안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
토목공학
Q. 옛날에지은 아파트들은50년정도 내구성을가진다고 알고있는데, 요즘짓는아파트들은 몇년정도의 내구성이 있는지 궁금합니다.
정확한 내구연한은 알 수 없지만 대략 30년 전후일 것이라 생각합니다. 그 이유는 경제적인 부분이 크게 작용하기 때문입니다. 유럽의 경우 100년이 넘은 건축물도 구조적으로 문제가 크게 없고, 조금의 보수를 통해서 더 오래 유지도 가능한 것을 볼 수 있습니다. 그만큼 콘크리트는 수명이 긴 건설자재입니다. 그런데 우리나라가 아파트 재건발이가능한 기한을 50년으로 잡고 있다가 30년으로 줄이는 등의 기준을 만드는 것은 구조적 문제도 있지만 재건축을 통한 수익을 고려한 것이 큽니다. 아래에 대략적으로 정리하겠습니다.구조적인 부분으로는 보통 높은 건물은 기둥과 보로 주요구조체를 구성하고 하중을 견뎌냅니다. 하지만 기둥을 만들면 기둥이 있는 곳이 벽 보다 튀어나오게 되어서 공간활용이 좋지 않습니다. 그래서 우리나라 아파트의 경우 주로 벽식구조로 지어집니다. 그렇게 건축하면 벽의 두께가 기둥에 비해 많이 얇아지기 때문에 당장은 구조계산 상 문제가 전혀 없겠지만 장기적으로 누적되는 영향이 축적되어 파손되기 쉬운 구조입니다. 대신에 공간활용이 좋으면서 높은 건물을 만들 수 있어서 계속 선택하는 구조형태입니다. 자재 품질은 기술발달이 이어지기 때문에 예전보다 더 좋아질 것이라는 것이 합리적인 판단입니다. 그런데 왜 건물의 수명은 줄어들까요? 그것은 다음 문제가 클 것이라 생각합니다. 아파트를 건설하여 얻어지는 수익은 대부분 대형 건설사로 흘러들어가고, 일부 해당 건설에 참여하는 여러 업체들로 분배가 될 것입니다. 건설시장에서, 특히 아파트 건설과 관련하여 발생되는 수익이 매우 큽니다. 노후된 아파트를 리모델링하는 비용과 신축비용을 고려하면 큰 차이가 나는 것이 아니지만 수익성은 신축이 더 크기 때문에 재건축을 통한 신축을 하려는 경우가 많습니다. 수익성을 위한 것이 왜 아파트 수명이 줄어들게 하는지가 의문일 것입니다. 실제 재건축을 할 때 30년이 넘었기 때문에 한다면 그냥 허가를 내주지 않습니다. 정말 그 아파트가 재건축이 필요한지 검토가 이루어질 것입니다. 각종 검사를 통해서 검토되는데, 이때 통과되기 위해서는 그만큼 노후화가 진행되어야 합니다. 그래서 건설사들은 그 정도 수준의 품질로 공사한다고 의심해볼 수 있는 것입니다. 심지어 준공된지 30년이 지난 아파트는 안전진단 없이 재건축 가능하도록 하고, 노후 주택들도 재개발 기준을 완화해주는 등의 정책이 시행되고 있습니다. 음모론이 될 수도 있겠지만 이러한 정책이 과연 누구에게 득이 될지를 생각해봐도 합리적인 의심을 할 수 있을 겁니다.
토목공학
Q. 터널은 왜 둥글게 만드는지 궁금해요. 이유가 있나요
질문에서 얘기하신 터널은 산을 관통하고 지나가는 것이라 생각됩니다. 그런 터널은 외부를 흙이 터널의 중심방향으로 누르게 됩니다. 이때 각이진 형태라면 하중이 특정지점에 강하게 작용할 가능성이 높고, 직선부 중심이 외부 하중에 취약해집니다. 하지만 원통형으로 만들면 터널 중심방향으로 작용하는 하중이 고르게 분포되도록 하기 유리합니다. 구조체에 작용한 하중을 사방으로 전달되기 좋은 형태인 것입니다. 각이진 형태처럼 특정부위에 하중이 크게 작용하여 전단파괴 되는 문제를 줄일 수 있습니다.
토목공학
Q. 공장지대도 아닌데 굴뚝이 왜 있는건가요??
해당 아파트가 언제 지어졌고, 어떤 형태인지 알 수 없지만 보통 아파트 단지 근처에 있는 굴뚝은 중앙집중식 난방인 경우가 있습니다. 중앙집중식 난방인 경우 공동주택의 지하에 큰 보일러실을 설치하여 그곳에서 발생하는 열에너지를 각 세대로 공급하는 방식입니다. 규모가 큰 보일러실어서 굴뚝을 설치하여 연기를 배출했습니다.요즘은 개별난방방식으로 지어지고 있지만 오래 전에는 중앙집중식을 선택하여 보일러를 관리사무소에서 관리하였습니다. 각 세대별로 필요할 때마다 난방을 할 수 없었고, 유지관리비용도 많이 들어가던 방식입니다. 중앙집중식 난방을 하던 공동주택을 개별난방으로 바꾸고도 굴뚝의 구조물 해체가 어려워서 남겨두는 곳도 있습니다.
토목공학
Q. 철근 빠져 있는 건물들은 어떻게 보수 하나요?
철근이 빠진 건물은 보수할 수 없을 것으로 판단됩니다. 다른 구조물을 추가 설치하여 보강하는 것은 가능할지 모르지만 다시 철근을 추가할 수 없습니다. 일부 철거 혹은 전체 철거 후 재작업해야 될 것입니다.제발 인간의 욕심이 나쁜쪽으로만 작용하지 않길 바랍니다.
토목공학
Q. 요즘 건설경기가 어렵다고사는데요?
가장 큰 원인은 금리 상승과 자재비 및 인건비 급상승일 것 같습니다. 우선 몇 년 전부터 기준금리가 많이 상승하였습니다. 건설비용이 매우 큰 금액인 것은 아실겁니다. 단독주택의 경우도 수억원부터 대형건물로 가면 수십, 수백억원의 공사비가 발생할 수 있는데 금리가 조금만 올라가도 이자도 금액이 그만큼 커집니다. 거기에다가 자재비와 인건비가 급상승하면서 건설비용이 더 올라가게 되었습니다. 해당 공사를 하고 나서 이자비용 보다 더 높은 수익이 보장된다면 공사를 진행하겠지만 수익이 보장된 사업이 그리 많지 않습니다. 수익이 얼마나 될지 알 수 없이 기대치에 의해 진행되는 경우가 많습니다. 그렇기 때문에 더욱 공사진행을 꺼려하게 되어 건설경기 침체로 이어질 수 있는것입니다. 금리는 차츰 내려갈 수 있습니다. 하지만 이미 올라버린 자재비나 인건비는 내리기 어려울 것입니다. 그나마 기대해 볼 수 있는 것은 중국 내수시장의 수요가 공급보다 낮아져서 디플레이션으로 이어질 경우 재고처리를 위해서 싸게 수출해야 할 상황이 올 경우인데, 현재 중국시장에 디플레이션이 왔음에도 자재비가 내리지 않는 것을 보아 기대치를 낮춰야 하지 않을까 생각됩니다. 아무튼 건설을 함에 있어서 100% 시행사나 건축주가 비용을 가지고 하는 경우가 별로 없는 상황에서 금리인상이나 물가상승이 공사수를 줄게 만들었습니다. 그만큼 작업자들이 나갈 수 있는 현장이 줄어들었다는 것이기에 관련 종사자들은 수익창출이 어려워집니다.
생물·생명
Q. 거북이 등껍질은 별도의 껍질인건가요?? 아니면 뼈인가요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.거북이 등껍질은 뼈라고 볼 수 있습니다. 대략 50개 정도의 뼈로 이루어져있습니다. 갈비뼈가 확장되어 척추와 어깨뼈 등이 통처럼 변형된 것입니다. 더 정확히는 뼈와 가죽으로 이루어졌습니다. 등갑은 척추뼈와 갈비뼈가 변형된 골갑판이며, 그 위로 가죽이 각질처럼 덮여 있는 것입니다. 사람이나 대부분 동물들이 성장할 때 뼈의 낡은 조직은 부수고, 새로운 조직이 채워지며 성장합니다. 이것이 뼈의 재생성으로 성인 혹은 성체가 된 이후에도 계속해서 그런 작용은 이루어집니다. 거북이 또한 그런 과정을 통해서 등갑과 함께 성장할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 소금은 바다에서 나는데.광산은 어떻게 생성된건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.수백만년 전에 바다에 잠겨 있었던 곳이 조산 운동으로 솟아올라 산맥이 형성됩니다. 이후 그 곳에 남아있던 바닷물이 그대로 고여서 소금 호수가 되고, 물이 점차 증발하고 바닥에 남은 소금은 서로 뭉쳐지면서 지표에 묻히게 됩니다. 땅의 압력에 의해서 염분들이 돌덩어리처럼 되면서 암염이 되고, 그것을 발견한 사람들이 광산에서 광석을 채굴하듯이 암염을 채굴하게 된 것입니다.추가적으로 암염이 발견된 곳의 아래에는 천연가스나 석유가 매장되어 있을 가능성이 높다고 합니다. 안타깝게도 우리나라에는 암염이 매장되어 있지 않고, 석유도 없죠.
화학
Q. 냉면에 넣어먹는 식초가 살균기능이 있다는데 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.병원성 세균이 살아가기 좋은 pH수치는 7.0~7.6정도입니다. 이때 산성의 식초가 pH수치를 낮춰서 병원성 세균이 살기 좋지 않은 환경을 만들어줍니다. 그렇게 세균이 살기 어려운 산도를 만들어서 살균작용을 하는 것입니다.
물리
Q. 나폴레옹이 러시아 원정에서 실패한 이유가 추위때문이 아니라고 하는데 사실인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질문은 과학과 관련된 질문은 아닌 것 같지만 답변을 달아보겠습니다.나폴레옹이 러시아 원정을 실패한 뒤 발표한 공고문에는 혹독한 추위 띠문이라고 주장했습니다. 나폴레옹이 유럽을 포함하여 프랑스가 매우 어려운 시기에 무리하게 러시아원정을 떠났습니다. 악천후로 인한 흉작, 장기화 되는 전쟁으로 인한 기업의 도산과 실업 등 국민들의 불만이 극대화 되던 시기에 러시아 원정을 통해 만회하려던 것이었습니다. 하지만 원정 실패 후 추위 때문이라는 변명을 한 것입니다. 다른 이유들이 있었습니다.러시아 원정을 갔던 때는 평년 보다 따뜻했었습니다. 나폴레옹이 후퇴하기 시작한 10월에 키예프는 기온이 영상 10도 이상, 바르샤바도 10도 이상, 레바르의 경우 6도를 조금 넘으며 11월 말까지도 얼음이 얼지 않았다고 합니다. 얼음이 얼지 않아 대포가 이동하는 과정에 바퀴가 진흙에 빠져 이동에 영향을 주고, 베레시나 강이 얼지 않아 건널 수 없었습니다. 그런데도 추위 때문에 실패했다는 주장이 받아들여진 이유는 뒤늦게 귀향하게 된 병사들이 12월에 찾아온 큰 추위를 경험하게 되면서 추위 이야기를 해서 사람들이 나폴레옹의 변명을 믿게 된 것입니다. 오히려 추위를 생각하며 떠난 원정의 날짜를 잘 못 잡은 것과 보급의 실패가 더 큰 원인입니다. 다른 원인으로는 군복의 단추입니다. 당시 군복의 단추는 주석으로 만들었는데 후퇴 중 12월이 되어 시작된 강추위에 주석 단추가 떨어져 나갔고, 병사들이 추위를 막고자 무기를 들기 보다는 군복을 붙잡고 있어야 했습니다. 프랑스 병사들은 추위에 의해서 죽거나 추격해온 러시아 군대에 의해서 제대로 대응해보지 못하고 죽게 되었습니다. 다음 원인으로는 위에서 잠시 언급했듯이 물자와 식량보급의 실패입니다. 나폴레옹은 대군을 이끌고 나간 원정에 3주일치의 보급을 하고, 현지조달을 생각했습니다. 하지만 러시아의 청야전술로 인해 현지조달이 어려웠습니다. 바로 이어 청야전술 또한 원정 실패의 원인입니다. 나폴레옹은 강추위 속에서 전쟁을 할 생각이 없었습니다. 러시아 영토 안으로 진격하면 주력부대가 나설 것이라 생각하고 화력과 잘 훈련된 병력수로 한판 결전으로 원정을 마무리하려 했습니다. 하지만 러시아군의 주력은 내륙 깊숙이 후퇴하였고, 모스크바까지 손에 넣은 프랑스군은 텅 빈 도시에서 굶어 죽거나 얼어죽어야 할 상황이었습니다. 나폴레옹은 어쩔 수 없이 장기간의 후퇴를 해야 했고, 그때만을 노리고 있던 러시아군이 패잔병을 추격하여 프랑스군에 많은 희생이 발생하였습니다. 러시아 원정에 60만 대군을 이끌고 가서 4만명 정도만 살아서 귀환했고, 그 중 다시 전투에 나설 수 있을만큼 온전한 병사는 1천명 정도였습니다. 혹독한 추위도 일부 원인이 되지만 더 큰 원인은 잘못 계산된 출정시기와 보급, 러시아군의 청야전술(또는 그렇게 대응할 것이라 생각하지 못한 나폴레옹의 판단) 등입니다.불만이 가득한 민심을 전쟁으로 만회하려 했던 나폴레옹의 생각 가장 큰 실패의 원인이 아닐까 생각됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 이것도 화석인가요??(사진참조 부탁드립니다.)
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.화석이 아닌 것 같습니다. 사진 속 생물은 돌에 붙어 있는 군부로 보입니다. 군부는 바다에 있는 암초나 돌 등에 붙어서 사는 연체동물입니다. 외부의 자극을 받으면 더욱 강하게 흡착하는 성질이 있습니다. 도구를 이용해서 떼어낼 수 있습니다. 잘 알려지지는 않았지만 식용 가능한 생물입니다. 현재는 일부지역에서 식재료로 사용하지만 어려운 시절에는 많이 먹었던 것으로 알고 있습니다.사진에 보이는 것은 화석이 아니라 군부가 돌에 붙어 있는 것 같습니다.