건물 외벽이 여름철 폭염 줄여줘
건물 외벽이 여름철 폭염 줄여줘
  • 함예솔
  • 승인 2020.09.09 16:40
  • 조회수 1448
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

기후변화에 따른 여름철 폭염의 기세가 점점 커지면서 그 기간도 늘어나고 있습니다. 이에 여름철 냉방부하가 증가하는 추세인데요. 현재 건물 외벽에는 열을 차단하기 위한 단열재가 사용됩니다. 그런데 이에 더해 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하면 실내 온도 상승을 낮춰 건물의 냉방 부하를 저감시킬 수 있을 텐데요.

외부 열침투 지연시킬 수 있는 물질로 실내 온도 상승 낮춘다. 출처:AdobeStock
외부 열침투 지연시킬 수 있는 물질로 실내 온도 상승 낮춘다. 출처:AdobeStock

국내 연구진은 외부의 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했습니다. 한국과학기술연구원(KIST) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀은 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용해 건물벽을 통한 열침투를 경감시켰습니다. 해당 연구는 <Energy Conversion and Management>에 게재됐습니다. 

 

상변화물질로 외부 열침두 경감

 

KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했습니다. 상변화물질은 주변의 온도가 상승하면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료입니다. 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있습니다. 고체상태의 상변화물질은 액체로 변하는 동안 주변의 열을 흡수하기 때문에 액체로 녹은 상변화물질이 흘러내리지 않도록 케이스에 담아 건물 벽에 적용하면 외부의 열이 내부로 침투하는 것을 막을 수 있습니다.

실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치. 출처: KIST
실험장치 개략도 (a) PCM 벽 단면도 (b) 온도측정 위치. 출처: KIST

하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있습니다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 됩니다. 이에 따라 상변화물질은 위쪽부터 녹고 아래쪽은 잘 녹지 않게 되며 이미 녹아버린 위쪽을 통하여 열이 실내로 침투하기 때문에 상변화물질을 사용한 이유인 상변화 동안의 온도 유지 효과가 금세 사라지게 됩니다.

(a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈. 출처: KIST
(a) 실험장치 구성 (b) 유체유동 가시화용 레이져 모듈. 출처: KIST

KIST 강상우 박사 연구팀은 이러한 높이에 따라 불균일한 상변화 현상을 기포 주입을 통해 해결했습니다. 상변화가 일어나는 동안 상변화물질 하부로부터 기포를 주입하여 액체화된 상변화물질을 골고루 순환시켰습니다. 그 결과 상변화물질이 바깥쪽부터 균일하게 녹게 되어 상변화물질이 다 녹을 동안 건물벽 전체적으로 열침투가 중지되기 때문에 실내로의 온도 상승을 지연시킬 수 있었습니다.

 

KIST 강상우 박사는 "본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다"며 "상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다"고 밝혔습니다.


##참고자료##

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2024 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트