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2014-06-03
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목재 보존학
충남대학교 환경소재공학과
교 수 이 종 신
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목재 보존처리의 필요성 - 제 1 장 -
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가. 온실 가스와 지구 온난화 현상
1) 지구 대기의 역할
복사, 대류, 전도 등에 의한 에너지 이동 → 지구의 에너지 평형
태양복사
지표 복사
대기가 없는 지구에서의 복사평형(A)
대기가 있는 지구에서의 복사평형(B)
☞ 태양 복사 에너지: 단파장 → 대부분 대기 통과 → 지표면에 도달
☞ 지구 복사 에너지: 장파장 → 대부분 대기에 흡수 → 지표면으로 방출
1. 지구 온난화
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질소(78.08%)
산소(20.95%)
대기의 조성 대기권의 구조
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2) 온실가스(Greenhouse gas, GHG)
6대 온실가스: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6
지구온난화의 주범: CO2
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3) 지구 온난화란?
지표 부근의 대기와 해수의 평균온도가 장기적으로 상승하는 현상
원인: 온실가스 농도의 증가(이산화탄소 농도) → 온실효과 증대(비정상적)
→ 지구 대기 온도 상승
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☞ 이산화탄소 배출과 농도변화
☞ 한반도 기후변화
◇ 기온상승 : 지구평균의 2배 (지난 100년간 1.5℃)
◇ 해수면상승 (제주) : 지구평균의 3배 (지난 40년간 22cm)
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☞ 지구의 평균 기온 변화
☞ 지구 온난화의 피해
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남태평양 투발루(2001년 국토포기 선언) 11
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제주도 전갱이 어획량 증가
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국내 해수면 상승 침수 첫 피해 사례 (제주 용머리해안, 1일 8시간씩 침수, 40년간 22cm 침수)
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생태계 파괴로 인한 외래곤충 피해 (주홍날개꽃매미, 포도나무 가해, 중국 남부와 동남아시아 원산)
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나. 목재의 이산화탄소 저장 기능
□ 지구 온난화 방지
온실가스 CO2 발생량 감축, 대기 중 CO2 농도 저감
1) 목재의 생성 과정
목재: 천연의 유기물(탄수화물)
목재의 생성 과정: 탄소동화작용(광합성작용)
♦ 6CO2+12H2O+688kcal → C6H12O6+6H2O+6O2
b-D-glucose
(b-D-glucopyranose)
-D-glucose
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의 구성: Glucose(포도당), 1,000~1,500개
목재의 생성 = 세포벽의 생성
※ 목재의 생성 과정 = 이산화탄소의 고정 과정
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☞ 목재는 이산화탄소의 저장고
영주 부석사 무량수전(1376년 창건)
638년 동안 이산화탄소 저장
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가. 목재의 사용환경 조건
○ 적절 : 매우 우수한 재료
○ 부적절 : 재료로써의 성능 상실 → 열화
나. 劣化(Deterioration, Degradation)
1) 정의
♦ 고분자 재료(목재)가 자연계에서 각종 원인에 의하여 변색, 변형,
변질, 분해되는 현상(고분자 → 저분자)
※ 목재의 분해 과정 = 이산화탄소의 방출 과정
2. 목재의 열화 현상
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2) 목재 열화의 종류
가) 생물적 변질 현상(생물열화)
① 미생물 : 부후, 변색(변재변색), 오염(표면오염)
② 곤충 : 충해
나) 비생물적 변질 현상
① 열 열화 : 화재
② 기상 열화 : 풍화, 노화
③ 기계적 열화 : 마모
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목재의 생물 열화 (미생물)
부 후
변재 변색
표면오염
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목재의 생물 열화 (곤충)
유럽하늘소 흰 개 미
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3. 목재 보존학(Wood Preservation)
가. 목재의 열화현상 (원인)을 규명
→ 원인(현상)을 인위적으로 제거 또는 지연(열화방지)
→ 목재의 사용수명 연장
→ 목재자원 절약, 재산 및 인명 피해 방지, 탄소 저장원 보호 등
나. 목재 열화 방지법(목재보존 처리법)
♦ 생물열화 : 방부, 방미, 방충, 방의 처리
♦ 열 열화: 방화, 난연 처리
♦ 기상, 기계적 열화: 개질가공 처리
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☞ 목재 보존처리의 중요성
목재 = 탄소 50% + 수소 6% + 산소 44%
비중 0.5, 1m3
250kg
◇ 목재 보존 처리
= 목재 사용 수명 연장
= 탄소 저장 기간 연장
지구 온난화
방지에 기여