머리말
냉동창고는 보통창고(드라이 창고)를 냉각해서 소정의 온습도 조건으로 유지하는 것으로써, 건물 을 냉각하기 위해서 냉각에 의한 구조체의 변형의 발생, 내부응력에 대한 설계 시공상의 배려가 필요 하다. 또한 효율적인 온도를 유지하기 위해서는 벽,바닥,천정에 방열,방습 시공이 필요하다. 그 중 에서도 특히 중요한 것이 방습층이다. 대기중의 수 분은 수증기의 분압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 향 하므로 냉동창고도 외부로부터 냉동창고내로 수 분이 침투한다. 이 수분의 침입을 방지하는 것이 방습층이다. 이것은 방열재의 열화를 막는 것 외에 중요한 역할을 한다. 방열층은 당연히 온도를 유지 하는데 필요불가결한 부분이고 이것이 불완전하 다면 냉각불량이 되는 것 외에 동역비의 증대, 외 부 결로에 의한 장애등 여러 가지 문제가 발생한 다. 뿐만 아니라 냉동창고는 기타 냉각장치, 하역 설비, 부대 설비등의 기계설비가 필요하다.
필요성과 응용분야
응용분야는 식품의 수급 균형 및 조정을 위해 식 품의 보존이 필요한데 이 보존방법으로서 1) 건조, 2) CAN(고온고압살균), 3) PH조정법(염장,초절임, 설탕절임,수분활성법), 4) 냉동∙냉장법 등이 있 다. 이 중에서 4)의 냉동∙냉장법이 냉각기술의 발 전과 더불어 그 보존품의 품질변화 방지에 있어 다 른 보존방법보다 우수한 점이 많다는 점에서 상당 한 발전이 계속되어 왔다.
최근에는 식품에 국한되지 않고 반도체의 원료인 케미컬 재료나 약품등도 냉동냉장 보관되는 경우 가 많아지고 있다. 일본이나 한국과 같이 식료품 자급률이 낮은 나라에서는 외국으로부터의 수입식 료품에 의존하는 경우가 많아지고 있는데 이들을
비축하는 데는 국책적인 역할도 있다. 따라서 일본 에서는 냉동냉장 창고업에 대해서는 세금우대 등 정부로부터 지원도 받고 있다. 또 근년에는 단순한 식품의 보관이 아니라 효율적으로 식품을 유통시 키기 위해 물류센터기능으로서의 역할도 많아지고 있다. 앞으로의 냉동냉장창고는 식품 유통 콜드체 인의 중심적인 역할이 요구되고 있고 입출고시의 스피드UP, 유통가공업무, 보관의 효율화, 재고관 리의 정확성과 품질의 열화방지, 고객에 대한 정보 제공의 신속화에 따라 유통재고의 압축 등 헤아릴 수 없을 정도로 요구되는 역할이 많다고 생각된다.
특수성
냉동창고와 일반창고의 차이를 비교해 보면 다음 과 같이 요약할 수 있다.
1) 건설비용이 약 1.5배 필요하다.
2) 가동COST(전력비)가 약 10배 이상이고, 냉각 설비의 메인터넌스가 요구된다.
3) 전임의 기술자 배치가 필요하다.
4) 한냉 환경 하에서의 작업을 위해 작업 능률, 작업원의 기능 등에서 COST가 요구된다.
5) 보관품의 하역중 품질유지를 위해 온도, 습도, 품질의 건조방지 등 세세한 관리가 필요하다.
6) 건설에 즈음하여 다음과 같은 주의가 요구된다.
① 냉각에 의한 건물의 수축에 대한 배려(특히 입구 방열문 주위)
② 바닥의 마무리 강도를 확보. 후일의 보강은 곤란하므로 건설시부터 고려가 필요. 콘 크리트 강도 FC = 240 kg/cm2 이상의 재료 사용.
③ 쿨러, 송풍덕트, 조명 등의 배열에 대해서 적절한 고려 및 설계가 필요함. 그리고 냉각 하기 위한 최대한 데드 스페이스를 감소시 켜야 함.
냉동냉장창고의새로운설계방안고찰
이
이 동동 건건 / (주)티알ENC, [email protected]
④ 바닥밑의 통풍, 환기가 불충분 하면 바닥 밑 의 수분이 빙결해 그때의 체적팽창에 의해 건물 전체가 뒤틀려 손상됨. 즉 동상현상 방 지의 주의가 필요함.
다음은 냉동창고의 설비와 방열 및 방습과 냉가 동에 따른 건물의 수축에 관하여 간략하게 소개하 고자 한다.
냉동창고의 설비
냉동창고는 일반건축물과 달리 내부에 물건을 최 대로 유효하게 적재하는 것이 중요하므로 1.5 m
� 1.8 m의 파렛트를 3 � 4단 적치하려면 층고가 5.7 m � 7 m가 되어야 하므로 그에 따른 시공에 있어 안전사고에 대비하여야 한다.
그리고 냉동장고는 창문이 없어 건물내부가 전체 적으로 어둡기 때문에 공사시는 가설조명이 많이 필요하고 화재에 대비한 시설 및 교육이 철저히 요 구 된다. 냉장고의 설비는 크게 전기 및 소방설비, 냉각설비, 운반설비, 정보설비, 가공설비, 부대설 비로 구분할 수 있다. 이중에서 각 설비의 특징과 선진국에서 현재 도입운영하고 있는 설비들을 간 략하게 소개하고자 한다.
다음 사항을 고려하여 검토 한다.
1) 성(省)ENERGY, 2) 내구성. Maintenance 저 감, 3) Initial Cost, 4) 관리인원
- 냉동기 : 스크류식 냉동기, 왕복동식 냉동기, Maintenance 비용의 절감.
- 냉매 : 암모니아 직접팽창식. 단, C급냉장고,
공조에 관하여는 빙축열식도 함께 검토 할 필 요가 있음. 초저온에서는 암모니아와 프레온 23을 사용한 2원 냉동 방식을 채용한다.
- 냉각방식 : 온도대 별로 구분한 Semi-central 방 식이 에너지 효유적인 측면에서 유효함.
- 디프로스트 방식 : 폐열회수 온수 살수방식 - 작업환경개선 : 냉풍의 순환속도 제어방식의
채용 이중천정, Return-Duct 방식 등.
- 제어방식 : 컴퓨터집중 관리방식
�냉동창고에 요구되는 온습도 조건
최근 건설되고 있는 물류센터는 취급화물의 다양 화에 따라 요구되는 보관 space의 온도도 아래와 같이 다양화되고 있다.
(1) 초저온 보관.
다랑어, 연어, 새우등 고급 냉동품의 고품질 유 지를 위해 -50℃ 이하의 보관온도로 유지 한다.
극단적인 예로 -65℃의 저온으로 보관하고 있는 경우도 있다(그림 1, 2).
(2) F급 보관
일반의 냉동화물은 거의가 이 조건으로 보관하 고, 온도는 -20℃ 이하로 유지되지만 보통은 -25℃
정도로 설정하는 경우가 많다(그림 3, 4).
(3) C급 보관
생육, 야채, 과일 등 생선물의 보관온도이다. 단
[그림 1] 참치의 저온 보관 냉장실 [그림 2] 참치의 단위별 저온 보관
지 온도만 유지하는 것과 온도 및 습도 모두를 관 리할 필요가 있는 것이 있다. 극단적인 예로는 밤 의 보관처럼, 습도 98% 라고 하는 super-fresh 냉장 실이 요구되는 경우도 있다. 보관의 온습도 조건은 보관물에 따라 달라서 -10℃ � +5℃로 Control 가
능한 냉각설비를 갖고 있는 것이 일반적이다(그 림 5 ~ 7).
(4) Dry 화물
냉동품 이외 종합적인 물류센터에서는 가공식
[그림 5] 바나나의 냉장 보관 [그림 6] 피망의 냉장 보관 [그림 7] 농산물의 냉장 [그림 3] -25℃ 수산물 보관 냉장실 [그림 4] -25℃ 수산물 보관 냉장실
[그림 8] 상온품 보관 냉장실 [그림 9] 가공식품 보관 냉장실
품, 통조림, 병조림, 음료 등의 식품을 종합적으 로 보관, 배송하는 것이 요구되는 경우가 많고, 이를 위해 +10℃ � +25℃ 정도로 공조된 상온품 의 보관고를 갖는 것이 필요하다(그림 8, 9).
(5) 플랫트 홈
취급 상품의 품질의 열화를 방지하기 위해 입출 고 트럭과 접점이 되는 플랫트 홈은 closed-type 으로써 트럭과의 접속면에 dock-shelter를 설치하 여, 입출고면으로부터의 냉기의 누출을 억제하고, 또 먼지의 침입을 방지한다. 유지관리를 고려하면 유지온도는 5℃ 정도가 바람직하다. 이 경우 침입 한 습기가 결로되어 여러 가지 고장의 원인이 되 므로 세심한 주의가 필요하다(그림 10, 11).
(6) 화물처리실(picking area)
물류센터의 규모와 용도로부터 화물처리실 사양 이 결정된다. 유지온도는 취급상품에 의해 결정된 다. 일반적으로는 0℃ � 10℃로 유지된다. 그러나 아이스크림 등의 취급실에는 -20℃ 이하의 picking 실이 요구되는 경우가 있다(그림 12, 13).
�냉각 시스템
물류센터의 running cost는 전력비, 특히 냉각설 비가 아주 크므로, 냉각설비의 에너지 효율화의 검 토가 필요하다. 또 전력회사의 요금시스템을 검토 하여 전력단가가 낮은 제도, 예를 들면 심야전력의 활용, peak cut 자가용 발전기의 도입 등 충분히 사 전에 검토하여 대응해 나갈 필요가 있다. 냉매는 지구환경 파괴방지를 위해 가능한 한 친환경 냉매 를 사용하는 것이 바람직하다. 전력사용의 효율화 를 위해 Brine을 사용하지 않는 직접 팽창시스템을
[그림 12] 물류센터의 화물 처리 [그림 13] 냉장시설을 갖춘 물류센터 [그림 10] 상하차 준비 플랫트홈 [그림 11] dock-shelter
채용할 필요가 있다. 단 심야 전력료의 할인이 큰 경우는 C급 냉장창고와 플랫트 홈, 화물처리실의 냉각은 빙축열(氷蓄熱)에 의한 thermo bank 방식 에 관해서도 비교 검토할 필요가 있다. 냉각시스템 의 central 방식 또는 분산설치방식(separate 식)은 그 물류센터의 전체형상이 명확화게 된 시점에서 동력비, 고장시의 back up, maitenance 비, initial cost 등을 종합적으로 비교해서 결정되어야 할 것 이다. 일본의 경우는 암모니아 냉동방식 채용시에 는 지진발생시의 누설 등 안전상의 문제 등으로 강 한 법적 제한이 있어, 현시점에서는 암모니아 채용 은 일반적이지 않다. 현재로는 R-22와 R-404A의 직 접팽창식이 많이 채용되고 있고, 또한 5만톤 규모 의 물류센터에서도 냉동기계 담당자가 전혀 필요 없기 때문에 인건비 절감을 도모하고 있다.
�방열 구조
자동창고 부분은 바닥에 걸쳐지는 하중이 대단히 크기 때문에, 방열재 위에 rack과 crane을 태우는 것은 경제성의 문제로 바람직하지 않다. 바닥 밑에 공동(空洞)부분을 만들고, 바닥下측으로부터 발포 (發泡)폴리우레탄 단열재와 분무식 방습재에 의하 여 방열, 방습공사를 시공하는 예가 많지만, 단열 판넬을 박아 넣는 공법(工法)도 일부 채용되고 있 다. 그 외의 냉장창고는 사용조건(온도)이 다른 예 가 많으므로 내측으로부터 방열(防熱)하는 공법이 채용된다. 그 경우 냉장고(庫)의 바닥은 강도가 큰 압출 성형품의 발포 폴리스틸렌 보드가 사용되어 진다. 벽천정의 방열은 그라스울과 성형(成型)단 열재, 현장 발포 폴리우레탄이 채용되지만, 화재의 방지를 위해 공사를 할 때에는 세심한 주의가 필요 하고, 화기(火氣) 사용이 끝난 후에 방열공사를 행 하는 것이 원칙으로써, 이것을 충실하게 지켜 시공 하는 것이 필요하다. 방열의 사양도 냉각설비처럼 전력의 소비량에 큰 영향을 미치므로 사용하는 재 료와 그 두께, 시공방법에 대하여 사전에 충분한 검토가 필요하다. 방열구조에 있어서 방열재와 함 께 중요한 부분이 방습 재료이다. 공기 중의 습기 는 온도가 높은 부분으로 부터 낮은 부분으로, 공 기 중에 포함된 수증기의 압력차이로 이동한다. 냉 장고의 경우 이 이동한 수분이 방열재료 안에서 고
여, 물이 되거나 결빙되어, 방열효과를 저하시키거 나, 심한경우는 방열층을 파괴하는 경우도 있다.
따라서 방습재료의 선정과 시공방법의 결정은 중 요한 사항 중의 하나이다. 그 외 의외로 장해(障害) 를 일으키기 쉬운 것은 자동창고와 화물처리실 사 이의 하물 수수(授受)부분인 전실(前室) 문(門)의 구조와 이 전실의 냉각제습의 문제로써 이 대책을 세우지 않으면 결빙 등에 의해 자동창고 고장의 원 인으로 연결되므로 주의가 필요하다.
�보관물의 보존
물류센터의 경영은 고객이 맡긴 보관화물을 양호 한 상태로 보관 인도하는 것이 최소한의 의무이다.
물류센터의 보관물에 있어서는 다음과 같은 위해 (危害)가 예측된다. 따라서 이들에 대한 예방조치 를 준비해 두는 것이 필요하다.
1) 지진에 의한 보관물의 낙하손상
지진시에는 고층의 선반에 보관중인 화물이 낙 하하여, 고객으로부터 맡겨진 상품과 설비가 파 괴된다. 이것을 방지하기 위하여 여러 가지 방책 이 채택되고 있지만, 유효한 방법은 이 선반들이 지진이 발생해도 흔들리지 않도록 하는, 내진장 치를 설치하는 것이다. 한국의 경우는 지진에 타 격을 입는 것이 아주 적다. 그러나 만에 하나 지 진이 발생 했을 때 치명적인 손상을 입지 않도록 사전에 지질, 지반, 활단층(活斷層)의 유무 및 그 영향도를 조사하여, 사전대책을 해 두는 세워주 는 것이 필요하다. 1995년에 발생한 일본 고베 지 진에서는 어느 누구도 이 지구에 지진이 발생하 는 것을 생각하지 않고 방심하고 있었던 것이, 그 와 같은 심대한 피해로 연결되었던 것으로 생각 되어진다. 만약 면진장치를 설치하면, 흔들림을 1/4 � 1/3으로 감소시키는 것이 가능하다.
2) 정전에 의한 고내(庫內)온도의 상승, 입출고 불 능(판매의 기회손실)
비상용 자가발전기의 설치 3) Computer, 하역설비의 고장
비상시 및 일상의 maintenance 체제, 예비품 보
유의 시스템을 만들어 두고, 또 설계에 대하여는 back up system을 갖추는 것을 생각해 두는 것이 중요하다.
4) 수해(水害)
5) 바닥면 아래의 동상(凍上)(그림 14, 15)
냉동창고의 부대설비
냉동공장을 운영하는 데 있어서 부대설비가 필요 하다.
즉 부대설비는 : 1) 목재 PALLET, 2) 철재 PALLET, 3) 지게차 4) CORNER ANGLE 등이다.
1) PALLET설비
① 목재 PALLET는 일반적으로1,000(L) × 1,200(W) × 130(H)의 미송사용.
② TUNA PALLET는 일반적으로1,190(L) × 2,220(W) × 1,190(H)의 철재 용융도금 사용.
③ CORNER ANGLE은 일반적으로 파이프식과 앵글식이 있음.
- 파이프식은 : 40� × 1,550(한국) - 앵글 : 50 × 50 × 6 T(한국),
75 × 75 × 3.2 T(일본)
2) 견고한 바닥 마감
냉장고는 기능상 무거운 파렛트와 이를 운반하 는 지게차의 왕래가 빈번하므로 내마모성의 바닥
마감재가 요구되고 마모에 의한 분진등이 발생되 어서는 안된다. 따라서 하드너 계통의 마감재가 널리 통용되고 있으며 탈락현상이 없도록 알맞은 자재선정 및 철저한 시공관리가 필요하다.
바닥면에 시공하는 MMA 수지 시공시 주의점은
① 바닥콘크리트의 건조를 충분이 할것.
② 하지처리 프라이머칠은 청소기로 표면의 티 끌을 제거할것.
③ MMA 수지 가장자리는 V-cut하여 가장자리 부분의 크랙을 방지함.
3) 지게차충돌 보호대
신속한 입출고를 위한 지게차의 빈번한 왕래는 구 조물 및 기존의 시설물을 손상시키기 쉽다. 각종 배관, 방열문, 기둥모서리, 오버헤드도아, 에어쉘 터, 자동문, LIF-CON, ELV 등 지게차에 의한 파손 이 우려되는 곳은 견고한 보호대 설치가 요구된다.
4) 하역의 신속한 계획
하역작업은 고내에서 하는 것과 고외에서 하는 것이 있는데 창고내에서 하는 하역작업을 분석해 보면 70%가 화물을 찾고, 옮기는 작업등으로 경 제적이지 못한 작업이다. 이 작업을 줄이기 위해 서는 전동 이동랙의 도입, 파렛트 사용 및 위치 관리 철저 등 기획을 할 hard, soft-ware 분야까 지 세심한 검토가 필요 하다. 이것은 수용효율과 상반되는 면이 있으며 장래보관품의 LOT를 예측 하여 결정할 필요가 있다.
[그림 14] 바닥 동상 방지를 위한 관 매설 [그림 15] 동상 방지를 위한 관 매설 작업
창고외 바깥에서 하는 부분에 대해서는, 트럭에 짐을 싣고 내리는 곳에 dock-leveller의 도입과 상하 수송품(액즙주스)에서의 pallet-lifter의 사용 을 생각할 수 있다.
또 냉장고의 자동문은 종래의 pull-switch 대신 에 적외선 발광기기와 수광기에 의해 개폐하는 system을 도입할 필요가 있다. 그리고 인승용 ELV외에 물품의 신속한 입출고시에 필요한 화물 ELV, LIF-CON등의 수직반송기가 필요하다.
5) 철물의 부식방지
냉동창고는 대부분이 바닷가에 위치하며, 저장 하는 물건이 냉동제품이므로 염분과 습기가 많아 각종 금속류가 신속히 부식 된다. 이에 따른 자재 선택 및 도장 등에 세심한 배려가 요구된다.
6) 부대시설
입출고를 위해 deck 높낮이를 조절한 dock- leveller, 참치하역을 용이하게 하기 위한tablelife, 입출고시 외기를 차단하고 저온을 유지하는 에어 쉘터 등 입출고의 부대설비가 필요하다.
7) 화재 위험성
냉동창고는 방열을 위한 단열재가 많이 소요되 므로 이로 인한 공사중의 화재 위험성이 높을뿐 만 아니라 자칫 대형사고로 이어질 수 있으므로 단연재의 자재 선정, 공사중 용접이나 산소 절단 기 사용, 전기공구, 폐인트 등의 유기용제,우레탄 발포기계등 화재의 위험성이 있는 것은 철저한 관리가 필요 하다.
8) 기타
냉동 탑차가 원할이 deck에 댈수 있도록 deck의 구조, 입출고 동선,차량의 회전반경등을 고려한 space 등의 세밀한 계획이 필요 하다.
냉가동이 건물에 미치는 영향
비교적 작고(길이 60 � 90 m) 단순한 장방형의 건물은 신축 줄눈이 필요하지 않다. 그러나 전체적 인 건물의 움직임으로 인하여 구조체에 균열이 발
생한다면 건물의 적당한 부위에 신축 줄 눈을 설치 하는 것에 대한 고려를 해야 한다.
구조물에서 신축 줄눈은 다른 응력을 받는 구조 체를 분리시키기 때문에 분리 줄눈(isolation joint) 이라고도 부른다.
철근콘크리트 건물에서 신축줄눈의 목적은 양생 기간 또는 사용 중에 안전과 사용에 지장 없이 온 도 및 습도 변화에 따른 콘크리트의 팽창과 수축을 조절하고 하중에 의한 콘크리트의 변형을 수용하 기 위한 것이다.
콘크리트는 시멘트, 물 및 골재를 반죽한 것으로 물과 시멘트의 수화반응에 의해 시멘트 페이스트 가 화학반응하여 고화한다. 콘크리트를 반죽할 경 우 콘크리트의 타설 시공성의 확보를 위해 이 수화 반응에 필요한 물보다 많은 물을 첨가한다. 콘크리 트가 굳을 때 수화반응에 의해 소비되는 물을 결합 수 또는 결정수라 하고 그 외의 남는 물을 여유수 (잉여수) 또는 유리수라고 한다. 냉장고 냉각시에 콘크리트를 냉각해 가고 0℃ 이하가 되면 이 콘크 리트의 공극에 머무르고 있는 잉여수가 결합해 체 적팽창을 일으킨다. 따라서 냉동창고의 냉각시는 반드시 냉동기로 제습운전을 하여 이 잉여수를 제 거할 필요가 있다. 이 기간은 경험적으로 0 � 5℃
구간을 약 7주일 이상 제습을 하여야 한다. 또한 콘 크리트 수화반응을 시작하고 나서 약 1개월은 0℃
이상으로 유지해 콘크리트의 강도 상승에 지장을 주지 않도록 할 필요가 있다. 따라서 바닥방열의 누름 콘크리트는 냉각 개시 3주전까지 타설을 완 료해 둘 필요가 있다. 이것을 태만히 하면 대단히 연약한 바닥 스라브가 되기 쉽다.
이를 위해 균열의 원인과 이를 조절하는 신축 줄 눈의 간격 및 그 상세에 대하여 알아 보기로 한다.
냉가동에 따른 콘크리트 건물이 수축함에 따라서 골조의 크랙, 마감재의 변형 등을 수반함으로 EXP.J와 사전 수축작용을 예상하여 시공에 대비하 는 것도 차후 보수 및 유지관리에 매우 필요하다.
냉동창고 건물의 냉각에 의한 수축
대부분의 재료가 냉각하면 수축하듯이 철근콘크 리트 건물도 수축을 하게 된다. 이 수축력에 견디 게 하려면 거대한 힘이 필요하다. 따라서 실제로는
불가능하다고 말 할 수 있다. 외방열 방식은 일층 또는 지하실의 바닥외의 전체를 냉각하기 때문에 냉각에 의한 건물의 수축은 비교적 부드럽게 행하 여 진다. 그러나 내방열 공법의 건물은 벽이 냉각 되지 않고 각층의 바닥이 냉각되기 때문에 바닥의 수축에 벽이 저항해서 각 부분에 무리한 힘이 걸려 벽의 균열이나 바닥의 균열이 발생한다. 따라서 대 형 냉장고에서는 외방열 공법이 적합하다.
�건물의 수축
D사의 Cold-Plaza 냉장고는 외단열 방식으로 되 어있기 때문에 1층 벽에서 상부는 구조 전체가 냉 각된다. 일반적으로 냉각에 따른 건물의 수축은 한 방향으로 만 생기는 것이 아니고 모든 방향에서 일 어난다.
1) 수평
건물의 중앙부를 중심으로 양측에서 중앙으로 수축하는데 철근콘크리트 구조물이 130 m에 이 르는 다현장의 구조물은 신축조절을 하기 위하여 중앙을 기점으로 좌, 우로 수축하고 있다. 콘크리 트는 일반적으로 팽창보다는 수축을 주로 하는 관계로 콘크리트 선 팽창계수 1.1 � 1.5 × 10-5 온도차 × 길이 = 78 mm 이루어 진다. 따라서 중 앙점을 기준으로 39 mm 정도 수축하므로 구조 체의 균열을 방지 하기 위하여 expantion joint 부 분에 이런 변형이 생겨도 괜찮은 클리어 치수를
두어야 한다.
2) 수직
전체적으로 지상층은 아래로 수축하므로 냉장고 와 출하동 바닥 레벨은 사이 냉가동시 수축에 의 한 단차를 층당 1 � 2 mm 정도로 감안하여 냉장 고 바닥을 높게 시공하여야 한다.
이것을 확인하기 위하여 일본의 4층 건물의 외 방열 냉장고를 모델화하여 열응력 해석을 한 결 과 건물내부의 부동점에 대하여 전부 내측에 수 축한다(그림 16참조).
3) 선팽창계수 : 1.2 × 10-5(1/℃)
온도차 20 + 30 = 50을 생각하여 각 스팬의 수축 량을 그림 내 (표시단의 mm) A, C 그룹은 상온에 비교하여 23.5 mm, B 그룹은 측면에서 4.6 mm 중앙으로 수축한다. 따라서 A, C 그룹은 최대 25
� 50 mm, B 그룹은 5 � 10 mm 수축이 생긴다 고 생각되기 때문에 이 변형이 발생해도 괜찮은 클리어 칫수를 예상할 필요가 있다. 그러므로 콘 크리트 수축율 계산 = 1.2 × 10-5× 건축물의 길 이(mm) T에서 100 m의 건물에서는 약 60 mm가 이론적으로 수축하게 된다. 높이는 1층의 층고가 약 6 m이므로 6/100 × 60 = 3.6 mm로 된다. 그 러나 일본 기술자들의 경험적 실제 수축량은 이 론적 계산치의 1/2이 수축된다. 그래서 실제로는 10 m당 약 2 � 3 mm 정도 수축이 일어난다.
[그림 16] 외방열 냉장창고의 수축
�건물의 크랙 1) 외벽면의 크랙
0.2 mm 이하의 잔 크랙이 종횡으로 발견되는 것 은 크게 우려할 바가 아니지만 내방열 외부가 콘 크리트 벽체인 경우는 누가 되지 않도록 표면처 리를 하고 그에 따른 페인트의 탈락 등 마감부분 을 처리한다. 0.2 mm 이상의 큰 곳은 주입공법을 이용하여 누수 및 철근 부식 등 철저한 보수가 요 구된다.
2) 내벽면의 크랙
전체적인 잔 크랙을 보이나 우려할 바는 아님.
3) 냉장고앞 전실 바닥 크랙
냉장고와 전실 사이 개구부를 통하여 일체로 누 름 콘크리트를 타설하므로 냉가동에 따른 냉장 고 내부의 누름 콘크리트의 수축으로 문 주변의 바닥에 크랙이 발생. 이는 시공시 joint를 두어 크 랙을 유도, 코킹 처리하는 것이 바람직하다. 지상 층(1층 � 7층) 냉장고나 지하층 가공실로 상하 냉가동에 따른 수축 불균형에 의해 기둥 안쪽이 압축력을 받아 콘크리트가 이탈되는 일시적 현 상임.
�마감재 변형
1) 냉장고동과 하역동사이의 ALC 판넬 - 변형상태
전체적인 건물의 냉장고동이 중앙을 중심으 로 가운데로 수축에 따라 냉장고동과 하역동 사이의 ALC 판넬과 옹벽의 접합부분이 틈이 벌어지고 층간 횡 이음부의 코킹이 벌어짐.
- 보수 및 대책
ㄱ자 알미늄 앵글로 변형이 생기는 ALC 판넬 에는 고정하지 않고 옹벽에 고정 몰딩 처리하
고 미관을 고려하여 옹벽부분에는 코킹으로 처리한다. 냉가동에 따른 수축발생이 예상되 는 부분은 수축에 따른 클리어 칫수를 고려하 여 시공하고 충분한 냉 DOWN후 마감을 하거 나 SLIDING처리를 하여 수축에 따른 대책을 강구하여 시공하여야 한다.
2) 우레탄의 균열
냉가동에 따른 우레탄 및 구조물의 수축에 따라 판넬과 우레탄의 접합부분, 최상층은 철골 beam 을 감싼 부분 등에서 일부 크랙현상이 보이나 glass wool로 충진보수 한다.
3) 마감재 이격 현상
걸레받이와 패널의 이음 접합부가 누름 콘크리 트의 수축으로 이격현상으로 보이고 상부 우레 탄과의 접합면 사이가 벌어지는 현상이 발생되나 저온에서 시공하여야 하므로 보수방법에 있어서 어려운 점이 있으나 glass wool로 충진하면 큰 문 제는 없을 것으로 판단된다.
냉장창고의 COOLING-DOWN
냉장고의 기능을 발휘하기 위해서는 내부의 온도 를 소정의 목표치까지 내려야하는데 이를 cooling down이라 하며 이때 동반하는 건물의 수축이나 건물내부 및 콘크리트 속에 남아있는 수분이 동결 하여 구조물이 손상하는 것을 방지하기 위하여 세 심한 주의와 관찰이 요구된다.
�소요기간 및 방법 1) cooling down 소요기간
표 1은 각 온도별 냉장실의 cooling down 소요 시간을 나타낸 것이다.
<표 1> 각급 냉장실의 cooling down 소요시간
NO 구 분 상온 � 0℃ 0℃ � -25℃ 0℃ � -55℃ 비고
1 SF급(-55?) 15일 37일
2 F급(-25?) 15일 17일
3 C&F급(0?,-25?) 15일 17일
2) 방법
① 상온에서 0℃까지의 cooling down은 일일 목 적온도 도달후 keeping 하면서 가동을 중단하 여 온도가 2℃ � 3℃ 정도 상승하면 다시 가 동을 반복하고, 특히 5℃ � 0℃에서는 최소한 7일 이상을 유지하여 콘크리트 속에 있는 여 유수 및 결정수를 완전배출/증발시켜 구조물 의 동결 및 균열을 예방한다.
② SF 급의 0℃ � -55℃까지는 일일 평균 -1.2℃
� -1.5℃ 씩 down 하는 것을 원칙으로 한다.
③ F 급, C&F 급은 상온에서 0℃까지 15일, 0℃ � -25℃까지 17일간(-1.5℃/일)을 원칙으로 한다.
정 리
이상과 같이 최근에 건설되고 있는 냉동∙냉장
시설의 설계시 고려해야 할 사항과 신축 후 냉가동 을 할 경우의 건물 신축성에 대해 자세히 살펴보았 다. 냉동∙냉장 건물의 2층 이상의 슬라브는 내측 으로 변형하지만 1층 바닥은 냉각되지 않으므로 수 축이 일어나지 않으므로 1층의 벽에는 수축에 의한 강제변형이 더해지게 된다. 특히 그 변형이 벽면 내 에 이르는 부분 즉, 건물의 네모퉁이 부분은 큰 선 단력으로 되어 균열이 발생한다. 외단열의 냉장고 에서는 네모퉁이의 스판 벽에는 크랙대책으로서 스릿트 메지를 넣는 것을 구조의 사양으로 하고 있 다. 그리고 건물 길이가 길어지면 수축 폭이 크므로 냉동∙냉장고의 건물이 길 경우에는 중앙부에 expation joint를 둘 필요가 있다고 사료된다.