건물기계설비 - elearning.kocw.netelearning.kocw.net/KOCW/document/2015/hanyang/leejaeheon/02.pdf · 피사의 건물- 아산 신축 오피스텔 붕괴위험- ... 형틀(거푸집)속에

건물기계설비

1-2-1 한국플랜트학회, www.kipec.or.kr Korea Institute of Plant Engineering & Construction

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HVAC; (Heating,Ventilating and Air Conditioning) ;냉난방환기 -광의의 공기조화 --냉난방,열환경,공기환경 설정도구가 됨 --플랜트 혹은 제조공장의 Utility 공급도구

건물(건축)설비=기계설비 + 전기설비 건물(건축)기계설비 ( 건물용 Utility공급 및 건물환경조정) Utility ; 냉방,난방,위생,급배수,수송,소방 건물환경 ;열환경,공기환경 (빛환경,소음환경 포함가능)

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공기조화(air conditioning)-건물관련 협의의 정의—

실내의 온습도, 기류, 박테리아, 먼지, 냄새, 유해가스 등의 조건을 실내에 있는 사람 또는 물품에 대하여 가장 좋은 조건으로 유지하는 것.

목적별 분류; 1. 공업용 혹은 산업용 공조(industrial air conditioning) 2. 보건용 공조(comfort air conditioning) 혹은 일반공조

기간별분류; 1.연간공조 2. 기간공조

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메타폴리스 주상복합아파트

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부르즈 칼리파(두바이, 삼성건설 시공)

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움직이는 80층 Dynamic Tower - Dubai , UAE

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Atomium - Brussels , Belgium

Milwaukee Art Museum - Milwaukee , Wisconsin , USA

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Public Library - Kansas City , Kansas , USA

Church of Hallgrimur - Reykjavik , Iceland Hallgrimur

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Longaberger Basket Building - Newark , New Jersey , USA

Crooked house - Sopot , Poland

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Upside down house - Shimbark , Poland

Wonder Works - Pigeon Forge , North Carolina ,USA

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Tenerife Auditorium - Canary Islands, Spain

Eden Project - England

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"The Bullring" - Birmingham , England

La Tete au Carre Library - Nice, France

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Snail House - Sofia , Bulgaria

Edificio Mirador building- Madrid , Spain

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Nautilus house - Mexico

"The Washing Machine" building - Mexico

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Habitat-67 (Apartment Complex) - Montreal , Canada

Montreal Biosphere - Montreal , Canada

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Cubic houses - Rotterdam , Netherlands

National Library - Minsk , Belarus

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Olympic Stadium - Montreal , Canada

Lotus Church - India

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Wood Skyscraper high rise building - Archangelsk , Russia Stone house - Guimaraes , Portugal

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Casa Pueblo - Maldonado , Uruguay

Alexandria Library - Alexandria , Egypt

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Cathedral of Brasilia : Catedral Metropolitana Nossa Senhora Aparecida - Brasilia , Brazil

[Interior View]

[Exterior View]

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Denver Art Museum, Denver , Colorado , USA

Graz Art Museum - Graz , Austria

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Le Palais Ideal - Hauterives , France [Built in 19th century by a Post Office worker; took 30 years to build

Gaudi's "Casa Battlo" - Barcelona , Spain

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Ripley's Believe It or Not Museum near Niagara Falls , Canada

Palais Bulles - Cannes , France

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"The Cucumber" - London , England

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National Stadium - Beijing , China '

National Theater - Beijing , China

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Experience Music Project - Seattle , Washington , USA

[Rear View]

[Front View]

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피사의 건물- 아산 신축 오피스텔 붕괴위험-2014.05.12

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타워크레인의 이동

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▶건물구조 고려사항

건물의 구조의 선택에 있어 고려해야 할 사항. 1) 안전성 : 건물은 인간생활의 용기라는 측면에서 우선 인간을

안전하게 수용 해야함. 2) 거주성 : 피난처(shelter)로서의 기능인 방수, 단열, 채광, 통

풍 등의 물리적 성능을 확보해야 함. 3) 내구성 : 건물은 오랜기간 사용되므로 물리적,역학적 성능이

잘 유지될 수 있어야 함. 4) 경제성 : 일정한 성능을 충족하는 가운데서 공기단축, 시공비

의 절감을 고려해야 함. 5) 구조미 : 구조방식자체가 건물의 표현이므로, 합리적인 구조방

식을 선정해야 함.

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▶건물구조 관련 규정

건축법과 건물의 구조기준 등에 관한 규칙에서의 규정 1) 주요구조부 : 건물의 공간을 구성하는 주요부분으로 기초, 벽, 기둥, 바닥, 보, 지붕 및 주계단 2) 벽 : 두께에 직각으로 측정한 수평치수의 3배를 넘는 수직부재 3) 기둥 : 높이가 최소 단면치수의 3배 혹은 그 이상이고 축압축 하중을 주로 지지하는 데 쓰이는 부재 건축법규에서의 주요구조부는 주로 방화상의 목적을 지닌 규정임. 따라서 기초는 방화상 규제대상이 아니므로 주요 구조부에서 제외 함.

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라멘(Rahmen)구조 기둥과 보, 바닥으로 구성되며 철근콘크리트구조와 철골구조 등에 사용

벽식구조 내력벽과 바닥으로 구성되며 아파트 등의 구조방식으로 사용

트러스(Truss)구조 주로 삼각형의 형태로 체육관 등 큰 공간의 천장구조방식으로 사용

아치(Arch)구조 하중을 기둥없이 면내력으로 지지하는 구조로 조적식 구조에도 적합함

플랫슬라브(Plat Slab)구조 보가 없이 하중을 바닥판이 부담하는 구조로 큰 내부공간 조성이 가능

절판(Folded Plate)구조 병풍같이 굴절된 평면판의 큰지지력을 이용한 형식으로 주로 지붕구조에 사용

▶구조의 형태에 의한 분류-1

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조적식 구조 - 적벽돌 조적식구조-시멘트블록 트러스구조-목조(지붕)

라멘구조, 철근콘크리트 구조

스페이스 프레임 구조 목구조, 가구식구조

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셀(Shell)구조 곡판구조, 곡률반경에 비해 얇은 곡면의 판부재를 이용하여 곡면 내응력으로 대 스판을 처리하는 방식

스페이스 프레임(Space Frame)구조 단일부재를 입체적으로 조합한 입체 트러스 구조

현수식(Suspension)구조 케이블을 사용하여 인장응력에 의하여 하중을 지탱하는 구조, 대 스판이 가능하여 교량 등에 이용

막구조 1) Truss Membrane Structure 구조적인 안정감과 개구부를 자유롭게 만들수 있는 특징을 가지며 경제성이 뛰어나 대,소 규모에 상관없이 넓고 다양하게 사용 2) Suspension Membrane structure 기복(높고 낮음)이 풍부한 형태로 곡면의 유니크 함을 살릴 수 있는 디자인, 그리고 강한 임펙트로 시각효과가 높은 건축물을 구축 3) Air dome 기둥이나 보없이 공기압으로 지탱하는 돔 형태의 구조물로 광대한 공간 형성에 있어 높은 경제성, 시공성이 있는 구조방식

▶구조의 형태에 의한 분류-2

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철골구조

쉘(shell)구조 막구조,Suspension Membrane

현수식 구조

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목구조 (Wooden construction, Timber structure) 목재를 접합연결하여 건물의 뼈대를 구성하는 구조로 가볍고 가공이 쉽다.

벽돌구조 (Brick construction) 하중을 받는 벽, 내력벽을 벽돌을 쌓아 구성하는 구조

시멘트블록구조 (Cement block construction) 시멘트블록과 몰탈로 내력벽을 쌓아 구성하는 구조로 필요시 블록내부공간에 철근과 몰탈로 보강

철근콘크리트구조 형틀(거푸집)속에 철근을 조립하고 그사이에 콘크리트를 부어 일체로 구성한 구조

철골구조 철로된 부재(형강, 강판)를 짜맞추어 만든 구조로 부재접합에는 용접, 리벳, 볼트를 사용

철골철근콘크리트구조 내화, 내구, 내진성능을 위해 철골조와 철근콘크리트조를 함께 사용하는 구조

▶구조부재의 구성재료에 의한 분류

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습식구조 wet

construction

조적식구조, 철근콘크리트구조처럼 구조체 제작에 물이 필요한 구조. 단위작업에 한계치가 있고, 경화에 일정기간이 소요.

건식구조 dry

construction

목구조, 철골구조처럼 규격화된 부재를 조립시공하는 것으로 물과 부재의 건조를 위한 시간이 필요없어 공기단축이 가능.

현장구조 field

construction

구조체 시공을 위한 부재를 현장에서 제작, 가공, 조립, 설치하는 구조. 넓은 면적의 현장면적이 필요.

조립구조 prefabricated

structure

공장에서 부재를 제작, 가공하고 현장에서는 조립, 설치 하는 구조. 대량생산에 따른 시공비절감과 균일한 품질확보, 공기절감이 가능.

▶구조의 시공방식에 의한 분류

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가구식구조 Framed Structure

목구조, 철골구조가 해당되며 선형의 구조 재료를 조립하여 골조를 구성.

조적식구조 Masonry Structure

벽돌구조, 석구조, 블록구조가 해당되며 단일재료를 시멘트등의 교착제를 사용하여 쌓아 구조체를 구성.

일체식구조 Monolithic Structure

철근콘크리트구조가 해당되며 전체 구조체를 구성하는 구조부재들을 일체로 구성.

특수구조 Special Structure

현수식구조, 입체골조(space frame), 쉘(shell)구조, 막구조 등.

▶구조의 구성방식에 의한 분류

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지붕재 폴리에스텔 경화 파형판, 아크릴 파형판, 염화비닐 파형판 등

외벽재 폴리에스텔 경화평판, 멜라민 합성판, 아크릴 불투명판, 염화비닐 평판,폴리스틸렌 강화판, 페놀수지 합판 등

내벽재 폴리에스텔 치장판, 메라민 치장판, 아크릴 평판, 염화비닐 치장판,폴리스틸렌 타일, 염화비닐 리덴시트 등

채광재 아크릴 투명판, 염화비닐 투명판, 폴리스틸렌 투명판, 초산셀룰로스 투명판 등

천장재 롤리에스텔 강화판, 아크릴 투명판, 염화비닐 적층판, 비닐필름 흡음판,폴리스틸렌 적층판 등

바닥재 염화비닐 타일, 비닐시트, 폴리스틸렌 타일, 쿠마론수지 타일, 폴리에스텔 도장재 등

▶ 건물자재의 종류-1

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설비재 폴리에스텔 세면기, 멜라민 치장판, 아크릴제 수도꼭지, 염화비닐 파이프,폴리에스텔 파이프, 페놀수지 파이프 등

단열재 폴리에스텔 발포제, 염화비닐스폰지, 폴리스틸렌 발포제, 폴리에틸렌 스폰지,합성고무 스폰지 등

기밀재 염화비닐 방수판 및 조이너, 폴리에틸렌 패킹, 합성고무제품 등

도장재 폴리에틸렌수지외 모든 수지는 용제에 녹여서 도료의 원료로 사용가능

기타재 폴리에스텔 필름, 멜라민 가구재, 아크릴 가구재, 염화비닐 창호,페놀수지 전기재, 경구조재 등

접착제

구조용 - 열경화성수지 프리스트레스부재의 그라우팅,구조균열부의 충진재,인서트부의 충진재, 페놀수지,요소수지,에폭시수지

내장용 - 열가소성수지 염화비닐수지,초산비닐수지

▶ 건물자재의 종류-2

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건물설비

01. 급수설비 08. 수변전설비

02. 급탕설비 09. 옥내배선설비

03. 배수 및 통기설비 10. 조명설비

04. 가스설비 11. 피로침설비

05. 소방설비 12. 방재설비

06. 난방설비 13. 통신설비

07. 공기조화설비 14. 운송설비

건물설비의 종류

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건물전기설비

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기계설비는 건물의 혈액

공조기

쓰레기처리 등

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공기조화기 (Air Handling Unit) : 냉각코일, 가열코일, 가습장치, 에어휠터 등

송풍기 및 덕트 : 공조 공기 반송

열원장치 : 냉동기, 보일러, 히트펌프, 흡수식냉온수기 등

펌프 및 배관 : 냉온수 등 열매 반송

자동제어 장치 : 냉온수 온습도 및 유량, 공기 풍량 조절로 실내공기 온습도 제어

공기조화설비; 냉난방, 환기

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흐름도

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기계실 조감도

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기계실 3D 배관 계통도

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3D 덕트 계통도

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인체기관 소화기 계통 호흡기 계통 심장순환 계통

공조설비 열원 설비 공조변환설비 유체순환설비

요소장비 보일러, 냉동기 공조기, 열교환기 송풍기, 순환펌프

현황내용

공기조화설비와 인체기관의 유사성

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인체기관 혈관 계통 이비인후 계통 신경 계통

공조설비 반송 설비 관말 설비 제어동력설비

요소장비 배관, 덕트 디퓨저, 환기구 제어반, 동력반

현황내용

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건물위생설비

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오수정화조

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건물소방설비

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스프링클러 (Sprinkler)

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건물용 공기조화

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공기조화에 의한 능률 향상

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취출기류의 영향

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용도에 따른 조도기준

용도 구분 조도 구분 바닥위 85cm 의 수평면

조도 (Lux)

1. 거주 독서, 식사, 조리

기타

150

70

2. 집무 설계, 제도, 계산

일반사무

기타

700

300

150

3. 작업 검사, 시험, 정밀검사

일반작업, 제조판매

포장, 세척

기타

700

300

150

70

4. 집회 회의

집회

공연, 관람

300

150

70

5. 오락 오락일반

기타

150

30

건물 빛환경

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◦ 우리나라 소음환경기준은 국제표준화기구(ISO)의 주거환경과 작업능률 및 기타

사회활동에서 가장 적합한 소음권고기준을 근거하여 환경정책기본법에 규정

◦ 전국을 국토이용관리법(도시지역은 도시계획법)의 지역구분에 따라

4개지역으로 구분하여 시간대별 차등 설정

소음환경기준 (단위: dB(A))

지역구분 적용대상지역 환 경 기 준

낮(06:00～22:00) 밤(22:00～06:00)

일반지역

“가”지역 50 40

“나”지역 55 45

“다”지역 65 55

“라”지역 70 65

도로변지역

“가” 및 “나”지역 65 55

“다”지역 70 60

“라”지역 75 70

註. “가”지역 :전용주거지역, “나”지역 :일반주거지역, “다”지역 :상업 및 준공업지역, “라”지역 :공업지역

소음환경기준

소음진동규제법; 공사장 주변의 소음 진동 규제

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매경,10.10.29

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구 분 중 점 항 목 세 부 항 목

설계단계

오염물질 저방출 건축자재의 적용 ▶ 공간/부위별 적용자재 확인

▶ 시험성적서 및 인증등급 확인

환기경로 및 환기설비등의 계획

▶ 자연환기구 확보

▶ 맞바람 등의 환기경로 확보

▶ 환기시스템의 적용

시공단계

표준시방의 적용 ▶ 자재의 적절한 시공

접착제의 적정 사용 ▶ 사용 접착제의 종류, 양 확인

▶ 접착제의 직접노출 확인

환기시스템의 점검 ▶ 시스템 사양 확인

▶ 적정 환기량의 확보

실내환경 체크리스트-1

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구 분 중 점 항 목 세 부 항 목

거주단계

지속적인 환기 ▶ 창의 개폐를 통한 환기여부

▶ 환기 시스템의 지속적 가동

생활습관의 개선

▶ 오염물질 저방출 가구 사용

▶ 적정한 온/습도 유지

▶ 청소용품 및 방향제의 사용

▶ 에어컨, 공기청정기, 가습기 관리

▶ 실내의 흡연 여부

▶ 애완동물 여부

▶ 카펫 등의 위생적 관리

▶ 드라이클리닝 제품에 대한 관리

실내환경 체크리스트-2

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기계설계자 건축설계자 커미셔닝 주체 전기설계자

감리자

건축주

건물 운전자

시공관리자

기계설비

자동제어

기타 계약자

전기설비

시스템 공급자

장비 공급자

테스트 커미셔닝 (Test Commissioning)

1) 조직

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시스템 성능검증

계획서 작성

개별기기 동작시험

자동제어기기

시험 및 보정

검증

현장 검증

1) 제어배선 배관 계통도

2) 개별기기 동작설명서

3) 제어기기 사양서

4) 응용소프트웨어 활용

5) 자동제어기계류 체크리스트

1) 개별기기 시운전 체크리스트

2) 완료 보고서

1) 예비보고서

2) 최종 TAB 보고서

3) 문제점 및 보고서

계통성능 확인시험

시스템 성능검증 완료

1) 시스템관련 각부분별 업무분장

2) 공정 스케줄 확인

3) 각종 서류 준비

4) 기술도서 검토(설계, 시방)

1) 시스템 성능검증

2) 완료 보고서 작성

1) 기기제작승인서 검토

2) 유지관리지침서 검토

3) 기기제작점검 체크리스트

4) 현장 설치 확인 체크리스트

1) 교육프로그램

2) 운전관리 지침서

운전관리자 교육

2) 성능검증 방법 및 순서 1) 시스템관련 각부분별 업무분장

2) 공정 스케줄 확인

3) 각종 서류 준비

4) 기술도서 검토(설계, 시방)

TAB 실시

문제 발생시 재시험

Feed Back

TAB; Testing Adjusting & Balancing (시험조정 평가)

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에너지절약을 위한 건축설비의 현장 성능 진단

냉각탑

터보냉동기 빙축열

공기압축기

공냉식 열펌프 펌프

보일러

송풍기, 열교환기, 필터 등

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700 kW 터보냉동기

비파괴식 유량, 온도 측정

Thermopile

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룸 차압, 덕트 차압 측정용 트랜스미터

냉동용 압력센서

공기흐름스위치, 필터차압스위치

계측기기 및 시스템

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풍량, 풍속계

압력계

건물기계설비


풍량계

온도계

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건물의 新 가치 창조!

건물성능 개선

저비용으로 새로운 건물

빌딩 리모델링

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* 정의; 건물 기능과 성능을 고도화시키는 대규모 개보수공사 ⇒ 낡은 건물의 가치 상승유도 ⇒ 제2의 건축 * 리폼(Reform), 리노베이션(Renovation) ; ⇒ 기존기능의 개선이 목적 < Remodeling * 장점; 신축비 대비 30～40%의 경비만 필요.(구조,토목공사 불요) 신축대비 공사기간 단축 * 대상; 대규모 ⇒ 병원, 호텔, 사무용빌딩 소규모 ⇒ 주택의 용도변경 * Remodeling 사항 ; 실내장식, IB화, 지하환경개선(주차공간등), 냉난방설비개선, 위생배관교체, 조명기기 개선 * 병원의 Remodeling ; 첨단의료시설용공간, 문서이송시스템, 정보통신설비, 자동제어설비, 에너지 설비, 고속 엘리베이터, 방범시스템이 포함

리모델링(Remodeling)

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대지에 대해 얼마 만큼에 넓이에 얼마 만큼에 높이로 올라갈수 있다는 법률 용어

용적율= (건물바닥면적 합계) / 대지면적 * 100

건폐율 =기준층 바닥 면적 / 대지면적 * 100

예; 대지가 100m2일때 건폐율 60%에 용적율 180%.

100m2에 60%이므로 가장 넓은 기준층이 60m2을 넘을 수 없슴. 각층이 60m2인 3층 건물이 됨.

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한경,08.9.8

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전기설비 Renewal

중앙감시실 Renewal

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실내 Interior Renewal

유효공간의 활용 (용도변경)

화장실 Renewal

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Thank you!

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