열침입 줄이는 외벽소재 개발...“제로에너지 건물에 활용”
열침입 줄이는 외벽소재 개발...“제로에너지 건물에 활용”
  • 이한 기자
  • 승인 2020.09.12 08:00
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한국과학기술원 상변화물질(PCM) 적용해 건물벽 통한 열침투 줄이는데 성공
“외부 열침입 줄일 수 있는 건물 외벽 소재 개발”
외부에서의 열 침투를 지연시키는 물질로 건물 실내 온도 상승을 더욱 낮출 수 있는 건물 외벽 소재가 개발됐다. 폭염 등 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다. (픽사베이 제공)/그린포스트코리아
외부에서의 열 침투를 지연시키는 물질로 건물 실내 온도 상승을 더욱 낮출 수 있는 건물 외벽 소재가 개발됐다. 폭염 등 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다. (픽사베이 제공)/그린포스트코리아

[그린포스트코리아 이한 기자] 외부에서의 열 침투를 지연시키는 물질로 건물 실내 온도 상승을 더욱 낮출 수 있는 건물 외벽 소재가 개발됐다. 폭염 등 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KIST) 국가기반기술연구본부 강상우 박사팀이 상변화물질(PCM)을 적용해 건물벽을 통한 열침투를 줄이는데 성공했다고 밝혔다. 외부 열침입을 줄일 수 있는 건물 외벽 소재를 개발했다는 의미다.

상변화란 어떤 물질이 고체에서 액체상태, 액체에서 고체상태, 액체에서 기체, 기체에서 액체상태 등 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 물리적 변화를 뜻한다. KIST 연구진은 상변화물질을 건물 벽에 적용시켜 외부 열침투를 경감할 수 있게 했다.

상변화물질은 주변의 온도가 올라가면 열을 흡수하고 주변의 온도가 낮아지면 열을 방출하는 재료이며, 대표적인 물질로는 양초의 원료인 파라핀 오일이 있다. 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 있다.

하지만 상변화물질은 건물 벽에서 액체로 상변화할 때, 건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 일정하게 녹지 않는 문제점이 있다. 바깥 부분부터 액체로 변한 상변화물질은 뜨거운 부분은 위로, 그렇지 않은 부분은 아래쪽으로 이동하게 된다. 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 된다.

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

강상우 박사는 “본 연구에 활용된 상변화물질 기포 발생장치를 이용한 단열 벽체가 건물 냉난방 에너지 절감에 기여할 것으로 기대하고 있다.”라며, “상변화물질을 이용한 단열 기술은 건물 벽에 단열재와 함께 활용되어 열침투 경감 성능을 높이고 제로에너지 건물의 외벽 소재로도 활용될 수 있다.”라고 밝혔다.

기후변화에 따른 여름철 폭염 기세가 점점 커지고 기간도 늘어 여름철 냉방 부하가 증가하는 가운데, 기존 단열재와 별도로 외부 열침투를 지연시킬 수 있는 물질을 적용하면 실내 온도 상승을 낮춰 건물 냉방 부하를 저감시킬 것으로 기대된다.

leehan@greenpost.kr


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