연구비전

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건설 및 환경공학과는 나날이 변모하는 과학기술과 첨단융합을 지향하는 시대적 조류에 부응하여 인류 문명의 새로운 물리적 기반을 구축하는데 일조하고자 다음과 같은 중장기 연구 비전을 추구하고 있다.


탄력적인 인프라(Resilient Infrastuctures)
도로, 교량, 댐, 방파제, 터널, 건축물, 항만, 지하 공동구 등 다양한 사회간접자본 기반시설이 지진,태풍, 폭우, 폭설, 테러 등 자연적 혹은 인위적 위험요소에 대하여 신뢰할 수 있는 안전성과 100년을 내다볼 수 있는 내구성을 가질 수 있도록, 다양한 하중조건과 재난의 특성 등을 고려하여 설계, 시공 및 모니터링을 할 수 있도록 하기 위한 제반 연구들을 포함한다.
 
 
극한공학(Extreme Engineering)
남극과 같은 극한지와 우주공간 등에서도 신뢰할 수 있는 기반시설을 만들 수 있도록 하는 연구로 기온이 영하 수십도에 달하는 극한지와 우주공간 등에서는 기존의 재료적 특성과 구조물의 특성이 종래의 상온과는 매우 다르게 된다. 특히 내구성 등이 현저히 감소되어 장기간의 안전성을 보장하기 어려워 진다. 이에 따라, 극한상태에서의 재료적 특성을 연구하고 구조물의 신뢰성을 확보하도록 설계 및 해석하는 기술을 개발하는 것이 요청된다
 
 
구조안정성 모니터링(Structural Health Monitoring)
기반시설들의 사용을 멈추지 않고, 서비스 중인 경우에도 그 변화와 이상징후를 미리 감지할 수 있도록 하는 연구이다. 기존의 비파괴 검사는 운용중인 기반시설의 사용을 중지한 상태에서만 수행할 수 있기 때문에, 지속적인 모니터링이 불가하였다. 그에 비해 SHM 기법은 시설물의 사용 중에도 항시 모니터링을 할 수 있다는 장점이 있고, 다양한 센서들의 개발을 통해 종합적인 다양한 정보의 수집이 가능하다는 수월성을 가지고 있다. 현재 본과에서는 ICT 교량 사업단 사업을 통하여 교량의 SHM을 위한 다양한 기술을 개발하고 있으며 이는 교량의 100년 사용과 친환경적 운용을 가능하도록 할 것으로 기대되고 있다.
 
 
위해성 및 재난 저감(Hazard and Disaster Mitigation)
폭우로 인한 산사태, 태풍, 그리고 폭설 등으로 인한 기반시설의 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 예측하고 이에 대한 전반적인 시스템을 구성하는 연구이다. 폭우와 산사태 등의 자연재해를 비롯하여 가스폭발, 대형화재 등이 기반시설 및 주거지에 미치는 영향을 분석하고 이를 미연에 방지할 수 있는 예방적 시스템과 재난 발생시 피해를 최소화 할 수 있는 신뢰성을 확보한 기반시설의 설계 및 해석을 할 수 있는 기술의 개발을 의미한다. 특히 지구 온난화와 과도한 에너지의 소모로 인하여 기후 및 자연환경의 변화가 예측의 범위를 넘어서서 일어나고 있으며, 도시의 팽창으로 재난예방 및 발생시 대피체계 등의 개발이 시급히 요청되고 있다.
 
 
첨단건설재료(Advanced Construction Materials)
건설재료의 특성을 향상시켜 내구성과 수명을 증가시키며, 이산화탄소의 배출량을 감소시켜 환경적 영향을 최소화 하고, 극한조건에서도 예상수명을 보장하는 건설재료를 개발하는 연구이다. 종래의 건설재료와 달리 새로운 기능성을 보유한 친환경적 재료의 개발이 필요하다. 이를 위해 자가치유 능력을 가진 콘크리트, 전자기파의 차단을 할 수 있는 모르타르, 고성능 복합재료 등의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 또한 천연섬유 및 인공섬유를 이용한 건설재료의 효율성 향상과 방호/방폭 구조물의 건설을 위한 고강도 재료의 개발이 요구되어지고 있다.
 
 


지속가능환경(Sustainable Environment)
‘지속가능성’은 21세기의 과학기술이 나아갈 방향을 정의하는 대표적인 키워드 중 하나이다. 건설 및 환경공학과는 미래의 세대에게 지속 가능한 환경을 보장해줄 수 있도록 자연적 및 인공적 환경을 관리하는 환경친화적인 기술을 제공할 것을 중요한 또 하나의 연구테마로 설정하고 있다.
 
 
지속 가능한 물관리(Sustainable Water Management)
취수, 정수, 급수, 배수, 하수 및 중수처리 등 인간의 삶에 필수적인 자원인 물을 효율적이고 환경부담이 가장 적은 방식으로 처리하고 순환시키기 위한 제반 기술과 방식들을 탐색한다. 특히 첨단재료공학, 센서 및 자동화 설비, 탄소저감형 수처리 기법 등을 기반으로 지속 가능한 물관리 시스템을 확립하여 영속적인 급수체계를 확보하고 자연수계를 보전한다.
 
 
환경부담 저감 및 복구 시스템(Environmental Load Mitigation & Recovery Systems)
지구의 자연환경과 토양, 대기 및 물이 그 동안 인류가 구축해 온 문명이 배출하는 인위적인 유해물질이나 과도한 개발 등으로 파괴되고 오염되어 역으로 인간의 삶을 위협하는 요소로 등장하고 있는 상황을 직시하고 지구 온난화를 포함한 이러한 문제들을 해결하기 위해 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 자연친화적이고 지속 가능한 건설 기법을 개발하며 인간활동에 의한 자연환경의 파괴를 회복할 수 있는 환경기술을 고안한다.
 
 
축조환경을 위한 녹색기술(Green Technology for Built Environments)
그린빌딩, 그린 인프라, 그린 시티 등 우리들이 삶을 영위하는 물리적 환경의 근간을 이루는 다양한 사회기반시설의 계획, 설계, 건설, 시범운영, 및 관리에 이르는 전생애주기(Total Lifecycle)를 통하여 친환경적이고 탄소배출 및 에너지 저감을 고려한 재료 및 공법과 기술의 사용을 기반으로 에너지, 자원, 비용 및 환경부담을 최소화하는 친환경적인 기술과 관리기법들을 연구한다.
 
 
환경 모델링 및 정보학(Environmental Modeling & Informatics)
자연적인 환경과 인위적인 축조환경의 상관관계에 대한 과학적 이해를 바탕으로 다양한 환경관련 영역에서 인간의 제반 활동들이 환경에 미치는 영향과 효과를 예측하고 분석하기 위한 환경 모델링과 이러한 모델링 노력과 실측 및 현장평가를 바탕으로 구축한 지식베이스를 기반으로 하는 환경정보학을 통해서 다차원적인 환경 정보체계를 효율적으로 조성하고 관리하는 방식을 연구한다.

(출처: http://www.woorimtech.com/ctech/ctech.html)
 
 
기후변화 경감과 적응(Climate Change Mitigation & Adaptation)
전지구적인 관심사인 지구온난화 현상을 저지하기 위한 노력의 일환으로 온실가스 발생을 억제하는 다양한 건설 및 환경기술을 연구하는 동시에 이미 진행중인 기후변화로 인한 충격을 효과적으로 흡수하고 이에 적응할 수 있는 대비책들을 연구한다.
 
 


지능형 도시 시스템(Smart Urban Systems)
현대에는 모든 분야에 정보통신기술(ICT)이 융복합되는 양상을 보이고 있다. 이러한 배경에서 센서에 의해 스스로의 상태와 문제점을 진단하거나 효율적이며 경제적인 운영을 위해 각 시설간 혹은 중앙통제 센터와의 정보교환에 의해 최적의 상태로 제어되는 도로, 철도 및 지하철, 교량, 고층구조물, 터널 및 지하공간, 공항, 항만, 댐, 상하수도 처리시설, 발전소 및 플랜트 설비와 건축물 등 도시를 구성하는 주요 사회간접자본 시스템들의 계획, 설계, 건설 및 관리체계 및 기술들을 연구한다.
 
 
지능형 인프라 및 자가인식 가능시설(Smart Infrastructures & Self-aware Facilities)
센서와 로봇 그리고 유선통신망이 결합되어 상시 모니터링과 무인방재 및 관리가 가능한 지하 공동구, 눈비에 기인한 노면 마찰력 저하와 균열 등 다양한 노면상태의 실시간 감지와 이에 기반한 스프링클러나 제설재 자동 살포 시스템 등을 갖춘 지능형 도로, 기후조건과 에너지 수급상황과 건축물내의 에너지 수요변화를 실시간으로 파악하여 에너지 소비를 최소화할 수 있는 지능형 빌딩 등 센싱, 정보처리 및 상황인지와 적절한 자동대응체계를 갖춘 스마트 인프라와 스마트 시설들을 시스템적으로 연구하고 개발한다.

(출처: http://www.macc.go.kr/plant08.do?menu_id=plant08)
 
 
지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation Systems)
센서 내장형 도로, 무인주행 지원 인프라, 무선 충전형 도로 시스템, 교통류 최적화 시스템, 보행자 보호 시스템, 자동화 고속도로 시스템, 사전 안전감지 시스템 등 지능형 육상교통지원 시스템과 야간시야 확보기술, 날씨 장애물 등에 대한 실시간 판단 후 비행항로 결정 등 지능형 항공교통관제 시스템을 포함하는 ICT 결합형 첨단교통관제 시스템을 연구한다.
 
 
건설로보틱스 및 정보학(Construction Robotics & Urban Informatics)
미래 건설분야 기술 고도화를 위하여 공기 및 경비 절감과 공사의 질적 제고를 겨냥한 건설로봇 기반 건설자동화, 위치인식 기반 건설로봇 제어 기술, 지능형 서비스 로봇 기술, 공종별 지능형 건설 로봇, 지능형 환경로봇, 감시 및 경비 로봇, 불도저로봇, 자동용접 및 도색 로봇, 지능형 시추로봇, 해양 및 수중 로봇 등의 개발과 제어를 연구하는 동시에 건설분야의 다양한 영역에서 발생하는 빅데이터 처리, BIM기반 구조물 라이프사이클 정보 관리 등을 포함하는 건설정보 시스템을 개발한다.
 
 
재난 및 안전관리(Disaster and Safety Management)
지진, 태풍, 폭우, 폭설, 홍수, 가뭄, 폭염, 극한 등 자연재난이나 테러 등과 같은 인위적 재난으로부터 주요 시설물들과 인명을 안전하게 보호하기 위하여 이러한 재난의 조짐을 미리 예견하기 위한 재난유형별 발생예측 모델을 개발하고 실제 특정 재난 발생시 효과적으로 대응하기 위한 다양한 대응전략 및 재난종합과제 센터 시스템과 같은 첨단 ICT와 건설 인프라 융합형 재난 및 안전관리 지원 시스템들을 연구한다.
 
 


신재생 에너지 및 지하자원(Renewable Energy & Earth Resources)
화석연료에 편중된 에너지 수급체계의 비영속성과 환경파괴 문제를 해결하기 위하여 지구 온난화에 지대한 영향을 미치는 탄소나 메탄 등 온실가스가 주로 화석연료의 연소에서 기인한다는 사실로부터 지열, 풍력, 태양열, 바이오 매스 등 지구환경적 자원으로부터 획득 가능한 신재생 에너지원의 탐색과 개발 및 활용을 위한 기본 인프라와 스마트그리드 기반 에너지 운용 시스템을 탐구하고 세일가스, 희토류를 위시한 새롭게 각광받는 지하의 유용한 자원들에 대한 탐사와 활용 기술들을 체계적으로 연구한다.
 
 
에너지 및 지하자원의 탐사와 활용(Exploration & Utilization of Energy and Earth Resources)
탄소에너지의 고갈로 인해 전세계적으로 비정통(Unconventional energy) 에너지 자원에 대한 관심이 높아지고 있으며 과거 비 정통 자원은 에너지 공급 비용보다 상대적으로 채굴비용이 높아 주목 받지 못하였지만 기술 선진국들을 중심으로 채굴 및 추출기술들이 앞 다퉈 연구되고 있는 상황이다. 주요 비전통 에너지 자원으로는 셰일가스(Shale gas), 오일샌드(Oil sand), 메탄 하이드레이트(Methane Hydrate) 가 대표적인 바, 현재 대체자원의 수급이 시급한 가운데 비정통 자원개발을 위한 기술개발이 시급한 실정이며, 따라서 비정통 자원 채굴 및 추출을 위한 ‘Hydraulic fracturing’, ‘Enhanced Coal-Bed Methane (ECBM)’등 첨단 기술들을 연구한다.
 
 
신재생 에너지 인프라 시스템(Renewable Energy Infrastructure Systems)
재생 가능 에너지는 고갈할 우려가 없는 자연 에너지로 급격한 기후변화와 자원 고갈의 시대에 살고 있는 현 시대의 에너지 고갈에 대한 해결책으로 급 부상하고 있다. 지하의 비교적 안정된 온도와 대기온도와의 차이를 통해 획득되는 열교환을 이용하는 최적의 지열 시스템을 개발하기 위한 지반열공학적 연구 , 해상풍력 발전 시설을 지탱하는 수중지반 구조물의 안전성과 경제성을 확보하기 위한 연구, 지하의 토양이나 저수조 등 물을 매개로 한 열에너지 저장 시스템, 도로나 철도 등에서 차량이나 열차의 이동하중을 이용한 에너지 회수 시스템 등 신재생 에너지 지원형 건설 인프라를 연구한다.
 
 
바이오 에너지 및 바이오 자원(Bio-energy and Bio-resource)
생물학적 시스템이 투입되는 자원대비 생산성이 물리학적 시스템이나 화학적 시스템에 비해 월등히 높고 친환경적이라는 이유로 바이오 에너지나 바이오 자원관련 연구가 활성화되고 있는 맥락에서, 미생물이나 여타 생물리화학적 프로세스를 기반으로 폐목재, 폐플라스틱, 음식물 쓰레기, 농축산 부산물 등 다양한 바이오 메스로부터 에탄올이나 메탄, 디젤 등 에너지원이나 유용한 자원을 추출하여 활용하기 위한 첨단기법들을 연구한다.
 
 
인프라 시설 에너지 관리 시스템(Infrastructure Energy Management Systems)
건물이나 단지 및 도시 내의 생산, 저장, 배분, 소비에 이르는 에너지 수급체계의 전단계에 걸쳐 관련기기들에 센서 및 계측장비를 설치하고 유무선 통신망으로 연계해 에너지원과 소비처별 사용량을 실시간으로 모니터링하고 수집된 에너지 사용 정보를 최적화 분석 S/W를 통해 합리적인 에너지 이용이 가능하게 하여 에너지 효율을 극대화하는 에너지 자동관리 및 제어시스템을 연구한다.