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전통과 과학이 공존하는 집, 한옥

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by

junyoung Chung

on 18 October 2016

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Transcript of 전통과 과학이 공존하는 집, 한옥

전통과 과학이 공존하는 집, 한옥
한옥의 이론적 이해
역사 속 전통과학의 원리
한옥의 창호와 벽에 숨은 과학원리
한옥의 온돌에 숨은 과학원리
한옥의 지붕과 처마에 숨은 과학원리
한옥의 대청에 숨은 과학원리
탐구 동기와 목적
탐구 과정
탐구 단계
전통과학 원리를 현대적으로 적용하기
산출물 제작과정 및 과정사진
최종산출물
탐구결과
결론
1) 안허리곡 수법 - 사이클로이드 곡선
2) 공기의 대류현상
3) 열역학적 원리 - 태양의 남중고도와 복사에너지
4) 태양광 시스템
5) 경도
1) 안허리곡 수법 - 사이클로이드 곡선
안허리곡=사이클로이드 곡선
사이클로이드 곡선 : 일정한 두 점 사이를 잇는 여러 면 중,
위에서 아래로 내려오는 가장 빠른 길
2) 공기의 대류현상
태양에 의해 지표면의 온도 상승
마당 위 공기가 데워져 상승기류 형성
기압차에 의해 외부로부터 시원한 바람 유입
5) 경도
경도
: 물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것
빗물에 의해 처마나 밑에 땅이 파이는 곳을 막기 위해 전돌 설치
4) 태양광 시스템
처마의 모양은 방안으로 들어오는 햇빛을 조절하기 위해
폭은 넓게, 끝은 위쪽으로 살짝 들리게 만들어짐
3) 열역학적 원리
- 태양의 남중고도와 복사에너지
처마 끝의 경사로 여름의 뜨거운 햇빛을 차단하고
겨울의 햇빛을 자연스럽게 방안까지 끌어들여 온도를 조절
2) 창문의 크기
북쪽으로는 아주 작은 창을 배치하거나 아예 없앰
남쪽으로 드나드는 문을 배치하거나
대청마루와 같이 아예 문이 없는 구조를 만듦
북쪽의 찬바람을 막으면서도
여름에는 시원함을 느낄 수 있도록 함
- 베르누이의 원리 적용
과학적 원리

1) 베르누이의 정리
유체의 흐름이 빠른 곳의 압력은 유체의 흐름이 느린 곳의 압력보다 작아진다
2) 대류
유체는 온도가 올라가면 부피가 커져서 가벼워짐
가열된 물질은 위로 올라가려 하고, 식은 물질이 아래를 대신 채우게 됨
대류 : 물질이 직접 움직이면서 열을 전달하는 방법
통풍 및 환기

1) 각 구조물의 배치
마당을 남쪽으로 두고 일자형, ㄱ자형, ㄷ자형, ㅁ자형 등을 이룸
남쪽은 햇빛이 충분히 마당을 비출 수 있도록 배치
북쪽은 큰 건물로 최대한 막을 수 있도록 함
3) 대청마루와 마당의 배치
통풍 및 환기
1) 각 구조물의 배치
2) 창문의 크기
3) 대청마루와 마당의 배치
과학적 원리
1) 베르누이의 정리
2) 대류
온돌에 과학원리 적용하기
복사 난방이란 직접적으로 난방을 하는 형식
대류 난방이란 대류 작용에 의해 실내공기를
순환하며 난방을 하는 형식
대청에 과학원리 적용하기
창호와 벽에 과학원리 적용하기
창호지

- 미세한 구멍이 있어 환기와 온도, 습도를 조절
- 간접조명
- 통유리가 생산되어 건축에 쓰이기 전,
근대 이전의 세계에서
가장 밝은 실내를 가진 집은 한옥
지붕과 처마에 과학원리 적용하기
1) 트랜스포머 태양열
2) 부챗살 구조를 응용한 물 수집 재활용시스템
3) 쿨루프 지붕
감사합니다
THANK YOU
창호
한지

황토
창호
열의 4분의 1은 창문을 통해 나가는 데 창호를 이용하면 열 손실을 줄일 수 있다.
한지를 이용하므로 대류 현상으로 환기가 잘 된다.
열의 방향을 이용해 창호의 각도를 조정하여 채광을 조절할 수 있다.

대류 현상으로 바람길을 만들어 준다
황토
1) 입자가 곱고 많은 산소를 함유하고 있다.
2) 정화능력이 뛰어나고 탈취, 탈지의 성질이 있다.
한지
1) 자연 조명 효과
2) 커튼 역할
3) 자연 환기
4) 습도 조절
5) 방한효과
전통적인 한옥 구조물 곳곳에 숨어있는
과학원리들을 찾아보고 실제적으로 적용해 보고자 함

친환경적이면서도 에너지를 재활용할 수 있도록
아이디어들을 접목시켜서 전통적이면서도
미래지향적인 한옥을 연구하였음

아파트처럼 똑같이 생긴 비슷한 집에서 많이 사는 요즘, 겉모습만 흉내낸 한옥이 아닌 본질적으로 한옥을 닮은 건축을 연구해 봄
한옥
: 우리나라 고유의 형식으로 지은 집
비교적 높은 기단을 쌓고 그 위에 지었는데,
이는 우리나라의 여름철 습한 기후와 관련이 있음
폐쇄적인 온돌방과 개방적인 마루가 함께 공존하는 것이 특징
천연자재를 사용하여 환경호르몬을 배출하지 않음
첫번째, 바람을 이용
두번째, 햇빛을 조절
<전통한지를 바른 창호문>
온돌
: 추운 겨울을 나기 위해 구들 고래를 만들고, 고래 위에 구들장을 놓아 아궁이를 통해 받아들인 열을 구들장에 저장했다가 서서히 복사열을 방출하여 방바닥이 따뜻해지도록 고안된 난방구조

흙과 적당한 돌을 골라 배열한 고래와 구들장,
아궁이, 굴뚝 등으로 이루어진 과학적 산물
온돌의 원리
한국 고유의 난방법
열의 전도를 이용해 방바닥 밑에 깔린 넓적한 돌(구들장)에 화기를 도입시켜, 온도가 높아진 돌이 방출하는 열로 난방하는 것
전도에 의한 난방 이외에 복사난방과 대류난방을 겸하고 있음
<최단시간강하곡선>
<사이클로이드 곡선이 만들어지는 과정>
느낀 점
한옥에서 베르누이 원리와 대류현상이 어떤 현상으로 나타나는지를 확인하기 위하여 다음과 같이 실험
실험결과 향 연기는 뒤쪽의 작은 창이 아닌 넓게 트여있는 앞쪽으로 움직임을 확인할 수 있었다.
한옥의 특별한 점은 햇빛을 그대로 담아낼 수 있는 구조라는 것이다.
한옥의 재료는 나무, 돌, 흙으로 자연 공기 청정기역할을 한다.

창호지는 다른 물체(유리, 콘크리트)보다 통풍이 더 잘 되고 환기, 습도를 잘 조절한다. 한옥의 벽과 창문(창호지문)은 자연적이며 환기, 통풍, 습도, 온도 조절에 양호하다.
온돌에서는 불을 지피는 아궁이를 집안에 놓기 위해 벽난로로 바꾸어서 인테리어하였고, 이로 인해 방안을 더 따뜻하게 할 수 있었다. 벽난로의 연통(굴뚝) 부분을 벽 속에 집어넣어서그냥 빠져나가서 소모되어 버리는 열을 한 번 더 재사용하였다.
처마는 사이클로이드 곡면으로 제작하여 빗방울이 최대한 빨리 떨어지게 하였고 현재 개발단계에 있는 물 수집 방식을 토대로 부챗살을 응용하여 접이식으로 안개나 이슬을 생활용수로 모을 수 있게 하였다. 태양광 판이 태양고도에 맞게 각도를 달리하여 최대한의 에너지를 생산할 수 있는 시스템을 구축하였다.

거실과 부엌의 창문을 일자로 두면 더욱 환기가 잘 된다.부엌의 창문은 작고 거실의 창문은 크게 만들면 효과가 더 커진다. 앞마당과 뒷마당의 온도 차이가 클수록 더 환풍이 잘 될 수 있다는 것을 알게 되었다.

전통과학을 통해 ①채광, ②조명, ③통풍, ④환기, ⑤온도조절, ⑥습도조절에서 한옥의 우수성을 알 수 있었다.
서울이 한옥 부흥시대라고 불리는 요즘,
우리 전통가옥인 한옥을 과학적으로 들여다볼 수 있어서 의미있는 시간이었다. 우리가 좀 더 구체적으로 알아본 벽, 창호, 온돌, 처마, 기와, 대청에서는 조상들의 과학적 지혜를 찾아볼 수 있었고, 각 부분마다 과학적 원리가 하나씩
적용된 게 아니라 여러 과학적 사고들이 복합적으로 어우러져 한옥 전체를 조화롭게 만들고
있음을 알 수 있었다.
장영실 1반 4조
박건호, 장혜혁, 정준영, 최종윤

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