수 없는 휘발성 유기화합물(VOCs)·폼알데하이드·박테리아·바이러스·곰팡이 등을 제거할 수 있는 제균 기능까지 갖췄다. 상업·의료·복합시설 등에 적용되는 공기조화기의 광플라즈마 기능을 세계 최초로 공동주택용 환기장비 및 천장형 공기청정기에 접목했다. 광플라즈마로 생성된 수산화이온, 산소이온 등이 각종 세균과 바이러스, 냄새, 기타 오염물질들을 분해하는 방식이다.


현대건설은 이와 함께 전열교환 환기장비·천장형 공기청정기를 연계한 하드웨어 장치, 상온 플라즈마 기술을 활용한 제균장치, 실내외 공기질을 측정해 맞춤형 자동 운전하는 센서 유닛 일체형 제어기 등도 통합 개발했다. 이 기기들을 활용하면 실내 공기질을 최상의 수준으로 유지할 수 있고 사물인터넷(IoT) 연동 제어로 실내외 어디서든 모바일로 집 내부 공기질 상태 확인·제어가 가능하다.


H 클린알파 플러스는 특허 출원 뿐 아니라 국내 최초로 PA인증(한국오전자외선협회 인증)을 획득해 공기살균기로서의 기능도 입증받았다. 현대건설은 이 기술을 서울 성동구 한남하이츠 재건축 및 서울 용산구 한남3구역 재개발 현장에 최초로 제안했다. 향후 분양 예정인 디에이치 및 힐스테이트 단지에 기본 또는 유상옵션으로 제공할 계획이다. 




현대건설의 H 클린알파 플러스/현대건설/건설경제


현대건설 관계자는 “현대건설이 제공하는 모든 주거공간에는 완벽한 청정라이프를 구현하고자 노력하고 있다”며 “앞으로도 미세먼지 저감을 위한 다양한 기술을 적용·개발할 수 있도록 할 계획”이라고 밝혔다. 

진동영기자 jin@sedaily.com  서울경제,


출처 : https://www.sedaily.com/NewsVIew/1YXO3Z9WL1

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대림산업, C2 HOUSE 가변형 벽식 구조 특허 등록


    대림산업이 이 회사의 주택 상품 ‘씨투하우스(C2 HOUSE)’의 가변형 벽식 구조에 대한 특허 등록을 마쳤다고 16일 밝혔다. 국내에서 공동주택의 가변형 벽식 구조로 특허권(특허번호: 제10-2011989 호)을 인정받은 것은 이번이 처음이다.


C2 HOUSE 거실 모습.(사진=대림산업 제공)

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C2 HOUSE는 대림산업이 작년 4월 선보인 맞춤형 주거 플랫폼으로, 내력 벽체를 최소화해 개인의 성향과 개성, 거주 형태에 맞춰 다양한 평면 구성을 할 수 있는 게 특징이다.




기존 벽식 구조 아파트는 침실, 거실, 욕실 등을 구분하는 모든 벽을 내력 벽체로 시공해, 임의로 철거하거나 이동할 수 없는 반면 C2 HOUSE는 내력 벽을 3개로 최소화해 평면 가변성을 확보했다.


내력 벽체가 하중을 지지하기 때문에 기존 벽식 구조 아파트의 경우 평면을 변경하거나 리모델링이 어렵고 기둥식 구조보다 골조 공사비도 많이 든다. 반면 C2 HOUSE는 3개의 내력 벽을 안방과 거실, 주방을 구분하는 곳에 티(T)자 형태로 배치해 안방과 주방, 욕실을 제외한 나머지 공간을 자유롭게 구성할 수 있다. 즉, 생활 방식이나 가족 구성에 따라 원룸 형태의 확 트인 공간으로 연출하거나 다양한 목적의 공간으로 쪼갤 수 있다.

전용면적 84㎡ C2 HOUSE 평면. 붉은색으로 표현된 3개의 내력 벽을 T자 형태로 배치하여 내부 평면을 다양하게 연출할 수 있다./아시아경제

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허지윤 기자 조선비즈 

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롯데건설·포스코건설, 디데크 공법 신기술 인증 취득


    롯데건설과 포스코건설은 장경간 거푸집용 데크플레이트 공법(D-Deck 공법) 기술로 국토교통부로부터 건설 신기술을 취득했다고 13일 밝혔다.


D-Deck 공법을 적용해 시공 완료한 모습./사진=롯데건설.


이 기술은 바닥 시공 시 구조물을 장경간(보와 보 사이 간격이 넓은) 데크플레이트로 시공해 작업 과정을 단순하게 한다. 롯데건설, 포스코건설과 더나은구조엔지니어링, 삼우씨엠건축사사무소, 엔아이스틸이 함께 공동연구로 개발했다.




이번에 개발한 공법은 임시 받침 기둥 위에 8~9m의 더블 리브 골형 강판(단위 폭 600mm에 두 개의 리브를 가지는 데크플레이트)을 올리는 방식이다. 이 방식이 기존의 공법들과 다른 점은 포스코 차량용 GI-ACE 강판을 사용해 데크의 형상 제작성을 높였다는 것이다.


D-Deck 공법/뉴스토마토

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시공 자체도 용접 없이 역삼각형 래티스거더를 리브 사이에 간편하게 설치하는 방식으로 진행돼 공기단축성과 시공성을 확보했다.


재래식 거푸집 공법 대비 40%, 기존의 데크 공법 대비 20%의 공사 기간을 줄이는 효과가 있다. 구조물이 하중을 견디는 능력을 증가 시켜 처짐 및 균열 발생을 줄이고 안전성을 개선했다.


이 신기술은 공동주택 지하주차장과 오피스 건축물, 상업용 건축물에 활용도가 높다. ‘길음 롯데캐슬 클라시아’와 ‘평택 더샵 센트럴파크’ 등 다수의 현장에 적용했다.


 

D-Deck 공법/서울파이낸스



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롯데건설 관계자는 “이번 신기술은 공사기간을 줄여주고 현장 작업 효율을 획기적으로 향상시키는 시공성과 경제성을 동시에 확보했다”며 “실제 길음 롯데캐슬 클라시아 현장의 경우 암지반 굴착 및 근로자 작업시간 단축으로 인한 공사기간 지연이 우려됐지만, 이번 신기술을 적용해 리스크에 대응 할 수 있었다”고 말했다.

오경선 laurenoh1018@gmail.com 포쓰저널 

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해양수산 건설분야 시험시공 지원 신기술 선정


    해양수산부(장관 문성혁)는 해양수산 건설분야의 신기술 활용을 촉진하고 소파블록* 등 국내 항만기술의 발전을 도모하기 위해 4개의 신기술과 3개의 후보 신기술을 선정하여 지원한다.

* 소파블록(Wave dissipating block) : 파도의 힘을 줄일 목적으로 설치하는 콘크리트블록으로, 대표적으로 테트라포드(tetrapod, TTP)가 있음


소파블록/수산인신문 

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해양수산부는 해양수산 건설분야에서 경제적 · 기술적 가치가 높은 국내기술의 활용도 및 경쟁력을 높이기 위해 2018년 1월 ‘시험시공 공모 및 지원제도’를 마련하여 시행하고 있다. 지난 10월 1일부터 11월 5일까지 시험시공 지원기술을 공모하였으며, 총 13개 신기술이 신청하였다.




이후 각 지방해양수산청의 검토의견 등을 종합하고 분야별 외부전문가로 구성된 ‘신기술활용심의위원회(위원장 원광대 정신택 교수)’의 심의를 거쳐 최종 지원대상 신기술을 선정하였다.


최종 선정된 4개의 신기술은 ①세그먼트를 접합한 테트라포드형 소파블록 제조기술 ②다기능 테트라포드 ③수중 콘크리트 블록 구조물 시공방법 ④기초혼합처리토 제조방법 및 제조장치 기술이다.


해양수산부는 4개의 신기술에 대한 시험시공*을 지원하며, 이 신기술들은 2020년에 설계를 거쳐 동해, 포항, 부산 지역의 항만건설사업 등에 적용될 예정이다. 또한, 시공과정 모니터링 및 시공결과에 대한 분석, 평가, 검증을 실시하여 신뢰도 높은 실증자료를 마련할 예정이다.

* 현장시공 실적이 없는 특허나 신기술에 대하여 공사의 일정부분에 시공기회를 부여하여 성능을 검증하는 것으로 비용과 적정공간을 국가에서 제공


이와 함께, 올해부터 시험시공 지원 확대와 개발자의 재신청 등 불편해소를 위해 ‘후보신기술’을 신설하여 3개의 후보신기술을 선정하였다. 후보신기술로는 ①모래유실 방지용 잠제블록 ②쇄석 인터로킹을 활용한 오픈 셀 케이슨 공법 ③수산 생산용 월류형 소파구조물이 선정되었다. 후보 신기술은 기술력은 인정되지만 불가피하게 시험시공 대상사업이 없는 기술로, 차년도에 최우선적으로 시험시공 기회를 줄 예정이다.


해수부



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해양수산부 관계자는 “앞으로도 매년 시험시공 지원 신기술을 선정하여 지원함으로써 해양수산 건설 신기술 등이 발전할 수 있는 토대를 마련해 나갈 계획이다.”라며, “시험시공 지원을 통해 국내기술 개발이 활발히 이루어지고, 신기술 활용도도 높아질 것으로 기대된다.”라고 말했다.

해양수산부

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사장교 건설史 새로 쓴 포스코건설…스마트 형상관리 기술 첫 적용


    포스코건설은 빌딩정보모델링(BIM)을 활용한 사장교 형상관리 기술을 자체 개발해 국내 최초로 사장교 건설에 적용한다고 25일 밝혔다.

포스코건설은 약 1년간의 연구 끝에 BIM 3D 모델과 사장교 형상관리 엔지니어링을 국내 최초로 통합 개발하는데 성공했다.
사장교 형상관리는 케이블의 장력과 주탑, 보강거더의 형상을 오차없이 시공하기 위한 핵심관리 기술로 고도의 구조해석과 분석 능력이 요구돼 소수의 전문가에 의존해왔다.

포스코건설은 포스코그룹 고유 기술과 'BIM을 활용한 사장교 형상관리 기술'을 새만금 남북도로 2단계 2공구 새만금대교에 적용해 시공 중이다.<포스코건설 제공>

 


BIM을 활용하게 되면 시공관리자는 가설공사와 사장교 형상관리 계획을 BIM 건설 시뮬레이션에서 수립하고 시공과정에서 발생하는 오류를 사전 검증해 공사기간을 단축할 수 있다.

또 안전관리자는 공정별 안전관리 위험요소를 시각적으로 확인해 신속하게 대응할 수 있다.

포스코건설은 이미 사장교 공사에서 독보적인 기술을 보유하고 있다.

사장교의 케이블이 동일한 힘을 받게 시공하는 사장교 케이블 균등긴장 기술은 프랑스와 독일 등 100% 해외기술에 의존해 왔으나, 포스코건설은 초고강도 케이블까지 시공이 가능하도록 성능을 향상시킨 세계 최초의 기술을 개발했다.

 


또 포스코가 세계 최초로 개발한 초고강도(인장강도 2160MPa, 단위 메가파스칼) 케이블인 포스케이블(Pos-Cable)을 사장교에 적용해 기존보다 약 17%의 물량 절감이 가능해졌다.

포스케이블(Pos-Cable)
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포스코건설은 포스코그룹 고유 기술인 세계 최초의 두 기술을 광양 태금교와 노화∼구도 연륙교에 성공적으로 적용해 기술력을 입증했다.

포스코건설은 포스코그룹 고유 기술과 'BIM을 활용한 사장교 형상관리 기술'을 새만금 남북도로 2단계 2공구 새만금대교에 적용해 시공 중이다.

 


새만금대교는 주경간장 420m의 콘크리트 사장교로서 올해 1월 착공해 2023년 준공 예정인 장대교량이다.

포스코건설 새만금대교 공사관계자는"새만금대교는 포스코건설의 기술력과 노하우, BIM 활용 형상관리 기술을 더한 최고의 기술이 투입된 공사"라며 "포스코그룹의 기술력을 세계 최고의 교량 기술로 발전시켜 해외 프로젝트 수주에도 적극 활용하겠다"고 말했다.박상길기자 sweatsk@dt.co.kr [디지털타임스]
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"분해 100만년 걸리는 폐유리, '뻥튀기' 공정 거쳐 최고 건축자재로"

이철태 단국대 명예교수


친환경 발포유리비드 상용화 성공 

연간 20만톤 폐유리 재활용 길

"환경오염 해결 통해 수익창출 보람"


      지난 13일 경기도 화성시의 한 공장 한켠에는 사람의 키보다 높은 언덕 전체가 햇빛에 반짝이고 있었다. 소주병과 맥주병, 자양강장제병, 와인병 등 수많은 유리병과 깨진 유리들이 뒤섞인 일반 쓰레기 사이로 모습을 내밀었다. "저걸 전부요?" 기자의 질문에 공장의 책임 연구원인 이명수 한국환경파트너 대표는 웃으며 답했다. "저걸 전부요!"



한국발포유리, 수거된 공병들. 2019.12.13/뉴스1 © News1 조태형 기자


쓰다 버린 유리 '분쇄·열처리·탄소발포' 재활용 기술 개발 

재활용이 힘든 유리는 대부분 일반 쓰레기와 매립장에 함께 묻힌다. 국내에선 해마다 폐유리가 50만톤가량 발생하는데, 이 중 20만톤 정도가 이 수순을 밟는다. 유리가 땅에 묻혀 흙으로 분해되는데 걸리는 시간은 약 100만년. 현생 인류인 호모사피엔스의 시작이 30만년 전으로 추정되는 점을 고려하면, 모래에서 뽑아낸 유리는 인류 문명보다 더 아득한 시간이 지나서야 다시 자연으로 돌아가는 셈이다.




이날 공장에서 만난 이철태 단국대학교 명예교수는 재활용이 어려운 폐유리병을 건축 자재로 활용할 수 있는 기술을 개발해 상용화에 성공했다. 그동안 땅에 묻었던 유리를 재활용할 수 있게 된 것만으로도 큰 성과라는 평가다. 이 교수가 속한 환경부 산하 유용자원재활용기술개발사업단은 지난달 29일 경기도 화성시 한국발포유리 공장에서 시운전을 시작했다.


이철태 단국대 명예교수가 13일 오후 경기도 화성시 한국발포유리(주)에서 뉴스1과 인터뷰를 하고 있다. 2019.12.13/뉴스1 © News1 조태형 기자


유리병이 많이 버려지는 이유는 '색깔'이 같은 병끼리 재활용해서다. 가령 소주병은 녹색 소주병끼리, 맥주병은 갈색 맥주병끼리 재활용한다. 이 때문에 검은색 와인병처럼 국내에서 주로 생산되지 않는 색의 유리병은 대부분 버려진다. 수거 과정에서 깨진 병 등 부산물이 많은 점도 또 다른 이유다. 작은 파편이나 유리가루는 용광로에서 날아기에 재활용이 어렵다. 이 역시 다른 쓰레기와 함께 땅에 묻힌다.


시멘트 모래보다 경량·고강도…내연·방음성 갖춰 초고층 시공 최적

사업단은 이런 유리를 더욱 잘게 부순 뒤 900도 이상의 특수한 열처리를 가하는 기술을 개발했다. 이후 미세한 기포를 발생시켜 작은 알갱이 모양인 '발포유리비드'와 '인공모래'를 만들어내는 게 기술의 핵심이다. 모든 유리를 잘게 빻았기에 기존 유리병의 색상이 무엇이었는지 상관없다. 그동안 버려졌던 사기·도자기 조각도 재활용할 수 있고, 이물질이 묻은 유리도 열로 태우기에 다시 쓸 수 있다.


이 교수는 "모든 유리를 모아서 아주 곱게 분쇄한 다음 옥수수처럼 뻥튀기하는 '발포' 과정을 거치면 동그란 발포유리비드가 된다"며 "발포하는 데 들어가는 핵심 성분은 탄소이기에, 유리병에 일반적인 크기로 붙은 종이 라벨은 오히려 재활용에 더 도움이 된다"고 말했다.


한국발포유리, 완성된 발포유리비드. 2019.12.13/뉴스1 © News1 조태형 기자




이렇게 만들어진 발포유리비드는 가볍고 튼튼하다는 장점이 있다. 사업단에 따르면 시멘트에 발포유리비드를 첨가한 제품의 강도는 기존의 시멘트 모래 제품의 90% 수준이다. 강도가 비슷한 반면 무게는 시멘트 제품의 60%밖에 되지 않는다. 다른 바인더를 사용할 경우에는 시멘트 제품의 무게보다 3분의 1까지 가볍게 할 수 있다. 거기다 불이 붙지 않고 소음을 흡수·차단하는 기능도 있다.


그래서 높아질수록 하중이 커지는 초고층 건축물에 사용할 경우 장점이 더욱 돋보인다는 평가다. 건축물에는 시멘트뿐만 아니라 보온재·단열재와 흡음 시설이 들어가야 하는데, 기존 제품과 강도와 효과가 비슷하면서도 무게는 훨씬 가볍고 가격도 저렴하기에 경쟁력이 있다는 것이다. 거기다 해당 제품을 폐기할 경우에는 분리수거해 다시 재활용할 수도 있다. 인공모래의 경우에는 보도블록을 만들 수 있는데, 야간에 빛의 반사율이 높아 넓게 활용할 수 있다.


이 교수는 "대형 화재 사고의 경우 보통 스티로폼이 들어있는 보온재가 원인이 되는 경우가 많은데, 이 제품은 기본이 유리이기에 불이 안 붙고 가볍기까지 하다"며 "재활용을 넘어 새로운 고부가가치 건축 자재를 생산해 활용하고 천연 자원을 아낄 수 있는 성과"라고 강조했다.


한국발포유리, 인공모래 및 발포유리비드가 만들어지는 공장. 




화성공장 이어 전국 5~6곳 확대 기대…베트남과 수출 논의도 

가장 큰 효과는 친환경적이라는 점이다. 매년 국내에서만 약 20만톤이 땅에 묻히는 폐유리를 발포유리비드 및 인공모래로 바꿔 산업 현장에서 활용할 수 있기에 혁신적이라는 평가다. 기술 혁신으로 기존보다 뛰어난 제품을 만들어냈고, 환경보호라는 사회적 가치까지 달성하며 경제적 수익을 창출할 수 있는 것이다. 사업단은 이로 인해 연간 500억원의 부가가치와 막대한 환경 효과를 창출할 것으로 예상한다.


한국발포유리 화성 공장에서 재활용할 수 있는 폐유리는 연간 9000톤으로 추산된다. 아직은 경기권 서부지역 폐유리만 처리하고 있지만, 전국 각지와 제주도에 5~6개까지 공장이 늘어나면 현재의 폐유리 재활용 문제는 어느 정도 해결될 것으로 전망된다. 지난 16일에는 베트남 정부 관계자가 해당 공장을 방문해 견학하고 플랜트 수출을 논의하기도 했다. 사업단은 플랜트 6기를 수출할 경우 약 180억원의 판매 수입까지 생길 것으로 예상한다.


이 교수는 "해당 기술은 다른 제품과 달리 미래에 생길 수 있는 환경문제를 해결할 수 있다"며 "기업이 환경오염 문제를 해결하면서도 경제적인 부를 창출하며 성장할 수 있으니 모두가 행복해질 수 있다"고 말했다.

(서울=뉴스1) 문창석 기자 themoon@news1.kr

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철도연, 열차자동운전을 위한 정위치 정차장치 국산화 개발


대구도시철도 1호선 현장운전 시험 성공, 연구성과 검증 


    한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 대구도시철도공사, (주)혁신전공사와 공동으로 열차자동운전 정위치 정차장치(ATO Berthing 장치, 이하 정위치 정차장치)를 국산화 개발하여 대구도시철도 1호선에서 현장운전 시험을 성공했다.


정위치 정차장치는 열차가 승강장의 지정된 위치에 정확히 정차할 수 있도록 특정 지점에서 신호를 송수신하는 장치이다. 운행 중인 열차는 정해진 거리에 설치된 정위치 정차장치의 신호를 인식하고, 정차지점까지 남은 거리를 판단하여 제동을 하게 된다.


대구도시철도 1호선에서 현장 시험 중인 정위치 정차장치




개발된 정위치 정차장치는 기존 대비 전력효율을 40% 이상 높였고, 정확한 주파수 송신 및 수신 처리 과정을 통해 수명과 동작 안정성을 강화했다.


12월 6일 대구 진천역 신호기계실에서 운행하는 모든 열차를 대상으로 진행한 현장 운전시험에서 오류 없는 정상 작동을 검증했다. 또한, 12월 한 달간 진행 중인 4천여 회 열차 연동시험을 통해 안정적으로 작동함을 확인했다.


정위치 정차장치의 국산화 개발 성공으로 안정적인 대체품 확보 및 추가 수요에 대한 수입대체 등 경제적인 효과가 기대된다.


대구도시철도 1호선의 경우, 정위치 정차장치는 20여 년 전 도입한 해외 제품으로 이미 단종된 상태이다. 예비품 수급과 1호선 연장으로 인한 추가 수요로 국산화 개발이 필요한 상황이다.


<왼쪽부터 철도연 고경준 선임연구원, 이재호 철도연 열차제어통신연구팀장, 혁신전공사 한은택 소장, 대구도시철도공사 안성도 부장, 김길동 철도연 전기신호연구본부장, 김정태 철도연 책임연구원(연구책임자), 대구도시철도공사 안기훈 과장>




연구책임자인 철도연 김정태 박사는 “높은 수준의 국내 디지털 회로 기술을 적용하여 국산화에 성공했다”며 “향후 다른 도시철도 노선 등 이 기술을 적용할 수 있는 분야를 찾아 활용할 계획”이라고 전했다.


철도연 나희승 원장은 “기술개발, 운영, 제작 등 각 분야의 전문 기관이 협력하여 이루어낸 성과”라며, “계속해서 철도 분야 소재·부품·장비의 경쟁력 강화를 위해 기술개발 및 애로기술 국산화 지원 체계를 확대하겠다”고 밝혔다.

철도연

“건설연, 2025년형 스마트 환기시스템 개발”

 

에너지, 미세먼지, 습도를 한 번에 잡는 신개념 환기시스템


      한국건설기술연구원(원장 한승헌, 이하 건설연)이 국내 최초로 에너지 절감, 미세먼지 저감, 제습의 세가지 기능을 탑재하고 있는 2025년형 스마트 환기시스템을 개발했다고 밝혔다. 


2025년부터 모든 신축 공동주택은 의무적으로 제로에너지 건물로 건설되어야 한다. 제로에너지 건물은 에너지소비를 최소화 하는 건축물로, 환기 또한 에너지절약형 환기시스템을 적용하여야 한다.


[그림] KS B 6879 열회수형 환기장치 시험결과 및 시험 장면/건기연



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건설연 녹색건축연구센터 조동우 박사 연구팀은 사물인터넷(IoT)이 융합된 에너지절약형 열 회수 환기시스템을 개발하였다. 겨울철 실내온도가 22℃, 외기온도가 0℃일 때 환기를 할 경우 시스템을 통해 외기온도가 약 18℃로 가열이 되어 실내로 들어오게 된다. 이를 통해 약 80%의 난방에너지가 절감되며, 여름철에도 같은 원리로 냉방에너지가 절감된다.


또한, 1차 불순물을 제거해주는 프리필터, 냄새를 잡아주는 탈취필터, 미세분진을 잡아주는 헤파필터(high efficiency particulate air filter)의 3단 조합으로 미세먼지를 걸러낸다.


시험 결과, 미세먼지 청정화능력이 3.91㎥/min, 포름알데히드 등 유해가스 제거(탈취) 효율이 평균 81%로, 이는 30㎡ 정도의 공간에 대하여 공기청정기 수준으로 공기정화를 할 수 있다는 의미이다. 실증주택 실험에서 초미세먼지 레벨을 90㎍/㎥에서 35㎍/㎥까지 낮추는데 약 30분의 시간이 소요되었다.


실증주택에서의 환기성능 실험 결과

[그림] 실별 제어 및 모드 변환을 통한 동력절감효과 (좌: 환기모드, 우: 통풍모드)/건기연



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습도가 높은 공간에 대하여 제습할 경우, 하루 10리터 정도를 제습할 수 있다(제습기 표준운전조건, KS C 9317). 환기가 필요한 공간만 선택 환기가 가능한 제어 시스템은 거주자의 생활패턴에 따라 최소의 에너지로 최적의 거주환경을 유지할 수 있게 한다.


실외기가 설치되는 발코니 공간에서 공기청정 및 제습이 이루어지기 때문에 실내에서는 소음이 거의 발생하지 않는다. 또한 계절, 공기질, 내·외부 온도 별로 자동 환기 모듈을 탑재하여 센서가 감지한 데이터에 따라 자동 운전된다. 초기 단 한 번의 조작으로 1년 내내 쾌적한 실내환경을 누릴 수 있다. 이와 같은 에너지절약형 스마트 환기시스템이 보급될 경우 국내에서 연간 10만톤 이상의 온실가스 감축효과가 예상된다.


연구책임자인 건설연 조동우 선임연구위원은 “스마트 환기시스템은 최소의 에너지 소비로 최적의 실내 공기환경을 제공하여 국민 거주환경의 질을 높여주는 기술이 될 것”이라고 밝혔다.

건기연

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하수관 열화 파손 ‘예측’ ... 안전성 내구수명 향상 기술 속속 선봬


탐방 - 노후 하수관로 개량 기술개발 연구단


관받침 일체형 뒷채움재 · 고내산성 장수명 콘크리트 등 핵심기술 개발

하수관로 조사매뉴얼 ‘하수관로공사 표준시방서’ 개선 연구도 병행 추진


   최근 하수관로의 노후화로 인해 도심지 곳곳에 지반침하와 도로함몰 등의 현상이 빈번히 나타나며, 보행자가 추락하는 등 안전사고가 지속적으로 발생하고 있다.


도심지에서 발생하는 대부분의 지반침하와 같은 문제는 노후 하수관 손상이나 굴착 공사가 원인인 경우가 대부분인 것으로 알려지고 있다.


따라서 노후 하수관로로 인한 다양한 문제들을 경감시키기 위한 노후 하수관로의 안전성과 내구수명 향상 기술들이 전 세계적으로 조명 받고 있는 가운데 노후 하수관의 열화나 파손 등을 예측하고, 예방할 수 있는 기술들이 개발되고 있어 이목을 집중시키고 있다.



이 같은 기술들은 환경부의 지원 아래 한국생활환경시험연구원을 중심으로 진행 중인 ‘안전하고 지속가능한 노후 하수관로 개량기술 개발 연구단’을 통해 선보이고 있다.




지반침하 예방기술개발·현장평가

KCL 주관으로 진행되고 있는 이 과제에서는 사회적 문제로 대두되고 있는 노후된 하수관로로 인해 발생하는 지반침하를 예방하기 위한 ‘관받침 일체형 뒷채움재와 충진재’ 기술과 ‘고내산성 장수명 콘크리트 하수관로시스템’ 등의 핵심기술들을 개발하고 있다.


또한, 테스트베드를 통해 개발기술들의 성능을 검증하는 한편, 개발기술들을 기반으로 하수관로 조사매뉴얼과 하수관로공사 표준시방서를 개선하는 연구도 병행되고 있다.


‘뒷채움재와 고기능성 충진재’ 개발 부문에서는 노후 하수관으로 인한 공동발생을 예방할 수 있는 최적의 관받침 일체형 뒷채움재와 하수관 주변에 발생한 지반공동을 해결하기 위한 응급복구용 고기능성 충진재기술을 개발하고 있다.


대형 하수관로의 경우 대부분 흄관을 사용하고 있어 하수관로의 기초는 지지력 증진과 침하량 저감에 대응할 수 있어야 한다.


하지만, 현재 기초 시공 시 뒷채움재의 다짐 불량과 부적절한 관받침 사용 등으로 인해 품질확보가 쉽지 않은 실정이다.


이에 이 연구에서는 건설현장에서 발생하는 굴착토와 슬래그, 플라이애시 등의 산업부산물로 구성된 비소성 저탄소 결합재를 사용, 100% 순환자원을 활용한 하수관 뒷채움·받침용 CLSM(Controlled Low Strength Material)과 지반공동 응급복구용 팽창충진제·팽창성 외피를 개발하고 있다.


또한, 국내 하수관로의 파손 원인 분석을 통한 하수관로 받침의 핵심 요구 성능 도출과 제조기술 확보를 위한 연구도 병행되고 있다.


‘고내산성 장수명 콘크리트 하수관로시스템’ 개발 부분에서는 고로슬래그 미분말과 플라이애시 등 산업부산물의 알칼리 활성화 기술을 통한 고내산성 장수명 콘크리트 하수관 제조기술과 하수관로시스템을 개발하고 있다.




이를 위해 국내 콘크리트 하수관의 열화 현황 조사를 통한 고내산성 장수명 콘크리트 하수관의 핵심 요구 성능 도출과 최적의 배합 기술을 개발하는 한편, 장기적으로 내화학성을 갖는 장수명 콘크리트 하수관 개발과 콘크리트 원심 성형 적용을 위한 최적의 생산 공정시스템 개발 연구가 이뤄지고 있다.


현장 평가를 통한 검증과 매뉴얼·시설기준 개선 부문에서는 개발된 기술과 공법, 제품에 대한 현장평가를 통해 적용성을 검증하고, 이를 반영한 매뉴얼과 하수관로 표준시방서 개선 연구가 이뤄지고 있다.


세부적으로는 서울시 등 지자체에서 제공하는 기존 노후하수관로를 활용한 테스트베드를 구축하고, 대구지역에 마련된 KCL의 자체 테스트베드를 활용, 개발된 기술과 공법, 제품을 적용하고, 지속적인 모니터링을 통해 공용성을 평가하고 있다.


또한, 연구를 통해 개발된 기술과 공법, 제품을 활용한 개선된 관종별 하수관로 조사·평가·대응 매뉴얼은 지난 2017년 환경부에서 발간한 ‘지반침하 대응 하수관로 정밀조사 매뉴얼’에 반영될 수 있도록 제안할 예정이다.


이외에도 연구를 통해 새롭게 개발되는 하수관로 유지관리과 긴급복구 관련 신기술과 장수명 하수관로, 지반침하 예방 자재에 대한 현장 적용과 기술 검증 결과를 바탕으로 ‘하수관로공사 표준시방서’ 개선에도 나설 계획이다.


한편, 고내산성 장수명 하수관은 기존 기술 대비 내구성 100% 향상은 물론 50년의 내구수명 확보가 가능해 사회적 비용 절감에 기여할 것으로 전망된다.


또한, 예방적 유지관리체계 구축을 통해 연간 유지관리비용 중 약 3,000억 원 절감 효과도  거둘 것으로 예상된다.


지반 침하 탐사·조사장치 개발

이 과제에서는 하수관로의 건전도를 정확하게 평가해 지반침하와 같은 문제 발생에 즉시 대응하기 위한 기술들을 개발하고 있다. 이를 위해 관로의 개량이나 교체 등의 시기 결정에 필요한 신뢰성 있는 조사·탐사장치와 탐상기법을 개발하고 있다.


하수관내 진입 PPR 장치 개발 부문에서는 RADAR 탐사기법을 통해 하수관 상부에 발생하는 공동을 정밀하게 계측할 수 있는 탐사장치 개발 연구가 진행되고 있다.


초음파 등 멀티센서를 이용한 하수관로의 결함조사 장치 개발 부문에서는 하수관로의 정밀 건전도 평가를 위한 계측장비와 멀티센터를 활용해 하수관로의 열화, 손상 등을 정밀계측 할 수 있는 탐사장치와 기법을 개발하고 있다.


한편, 관내 PPR 장비는 하수관로 배면(0.6m 이내) 공동(직경 50cm) 탐사로 하수관로의 노후화로 인한 지반침하 시 조기 대응이 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.




하수관로 상태조사시스템·접합부 수밀개선

이 과제는 하수관로 조사자의 안전 확보와 하수관로 상태에 대한 정밀한 평가를 위해 하수관로 정밀 조사·평가시스템과 함께 가지관 접합부의 수밀 성능 개선을 위한 공법을 개발하고 있다.


자주차 활용 하수관 내부 돌출관 절삭 시스템과 접합부 수밀성능 개선 공법 개발 부문에서는 자주차를 활용해 지하수 유입 원인인 돌출 연결관 제거와 접합부의 누수 등을 방지할 수 있는 돌출 연결관 커팅 장비, 접합부 수밀개선 공법 개발 연구를 진행하고 있다.


육안조사용 장비와 맨홀부 3D 조사 장비를 활용한 하수관로 상태 정밀조사 시스템 개발 부문에서는 육안 조사용 장비와 맨홀 3D 조사 장비, 영상처리 시스템을 활용해 맨홀과 하수관로의 상태를 안전하고 신속, 정밀하게 조사할 수 있는 장비 개발 연구가 이뤄지고 있다.


한편, 실시간 가스 모니터링 기술은 하수관로 조사와 유지보수 작업 시 발생하는 밀폐 공간에서의 가스 질식사고 방지에 기여할 전망이다.



PPR 탐사 기법 멀티센터 활용

열화 손상 정밀계측 장치 개발


정상화 단장


한국건설생활환경시험연구원 정상화 단장은 “하수관로 노후화로 인해 발생하는 하수관로 손상은 누수를 유발시키는 직접적인 원인”이라며, “이 같은 누수는 토사 유입과 공동 형성 등 지반침하를 초래하는 원인으로 작용하고 있으며, 점차 증대되고 있는 추세다”고 말했다.


실제로 지난 2014년 9월 환경부에서 하수관로 1,637km에 대한 긴급점검을 실시한 결과 관 파손과 토사 유입 등으로 지반침하를 유발할 수 있는 결함이 1,582곳으로 나타났다. 이는 하수관 1km당 0.8곳에 달하는 수치다.


정 단장은 “2014년 서울시의 도로함몰에 대한 자체조사 결과에서도 2010년부터 발생한 도로함몰 총 3,127건 중 85%가 하수관로 손상에 의한 것으로 밝혀졌다”며, “이처럼 현안으로 떠오른 하수관로 노후화로 인한 다양한 문제점들을 저감시키기 위해 이 연구에서는 지반 침하 탐사·조사 장치를 비롯한 하수관로 상태조사시스템, 지반침하 예방 기술을 개발하고 있다”고 소개했다.

 

이어 “특히, 이 기술들은 보다 안전하고 지속가능한 노후 하수관로 개량 기술을 확보한다는 점에서 갖는 의미가 매우 크다”고 밝혔다.


그의 말대로 연구단에서는 하수관거의 열화와 손상 등을 정밀하게 계측할 수 있는 탐사장치 등 노후 하수관거의 안전성 향상과 수명연장을 실현할 수 있는 기술들을 선보이고 있다.




정 단장은 “연구단에서는 PPR 탐사 기법과 멀티센터를 활용해 하수관거의 열화와 손상 등을 정밀하게 계측할 수 있는 탐사장치를 개발했다”며, “또한, 3D 기반 맨홀 조사 장비를 이용해 맨홀 내부의 결함 상태를 파악하는 한편, GPS와의 연계를 통해 향후 유지보수를 위한 DB도 구축하고 있다”고 밝혔다.


이어 “육안 조사용 장비의 경우 하수관 내 위험요인에 대한 정보를 사전에 제공함으로써 작업자의 안전을 확보할 수 있으며, 자동화된 결함검출 프로그램을 이용해 하수관 상태를 객관적으로 조사, 평가할 수 있다”고 강조했다.


GPS 연계 유지보수 DB도 구축 ‘실용화’ 눈앞

또한, 연구단에서 개발한 100% 순환자원을 활용한 관받침 일체형 뒷채움재를 비롯해 동공의 응급복구를 위한 팽창 충진제·팽창성 외피기술, 내산성 콘크리트 하수관 제조기술은 하수관의 내구성 향상과 내구수명 확보를 통해 사회적 비용 절감에도 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.


특히, 현재 연구단에서 개발된 기술과 공법, 제품들의 필요성에 대해 많은 전문가들이 공감대를 형성하고 있는 가운데 관련 기업과 정부부처, 지차체의 관심 속에서 일부 기술들이 실용화를 앞두고 있어 눈길을 끌고 있다.


한편, 정 단장은 하수관로 분야의 발전을 위해 “하수관로 분야의 타 연구 R&D 과제와의 관련 정보와 기술적인 성과를 공유하는 한편, 기존 시험과 실증 시설의 공동 활용과 상호 기술지원과 자문, 기술과 성과 활용 방안 등에 대한 연계가 보다 적극적으로 추진돼야 한다”며, “기술 실용화의 극대화를 위해 하수관로 분야 국내 산·학·연, 정부부처·지자체, 학·협회와의 전방위 협력·지원체계를 구축하고, 연구성과의 국내외 활용과 확산을 위한 기반 마련이 필요하다”고 조언했다.

오성덕 기자 건설기술신문


http://www.ctman.kr/news/18540

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건설硏, ‘노면온도변화 패턴 예측 시스템’ 개발


노면온도 변화 패턴 예측으로 도로결빙 위험 대비


    한국건설기술연구원(원장 한승헌, 이하 건설연)은 노면온도의 변화 패턴을 예측하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.


이 기술은 차량에 부착된 관측장비로 외기온도 데이터를 수집하고, 기계학습 알고리즘을 통해 분석된 노면 결빙 위험 정보를 운전자에게 실시간으로 제공해 주는 것이 기술의 핵심이다.


노면온도 변화 패턴 예측 시스템 도해.




노면온도는 겨울철 도로의 노면상태를 결정짓는 매우 중요한 요소다. 그러나 약 11만km에 달하는 국내 도로망 전체의 노면상태를 실시간으로 모니터링하는 것은 사실상 불가능하다.


따라서 연구팀은 빅데이터를 수집, 분석해 노면온도가 변화하는 패턴을 예측하면 도로의 노면상태 또한 예측할 수 있다는 점에 착안해 연구를 진행했다.


노면온도 변화 패턴 예측 모형의 성능과 신뢰도를 높이려면, 다양한 도로조건 및 기상조건 등을 고려한 양적·질적 학습 데이터의 확보가 필수적이다.


연구팀은 자유로 및 영동고속도로 일대에서 다양한 기상조건 및 도로구간 특성 하에서의 데이터 수집 및 분석을 수행했고, 5년여 간의 연구 결과 ‘노면온도변화 패턴 예측 시스템’을 개발하는 데 성공했다.




우선 ‘모바일 차량 주행환경 관측장비(VISS : Vehicle is a Sensor)’를 통해 실시간으로 차량 외기온도와 위치정보를 동시에 수집한다. 수집된 정보는 LTE 통신 등의 방법으로 ‘도로 주행 환경 분석 플랫폼’으로 전송된다.


연구팀이 개발한 ‘노면온도변화 패턴 예측 모형’은 플랫폼으로 전송된 정보와 기상청이 공개적으로 제공하는 기온‧습도 등의 날씨정보, 기존에 입력해 둔 위치별 도로조건 등 다양한 조건을 연계하여 기계학습(머신 러닝) 기반 모형으로 노면온도 변화 패턴을 예측한다. 이를 통해 도로관리자 및 운전자는 도로결빙 등 노면위험 예측 정보를 실시간으로 제공받게 된다.


연구팀은 향후 본 기술을 실생활에 활용할 수 있도록 시스템을 고도화할 수 있도록 응용소프트웨어 개발‧공급업체이자 ㈜아이나비시스템즈의 모회사인 ㈜팅크웨어와 협력하여 기술 시범적용을 추진하고 있다.


연구책임자인 양충헌 박사는 “‘노면온도변화 패턴 예측 시스템’ 개발로 겨울철 도로의 노면상태에 대한 정보를 보다 많은 운전자에게 제공하면 동절기 차량의 안전운행에 크게 기여할 수 있을 것이다”고 밝혔다.

[기계설비신문 장정흡 기자] 

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