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한국목재공학회> 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings)

한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) update

  • : 한국목재공학회
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수록정보
2021권2호(2021) |수록논문 수 : 102
간행물 제목
2021권2호(2021년 09월) 수록논문
최근 권호 논문
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1CLT 경량 복합 바닥재 성능 평가

저자 : 홍순일 ( Soon-il Hong )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 3-3 (1 pages)

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오늘날 전세계의 도시화율은 55%이며 2050년에는 68%에 이를 것으로 전망된다. 도심재생과 같이 끊임없는 콘크리트 건물의 신축 또는 증축, 개축 등이 필요한 상황에서 건설산업의 주류 재료인 콘크리트를 대신하여 구조용 공학목재를 이용한다면 도시개발과 성장에 필연적인 탄소배출을 감축할 뿐 아니라 고정화 시킴으로써 친환경 도시를 건설하는데 도움을 줄 것이다. 층재들을 기계적 또는 화학적 방법으로 3층 이상 직교 적층시킨 cross-laminated timber (이하 CLT)를 이용한 건축물은 동일층의 콘크리트 건축물과 비교하여 1/5 가량 자중을 줄일 수 있어 공기 단축 및 건축 비용 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다. 특히 CLT를 바닥 슬라브로 사용했을 경우 구조적인 측면과 내화 문제 및 처짐과 진동에 따른 층간 소음 등을 이유로 충분한 두께로 설계가 되어야 한다. 그러나 바닥 슬라브의 두께 증가는 설비공간이 줄어들거나 층고가 낮아지는 등의 또다른 문제들을 야기한다. 목재와 콘크리트를 복합화한 Timber-concrete composite(이하 TCC)은 이러한 문제들에 대한 해결책이 될 수 있으며, 기존 콘크리트 바닥 구조의 총 중량 대비 자중 저감 및 시공성 개선, 친환경 건축 재료 사용 측면을 고려한 CLT-콘크리트 복합 바닥재의 성능 향상 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 크게 복합 바닥재의 주요 재료들인 CLT와 콘크리트 간 합성 방법 그리고 탄소섬유 보강재 부착을 통한 복합 바닥재의 휨 성능 개선 및 경량화 검토가 이루어졌으며, 세부적으로는 첫째, 탄소섬유와 CLT 간 접착성능 조건, 둘째, 습식 공법이 복합 바닥재의 품질 평가에 미치는 영향, 셋째, 주요 재료들 간 전단 연결 방법에 따른 접합 성능, 넷째, 탄소섬유 보강 비율에 따른 복합 바닥재의 휨 성능 등이 평가되었다.

2탄소중립을 위한 임업과 목재산업의 역할

저자 : 박정희 ( Jung Hee Park )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 3-3 (1 pages)

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임업은 산림으로부터 목재를 비롯한 버섯, 유실수, 산나물, 목탄 등 다양한 산물을 생산하고 있다. 여기서는 임업을 목재생산에 국한하여 언급하고자 한다. 바람직한 산림경영이란 '벌채하여 이용하고 식림·육성하는 순환이용(지속가능한 산림경영)'을 말한다.
하지만, 국내 산림자원은 영급 30년 이상이 80% 이상을 차지하여 산림축적량이 약 10억㎥로 매년 증가하고 있지만 연간 생산량은 450만㎥로 목재 자급률이 근년 16% 정도에서 정체되어 있다.
생산된 원목의 대부분은 보드 및 펄프용이며 제재용은 불과 15%를 밑돌고 있다. 산림자원 구성이 치산녹화를 위해 리기다 등 속성수 중심으로 조림되었기 때문이다.
'7,80년대에 조림한 나무가 성숙하여 2050년이 되면 탄소흡수기능이 정점에 달하기 때문에 이를 장기 우량수종으로 갱신해 나갈 필요가 있지만, 재래식 임업기계와 빈약한 임도망 등 우리의 임업 현실은 녹록치 않다.
목재수확 활동은 10월에서 시작하여 이듬해 4월이면 종료되기 때문에 하절기 목재수확은 거의 제한적이다. 이에 국산원목을 이용하여 가공하는 목재산업의 안정적인 생산활동이 어려운 것이 현실이다.
근년 지구온난화의 영향으로 세계적인 기상이변이 빈발하고 있다. 산림의 탄소흡수기능을 확충하기 위해서는 유럽과 일본 등의 임업선진국과 같이 임도 등의 인프라 구축과 함께 장기 우량수종으로 전환해 나가야 한다.
한편, 수확된 목재가 대부분 보드 및 펄프용으로 공급되고 있으나 산지에서의 선별·분류기능이 가능한 중토장·집하장을 마련하여 합판용 및 제재용 등의 다양한 용도로 안정 공급될 수 있도록 해야 한다.
또한, 목재는 탄소를 고정하고 있기 때문에 목재이용 확대를 통해 탄소저장을 증진할 수 있기에 정부는 실질적으로 산림과 목재활용에 연관성이 있는 정책 키워드(녹색, 탄소포인트 등)를 발굴하여 목재이용에 대해 적극적이고 지속적인 활용을 모색해야 한다. 우선은, 조달물품을 포함한 공공건축물에 대한 목재사용을 의무화하고 중장기적으로는 민간 건축물이나 대형 건축물로 확대해 나가야 한다.
이와 같이 2050년의 탄소중립 달성을 위해서는 산림정비를 통한 탄소흡수기능 확충과 목재를 활용한 장기 우량주택의 보급, 도시지역 고층 건축물의 목조화나 내장 목질화 등을 적극적으로 추진해 나가야 한다.

3가리왕산 신갈나무와 들메나무의 연륜과 기후요소와의 상관관계 분석

저자 : 이요섭 ( Yo-Seop Lee ) , 서정욱 ( Jeong-wook Seo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 8-8 (1 pages)

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본 연구는 월별 기후요소(온도, 강수량)와 가리왕산 지역 신갈나무와 들메나무의 연륜 및 조·만재 생장과의 상관관계를 조사하여 기후가 두 수종의 부피생장 및 재질에 미치는 영향을 분석하기 위해서 수행되었다. 또한, 숲 가꾸기에 따른 생육환경 변화가 기후영향에 변화를 주는 지를 확인하기 위하여 천연 임분과 숲가꾸기 임분을 구분하여 조사를 진행하였다. 연구 목적을 달성하기 위하여 천연 임분과(신갈나무 10본, 들메나무 10본)과 숲가꾸기 임분(신갈나무 10본, 들메나무 10본)에서 각 수종을 대상으로 약 10본의 공시목을 선정하였다. 연륜폭, 조재폭, 만재폭 측정에 사용될 생장편은 직경 5.2mm와 10.0mm 생장추를 이용하여 채취하였다. 채취된 생장편의 횡단면을 연마한 후, 연륜폭 측정 시스템(WindendroTM)을 이용하여 연륜폭, 조재폭, 만재폭을 측정하였다. 각 연륜에 정확한 연도를 부여하는 크로스데이팅 후 비기후 요소를 제거하는 표준화를 시행하여 지수연대기를 작성하였다. 다음으로 대관령기상관측소에서 측정된 월평균기온과 월강수량 자료 (1973년-2020년, 47년)와 자연 임분 및 숲 가꾸기 임분에서 작성된 신갈나무 및 들메나무 지수연대기와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 신갈나무 연륜폭은 전년도 11월과 당년 9월 강수량과 부(-)의 상관관계를 나타냈다. 조재는 당년 5월 온도와 정(+)의 상관관계, 당년 9월 강수량과는 부의 상관관계를 나타냈다. 만재는 전년도 11월 강수량과 부의 상관관계를 나타냈다. 들메나무 연륜폭은 당년 3월 온도, 당년 5월 및 8월 강수량과는 정의 상관관계를 나타냈다. 조재는 당년 3월과 4월 온도와 정의 상관관계를 나타냈다. 만재는 3월 온도 및 5월과 8월 강수량과 정의 상관관계를 나타냈으며, 당년 10월의 강수량과 부의 상관관계를 나타냈다. 천연 임분과 숲가꾸기 임분과의 차이는 크지 않은 것으로 확인되었다.

4A Comparative Study on the Anatomical Characteristics of Compression, Lateral, and Opposite wood in Pinus merkusii and Agathis loranthifolia Grown in Indonesia

저자 : Byantara Darsan Purusatama , Fauzi Febrianto , Seung Hwan Lee , Nam Hun Kim

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 8-8 (1 pages)

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This study aimed to observe and to compare the anatomical characteristics of compression, lateral, and opposite woods in the stem wood of Pinus merkusii and Agathis loranthifolia. The anatomical characteristics were observed by optical microscopy, scanning electron microscopy and x-ray diffractometry. Compression wood of both species showed a gradual transition from earlywood to latewood, circular tracheid shape, many intercellular spaces, irregular tracheid tips, helical cavities, and slit-like bordered pits. Helical ribs occurred only in compression wood of Pinus merkusii. Lateral and opposite woods showed mainly uniseriate bordered pits in the tracheid wall of Pinus merkusii, while those of Agathis loranthifolia frequently showed multiseriate bordered pits. In both species, compression wood had the shortest tracheid length, the smallest tracheid diameter, thicker cell wall, the highest ray number, and the largest microfibril angle (MFA) among the parts, while lateral and opposite woods mostly showed a similar value. Compression wood of Pinus merkusii had the smallest uniseriate and fusiform ray height, while there was no significant difference between lateral and opposite woods. In Agathis loranthifolia, compression wood had the highest ray height, while lateral and opposite wood showed a similar value. Compression wood of both species had the smallest relative crystallinity and crystal width among all the parts, while lateral and opposite woods of both species had similar relative crystallinity and crystal width.

5서울숲 이식 소나무 생육목과 고사목 나이테 및 세포 크기 비교

저자 : 최은비 ( En-bi Choi ) , 김요정 ( Yo-jung Kim ) , 서정욱 ( Jeong-wook Seo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-9 (1 pages)

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도시숲은 도심 속에 인공적으로 조성된 공원으로 환경 및 생태학적 가치가 높아 점차 확대되어 가고 있다. 서울숲은 서울 도심 내에 조성된 생태공원으로 2004년부터 조성되기 시작하여 2005년 6월 개장하였다. 개장 이후 지속적으로 관리되었음에도 불구하고 식재된 42만 그루 가운데 약 7500그루가 고사한 것으로 조사되었다(2005년 조사결과). 본 연구는 서울숲에 이식된 소나무 중 현재까지 양호한 생장을 나타내는 수목(이하 생육목)과 적응에 실패하고 고사한 수목(이하 고사목)의 나이테 및 세포 크기에 어떠한 차이가 나타났는지 알아보고자 수행되었다.
서울숲내 소나무 생육목 10본과 고사목 10본을 대상으로 조사를 실시하였다. 나이테 및 세포 조사를 위해 생육목에서는 직경 5.15mm 생장추로 생장편을 채취하였으며, 고사목은 디스크 형태로 채취되었다. 나이테분석을 위해 모든 시료의 횡단면은 나이테가 명확하게 관찰되도록 벨트사포로 연마되었다. 나이테 폭은 실체현미경으로 나이테 경계를 확인하면서 LINTAB (Germany)을 이용하여 0.01mm 단위로 측정되었다. 고사한 소나무의 고사 연도는 생육목 나이테 폭으로 작성된 대표연륜폭연대기와 비교하여 분석하였다. 또한, 이식 스트레스 변동을 확인하기 위해 각 나이테에 정확한 생육 연도가 부여된 모든 시계열그래프를 이용하여 생육쇠퇴도를 작성하였다. 생육목과 고사목에서 각각 5본의 소나무를 선발하여 나이테를 해리하고 조재부와 만재부 가도관 길이 변동을 일년 단위로 측정하였다. 이상의 결과들을 근거로 소나무 생육목과 고사목의 이식 스트레스 적응력을 상호 비교하였다.

6반사현미경법을 이용한 목재의 현미경적 특징 관찰

저자 : 이지영 ( Jiyoung Lee ) , 이형구 ( Hyung Gu Lee ) , 권오경 ( Ohkyung Kwon )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-9 (1 pages)

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Wood identification is a crucial step to verify claims of legality of wood and wood derived products for compliance with the designated laws. For accurate identification of wood species transmitted light microscopy has been used utilizing permanent slides of thin sections of the three major planes of wood. However, production of permanent slides is time-consuming, and it makes wood identification slow.
We need to increase speed of wood identification when there are many wood identification due to a large amount of trade of wood and wood derived products. Epi-illumination microscopy can be a solution for the slow identification caused by the production of permanent slides. The permanent slides are not required for epi-illumination light microscopy (e.g., reflected and fluorescence light microscopy). We only need to prepare a clean and smooth surface that requires much less time.
However, the epi-illumination microscopy needs to have sufficient magnification and resolution ensuring recognition of microscopic features of wood. For wood identification, the epi-illumination light microscopy provides sufficient resolution for observation of small anatomical structures of wood such as intervessel pits less than 4 μm and nodular end wall between ray parenchyma.
In this study, we utilize reflected and fluorescence light microscopy for investigation of anatomical features from surfaces of woods to demonstrate capability of the epi-illumination microscopy. We present various anatomical structures of wood acquired by reflected and fluorescence light microscopy.

7단축하중과 목재 세포벽 2차벽 내 셀룰로오스 마이크로피브릴의 사행현상에 관한 연구

저자 : 이창구 ( Chang-goo Lee ) , 엄창득 ( Chang-deuk Eom ) , 김민지 ( Min-ji Kim )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 12-12 (1 pages)

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본 연구에서는 약 250년이 경과된 일본산 소나무(Pinus densiflora Sieb. & Zucc.) 고목재와 벌채 후 수년간 천연건조된 신목재에 대하여 세포벽 내 2차벽 중 거의 수직을 이루고 있는 S2층과 S1층 및 S3층의 셀룰로오스 마이크로피브릴이 두 가지의 XRD법의 Scattering vector의 관점에서 분리측정이 가능하다는 점에 착안하여, 시험편이 파괴에 이르기까지의 단축하중을 단계적으로 가하여 역학적 변형거동을 마이크로피브릴의 사행성(蛇行性)의 관점에서의 관찰하였다. 측정대상은 섬유방향과 수직의 면간격을 이루고 있는 셀룰로오스 (004)면이며, 각 시험편의 마이크로피브릴의 배향성에 대한 변화 및 셀룰로오스(004)면의 면간격 편차의 변화를 파라미터로 설정하여 각각의 하중레벨(P 0, P 0.2, P 0.4, P 0.6, P 0.8, P max)에서 발현되는 변형 그래프로 부터 고목재와 신목재간의 비교분석을 실시하였다. 그 결과, 기존 연구에서 특징적이었던 고목재 세포벽 내 중층의 S2층의 압축하중 조건에서 마이크로피브릴이 세포벽의 매트릭스에서 분리(혹은 변질)된 것을 확인할 수 있었다. 또한 신목재의 마이크로피브릴은 인장하중에서 하중레벨이 상승함에 따라 사행성의 측면에서 고목재보다 현저하게 변화되는 것으로 확인되었고, 이를 통해 고목재는 세포벽 주요 구성성분의 조성과 더불어 시간에 따른 열화에 의해 이미 변질된 것으로 확인되었다.

8강화된 경골전단벽의 수평하중저항 성능

저자 : 장상식 ( Sang Sik Jang ) , 이형우 ( Hyoung Woo Lee )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 12-12 (1 pages)

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This research was performed to evaluate the lateral resistance of the reinforced light-frame wood shearwalls. In this study, reinforced light-frame wood shearwalls were composed of 2″× 6″@ 610mm o.c studs, 7/16″OSBs, and 8d nails. HDU5-SDS2.5(Simpson stongtie) were used as holddowns with 16mm diameter anchor bolt. To attach the OSB sheating to the frameing, four different methods depending on the nailing spacing and attachment of OSB sheating on one side or both sides were employed, which include the followings: OSB sheating on one side with nailing spacing of 75-150mm(WSP-O75), OSB sheating on one side with nailing spacing of 50-100mm(WSP-O50), OSB sheating on both sides with nailing spacing of 150-300mm(WSP-B150) and OSB sheating both sides with nailing spacing of 100-200mm(WSIP-B100).
Specimens were tested under cyclic lateral-loads in accordance with KS F 2154. From the test results, the maximum shear strength was obtained as 17.45kN/m for WSP-O50 14.78kN/m for WSP-O75, 23.05kN/m for WSP-B100 and 18.03kN/m for WSP-B150, respectively. Comparing the shear strength of the reinforced light-frame wood shearwalls with that of conventional the light-frame wood shear wall showed that the reinforced light-frame wood shearwalls were 2∼3 times stronger than the conventional light-frame wood shear wall.

9목재 표면 검사를 위한 기계 학습 적용

저자 : 황성욱 ( Sung-wook Hwang ) , 이태경 ( Taekyeong Lee ) , 정현우 ( Hyunwoo Chung ) , 김현빈 ( Hyunbin Kim ) , 여환명 ( Hwanmyeong Yeo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 13-13 (1 pages)

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최근 딥러닝을 비롯한 기계 학습의 눈부신 발전에 힘입어 많은 연구 분야는 기계 학습을 새로운 연구 방법론으로서 채택하고 있다. 목재 과학에서도 수종 식별, 정량적 해부학, 표면 품질 검사 등 방대한 데이터를 다루거나 노동 집약적인 분야에 기계 학습을 적용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 목재의 표면 품질을 평가하기 위한 시각 검사는 숙련된 검사자의 주관적 판단에 의존하고 있으며 반복 작업으로 인한 신체적 피로 및 권태감은 판단 정확도를 감소시키는 요인이 된다. 표면 검사의 정확도 향상 및 연속 공정 도입을 위해 컴퓨터 비전과 기계 학습이 적용되었다. 초기에는 화상에서 수동으로 특징을 추출하는 특징 공학적 기법들이 적용되었다. Semantic segmentation에 기반하여 표면 이미지에서 결함 영역을 추출하고 유형을 분류하는 이 작업은 다수의 연구로부터 좋은 결과가 보고되었으나 사용자의 수동 작업이 여전히 큰 비중을 차지하였다. 최근에는 주로 딥러닝이 표면 검사에 적용되고 있다. Region-based Convolutional Neural Networks(R-CNN) 및 You Only Look Once(YOLO) 시리즈에 기반한 객체 탐지 모델이 표면 검사에 적용되었으며 기존의 특징 공학적 모델을 능가하는 성능이 보고되었다. 컴퓨터 하드웨어의 발전은 더욱더 깊은 backbone 네트워크 사용의 부담을 줄임으로써 성능 향상에 기여하고 있으며 instance segmentation은 표면 결함의 개체별 정확한 분획을 구현한다. 이제는 기계 학습이 목재 과학에서 생소한 분야가 아니다. 인공지능 기반 연구 환경 조성 및 이니셔티브 확장을 위해서는 대형 데이터베이스 구축, 이용 및 인력 양성을 위한 목재 과학 및 산업의 적극적 대응이 필요하다.

10황산염을 이용한 단당류 유래 퓨란계 화합물의 생산 가능성 탐색

저자 : 조성민 ( Seong-min Cho ) , 김종화 ( Jong-hwa Kim ) , 김종찬 ( Jong-chan Kim ) , 박상우 ( Sang-woo Park ) , 최인규 ( In-gyu Choi )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 16-16 (1 pages)

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바이오슈가 유래 퓨란계 화합물(5-HMF와 푸르푸랄)은 바이오정밀화학 주요 플랫폼 화합물로, 이를 생산하기 위한 다양한 당 원료, 공정 및 촉매가 활용되고 있다. 퓨란계 화합물의 형성에는 일반적으로 케토오스가 알도오스보다 유리한 것으로 알려져 있다. 한편 알도오스-케토오스 이성질화는 루이스 산에 의해, 이후의 케토오스 탈수 반응에는 브뢴스테드 산에 의해 촉진되는 메커니즘이 제시됨에 따라, 리그노셀룰로오스를 구성하는 주요 알도오스로부터 퓨란계 화합물을 생성하기 위해 두 가지 특성을 모두 나타내는 산 촉매에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 값이 싼 황산염을 고형 산촉매로 이용하여 글루코오스와 자일로오스로부터 퓨란계 화합물을 생산할 수 있는지를 탐색하였다. 황산염으로는 CuSO4·5H2O를 선정하였으며, 반응 용매는 테트라하이드로퓨란을 사용하였다. 반응 도중 생성된 물에 의해 황산염이 용해되는 것을 방지하기 위해 Na2SO4도 반응계에 도입하였다. 반응 결과, CuSO4·5H2O 입자 표면에서는 휴민 형성이 급격하게 이루어졌으며, 빠르게 촉매 활성을 잃는 것으로 나타났다. 촉매 양을 당 반응물에 대해 당량까지 증가시켰을 때, 모든 당 반응물이 빠르게 소실되었지만 퓨란계 화합물의 수율은 크게 증가하지 않았다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 CuSO4 입자 크기 조절이 필요하다고 판단되며, CuSO4를 담지한 고체 촉매를 도입하여 상기의 문제를 해결 할 수 있을 것으로 기대된다.

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저자 : 홍순일 ( Soon-il Hong )

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오늘날 전세계의 도시화율은 55%이며 2050년에는 68%에 이를 것으로 전망된다. 도심재생과 같이 끊임없는 콘크리트 건물의 신축 또는 증축, 개축 등이 필요한 상황에서 건설산업의 주류 재료인 콘크리트를 대신하여 구조용 공학목재를 이용한다면 도시개발과 성장에 필연적인 탄소배출을 감축할 뿐 아니라 고정화 시킴으로써 친환경 도시를 건설하는데 도움을 줄 것이다. 층재들을 기계적 또는 화학적 방법으로 3층 이상 직교 적층시킨 cross-laminated timber (이하 CLT)를 이용한 건축물은 동일층의 콘크리트 건축물과 비교하여 1/5 가량 자중을 줄일 수 있어 공기 단축 및 건축 비용 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다. 특히 CLT를 바닥 슬라브로 사용했을 경우 구조적인 측면과 내화 문제 및 처짐과 진동에 따른 층간 소음 등을 이유로 충분한 두께로 설계가 되어야 한다. 그러나 바닥 슬라브의 두께 증가는 설비공간이 줄어들거나 층고가 낮아지는 등의 또다른 문제들을 야기한다. 목재와 콘크리트를 복합화한 Timber-concrete composite(이하 TCC)은 이러한 문제들에 대한 해결책이 될 수 있으며, 기존 콘크리트 바닥 구조의 총 중량 대비 자중 저감 및 시공성 개선, 친환경 건축 재료 사용 측면을 고려한 CLT-콘크리트 복합 바닥재의 성능 향상 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 크게 복합 바닥재의 주요 재료들인 CLT와 콘크리트 간 합성 방법 그리고 탄소섬유 보강재 부착을 통한 복합 바닥재의 휨 성능 개선 및 경량화 검토가 이루어졌으며, 세부적으로는 첫째, 탄소섬유와 CLT 간 접착성능 조건, 둘째, 습식 공법이 복합 바닥재의 품질 평가에 미치는 영향, 셋째, 주요 재료들 간 전단 연결 방법에 따른 접합 성능, 넷째, 탄소섬유 보강 비율에 따른 복합 바닥재의 휨 성능 등이 평가되었다.

2탄소중립을 위한 임업과 목재산업의 역할

저자 : 박정희 ( Jung Hee Park )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 3-3 (1 pages)

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하지만, 국내 산림자원은 영급 30년 이상이 80% 이상을 차지하여 산림축적량이 약 10억㎥로 매년 증가하고 있지만 연간 생산량은 450만㎥로 목재 자급률이 근년 16% 정도에서 정체되어 있다.
생산된 원목의 대부분은 보드 및 펄프용이며 제재용은 불과 15%를 밑돌고 있다. 산림자원 구성이 치산녹화를 위해 리기다 등 속성수 중심으로 조림되었기 때문이다.
'7,80년대에 조림한 나무가 성숙하여 2050년이 되면 탄소흡수기능이 정점에 달하기 때문에 이를 장기 우량수종으로 갱신해 나갈 필요가 있지만, 재래식 임업기계와 빈약한 임도망 등 우리의 임업 현실은 녹록치 않다.
목재수확 활동은 10월에서 시작하여 이듬해 4월이면 종료되기 때문에 하절기 목재수확은 거의 제한적이다. 이에 국산원목을 이용하여 가공하는 목재산업의 안정적인 생산활동이 어려운 것이 현실이다.
근년 지구온난화의 영향으로 세계적인 기상이변이 빈발하고 있다. 산림의 탄소흡수기능을 확충하기 위해서는 유럽과 일본 등의 임업선진국과 같이 임도 등의 인프라 구축과 함께 장기 우량수종으로 전환해 나가야 한다.
한편, 수확된 목재가 대부분 보드 및 펄프용으로 공급되고 있으나 산지에서의 선별·분류기능이 가능한 중토장·집하장을 마련하여 합판용 및 제재용 등의 다양한 용도로 안정 공급될 수 있도록 해야 한다.
또한, 목재는 탄소를 고정하고 있기 때문에 목재이용 확대를 통해 탄소저장을 증진할 수 있기에 정부는 실질적으로 산림과 목재활용에 연관성이 있는 정책 키워드(녹색, 탄소포인트 등)를 발굴하여 목재이용에 대해 적극적이고 지속적인 활용을 모색해야 한다. 우선은, 조달물품을 포함한 공공건축물에 대한 목재사용을 의무화하고 중장기적으로는 민간 건축물이나 대형 건축물로 확대해 나가야 한다.
이와 같이 2050년의 탄소중립 달성을 위해서는 산림정비를 통한 탄소흡수기능 확충과 목재를 활용한 장기 우량주택의 보급, 도시지역 고층 건축물의 목조화나 내장 목질화 등을 적극적으로 추진해 나가야 한다.

3가리왕산 신갈나무와 들메나무의 연륜과 기후요소와의 상관관계 분석

저자 : 이요섭 ( Yo-Seop Lee ) , 서정욱 ( Jeong-wook Seo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 8-8 (1 pages)

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본 연구는 월별 기후요소(온도, 강수량)와 가리왕산 지역 신갈나무와 들메나무의 연륜 및 조·만재 생장과의 상관관계를 조사하여 기후가 두 수종의 부피생장 및 재질에 미치는 영향을 분석하기 위해서 수행되었다. 또한, 숲 가꾸기에 따른 생육환경 변화가 기후영향에 변화를 주는 지를 확인하기 위하여 천연 임분과 숲가꾸기 임분을 구분하여 조사를 진행하였다. 연구 목적을 달성하기 위하여 천연 임분과(신갈나무 10본, 들메나무 10본)과 숲가꾸기 임분(신갈나무 10본, 들메나무 10본)에서 각 수종을 대상으로 약 10본의 공시목을 선정하였다. 연륜폭, 조재폭, 만재폭 측정에 사용될 생장편은 직경 5.2mm와 10.0mm 생장추를 이용하여 채취하였다. 채취된 생장편의 횡단면을 연마한 후, 연륜폭 측정 시스템(WindendroTM)을 이용하여 연륜폭, 조재폭, 만재폭을 측정하였다. 각 연륜에 정확한 연도를 부여하는 크로스데이팅 후 비기후 요소를 제거하는 표준화를 시행하여 지수연대기를 작성하였다. 다음으로 대관령기상관측소에서 측정된 월평균기온과 월강수량 자료 (1973년-2020년, 47년)와 자연 임분 및 숲 가꾸기 임분에서 작성된 신갈나무 및 들메나무 지수연대기와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 신갈나무 연륜폭은 전년도 11월과 당년 9월 강수량과 부(-)의 상관관계를 나타냈다. 조재는 당년 5월 온도와 정(+)의 상관관계, 당년 9월 강수량과는 부의 상관관계를 나타냈다. 만재는 전년도 11월 강수량과 부의 상관관계를 나타냈다. 들메나무 연륜폭은 당년 3월 온도, 당년 5월 및 8월 강수량과는 정의 상관관계를 나타냈다. 조재는 당년 3월과 4월 온도와 정의 상관관계를 나타냈다. 만재는 3월 온도 및 5월과 8월 강수량과 정의 상관관계를 나타냈으며, 당년 10월의 강수량과 부의 상관관계를 나타냈다. 천연 임분과 숲가꾸기 임분과의 차이는 크지 않은 것으로 확인되었다.

4A Comparative Study on the Anatomical Characteristics of Compression, Lateral, and Opposite wood in Pinus merkusii and Agathis loranthifolia Grown in Indonesia

저자 : Byantara Darsan Purusatama , Fauzi Febrianto , Seung Hwan Lee , Nam Hun Kim

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 8-8 (1 pages)

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This study aimed to observe and to compare the anatomical characteristics of compression, lateral, and opposite woods in the stem wood of Pinus merkusii and Agathis loranthifolia. The anatomical characteristics were observed by optical microscopy, scanning electron microscopy and x-ray diffractometry. Compression wood of both species showed a gradual transition from earlywood to latewood, circular tracheid shape, many intercellular spaces, irregular tracheid tips, helical cavities, and slit-like bordered pits. Helical ribs occurred only in compression wood of Pinus merkusii. Lateral and opposite woods showed mainly uniseriate bordered pits in the tracheid wall of Pinus merkusii, while those of Agathis loranthifolia frequently showed multiseriate bordered pits. In both species, compression wood had the shortest tracheid length, the smallest tracheid diameter, thicker cell wall, the highest ray number, and the largest microfibril angle (MFA) among the parts, while lateral and opposite woods mostly showed a similar value. Compression wood of Pinus merkusii had the smallest uniseriate and fusiform ray height, while there was no significant difference between lateral and opposite woods. In Agathis loranthifolia, compression wood had the highest ray height, while lateral and opposite wood showed a similar value. Compression wood of both species had the smallest relative crystallinity and crystal width among all the parts, while lateral and opposite woods of both species had similar relative crystallinity and crystal width.

5서울숲 이식 소나무 생육목과 고사목 나이테 및 세포 크기 비교

저자 : 최은비 ( En-bi Choi ) , 김요정 ( Yo-jung Kim ) , 서정욱 ( Jeong-wook Seo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-9 (1 pages)

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도시숲은 도심 속에 인공적으로 조성된 공원으로 환경 및 생태학적 가치가 높아 점차 확대되어 가고 있다. 서울숲은 서울 도심 내에 조성된 생태공원으로 2004년부터 조성되기 시작하여 2005년 6월 개장하였다. 개장 이후 지속적으로 관리되었음에도 불구하고 식재된 42만 그루 가운데 약 7500그루가 고사한 것으로 조사되었다(2005년 조사결과). 본 연구는 서울숲에 이식된 소나무 중 현재까지 양호한 생장을 나타내는 수목(이하 생육목)과 적응에 실패하고 고사한 수목(이하 고사목)의 나이테 및 세포 크기에 어떠한 차이가 나타났는지 알아보고자 수행되었다.
서울숲내 소나무 생육목 10본과 고사목 10본을 대상으로 조사를 실시하였다. 나이테 및 세포 조사를 위해 생육목에서는 직경 5.15mm 생장추로 생장편을 채취하였으며, 고사목은 디스크 형태로 채취되었다. 나이테분석을 위해 모든 시료의 횡단면은 나이테가 명확하게 관찰되도록 벨트사포로 연마되었다. 나이테 폭은 실체현미경으로 나이테 경계를 확인하면서 LINTAB (Germany)을 이용하여 0.01mm 단위로 측정되었다. 고사한 소나무의 고사 연도는 생육목 나이테 폭으로 작성된 대표연륜폭연대기와 비교하여 분석하였다. 또한, 이식 스트레스 변동을 확인하기 위해 각 나이테에 정확한 생육 연도가 부여된 모든 시계열그래프를 이용하여 생육쇠퇴도를 작성하였다. 생육목과 고사목에서 각각 5본의 소나무를 선발하여 나이테를 해리하고 조재부와 만재부 가도관 길이 변동을 일년 단위로 측정하였다. 이상의 결과들을 근거로 소나무 생육목과 고사목의 이식 스트레스 적응력을 상호 비교하였다.

6반사현미경법을 이용한 목재의 현미경적 특징 관찰

저자 : 이지영 ( Jiyoung Lee ) , 이형구 ( Hyung Gu Lee ) , 권오경 ( Ohkyung Kwon )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-9 (1 pages)

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Wood identification is a crucial step to verify claims of legality of wood and wood derived products for compliance with the designated laws. For accurate identification of wood species transmitted light microscopy has been used utilizing permanent slides of thin sections of the three major planes of wood. However, production of permanent slides is time-consuming, and it makes wood identification slow.
We need to increase speed of wood identification when there are many wood identification due to a large amount of trade of wood and wood derived products. Epi-illumination microscopy can be a solution for the slow identification caused by the production of permanent slides. The permanent slides are not required for epi-illumination light microscopy (e.g., reflected and fluorescence light microscopy). We only need to prepare a clean and smooth surface that requires much less time.
However, the epi-illumination microscopy needs to have sufficient magnification and resolution ensuring recognition of microscopic features of wood. For wood identification, the epi-illumination light microscopy provides sufficient resolution for observation of small anatomical structures of wood such as intervessel pits less than 4 μm and nodular end wall between ray parenchyma.
In this study, we utilize reflected and fluorescence light microscopy for investigation of anatomical features from surfaces of woods to demonstrate capability of the epi-illumination microscopy. We present various anatomical structures of wood acquired by reflected and fluorescence light microscopy.

7단축하중과 목재 세포벽 2차벽 내 셀룰로오스 마이크로피브릴의 사행현상에 관한 연구

저자 : 이창구 ( Chang-goo Lee ) , 엄창득 ( Chang-deuk Eom ) , 김민지 ( Min-ji Kim )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 12-12 (1 pages)

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본 연구에서는 약 250년이 경과된 일본산 소나무(Pinus densiflora Sieb. & Zucc.) 고목재와 벌채 후 수년간 천연건조된 신목재에 대하여 세포벽 내 2차벽 중 거의 수직을 이루고 있는 S2층과 S1층 및 S3층의 셀룰로오스 마이크로피브릴이 두 가지의 XRD법의 Scattering vector의 관점에서 분리측정이 가능하다는 점에 착안하여, 시험편이 파괴에 이르기까지의 단축하중을 단계적으로 가하여 역학적 변형거동을 마이크로피브릴의 사행성(蛇行性)의 관점에서의 관찰하였다. 측정대상은 섬유방향과 수직의 면간격을 이루고 있는 셀룰로오스 (004)면이며, 각 시험편의 마이크로피브릴의 배향성에 대한 변화 및 셀룰로오스(004)면의 면간격 편차의 변화를 파라미터로 설정하여 각각의 하중레벨(P 0, P 0.2, P 0.4, P 0.6, P 0.8, P max)에서 발현되는 변형 그래프로 부터 고목재와 신목재간의 비교분석을 실시하였다. 그 결과, 기존 연구에서 특징적이었던 고목재 세포벽 내 중층의 S2층의 압축하중 조건에서 마이크로피브릴이 세포벽의 매트릭스에서 분리(혹은 변질)된 것을 확인할 수 있었다. 또한 신목재의 마이크로피브릴은 인장하중에서 하중레벨이 상승함에 따라 사행성의 측면에서 고목재보다 현저하게 변화되는 것으로 확인되었고, 이를 통해 고목재는 세포벽 주요 구성성분의 조성과 더불어 시간에 따른 열화에 의해 이미 변질된 것으로 확인되었다.

8강화된 경골전단벽의 수평하중저항 성능

저자 : 장상식 ( Sang Sik Jang ) , 이형우 ( Hyoung Woo Lee )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 12-12 (1 pages)

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This research was performed to evaluate the lateral resistance of the reinforced light-frame wood shearwalls. In this study, reinforced light-frame wood shearwalls were composed of 2″× 6″@ 610mm o.c studs, 7/16″OSBs, and 8d nails. HDU5-SDS2.5(Simpson stongtie) were used as holddowns with 16mm diameter anchor bolt. To attach the OSB sheating to the frameing, four different methods depending on the nailing spacing and attachment of OSB sheating on one side or both sides were employed, which include the followings: OSB sheating on one side with nailing spacing of 75-150mm(WSP-O75), OSB sheating on one side with nailing spacing of 50-100mm(WSP-O50), OSB sheating on both sides with nailing spacing of 150-300mm(WSP-B150) and OSB sheating both sides with nailing spacing of 100-200mm(WSIP-B100).
Specimens were tested under cyclic lateral-loads in accordance with KS F 2154. From the test results, the maximum shear strength was obtained as 17.45kN/m for WSP-O50 14.78kN/m for WSP-O75, 23.05kN/m for WSP-B100 and 18.03kN/m for WSP-B150, respectively. Comparing the shear strength of the reinforced light-frame wood shearwalls with that of conventional the light-frame wood shear wall showed that the reinforced light-frame wood shearwalls were 2∼3 times stronger than the conventional light-frame wood shear wall.

9목재 표면 검사를 위한 기계 학습 적용

저자 : 황성욱 ( Sung-wook Hwang ) , 이태경 ( Taekyeong Lee ) , 정현우 ( Hyunwoo Chung ) , 김현빈 ( Hyunbin Kim ) , 여환명 ( Hwanmyeong Yeo )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 13-13 (1 pages)

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최근 딥러닝을 비롯한 기계 학습의 눈부신 발전에 힘입어 많은 연구 분야는 기계 학습을 새로운 연구 방법론으로서 채택하고 있다. 목재 과학에서도 수종 식별, 정량적 해부학, 표면 품질 검사 등 방대한 데이터를 다루거나 노동 집약적인 분야에 기계 학습을 적용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 목재의 표면 품질을 평가하기 위한 시각 검사는 숙련된 검사자의 주관적 판단에 의존하고 있으며 반복 작업으로 인한 신체적 피로 및 권태감은 판단 정확도를 감소시키는 요인이 된다. 표면 검사의 정확도 향상 및 연속 공정 도입을 위해 컴퓨터 비전과 기계 학습이 적용되었다. 초기에는 화상에서 수동으로 특징을 추출하는 특징 공학적 기법들이 적용되었다. Semantic segmentation에 기반하여 표면 이미지에서 결함 영역을 추출하고 유형을 분류하는 이 작업은 다수의 연구로부터 좋은 결과가 보고되었으나 사용자의 수동 작업이 여전히 큰 비중을 차지하였다. 최근에는 주로 딥러닝이 표면 검사에 적용되고 있다. Region-based Convolutional Neural Networks(R-CNN) 및 You Only Look Once(YOLO) 시리즈에 기반한 객체 탐지 모델이 표면 검사에 적용되었으며 기존의 특징 공학적 모델을 능가하는 성능이 보고되었다. 컴퓨터 하드웨어의 발전은 더욱더 깊은 backbone 네트워크 사용의 부담을 줄임으로써 성능 향상에 기여하고 있으며 instance segmentation은 표면 결함의 개체별 정확한 분획을 구현한다. 이제는 기계 학습이 목재 과학에서 생소한 분야가 아니다. 인공지능 기반 연구 환경 조성 및 이니셔티브 확장을 위해서는 대형 데이터베이스 구축, 이용 및 인력 양성을 위한 목재 과학 및 산업의 적극적 대응이 필요하다.

10황산염을 이용한 단당류 유래 퓨란계 화합물의 생산 가능성 탐색

저자 : 조성민 ( Seong-min Cho ) , 김종화 ( Jong-hwa Kim ) , 김종찬 ( Jong-chan Kim ) , 박상우 ( Sang-woo Park ) , 최인규 ( In-gyu Choi )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 한국목재공학 학술발표논문집(Conference Proceedings) 2021권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 16-16 (1 pages)

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바이오슈가 유래 퓨란계 화합물(5-HMF와 푸르푸랄)은 바이오정밀화학 주요 플랫폼 화합물로, 이를 생산하기 위한 다양한 당 원료, 공정 및 촉매가 활용되고 있다. 퓨란계 화합물의 형성에는 일반적으로 케토오스가 알도오스보다 유리한 것으로 알려져 있다. 한편 알도오스-케토오스 이성질화는 루이스 산에 의해, 이후의 케토오스 탈수 반응에는 브뢴스테드 산에 의해 촉진되는 메커니즘이 제시됨에 따라, 리그노셀룰로오스를 구성하는 주요 알도오스로부터 퓨란계 화합물을 생성하기 위해 두 가지 특성을 모두 나타내는 산 촉매에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 값이 싼 황산염을 고형 산촉매로 이용하여 글루코오스와 자일로오스로부터 퓨란계 화합물을 생산할 수 있는지를 탐색하였다. 황산염으로는 CuSO4·5H2O를 선정하였으며, 반응 용매는 테트라하이드로퓨란을 사용하였다. 반응 도중 생성된 물에 의해 황산염이 용해되는 것을 방지하기 위해 Na2SO4도 반응계에 도입하였다. 반응 결과, CuSO4·5H2O 입자 표면에서는 휴민 형성이 급격하게 이루어졌으며, 빠르게 촉매 활성을 잃는 것으로 나타났다. 촉매 양을 당 반응물에 대해 당량까지 증가시켰을 때, 모든 당 반응물이 빠르게 소실되었지만 퓨란계 화합물의 수율은 크게 증가하지 않았다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 CuSO4 입자 크기 조절이 필요하다고 판단되며, CuSO4를 담지한 고체 촉매를 도입하여 상기의 문제를 해결 할 수 있을 것으로 기대된다.

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