포털:고등학교/기술·가정/공학 일반(2015 개정)/건설 공학의 이해

건설 공학의 이해

건설 공학이란

건설공학의 정의? 도시가 만들어지고 발달하기 위한 다양한 기술과 산업 중 가장 기본이 되는 건축과 토목을 연구하는 건축 공학과 토목공학을 뜻함.

건축공학? 인간이 안전하고 아름다운 공간에서 살 수 있도록 구조, 재료, 시공 방법 등에 대한 연구하는 공학

토목공학? 자연의 한계를 극복하여 보다 더 쾌적한 환경에서 생활할 수 있도록 도로, 하천, 도시 계획 등 토목에 관해 연구하는 공학

건축 공학의 이해

 건축 구조물은 그 시대의 문화와 문명의 발달을 대변하는 예술 작품의 일부로서 인류가 걸어온 문명의 발자취를 확인할 수 있다.

1) 연구 분야

 공간을 구성하는데 직접적으로 필요한 기술적인 분야와 인간의 생활과 관련된 사회적인 분야를 망라하고 있다. 건축 공학은 건축에 관한 계획, 재료, 구조, 공법, 환경, 역학 등을 연구하며, 건축 구조, 건축 환경 계획, 건축 설비 분야로 구분된다.

가) 건축 구조 분야

 건축 구조 분야의 연구에는 건축물의 기초를 연구하는 기초 공학, 건축물의 강도나 변형에 대하여 연구하는 구조 역학, 건축물 구조재인 철골이나 철근 콘크리트의 재질 등을 연구하는 재료 역학 등이 있다.

나) 건축 환경 계획 분야

 건축물의 환경은 외부 환경과 내부 환경으로 나눌 수 있다. 건물의 환경 요소에는 열 환경, 빛 환경, 소리 환경, 공기 환경 등이 있다. 건축 환경 계획 분야에서는 환경과 인간의 관계, 건물과 에너지 소비, 자연형 건축 기법, 친환경 계획 기법에 대하여 연구한다.

다) 건축 설비 분야

 건축 설비는 인간의 실내 환경과 건축물의 기능을 향상하기 위해 건축물에 설비하는 모든 공작물이다. 환기, 냉·난방 설비, 급배수 설비, 전기 설비, 운반·수송 설비, 가스 설비, 주방 설비 등 종류가 다양하다.

2) 건축 공학의 특성

 건축 구조물은 발생 시초부터 그 시대의 기술, 문화와 예술의 종합체로서 발달하여 왔다. 과학, 공학, 예술의 발달과 접목으로 건축 구조물의 용도가 매우 다양해졌다.
 건축 공학은 건축 구조물을 목적과 요구에 따라서 계획·설계하고, 시공, 완성되는 과정에서 여러 학문을 종합하고 그 시대의 사회적 욕구를 충족한다. 건축 공학은 그 시대의 건축 문화를 창조하는 기초 학문이며, 공학 기술과 예술을 포함하는 종합 학문이다.

토목 공학의 이해

 토목 공학은 기원과 역사가 인류 역사와 일치할 만큼 가장 오래된 학문이며, 원시 인류는 자연재해로 부터 피난처를 만들기 위해 토목 기술을 터득한 반면, 현대에 들어서는 험한 지형에 도로를 만들기 위한 학문으로 발전했다.
 토목 공학은 기술과 공학으로 나눌 수 있다. 자연의 극심한 조건으로부터 보호받기 위한 구조물을 만드는 기반 기술이며, 인간의 생명 유지에 필요한 물, 공기를 공급하고 정결하게 유지하는 응용과학이다.
 토목 공학은 인간이 환경을 변화 시켜 인간에 맞게 유지하고 보존하여 편리하게 만드는 것이다.

1) 연구 분야

 토목 공학은 사회 및 시대의 변천에 매우 민감하다. 따라서 농경 사회에는 수리 사업, 중세 봉건 사회에는 교량, 성곽의 축조를 중심으로 발달, 근래에는 대중 교통망, 환경 보전, 항만 등에서 우주선의 구조 설계까지 시대의 변천과 인간의 욕구에 따라 토목 공학이 발달해왔다.

가) 도로 공학

 도로 공학은 도로에 대한 계획, 설계, 시설, 유지 등에 관한 이론을 다루는 학문이다. 도로 공학에서는 측량학, 토질 역학, 수문학, 구조 설계에 대하여 연구한다.

나) 철도 공학

 철도 공학은 철도의 건설, 운영, 보수 등에 필요한 기술을 다루는 학문이다. 철도 공학은 도로 공학과 비슷하지만 운송 수단 중 단위 하중당 운송비가 가장 저렴하여 화물 수송 전반을 철도가 담당하고 인원 수송은 도로가 담당하는 추세이다.

다) 항만 공학

 항만 공학은 항만 시설물의 계획, 설계, 건설 관리 등을 취급하는 학문이다. 항만 공학에서는 해양학, 지질학, 지구 과학, 해양 물리학, 해양 지구 과학, 기상학, 유체 역학, 동역학, 수리학, 구조 역학, 토질 역학, 측량학, 기계 공학, 전자 공학 등 여러 학문을 연구하는 융합 학문이다.

라) 공항 공학

 공항 공학은 항공기의 이착륙, 정비, 격납 화물의 출납을 위한 시설을 설계하고 운용하는 학문이다. 공기 역학, 구조 역학, 비행 역학, 열역학, 기계 공학, 추진 공학, 제어 공학 등이 항공 공학의 연구 대상이된다.

2) 토목 공학의 특성

 토목 공학은 인간의 생명 유지와 편리성을 도모하기 위한 공학이다. 토목 공학은 수리, 물리, 화학 등 자연 과학은 이용한 모든 공학의 근간을 이루는 분야로, 모든 산업과 밀접한 연관을 가지며 다양한 첨단 기술 분야가 집약된 최첨단 종합 기술 학문이라고 할 수 있다.
 토목 공학은 경제성, 기능성과 심미성, 공익성, 안전성, 내구성, 융합성으로 이루어진다.

건설 공학의 동향

건축 분야

 건축의 역사는 인류가 주거 생활을 하면서 시작되었으며, 현대에 이르는 오랜 역사를 가지고 있다. 건축 공학은 근대 이전과 근대 이후로 구분되며 근대 이전은 더 넓은 공간을 확보하고 건물을 높이 올리고자 연구한 반면, 근대 이후는 산업 혁명 이후 건축 재료 및 기법의 발전과 함께 급속도로 발전하였고 재료의 변화에 따른 다양한 건축 기법들에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

1) 건축에 대한 개념 변화

 18세기 후반 산업 혁명을 계기로 피신처의 개념에서 인위적인 환경 조절 시스템의 개념으로 변하였다. 따라서 자원의 고갈과 오염 등의 문제를 초래하게 되었다.

2) 건축 공학 필요성의 변화

 집이 부족한 시절에는 건물을 짓는다는 개념이였으나, 주택 보급률의 증대로 집을 관리하는 개념으로 변화하였다. 또 기존의 건물을 안전하게 오랫동안 유지하고, 도시 재건축을 위한 건물 파괴 분야에 대한 관심이 증대하였다.

토목 분야

 토목 공학은 지구 자원을 유지, 개발 및 관리하는 미래 지향적, 기술 집약적 최첨단 응용 학문으로 발전하고 있다. 인류 문명의 근간이 주거, 농업, 관개, 치수에 있다는 점을 고려하면 인류 역사는 토목 공학과 함께 발전되었다고 할 수 있다.

1) 토목에 대한 개념 변화

 원시 인류는 자연재해로부터 피난처를 얻기 위해 토목 기술을 이용한 반면, 지구의 제한적 자연과 자원의 한계를 극복하기 위한 연구의 개념으로 토목에 대한 개념이 변화하였다.

2) 토목 공학의 발전 방향

 인류가 사용할 수 있는 석유 및 에너지 자원은 고갈되고 환경 문제를 만든다. 따라서 대체 에너지의 필요성이 강조되고 있으며 요즘은 태양열, 풍력 등과 같은 무한 에너지 외에도 다양한 대체 에너지를 연구 중이다.
 해양이 영토의 개념으로 해저 자원 개발이 본격화될 경우 먼저 바다를 선점하는 국가가 번영할 것이다. 이런 측면에서 토목 공학은 해양 구조물, 해저 구조물의 설계, 시공과 관련하여 많은 수요가 있을 것이다.
 토목 공학은 인류가 우주에 거주할 수 있게 거주 시설을 설계하고 시공하는 기술에 대한 연구를 하게 될 것이다.
 우리나라를 비롯해 많은 선진국들의 도시는 70년대에 완성 되었고, 지금은 외곽을 중심으로 수평 팽창을 하고 있다. 이로 인해 구도심의 공동화 및 기능 상실의 문제가 발생하고 있다. 도시의 원래 기능을 되살리기 위한 구도심 재생 사업으로 쾌적한 도시 환경을 제공하는 역할을 토목 공학이 수행하게 될 것이다.