KR20120056407A - 부유식 해상 펜션 구조물 - Google Patents

부유식 해상 펜션 구조물 Download PDF

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KR20120056407A
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Abstract

본 발명은 부유식 해상 펜션 구조물에 관한 것으로 더 상세하게는 내부가 여러 개의 공간으로 나누어진 철근 콘크리트 부력체를 구성하고 그 부력체에 해상 숙식과 체류를 위한 각종 시설물들을 배치하도록 함으로서 제작시 원가를 줄여 경제적인 제조가 가능하고 구조를 단순화시켜 시설물 설치작업 및 해체 편의성을 향상 시키며 철근 콘크리트로 제작된 육면체의 부력체에 의한 해상 정적 안정성을 높혀 안전하게 사용할 수 있도록 하기 위한 부유식 해상 펜션 구조물에 관한 것이다.
본 발명은, 부유식 해상 펜션 구조물로서, 격벽(31)에 의해 격자형으로 분리되어 있으며 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45) 및 제6 공간(46)으로 분할되어 있는 일체형 육면체 형상의 철근 콘크리트재로 사전 제작된 부력체(30); 상기 부력체(30)의 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45), 제6 공간(46)에 설치된 한 개 이상의 밸러스트수 탱크(50); 상기 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)들 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치된 전기장치부(60); 급수부(61) 및 오폐수처리부(62) 그리고 펌핑부(63)로 구성되어 상기 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46) 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치되는 급수 및 오폐수처리부(64); 상기 부력체(30)의 상부에 설치된 하우스(70)를 포함한다.

Description

부유식 해상 펜션 구조물{FLOATING PENSION STRUCTURE FOR MARINE FISHING}
본 발명은 부유식 해상 펜션 구조물에 관한 것으로 더 상세하게는 내부가 여러 개의 공간으로 나누어진 철근 콘크리트 부력체를 구성하고 그 부력체에 해상 숙식과 체류를 위한 각종 시설물들을 배치하도록 함으로서 제작시 원가를 줄여 경제적인 제조가 가능하고 구조를 단순화시켜 시설물 설치작업 및 해체 편의성을 향상 시키며 철근 콘크리트로 제작된 육면체의 부력체에 의한 해상 정적 안정성을 높혀 안전하게 사용할 수 있도록 하기 위한 부유식 해상 펜션 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 주택 펜션, 낚시터 등과 같은 시설은 사람들의 주거 또는 여가 활용을 위한 공간으로서, 대부분이 지상에 지은 구조물들이다. 땅 위에서 오래도록 생활했던 관계로 강, 호수, 바다와 같은 수상 생활을 위한 생활 및 주거 공간 개발에 대해서는 사례도 적고 새로운 여가 및 주거용 구조물의 개발도 육상 구조물에 비해서는 미흡했다.
산업 발달 그리고 소비 및 여가의 변화 등에 따라 새로운 형태의 주거와 여가 생활에 대한 수요가 나타났다. 산업사회의 고도화는 환경 오염 문제를 낳았고, 오염된 도시를 벗어나 휴식을 즐기는 사람들이 증가하였다.
자연 공간에 펜션을 건축하여 휴식공간을 제공하는 사례가 대표적이다. 이에 따라 펜션 건설 및 관리에 관련된 산업제품 수요가 증가 되었고 시장 수요도 확대되어 왔으며 펜션 건설 및 관리에 관련된 업종 종사자와 이와 관련 있는 산업분야도 함께 성장하였다.
지상 구조물로 분류되는 펜션은, 자연공간에 일정 넓이를 갖도록 건축 되는 것으로, 펜션을 신축하기 위해서는 최소한 펜션의 넓이보다 많은 녹지를 훼손하여야하고, 각종 전기 및 전자기계기구를 구동시키기 위해 외부 전력을 실내로 유도하는 전주를 자연공간에 세워야 하므로 자연 및 환경 훼손이 심하다.
그리고 펜션 내부 조명 및 편의 시설물인 전기전자기계기구를 작동시키기 위해 외부 전력을 실내로 유도하는 전력 케이블을 포설하고 전주를 시설하여야 하며, 식수원 확보와 하수처리 시설 등과 같은 기반 시설 등을 정비하여야 하므로 대규모 자연 훼손이 불가피하다. 또한 외부 침입에 노출되어 방범과 방호 제약이 따라 이용 안전을 보장하지 못하는 문제점이 있었다.
지상구조물 건축에 따른 자연 녹지 훼손을 비롯한 여러 문제를 개선하기 위한 기술 중 하나는 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2005-0077908호, '부양구조를 갖는 펜션'에 개시되어 있다.
지상구조물과 달리 해양구조물은 녹지의 직접 훼손을 방지하고 방범 등의 문제를 해결할 수 있는 대안으로 제시될 수 있었으나 다음과 같은 문제점이 있다.
예를 들면, 고정지지대가 없으므로 구조물 제작시 안정성 있는 구조물을 제작하기 어렵고, 구조물을 완성한 후 운용시 지상구조물보다 수면 파동에 의한 안정성을 유지하기 어려우며, 물 위에 떠 있으므로 안전도를 유지하기 어렵고, 제작 비용면에서 경제성 있는 구조물을 제작하기 어려운 기술적인 문제 등이다.
해상구조물과 관련하여 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2010-0041456호의 '수상 가옥'이 개시되어 있다. 이 기술은, 도 1과 같이, 사람이 생활할 수 있는 공간을 제공하는 가옥(10), 가옥(10)을 지지하고 부력을 제공하되 상면에 다수의 플레이트(11)로 구성되는 상판(12)이 구성되고 일정 길이를 가진 다수의 부구(13)가 마련되어 내부 공간에 설치되는 육면체 형상의 프레임(14)으로 구성되는 지지부를 포함하되 상판(12)과 프레임(14) 사이에 출몰가능한 확장판(15)으로 형성된 수상 가옥으로 개시되어 있다.
그러나, 상기 기술은 다수의 부구(13)들을 프레임(14)에 시설해야 하므로 설치 공사가 복잡하고 파도에 의해 부구(13)의 유실 가능성이 있으며, 구조적으로 복잡하여 제작이 어렵고 안정성과 경제성이 적었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 숙식, 급수, 오폐수처리 및 저장, 냉난방 및 전기 공급 등 해상 거주와 숙식에 필요한 기초 내구재와 시설재를 부력체에 효과적으로 배치할 수 있도록 하고 그 부력체의 제조에 있어서는 경제성과 내구성이 크도록 하고 기능적으로는 해상구조물을 띄우는데 필요로 하는 부력과 정적 안정성이 확보될 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 해상 펜션 구조물의 제작을 단순화하면서도 부력체의 내부 공간을 구분하여 활용할 수 있고, 해상 풍속과 수면 파도에 의한 부력 상실이 적으면서도 정적 안정성이 우수하여 장기간 안전하게 사용할 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물은,
해상에서 부력으로 부유할 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물에 있어서,
격벽에 의해 격자형으로 분리되어 있으며 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간, 제4 공간, 제5 공간 및 제6 공간으로 분할되어 있는 일체형 육면체 형상의 철근 콘크리트재로 사전 제작된 부력체;
상기 부력체의 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간, 제4 공간, 제5 공간, 제6 공간에 선택적으로 한 개 이상 설치된 밸러스트수 탱크;
상기 제1 내지 제6 공간들 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치된 전기장치부;
급수부 및 오폐수처리부 그리고 펌핑부로 구성되어 상기 제1 내지 제6 공간 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치되는 급수 및 오폐수처리부;
상기 부력체의 상부에 설치된 하우스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸러스트수 탱크는, 부력체의 제1 공간, 제3 공간, 제4 공간 및 제6 공간에 각각 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기장치부는, 부력체의 제2 공간에 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 급수 및 오폐수처리부는, 부력체의 제5 공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부력체의 계류 및 이동을 용이하게 하기 위하여 부력체의 상면 각 모서리에는 계선주를 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부력체의 제1 내지 제6 공간으로 각각 출입할 수 있도록 하기 위하여 상기 부력체 상면에는 점검구를 설치하고 부력체의 상면 외주면을 따라 난간을 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부력체의 계획부력은,
길이 12m, 폭 8m, 높이 4.5m, 계획 흘수 3.5m, 건현 높이 1m 조건이고, 부력체(30)를 구성하는 철근콘크리트의 단위부피당 중량은 1ton/m3인 조건에서,
하기 수식 (I)에 의해 계획부력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
계획부력 = 12m(길이) x 8m(폭) x 3.5m(계획흘수) x 1ton/m3(철근콘크리트의 단위부피당 중량) = 346.08tonf ----------- 수식 (I)
또한, 상기 부력체에 가해지는 재하하중을 25~30tonf 로 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 철근콘크리트로 제작된 부력체를 이용하여 숙식, 급수, 오폐수처리 및 저장, 냉난방 및 전기 공급 등 거주와 숙식에 필요한 기초 내구재와 시설재를 부력체에 효율적으로 배치할 수 있도록 함으로써 경제성과 내구성이 큰 부력체를 구성하고 이를 통해 해상구조물을 띄우는데 필요로 하는 부력과 정적 안정성이 확보된 부유식 해상 펜션 구조물을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 해상 펜션 구조물의 제작을 단순화하면서도 부력체의 내부 공간을 효과적으로 구분하여 활용할 수 있으며 파도에 의한 부력 상실이 없고 정적 안정성이 우수하여 안전하게 사용할 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물을 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 부유식 해상 구조물의 예를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물을 설명하기 위한도식도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 시설재 배치도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 평면도.
도 5는 도 4의 A-A'선 단면도.
도 6은 도 4의 B-B'선 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 평면도.
도 8은 도 7의 C-C'선 단면도.
도 9는 도 7의 D-D'선 단면도.
이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참고로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물을 설명하기 위한도식도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 시설재 배치도이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 평면도 이다. 도 5는 도 4의 A-A'선 단면도이다. 도 6은 도 4의 B-B'선 단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 평면도이다. 도 8은 도 7의 C-C'선 단면도이다. 도 9는 도 7의 D-D'선 단면도이다.
본 발명은 도 2 내지 도 9와 같이, 해상에서 체류하면서 낚시나 여가 등을 즐길 수 있도록 하는 여가용 시설 구조물의 일종인 부유식 해상 펜션 구조물을 구성하는 것이다.
본 발명은 부유식 해상 펜션 구조물을 구성하는 부유체의 골격을 철근 콘크리트로 제작하여 계획적이면서도 안정성이 크고 경제적인 제조를 가능하게 하는 것이다. 특히 부유체의 사용재료로 철근 콘크리트로 부유체를 사전 제작하되 그 부유체에 적용되는 부력 및 재하하중을 최적화하여 해상에서 안정성을 높인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 해상에서 부력으로 부유할 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물을 구성하는 것으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 격벽(31)에 의해 격자형으로 분리되어 있으며 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45) 및 제6 공간(46)으로 분할되어 있는 일체형 육면체 형상의 철근 콘크리트재로 부력체(30)가 구성된다.
부력체(30)의 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45), 제6 공간(46)에는 한 개 이상의 밸러스트수 탱크(50)가 설치된다. 도 3에는 밸러스트수 탱크(50)가 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)에 설치된 예가 나타나 있다. 이 밸러스트수 탱크(ballast tank)는 일반적으로 선박에서 적당한 복원성을 유지하고 흘수와 트림을 조절하기 위해 배의 하부에 싣는 중량물과 같은 것이다. 부력체(30)의 안전한 부유를 위해서는 충분한 복원력과 적당한 흘수가 필요하다.
도 3과 같이, 밸러스트수 탱크(50)를 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)에 설치하는 경우 부유체(30)의 균형이 유지되어 부유체(30)의 흘수가 안정적으로 조절된다.
그리고, 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)들 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에는 전기장치부(60)가 설치된다. 여기서, 전기장치부(60)는 일반적인 자가 발전기를 포함한 송배전장치 등을 의미하며, 본 발명의 구성 요지와 직접 관련이 없는 부분으로 구체적인 기재는 생략한다. 도 3에는 전기장치부(60)를 제2 공간(42)에 설치한 예가 나타나 있다.
그리고, 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46) 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에는 급수부(61) 및 오폐수처리부(62) 그리고 펌핑부(63)로 이루어지는 급수 및 오폐수처리부(64)가 설치된다.
여기서, 급수 및 오폐수처리부(64)는 일반적인 급수시스템을 포함하여 발생된 오폐수를 저장하거나 처리하기 위해 사용되는 일반적인 통상의 시설물을 의미하며, 본 발명의 구성 요지와 직접 관련이 없는 부분으로 구체적인 기재는 생략한다. 도 3에는 급수 및 오폐수처리부(64)가 제5 공간(45)에 설치된 예가 나타나 있다.
그리고, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 부력체(30)의 상부에는 하우스(70)가 설치된다. 하우스(70)는 돔형 하우스가 바람직하며, 사람이 들어가 생활하거나 거주할 수 있는 공간으로서 천, 목재, 합성수지재 등의 다양한 소재를 성형 제작하여 부력체(30)의 상부에 설치하여 구성될 수 있다.
그리고, 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 부력체(30)의 계류 및 이동을 용이하게 하기 위하여, 부력체(30) 상면 모서리에는 계선주(71)를 설치하여 구성된다.
그리고, 부력체(30)의 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)으로 각각 출입할 수 있도록 하기 위하여, 부력체(30) 상면에는 점검구(72)를 설치하고 부력체(30)의 상면 외주면을 따라 난간(73)을 설치하여 구성된다.
그리고, 부력체(30)의 부력은 340 ~ 350tonf, 부력체(30)에 가해지는 재하하중은 25~30tonf, 부력체의 흘수(water drawn)는 3~4m가 되도록 조절하는 것이 바람직하다.
미설명 부호 74는 제1 공간 내지 제6 공간에 설치될 수 있는 '사다리'로서, 점검구(72)를 중심으로 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 구체적인 특징과 작용을 설명하면 다음과 같다.
부력체(30)는 철근 콘크리트로 제작된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 종래의 수상가옥 시설에서 사용되던 부력체는 주로 FRP(fiber glass forced plastic)로 제작되어 내부 공간을 활용하는데 한계가 있으나, 철근 콘크리트를 이용하여 제조된 부력체(30)를 제작할 경우 격벽(31)을 만들기가 용이하고 또한 공간을 용이하게 분할할 수 있어 내부 공간 활용도가 증가 되는 장점이 있다.
부력체(30)는 직육면체 형상으로서 내부 공간이 격벽(31)에 의해 격자형으로 6개의 공간으로 분할되어 있다.
6 개의 공간은 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45) 및 제6 공간(46)으로 나누어진다.
부력체(30)의 직사각형 모양 횡단면을 기준으로 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)이 직사각형의 모서리를 포함하도록 위치하고, 제2 공간(42)은 제1 공간(41) 및 제3 공간(43) 사이에 위치하고, 제5 공간(45)은 제4 공간(44) 및 제6 공간(46) 사이에 위치한다.
부력체(30)의 각 모서리부분은 응력집중과 모서리 부분 보강을 위해 헌치(haunch)를 설치하는 것이 바람직하다.
부력체(30)의 공간에 배치되는 밸러스트수 탱크(50)는 해상에서 부력체(30)의 전체 균형과 흘수를 유지하는 역할을 하여, 부유식 해상 펜션 구조물의 안정성을 향상시킨다.
도 3에 나타난 바에 의하면, 밸러스트수 탱크(50)는 총 4개가 설치되어 있으며, 각각 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)에 설치되며, 해상에서 부유식 해상 펜션 구조물의 전체 균형을 유지시켜 안전성이 유지되도록 한다.
밸러스트수 탱크(50) 1개당 해수 함수량은 55~65m3인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 평균적 양인 60m3이다.
전기장치부(60)는 숙박시설에 전력을 공급하기 위한 것으로, 태양열과 같은 대체에너지시설부(60a)를 포함할 수 있으며, 발전기 동력원을 이용한 자가발전시설을 동시에 운용할 수 있다. 전기장치부(60)는 제2 공간(42)에 설치되는 것이 바람직하다.
급수 및 오폐수처리부(64)는 하우스(70)에 물을 공급하는 동시에 하우스(70)안에서 발생 되는 오폐수를 저장하거나 처리하는 시설이다. 펌핑부(63)는 급수부(61)로 부터 하우스(70)에 물을 공급할 때 펌핑을 통해 물을 공급하기 위한 시설이다.
급수시설, 오폐수 시설 및 펌프시설은 제5 공간(45)에 설치된다. 급수부(61)에서 하우스(70)로 물이 공급된 다음, 하우스(70)에서 물을 사용한 후에 오폐수처리부(62)로 유입되므로, 물의 소비에 의한 용량변화의 영향이 최소화되도록 급수부(61)와 오폐수처리부(62)는 같은 공간에 위치시키는 것이 바람직하다.
하우스(70)는 이용자가 장기간 투숙하거나 휴식할 수 있도록 하는 시설로서, 돔형으로 제작하는 것이 바람직하다. 돔형은 풍 하중에 대한 영향을 최소화한다.
하우스(70)는 유리섬유(glass fiber)로 제작된 것으로, 돔형 하우스(70)로 제작할 경우 원형 밑바닥의 지름은 6m이고, 넓이는 29.2m2, 높이는 3.7m, 무게는 0.545tonf으로 하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다.
또한, 하우스(70)는 부력체(30)의 상면 중앙에 위치하여 부력체(30)에 대칭적인 하중이 작용하도록 한다.
계선주(71)는 부력체(30)의 상면 4개의 모서리에 설치되어 부력체(30)의 계류 및 이동을 용이하게 한다. 예를 들어, 계선주(71)에 밧줄을 매달아 부력체(30)의 위치를 이동시킬 수도 있고, 한 장소에 고정시 킬 수도 있다. 계선주(71)에 작용하는 견인력은 계선주 1개당 150kN인 것이 바람직하다.
점검구(72)는 제1 공간 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46) 내부로의 출입을 위한 것이다. 따라서, 점검구(72)는 부력체(30)의 상면에 형성하되 제1 공간 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)에 상응하는 부력체(30)의 상면에 각각 형성되어 총 6개의 점검구(72)를 형성하는 것이 바람직하다.
밸러스트수 탱크(50)가 설치되어 있는 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)에 상응하는 부력체(30)의 상면에 형성되어 있는 점검구(72)의 크기는 700 x 400cm(가로x세로)인 것이 바람직하다.
전기장치부(60)가 설치되어 있는 제2 공간(42)과, 급수부(61) 및 오폐수처리부(62) 그리고 펌핑부(62)가 설치되어 있는 급수 및 오폐수처리부(64)는 제5 공간(45)에 형성되어 있는 점검구(72)의 크기는 800 x 500cm(가로x세로)인 것이 바람직하다.
난간(73)은 펜션 이용자의 추락을 방지하기 위한 안전 시설물로서 안전사고를 방지하기 위한 것이다.
한편, 부력체(30)의 부력을 340~350tonf로 하고, 부력체(30)에 가해지는 재하하중을 25~30tonf로 하며, 부력체(30)의 흘수(吃水)를 3~4m로 하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
구체적인 예로서, 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 기본 제원은, 길이 12m, 폭 8m, 높이 4.5m 및 계획흘수 3.5m로 할 수 있다. 건현 높이는 일반적인 건현높이 1m를 적용하였다.<2005년 항만 및 어항 설계기준서 "제8편 계류시설"의 "9장 부잔교" 부분 참고>
본 발명에서 사용된 부력체(30)를 구성하는 철근콘크리트의 단위부피당 중량은 1ton/m3이다.
1. 계획부력
부력체(30)의 계획흘수에 따른 계획부력은 하기 수식 (I)에 의하여 346.08tonf로 계획될 수 있다.
계획부력 = 12m(길이) x 8m(폭) x 3.5m(계획흘수) x 1ton/m3(철근콘크리트의 단위부피당 중량) = 346.08tonf -------------------- 수식 (I)
2. 부력체의 자중(자체중량)
부력체(30)는 직육면체 형상으로서 상?하 슬래브와 전?후?좌?후 벽체 및 내부를 6개의 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)으로 나누는 내부 격벽(31)으로 제작되었다. 또한, 각 모서리부분은 모서리 부분 보강을 위해 헌치를 설치하였다. 부력체(30)를 구성하는 각 상세 구성의 단면 제원 및 중량은 표 1에 나타난 바와 같다.
구분 두께(m) 길이(m) 폭(m) 높이(m) 비중 개수 중량(tonf)
상판 0.2 12 8 0.2 2.45 1 47.04
저판 0.25 12 8 0.25 2.45 1 58.8
왼측벽 0.25 12 0.25 4.05 2.45 1 29.768
오른측벽 0.25 12 0.25 4.05 2.45 1 29.768
전측벽 0.25 0.25 7.5 4.05 2.45 1 18.605
후측벽 0.25 0.25 7.5 4.05 2.45 1 18.605
횡격벽 0.15 0.15 7.35 4.05 2.45 2 21.879
종격벽 0.15 11.2 0.15 4.05 2.45 1 16.67
횡헌치 0.25 0.25 7.35 0.25 2.45 12 6.7528
종헌치 0.25 11.2 0.25 0.25 2.45 8 6.86
높이헌치 0.25 0.25 0.25 4.05 2.45 24 7.4419
합계 (부력체의 전체 자중) 262.19
표 1에 나타난 바와 같은 부력체의 각 구성의 중량을 더하면 부력체의 전체 자중이 되며, 262.19tonf이다. 이때, 상기 부력체의 전체 자중, 262.19tonf에 10%의 추가하중을 고려한 288.41tonf를 본 발명의 부유식 해상 낚시 펜션의 실제 전체 자중으로 적용한다.
3. 재하하중
재하하중은 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물에 설치되는 각 시설에 따른 규모에 따라 계획한다. 재하하중은 부력체(30)의 내부 및 상부에 설치되는 각 구조물의 중량을 더한 것으로 하우스(70), 급수 및 오폐수처리부(64), 전기장치부(60) 및 기타 냉난방시설물 및 기타 시설물의 중량을 더하여 28.54tonf를 계획할 수 있다. 이하, 각 구조물의 중량을 설명한다.
하우스(70)는 돔형으로서 지름 6m, 높이 3.7m 및 넓이 29.2m2에 해당하는 기성제품의 무게인 0.545tonf와 여기에 추가적인 구조물 및 내장재의 중량을 고려하면, 하우스(70)의 중량이 약 1tonf이라 할 수 있으나, 하우스(70) 내부에 설치되어 있는 구조물들에 대한 중량을 고려한 1tonf를 추가한 2tonf를 하우스(70)에 의한 재하하중으로 한다.
급수부(61)는 급수에 필요한 수량을 고려하여 탱크의 규모를 결정하고, 그 부피에 대한 중량을 고려한다. 급수를 위한 탱크는 폭 1.5m, 길이 2m 및 높이 2m인 것을 사용하며, 그에 따른 탱크의 체적 6m3에 대한 수(水)량의 중량은 6tonf가 되고, 탱크의 중량을 고려하기 위하여 수(水)량의 중량에서 10%를 추가한 6.6tonf를 급수시설의 중량으로 한다.
오폐수처리부(62)는 오폐수량을 고려하여야 하는데, 오폐수량은 상기 탱크의 체적 6m3에 대한 수(水)량의 90%인 5.4m3로 계획한다. 오폐수량 5.4m3로에 대한 오폐수 중량은 5.4tonf이며, 탱크의 중량을 고려하기 위하여 중량에서 10%를 추가한 5.94tonf를 오폐수시설의 중량으로 한다.
오폐수처리부(62)의 중량은 급수부(61)의 중량과 함께 작용하지 않지만 부력 검토시에는 함께 검토하도록 한다.
냉난방시설은 전기제품으로 분류될 수 있으므로 전술한 하우스(70)의 내부에 설치되는 시설에 포함된다.
전기장치부(60)는 자연에너지를 활용하는 대체에너지시설과 자가발전시설로 분류될 수 있으며, 대체에너지시설과 자가발전시설의 중량은 각 6tonf씩 총 12tonf의 중량을 갖는 것으로 한다.
기타시설재로는 계선주(71), 점검구(72), 펌프 및 난간(73) 시설을 포함하며, 약 2tonf의 중량을 갖는 것으로 한다.
4. 부력검토
위에 언급한 바와 같이, 부력체(30)의 자중과 재하하중에 더하여 부력을 검토한 결과, 316.95tonf인 것을 알 수 있다. 상기 부력의 계획흘수에 따른 계획부력인 346.08tonf보다 29.13tonf가 작은 수치로서, 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션구조물은 29.13tonf의 여유부력을 갖는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물의 부력체(30) 자중에 대한 복원력 및 부력체(30)에 작용하는 경사모멘트를 고려하여, 정적 안정성을 다음과 같이 검토할 수 있다.
1. 부력체 자중에 대한 복원력
부력체(30)의 단면이 길이방향으로 일정하다고 가정하여 자중에 따른 부력체(30)의 복원력을 검토하기 위해서는 메타 센터 높이가 최소한 0보다 커야한다. 메타 센터 반경은 1.5238m, 부심 1.75m 및 중심 2.25m를 하기 수식 II에 적용한 결과, 메타 센터 높이는 1.0238m 인 것을 알 수 있고, 상기 메타 센터 높이가 0보다 크므로 부력체(30)의 복원력을 검토할 만한 안정성이 있다는 것을 알 수 있다.
메타 센터 높이(GM) = 메타 센터 반경 + 부심 + 중심------------수식(II)
부력체의 최대 경사거동은 「항만 및 어항 설계기준(2005)」에 따라, 하기 수식 (III)에 의해 검토하였다.
Figure pat00001
(III)
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, W는 부력체의 중량(kN)이고, P는 편심하중의 합력(kN)이며, b는 부력체의 폭(7m)이고, h는 부력체의 높이(3.7m)이며, d는 P를 부력체의 중심에 재하하였을 때의 부력체의 흘수(2.7m)이고, c는 부력체의 중심에서 저면까지의 높이(1.739m)이고, a는 P의 부력체 중심축으로부터의 편심량(m)이며, α는 부력체의 경사각(°)이다.
상기 수식 (III)에 의해 최대 경사각은 5.71°인 것을 알 수 있다.
따라서, 메타센터높이(1.0238m), 최대 경사각(5.71°) 및 부력체의 전체 자중(288.41tonf)을 이용하여, 하기 수식 (IV)에 의해 복원력을 구할 수 있다.
복원력 = 메타센터높이 x sin(최대 경사각) x 부력체의 전체 자중 --- (IV)
즉, 최대 경사각에 따른 복원력은 29.38tonf?m인 것으로 산정되었다.
2. 부력체에 작용하는 경사모멘트
부력체에 가장 큰 경사모멘트를 발생시키는 것은 바람이며, 평상시 풍속 5m/s 및 폭풍시 풍속 40m/s으로 하여, 부력체에 작용하는 풍하중을 산정한다.
평상시 풍압력 = 0.5 x 1.25 x 5m/s x 2.3 x 1.9 = 0.007tonf/m2
폭풍시 풍압력 = 0.5 x 1.25 x 40m/s x 2.3 x 1.9 = 0.007tonf/m2
부력체의 풍압면적은 건현높이와 숙박시설을 고려하여 29.43m2로 하고, 풍압면적 중심에서 부력체 중심까지 거리는 2.976m로한다.
평상시 및 폭풍시 부력체에 작용하는 경사모멘트는 풍압력 x 풍압면적 x 거리에 의해 다음과 같이 산정할 수 있다.
평상시 경사모멘트 = 0.007tonf/m2 x 29.43m2 x 2.976m = 0.613tonf?m
폭풍시 경사모멘트 = 0.446tonf/m2 x 29.43m2 x 2.976m = 39.062tonf?m
3. 정적 안정성
부력체 자중에 대한 복원력 및 부력체에 작용하는 경사모멘트를 검토한 결과, 평상시의 경우, 정적 복원력 29.38tonf?m는 경사모멘트 0.613tonf?m보다 크기 때문에 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 폭풍시의 경우, 정적 복원력 29.38tonf?m는 경사모멘트 39.062tonf?m보다 작기 때문에 폭풍시 인근 어항으로 피항하여야 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 부유식 해상 펜션 구조물은 부력 및 정적 안정성을 최적화하여 해상에서의 안정성 및 사용의 편리성을 증진시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있으며, 철근콘크리트로 부유체를 사전 제작으로 계획적으로 제작할 수 있으므로 다른 구조물들, 예를 들면 에너지 운반과 저장 등을 위한 일반 부유 구조물들 및 이 분야 부유 구조물 들에 비해 경제성과 구조물 제작 편의성 그리고 안정성 등이 양호하다.
이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 예시이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.
30:부력체
31:격벽
41:제1공간
42:제2공간
43:제3공간
44:제4공간
45:제5공간
46:제6공간
50:밸러스트수탱크
60:전기장치부
61:급수부
62:오폐수처리부
63:펌핑부
64:급수 및 오폐수처리부
70:하우스
71:계선주
72:점검구
73:난간
74:사다리

Claims (8)

  1. 해상에서 부력으로 부유할 수 있는 부유식 해상 펜션 구조물에 있어서,
    격벽(31)에 의해 격자형으로 분리되어 있으며 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45) 및 제6 공간(46)으로 분할되어 있는 일체형 육면체 형상의 철근 콘크리트재로 사전 제작된 부력체(30);
    상기 부력체(30)의 제1 공간(41), 제2 공간(42), 제3 공간(43), 제4 공간(44), 제5 공간(45), 제6 공간(46)에 설치된 한 개 이상의 밸러스트수 탱크(50);
    상기 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)들 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치된 전기장치부(60);
    급수부(61) 및 오폐수처리부(62) 그리고 펌핑부(63)로 구성되어 상기 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46) 중에서 선택된 어느 한 개의 공간에 설치되는 급수 및 오폐수처리부(64);
    상기 부력체(30)의 상부에 설치된 하우스(70)를 포함하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸러스트수 탱크(50)는 부력체(30)의 제1 공간(41), 제3 공간(43), 제4 공간(44) 및 제6 공간(46)에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기장치부(60)는,
    상기 부력체(30)의 제2 공간(42)에 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 급수 및 오폐수처리부(64)는,
    상기 부력체(30)의 제5 공간(45)에 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부력체(30)의 계류 및 이동을 용이하게 하기 위하여 부력체(30)의 상면 각 모서리에는 계선주(71)를 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부력체(30)의 제1 내지 제6 공간(41)(42)(43)(44)(45)(46)으로 각각 출입할 수 있도록 하기 위하여 상기 부력체(30) 상면에는 점검구(72)를 설치하고 부력체(30)의 상면 외주면을 따라 난간(73)을 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부력체(30)의 계획부력은,
    길이 12m, 폭 8m, 높이 4.5m, 계획 흘수 3.5m, 건현 높이 1m 조건이고, 부력체(30)를 구성하는 철근콘크리트의 단위부피당 중량은 1ton/m3인 조건에서,
    하기 수식 (I)에 의해 계획부력을 산출하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
    계획부력 = 12m(길이) x 8m(폭) x 3.5m(계획흘수) x 1ton/m3(철근콘크리트의 단위부피당 중량) = 346.08tonf ----------- 수식 (I)
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 부력체(30)에 가해지는 재하하중이 25~30tonf 인 것을 특징으로 하는 부유식 해상 펜션 구조물.
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