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0번-홍길동 : 아궁이와 온돌

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0번-홍길동 : 아궁이와 온돌

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1. 과학적 원리 : 아궁이에서 불을 피우면 뜨거운 열기가 구들장으로 전도된 다음, 복사현상을 일으키면서 열기가 위로 올라가고, 대류현상을 통해 방전체가 따뜻해진다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭 : 서양은 벽난로와 같이 공기를 데우는 난방을 주로 한다. 이는 실내 난방 효율은 적고 에너지 소비가 매우 높다. 이에 반해 온돌은 바닥을 데우는 중/저온 난방으로 전도, 대류, 복사를 모두 활용해 실내 온,습도를 모두 조절하기 때문에 매우 효율적이고 과학적이다.

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뜻 : 겨울잠 또는 동면은 겨울이 되어 동물이 대사 활동을 최대한 낮춘 상태에서 겨울을 나는 것을 말한다.

에너지 효율이 높은 까닭 : 정온동물(항온동물)의 경우 먹을 것이 풍성한 가을에 많이 먹어뒀다가 겨울 내내 잠을 자며 봄을 기다리는 것을 말한다. 이는 먹을 것이 부족해지는 겨울철에는 에너지원의 공급이 어렵기 때문에 필수적인 물질대사 이외의 에너지 소모를 최소한으로 줄이기 위해서이다. 따라서 항온 동물은 먹을 것이 풍부하다면 굳이 겨울잠을 자지 않으며, 먹을 것이 부족하면 겨울철이 아니더라도 잠을 잔다. 겨울잠은 일부 동물 종이 겪는 최소 활동 및 대사 저하 상태이다. 겨울잠은 낮은 체온, 느린 호흡 및 심박수, 낮은 대사율을 특징으로 하는 계절적 변온성이다. 겨울철을 보내는 데 가장 일반적으로 사용되며 이를 월동이라고 한다.

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2번 김건호 : 흰개미 집 건축물의 원리

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2번 김건호 : 흰개미 집 건축물의 원리

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1. 과학적 원리 : 흰개미집은 위, 아래에 구멍을 뚫어 뜨거운 공기는 위로 빠져나가게 하고, 바닥에 있는 구멍으로는 땅의 찬 공기를 들어오게 하는데, 이 건물 역시 건물 옥상에 통풍창을 만들어 뜨거운 공기는 자연스럽게 빠져나가게 하고 건물 지하에 구멍을 만들어 찬 공기를 건물로 끌어들인 것 입니다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭 : 흰개미 둥지는 자연적인 통풍 시스템을 잘 활용합니다. 둥지 내부는 온도와 습도를 일정하게 유지하기 위해 공기가 자연스럽게 흐를 수 있도록 설계되어 있습니다. 이를 통해 외부 기후 변화에 관계없이 내부 환경을 안정적으로 유지할 수 있습니다.

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10번-배건우 :황제펭귄의 허들링

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10번-배건우 :황제펭귄의 허들링

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1. 과학적 원리:황제펭귄들이 추위와 눈보라에서 서로를 지켜내는 방법은 펭귄들은 한데 모인 뒤 동그랗게 겹겹이 꼭 붙어서로의 체온으로 –50°C 아래인 추위를 견디는 ‘허들링’이라는 방법입니다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭:황제펭귄이 혼자 추위를 맞서려고 했다면 얼마 가지 않아 얼어 죽을 것입니다.
하지만 눈보라가 지나가기까지
온기와 배려가 깃든 연대덕분에 펭귄들은
다 함께 살아남을 수 있습니다.

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23번- 정하율 흰개미 집 건축물

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23번- 정하율 흰개미 집 건축물

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과학적 원리:위, 아래에 구멍을 뚫어 뜨거운 공기는 위로 빠져나가게 하고, 바닥에 있는 구멍으로는 땅의 찬 공기를 들어오게 한다.

에너지 효율이 높은 까닭:건물 옥상에 통풍창을 만들어 뜨거운 공기는 자연스럽게 빠져나가게 하고 건물 지하에 구멍을 만들어 찬 공기를 건물로 끌어들인 것이다. 이 원리를 사용하여 건물을 지으면 여름에 에어컨 없이 시원하게 지내 전기에너지 소비를 줄일 수 있다.

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1.과학적 원리:유리와 유리 사이에 아르곤 가스를 채워 넣거나 그 사이의 공기를 뺌으로써 이중유리의 외부쪽 유리와 내부쪽 유리의 온도차에서 발생되는 열 교환현상을 막아주고 단열효과를 높여준다.

2.에너지 효율이 높은까닭 :이중창은 두 개의 유리판이 일정한 간격을 두고 설치된 구조로 이루어져 있습니다. 이 사이에 공기층 또는 아르곤, 크립톤 같은 불활성 가스를 채워 넣어 단열 성능을 극대화합니다. 이러한 구조는 외부와 내부의 온도 차이를 줄이고, 에너지 손실을 최소화하는 데 중요한 역할을 하기 때문이다.

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19번 이주원 이중창의 원리

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19번 이주원 이중창의 원리

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1. 과학적 원리

이중창의 보온 효과가 좋은 이유는 열전도 이 낮은 공기층이 창문 사이에 존재하기 때문이다

이중창을 만들면 창문 사이에 하나의 공기층이 새로 생기기 때문에 단열효과가 발생한다. 이때 공기의 열의 전도율이 유리에 비해 1/40배 정도로 낮기 때문에 단일 창문일 때 보다 열의 손실이 줄어든다

2. 에너지 효율이 높은 까닭

단창과 같이 창이 하나만 있다면 열이 쉽게 빠져나가지만 이중창은 창문사이에 공기층이 하나 더 존재하기 때문에 단열 효과가 발생해 에너지 효율을 크게 늘릴 수 있다

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20번임나경 :흰 개미집 건축물

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20번임나경 :흰 개미집 건축물

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1.과학적 원리

흰 개미집은 위, 아래에 구멍을 뚫어

뜨거운 공기는 위로 빠져나가게 하고,

바닥에 있는 구멍으로는 땅속의 찬 공기를 들어오게 하여 바람이 불지 않아도 집 내부가 시원해진다.

2.에너지 효율이 높은 까닭

대부분의 개미집은 땅 속에 있어 바람이 통하지 못한다,

하지만 흰 개미집은 지상에 있고 위,아래로 구멍을 뚫어

바람이 불지 않아도 공기가 순환하게 해 집 내부를 시원하게 만들어준다.

또 흰 개미집 내부에는 버섯과 곳곳에 구멍들이 있는데,

버섯의 성장으로 열이 발생하면 따뜻해진 공기가 대류 현상으로 위로 올라 밖으로 빠져나가게 된다.

이때, 기압차로 인해 땅속 차가운 공기가 자연스럽게 흰 개미집 내부로 들어와 온도를 일정하게 유지한다.

온도를 일정하게 유지하기에 흰 개미집의 건축 구조는매우 효율적이고 과학적이다.

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25번 최준혁 제목: 다람쥐 겨울잠.

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25번 최준혁 제목: 다람쥐 겨울잠.

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1. 과학적 원리: 연구팀에 따르면 다람쥐는 체온이 16~18도로 떨어지면 시냅스가 작동하지 않으면서 뇌세포 사이의 정보 교환이 중단되고 뇌가 깊은 잠에 빠져들어요. 연구팀은 "겨울잠을 자는 동안 뇌세포가 상하지 않게 보호하기 위한 방어 전략으로 추측된다"고 밝혔습니다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 다람쥐의 경우도 보통 심장박동수가 1분에 150~200번 정도인데요, 겨울잠을 잘 때는 1분에 5번 정도로 크게 줄어든다고 합니다. 곰과 마찬가지로 호흡을 느리게 해서 에너지를 아낍니다.

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8번 김효원 제목: 식물 벽

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8번 김효원 제목: 식물 벽

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1. 과학적 원리: 녹색으로 개조된 벽은 식물들이 바람에 대한 완충작용을 하면서, 녹색으로 개조하지 않은 벽보다 열 손실이 31.4%낮을 것 으로 나타났다고 합니다.

현재 전세계 온실가스 배출량 중 상당 부분은 건축물과 냉난방에서 발생하고 있습니다.

그리고, 녹색벽은 겨울철 에너지 사용비용을 38%나 절감시켰다고 합니다.

다음은, 녹색벽의 에너지 효율이 높은 까닭을 알아보겠습니다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭 : 식물은 엽록소라는 색소를 갖고 있어, 빛에너지를 흡수하여 이를 이용해 이산화탄소와 물을 결합시켜 포도당과 산소를 생성합니다. 이는 화학에너지로 변환됩니다.

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1. 과학적 원리:이중유리 창문은 유리와 유리사이의 건조 공기층 덕에 단열 효과가 뛰어나다.유리와 유리 사이에 공기를 뺌으로써 이중유리의 외부쪽 유리와 내부쪽 유리의 온도차에서 발생되는 열 교환현상을 막아서 단열효과를 높여준다.

2. 에너지 효율이 좋은 까닭: 여름에는 태양열이 창을 통해 실내로 들어오는 것을 일반창보다서 막을수있고 겨울에는 냉기가 들어오는것을 막아 냉,난방비를 줄일수있으며 자외선을 차단시켜가구나 의류의 탈변색도 예방할수있다

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13번-송은찬: 황제펭귄의 허들링

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13번-송은찬: 황제펭귄의 허들링

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1.과학전 원리 :극한의 추위에 맞서 알을 품고 있는 수백 마리의 수컷들은 서로 몸을 밀착하고 천천히 주위를 돌다가 바깥쪽에 서 있는 개체가 체온이 낮아지면 안쪽에 있는 개체와 자리를 바꾸면서 전체 집단의 체온을 계속 유지한다.

2.에너지 효율이 높은 까닭 :영하 40도의 남극에서,항제펭귄들은 허들링을 통해 자신들의 체온을37.5도로 지켜내기 때문이다.

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9번-류다은 : 아궁이와 온돌

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9번-류다은 : 아궁이와 온돌

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1. 과학적 원리: 아궁이에 불을 지피면 열이 방바닥의 온돌로 전달 되는데 데워진 온돌의 열이 방 전체에 퍼지는 방열 현상을 사용하고 방 안의 공기가 순환하면서 따뜻해지는 것이 대류 현상을 사용한다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 아궁이는 열이 굴뚝으로 쉽게 빠져나가지 않도록 설계되어 있어, 열이 구들 안에 오랫동안 있을 수 있는 구조를 가지고 있다. 이로 인해 불을 계속 지피지 않더라도 구들은 지속적으로 따뜻하게 유지된다. 따라서 동일한 양의 에너지를 활용하면서도 매우 효율적인 난방을 할 수 있어서 최고의 난방 방식 중 하나라 할 수 있다.

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1. 과학적 원리:겨울잠을 동물들에게는 겨울잠 특히 단백질(HP:Hibernation-specific protein)을 가지고 있다. 이 HP가 동물의 심장과 뇌에 영향을 미쳐서 동물이 잠을 들도록 해준다.

2.에너지 효율이 높은 까닭:기온이 떨어지면 먹이를 구하기가 힘들고 체온 조절도 안되기 떄문에 최대한 움직임을 적게해서 에너지를 아끼는 것 입니다. 그래서 겨울잠을 잘때에는 대사율이 4분의 1정도 떨어지고요, 심장박동도 분당 55회에서 9회 까지 줄어듭니다.

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17번-우다정: 황제펭귄의 허들링

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17번-우다정: 황제펭귄의 허들링

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1. 과학적 원리: 황제펭귄의 허들링은 서로 밀집해 열 손실을 줄이고 내부 온도를 높이는 행동으로, 바람을 막고 체온을 효과적으로 유지한다. 펭귄들은 위치를 교대하며 열을 고르게 공유하고, 접촉을 통해 열전도가 이루어지며 내부 공기 단열 효과로 보온 효율을 극대화한다. 이를 통해 에너지를 절약하며 혹독한 환경에서도 생존율을 높일 수 있다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 황제펭귄의 허들링은 여러 마리가 밀착하여 열 손실을 최소화하고, 중앙과 바깥의 위치를 교대로 바꾸며 체온을 균등하게 유지하는 협력적 행동으로, 극한의 남극 환경에서 에너지를 효율적으로 절약하다. 둥근 형태는 바람을 분산시켜 열 손실을 줄이고, 집단적으로 생성된 열이 그룹 전체에 확산되면서 개별 펭귄의 에너지 소비를 줄인다. 이러한 전략 덕분에 황제펭귄은 극도로 낮은 온도와 강한 바람 속에서도 생존할 수 있다.

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11 배윤하 : 다람쥐의 겨울잠

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11 배윤하 : 다람쥐의 겨울잠

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1. 과학적 원리 : 스스로 체온을 조절할 수 있는 능력이 없기 때문에 겨울에 숨을 굉장히 천천히 쉬고 심장박동도 매우 느린 상태로 약 6~9개월간 잠에 빠진다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭 : 여름이나 가을철의 경우 먹이가 풍부하고 환경이 크게 춥지 않기 때문에 문제가 없지만, 겨울철의 경우 기온이 많이 떨어지는데다가 먹이도 충분하지 않아 생존을 위해서 신체의 전반적인 기능들을 저하시키고 아낀 에너지를 체온 조절을 하는데에만 소모하는 것이기 때문에 에너지 효율이 높다.

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1. 과학적원리:겨울눈은 바깥쪽이 껍질과 털로 이루어져 있기때문에 겨울눈 안쪽에있는 어린싹이 추운겨울 에도 얼지않고 겨울이 지나가면 싹이 자란다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 겨울눈의 비늘은 추운 겨울에 어린싹이 열에너지를 빼앗겨 어는것을 막아준다.

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6번 김지선 : 흰개미 집 건축물

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6번 김지선 : 흰개미 집 건축물

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1. 과학적 원리 : 위, 아래에 구멍을 뚫어 뜨거운 공기는 위로 빠져나오게 하고, 바닥에 있는 구멍으로 땅의 찬 공기를 들어오게 하는데 이러한 원리로 건물 옥상에 통풍창을 만들어 뜨거울 공기는 자연스럽게 빠져나오게 하고 건물 지하에 구멍을 만들어 찬 공기를 건물로 끌어들여 건물 안을 시원하게 한다

2. 에너지 효율이 높은 까닭 : 주로 더운 나라에서 실내를 시원하게 만드는데 에어컨을 사용한다. 하지만 이러한 방법은 에너지 소비가 많다. 흰개미 집의 원리를 이용한 건물은 에어컨을 사용하지 않아 에어컨을 가동하는 전력이 필요 없기 때문에 에어컨을 사용하는 건물에 비해서 에너지 사용이 절감되어 에너지 절감 측면에서 효율적이다.

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1.과학적 원리:겨울동안 먹이를풍족하게 먹을 수 없어서 사용하는에너지를 최소화하기 위해겨울잠을 잔답니다. 일반적으로 겨울잠을 자는 동물들은 겨울잠을 자기 전 많은 먹이를 먹어 몸속에 지방 등의 형태로 충분한 에너지를 저장하고 잔다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 동물들이 힘들게 먹이를 찾으려 하면 에너지 소모가 많이 커지고 춥기 때문에 체온유지가 힘들어 또 에너지가 많이 쓰입니다.그리고 겨울잠을 통해 추위를 이겨내는 것은 물론 눈사태 등등의 위험에서도 보호를 받을 수 있다.

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24번-차진혁 : 흰개미 집과 순환 원리

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24번-차진혁 : 흰개미 집과 순환 원리

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과학적 원리 : 흰개미집은 위, 아래에 구멍을 뚫어 뜨거운 공기는 위로 빠져나가게 하고, 바닥에 있는 구멍으로는 땅의 찬 공기를 들어오게 한다. 그래서 밖이 아무리 뜨거운 여름이고, 바깥 온도가 40도 정도여도 개미집 내부의 온도는 30도 이하의 온도가 될 수있다.

에너지 효율이 높은 까닭 : 흰개미 집의 구조는 에너지를 효율적으로 사용하는 데 최적화되어 있다. 외부의 열과 내부의 열 사이의 전달을 최소화하기 위해 층층이 쌓인 디자인이 적용된다.

이를 통해 열 손실과 열 흡수를 조절하며, 에너지 효율성을 극대화한다.

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14번 신민성 제목: 펭귄의 허들링

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14번 신민성 제목: 펭귄의 허들링

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1. 과학적 원리:무리 안팎의 온도가 10도 이상 차이가 나니 바깥쪽 펭귄이 순차적으로 몸을 녹이도록 안으로 들여보내는 것이다. 이렇게 차별 없이 골고루 열을 나눠 모두의 생명을 지킨다. 혼자서는 견딜 수 없음을 알고 서로 양보하고 의지하며 무리가 다 같이 살아남는 것이다.

2.에너지 효율이 높은 까닭:펭귄은 보통 약 수십마리에서 수백마리가 무리를 지어 다니면서 허들링을 하기때문에 각 개체가 체온을 공유함으로서 한파를 효과적으로 차단한다.허들링은 펭귄의 신체대사 효율을 16퍼센트이상 증가 시키기에 겨울이 끝날 때까지 살아남을 수 있다

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18번 유순열 태양광 충전 계산기

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18번 유순열 태양광 충전 계산기

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과학적 원리:일반적으로 태양광 충전 계산기는 태양광 패널이 수집한 에너지 양을 측정하고, 이를 충전 시스템에 전달하여 충전량을 최적화합니다. 이를 통해 태양광 시스템의 효율성을 높이고 에너지를 효율적으로 저장할 수 있습니다.

에너지 효율이 높은 까닭:소규모 발전사업은 설치 시 보조금을 지급하고 있다. 이런 보조금 지급은 설치 부담을 줄여 투자회수기간을 줄여 보급을 확대하며, 이에 따라 시장규모 확대, 기술투자, 판매단가 하락, 보조금 축소 지급 등의 선순환을 기대하고 정책으로 필요한 사업의 초기 단계에 전폭적인 지원을 하는 것이다. 다른 석탄발전이나 원자력 발전, 수력 발전도 이미 1960~1990년대 발전을 거치면서 많은 정책적 지원을 받았었고 그랬기 때문에 지금은 굉장히 성숙하여 매우 효율적으로 소비를 줄일 수 있다

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과학적 원리:벽에 식물 심어 식물벽을 만든 결과 태양의 빛에너지가 열에너지로 전환 과정에서 식물벽이 빛을 직접적으로 노출되는 것을 막아 열섬화 현상을 방지해줘 열손실율이 대략 31.4% 감소 했다.특히 겨울철 집을 따뜻하게 해주어 에너지 사용 비용이 38%정도가 절감하여 효율 적인 에너지 활용 방법으로 널리 사용 돼고 있다.

에너지 효율이 높은 까닭:현재 온실가스 배출량 중 상당 부분은 건물 냉난방으로 발생되고 있다.

하지만 이와 같은 식물벽을 사용하면 앞서 소개 했듯이 열손실과 에너지 비용을 감소 할수 있다.연구의 공동 저자 토마스 박사는 식물벽이 상당한 에너지를 절약해 탄소 발자국을 줄이게 해준다.라고 언급 했다.

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1.과학적 원리

흰개미집은 위, 아래에 구멍을 뚫어 뜨거운 공기는 위로 빠져나가게 합니다,그리고 바닥에 있는 구멍으로는 땅의 찬 공기를 들어오게 하는데, 이 건물 역시 건물 옥상에 통풍창을 만들어 뜨거운 공기는 자연스럽게 빠져나가게 하고 건물 지하에 구멍을 만들어 찬 공기를 건물로 끌어들인 것입니다.

2.에너지 효율이 높은 까닭

건축가 믹 피어스는 흰개미집 구조에서 힌트를 얻어

건물 옥상에는 뜨거운 공기를 배출하는 통풍구를 만들고

건물 아래쪽에 구멍을 뚫어 찬 공기를 건물로 끌어들이는

흰개미집의 ‘공기순환’ 시스템을 적용했습니다.

​ 흰개미 집은 내부 공기가 구조물의 통풍구를 따라 순환하는데요.

뜨거운 공기는 통로를 따라 위로 배출되고

집에 아래 찬공기가 다시 올라오기 때문에

외부의 온도-습도와 상관없이 항상 최적의 온도와 습도를 유지할 수 있다고 합니다.

​

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22번-정이슬 : 겨울잠

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22번-정이슬 : 겨울잠

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1. 과학적 원리: 겨울잠을 자는 동물(ex: 다람쥐)들에게는 겨울잠 특히 단백질(HP: Hibernation-specific Protein)을 가지고 있다. 뇌의 시상 하부 지령을 통해 갑상선에서 '갑상선 호르몬'이 분비된다. 갑상선 호르몬은 간에 작용하여 HP의 생산을 억제한다. 이로 인해 겨울잠 기간에는 혈중 HP 농도가 낮아지면서 비활성 상태가 된다. 이 HP가 동물의 심장과 뇌에 영향을 미쳐서 동물이 잠이 들도록 해 준다.

2. 에너지 효율이 높은 까닭: 겨울잠 동안 동물은 체온과 심박수, 호흡률을 낮춰 기초대사율을 크게 줄인다. 이로 인해 에너지 소비가 평소보다 현저히 감소한다. 예를 들어, 겨울잠을 자는 동물의 체온은 환경 온도에 가까워지며, 이 상태에서는 체온 유지를 위한 에너지가 거의 필요하지 않게 된다.

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1.과학적원리

추운바람으로부터 열의 손실을 막아 자신들을 지키기위해 원형으로 서로 몸을 밀착하고 천천히 주위를 돌다가 바깥쪽에 서있는 개체가 체온이 낮아지면 안쪽에 있는 개체와 자리를 바꾸면서 집단의 체온을 유지한다

2.에너지 효율이 높은 까닭

허들링은 펭귄들이 서로 몸을 밀착시켜 체온을 공유하는 방식으로,그룹네부의 개체들은 외부의 찬 공기로부터 보호를 받습니다 그룹중앙의 펭귄들은 가장 따뜻한위치에 있고 외부에 있는 펭귄들도 접촉을 통해 일정 수준의 열을 유지할수있습니다 이를 통해 각 개채가 개별적으로 체온을 유지하는데 소비하는 에너지가 줄어든다