KR0130940B1 - Light passable insulation material - Google Patents
Light passable insulation materialInfo
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 따른 투광단열재의 단면도(a)와 정면도(b)를 나타낸 것이고,1 is a cross-sectional view (a) and a front view (b) of the heat insulating material according to the present invention,
제2도는 본 발명의 투광단열재를 통한 겨울철에 에너지 취득 기능을 도시한 단면도이고,2 is a cross-sectional view showing the energy acquisition function in the winter through the heat insulating material of the present invention,
제3도는 본 발명의 투광단열재를 통한 환절기 및 여름철의 과열차단기능을 도시한 단면도이고,Figure 3 is a cross-sectional view showing the overheat cut-off function of the season and summer through the heat insulating material of the present invention,
제4도는 본 발명의 투광단열재에 있어 굴뚝효과를 이용한 겨울과 여름의 환기 기능을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the winter and summer ventilation function using the chimney effect in the heat insulating material of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 구성재료 2 : 수열면(집열판)1 constituent material 2 heat receiving surface (heat collecting plate)
3 : 유리층 4 : 구조물3: glass layer 4: structure
5 : 공기층 a : 구성재료 외부측 예각(°)5: Air layer a: Acute angle (°) outside of the material
d : 구성재료 두께 d' : 공기층 두께.d: material thickness d ': air layer thickness.
본 발명은 투광단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불연성의 반사막이 도금(도포)된 판형의 구성재료를 수평으로 구성시키고 재료 사이사이에 거의 정체된 공기층이 형성되도록 하여 실내의 열은 외기로부터 차단시킴과 동시에, 태양빛은 재료사이로 반사막의 효과와 재료양단의 예각에 힘입어 빛의 입사각에 따라 겨울에는 높은 효율로 수열면에 취득케 하고 여름에는 다시 외기로 반사시키는 기능을 갖도록 구성된 투광단열재에 관한 것이다.The present invention relates to a light-transmitting heat insulating material, and more particularly, a plate-like constituent material in which a non-flammable reflective film is plated (coated) is horizontally formed, and a substantially stagnant air layer is formed between the materials to block heat from the outside air. At the same time, the sunlight is transmitted to the heat insulating material, which is configured to have a high efficiency in the winter and to reflect it back to the outside in summer, depending on the angle of incidence of the light due to the effect of the reflective film and the acute angle between the materials. It is about.
인류는 유사이래 에너지를 효율적으로 이용하고 절약하는 경제적인 방법을 연구해 오고 있으며, 향후 세계기후협약이 발효될 경우 에너지 문제는 지구상의 가장 큰 문제중의 하나로 대두될 전망이다. 이러한 에너지의 효율적 이용차원에서 사용되는 단열재로서 종래에는 불투명 외피에 전부 불투명단열재가 사용되어 실내열을 외기로부터 잘 차단할 수 있으나, 태양에너지를 실내로 끌어들이는 취득 기능이 없고 오히려 외기로부터의 에너지까지 차단하는 문제점이 있다.Humanity has been studying economical ways to use and save energy efficiently since its similarity, and the energy problem is expected to become one of the biggest problems on the planet if the World Climate Convention comes into effect in the future. As a heat insulator used for the efficient use of such energy, conventionally, an opaque heat insulating material is used for the opaque outer shell to block the indoor heat well from the outside air, but there is no acquisition function for drawing solar energy into the room, but rather the energy from the outside air. There is a problem blocking.
한편, 일반외피는 비, 바람, 먼지, 소음, 추위, 더위 등으로부터 보호하는 역할을 하지만 때로는 주위환경으로부터 에너지를 건물내로 공급해 주는 외피도 있다. 이러한 외피의 기능을 가장 효과적으로 충족시켜 주는 재료로는 투광단열재가 있다.On the other hand, the general jacket serves to protect against rain, wind, dust, noise, cold, heat, etc., but sometimes there is a jacket that supplies energy from the surrounding environment into the building. A material that most effectively satisfies the function of such an envelope is a light-transmitting insulating material.
투광단열재란 빛이 통과될 수 있는 건축재료로서 그 뒤에 있는 벽이나 실내공간의 물체에 의해 통과된 빛이 열로 변화됨과 동시에 축열체로 사용될 수 있도록 하고, 또 이 열을 외기로부터 보호하는 단열재 역할을 할 수 있는 건축재료를 말한다. 이 투광단열재에서 에너지 흐름은 구조물을 통해 5%, 정체된 공기층을 통해 35%, 빛의 방사를 통해 65%가 이루어진다. 이러한 투광단열재의 특성이라면 재료의 투명성과 단열성인데 총에너지 투과율 g값이 1이고, 단열성, 즉 열관류율이 0이 되면 좋은 재료라 할 수 있다.Floodlight is a building material through which light can pass, so that the light passed by a wall or an object in the interior of the room can be used as a heat accumulator while converting it into heat and act as a heat insulator to protect this heat from the outside air. Refers to building materials that can be used. In this flood insulation, energy flow is 5% through the structure, 35% through the stagnant air layer, and 65% through the radiation of light. If the characteristics of the heat insulating material, the transparency and heat insulation of the material, the total energy transmittance g value is 1, and the heat insulation, that is, the heat permeability is 0 is a good material.
또한, 투광단열재를 통한 구조물의 높은 온도를 실내열이 외기로 나가는 것을 막아줄 뿐만 아니라 실내쪽으로 에너지를 공급해 주게 되며 더욱이 이렇게 취득되어 열로 변한 태양에너지는 투광단열재의 높은 단열능력과 파장이 길어진 열선의 차단효과에 의해 외기로부터 보호되어 일종의 온실효과에 의해 태양에너지 취득효율을 높여 주게된다.In addition, the high temperature of the structure through the heat insulating material not only prevents indoor heat from going to the outside air, but also supplies energy to the room. It is protected from the outside air by the blocking effect, which increases the efficiency of solar energy acquisition by a kind of greenhouse effect.
이러한 투광단열재는 지금까지 독일, 영국, 프랑스 등지에서 주로 PC(Polycrbo nate)와 PA(Polyamid)로 만들어진 벌집형태의 것이 이용되고 있으며, 유럽같이 기후조건이 나쁜 곳에서도 이러한 투광단열재를 건축물에 시공하여 난방에너지 절약에서 큰 효과를 거두고 있다.Such a heat insulating material has been used in a honeycomb form made of PC (Polycrbo nate) and PA (Polyamid) mainly in Germany, the United Kingdom, France, etc., and even in places with bad weather conditions such as Europe, It is very effective in saving heating energy.
이 투광단열재료의 공통된 특징은 대류나 전도에 의한 열의 이동을 막기위한 공기의 비율이 높다는 것이며, 이 공기층의 대류를 억제하기 위한 가능한 작은 체적으로 구획되어 있는데, 이 경우 총 에너지 투과율과 열관류 계수와는 서로 상반관계에 있어 재료의 종류에 관계 없이 단열을 잘해야 할 것인지, 에너지 투과율을 좋게할 것인지는 그 지역 특성에 맞게 조절이 되어야만 효율적으로 투광단열재를 사용할 수 있는 문제점이 있다.A common feature of this heat insulating material is the high proportion of air to prevent heat transfer by convection or conduction, and is partitioned into as small a volume as possible to suppress convection in this air layer, in which case the total energy transmittance and heat permeability coefficient In the mutual relationship with each other, regardless of the type of the material to be well insulated, or to improve the energy transmittance, there is a problem that can be efficiently used the light-transmitting insulation should be adjusted according to the local characteristics.
또한, 투광단열재중 에어로겔(Aerogel)은 침하의 문제점이 있어 이용에 걸림돌이 되고 있으며, PC, PMMA등 PA 등은 가연성이어서 소방법의 저촉을 받아 사용장소에 제한을 받아 주로 저층 건축물에 국한되어 이용되고 있다.In addition, the airgel (Aerogel) of the heat-transmitting insulation material is a problem to settle, which is an obstacle to use, and PC, PMMA, PA, etc. is flammable and is limited to the place of use due to the restriction of the fire method, mainly limited to low-rise buildings. have.
그리고 과열방지 차단, 재료의 외부로부터의 보호 및 시공기능을 위해 시스템(보호막, 과열차단 장치, 재료의 구성을 위한 틀 등)을 반드시 필요로 하며 이것이 바로 기존의 투광단열재의 비경제성의 원인이 되고 있다. 이밖에 직사광선 노출에 의한 합성수지의 연색성으로 인해 투광율이 저하되고 재료자체의 가연성은 투명단열재의 가장 큰 문제점중의 하나로 대두되어 왔다.In addition, a system (protective film, overheat cut-off device, frame for material composition, etc.) is necessary for overheat protection, material protection and construction from outside. have. In addition, the light transmittance is decreased due to the color rendering of the synthetic resin by direct sunlight exposure, and the flammability of the material itself has emerged as one of the biggest problems of the transparent insulation.
따라서, 본 발명자들은 상기한 종래 투광단열재의 문제점들을 해결하고 불투명 외피를 통하여 태양에너지를 취득할 수 있는 단열재가 갖추어야 할 제반조건을 만족시킬 수 있는 새로운 단열재를 개발하고자 노력한 결과, 단열능력은 정체된 공기층과 구성재료의 단열성능에 의해 가장 효과적으로 높일 수 있으며, 빛의 투과 및 투과된 빛의 수열효과를 크게하고 불필요할 때 빛이 차단될 수 있도록 하며, 투광단열재의 가장 큰 취약점인 불연성을 해결할 수 있을 뿐 아니라 경제성, 내구성 및 간편한 시공성 등을 만족시킬 수 있는 본 발명의 투광단열재를 개발하게 되었다.Accordingly, the present inventors have attempted to solve the problems of the conventional light-transmitting insulation material and to develop a new insulation material that satisfies all the requirements of the insulation material that can obtain solar energy through an opaque envelope. It can be most effectively increased by the insulation performance of the air layer and the constituent material, and it can increase the light transmission and the heat receiving effect of the transmitted light, block the light when it is unnecessary, and solve the incombustibility which is the biggest vulnerability of the light-transmitting insulation material. In addition, it has been developed a light-transmitting insulating material of the present invention that can satisfy the economy, durability and easy construction.
본 발명은 판상의 불투명 구성재료를 수평으로 구성시켜 열의 차단과 수열을 용이하게 하여 높은 단열성, 과열차단성 및 불연성 등 제반장점을 갖는 투광단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a translucent heat insulating material having various advantages such as high thermal insulation, overheating and non-combustibility by easily forming a plate-shaped opaque constituent material horizontally to facilitate the blocking of heat and heat.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 투광단열재에 있어서, 내측에는 수열면(2)이, 외기쪽에는 유리층(3)이 각각 설치되어 있고 그 사이에 양단이 얇게 이루어진 다수개의 판상의 구성재료(1)가 공기층(5)을 사이로 수평을 이루면서 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the heat insulating material, the heat receiving surface (2) is provided on the inside, and the glass layer (3) is provided on the outside, respectively, and a plurality of plate-like constituent materials (1) formed at both ends between the air layers (5). ) Are horizontally arranged in parallel to each other.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.
본 발명은 열전도율(λ)값이 0.1 W/m℃ 이하인 판상의 불투명 구성재료(1)(예 : 퍼라이트)에 불연성의 반사율이 극히 좋은 알루미늄막을 도금 또는 침지(도금두께 : 약 0.1∼0.3mm)하여 단열성능을 기존의 투명단열재 보다 항상시킴과 동시에 겨울에는 높은 효율로 태양에너지를 수열면에 취득케 하고, 여름에는 다시 외기로 반사시키는 기능을 갖도록 구성된 투광단열재에 관한 것이다.In the present invention, the plate-shaped opaque constituent material 1 (e.g., perlite) having a thermal conductivity (λ) of 0.1 W / m ° C or less is plated or immersed in an extremely non-flammable reflecting aluminum film (plating thickness: about 0.1 to 0.3 mm). The present invention relates to a transparent heat insulating material configured to have a function of making the heat insulating performance always higher than that of a conventional transparent heat insulating material, and at the same time, acquiring solar energy with a high efficiency in the winter and reflecting it back to the outside in summer.
이 투광단열재는 제1도에 도시한 바와같이 양단은 얇게하여 거울의 반사횟수를 적게하여 반사에의한 빛의 손실을 적게함과 동시에 외기쪽에서는 구성재료(1)에 의한 태양빛의 채광면적을 최대화시켰으며, 여기에 구성재료 외기쪽 끝을 12∼18°로 예각처리하여 지역별로 계절에 따라 태양 고도의 변화에 의해 구성재료(1)의 반사작용에 힘입어 자동적으로 빛의 투광량이 조절되도록 한 것이다. 이러한 구성재료(1)의 중심부 두께(d)는 3∼8mm가 적당하고, 구성재료(1)사이의 공기층(5)의 두께(d')는 3∼6mm가 적당한데 이 범위를 벗어나면 대류에 의한 열손실이 커지기 때문에 바람직하지 않다.As shown in FIG. 1, this light-transmitting insulating material is made thinner at both ends to reduce the number of reflections of the mirror, thereby reducing the loss of light due to reflection, and at the same time, the area of light of the sunlight emitted by the constituent material (1) from the outside. The external end of the material is acutely angled at 12 to 18 °, and the amount of light emitted is automatically adjusted by the reflection of the material (1) due to the change of solar altitude according to the season. It was made possible. The thickness d of the center portion of the constituent material 1 is appropriately 3 to 8 mm, and the thickness d 'of the air layer 5 between the constituent materials 1 is appropriately 3 to 6 mm. It is not preferable because the heat loss due to increases.
또한, 검정 알루미늄 박으로 만들어진 수열면(집열판)(2) 쪽으로 경사지게 구성재료(1)가 구성되어 반사과정에서 열 또는 대류가 미미하게나마 발생되더라도 그 열이 다시 수열면(2)쪽으로 공급되도록 하여 겨울철에 열취득 효율이 최대화되도록 고안되어 있다.In addition, the component material 1 is inclined toward the heat collecting surface (collecting plate) 2 made of black aluminum foil, so that heat is supplied to the heat receiving surface 2 again even if heat or convection is generated in the reflective process. It is designed to maximize the efficiency of heat acquisition.
또한, 투광을 위한 사이사이의 공기층(5)은 기존의 투광단열재의 공기층 두께와 같은 5mm로 구성되어 있고, 외기쪽의 유리층(3)은 4mm 두께의 유리로 보호막 역할을 하도록 되어 있다.In addition, the air layer 5 between the light transmission is composed of the same as the thickness of the air layer of the conventional light-transmitting heat insulating material, and the glass layer 3 on the outside air is 4 mm thick glass to act as a protective film.
이와같이 구성됨으로써 본 투광단열재는 제2도에 도시한 바와같이 겨울철에는 태양고도가 12월 21일 정오를 기준했을 때 약 29°에 달해 반사면에 2∼7회 정도의 반사후에 수열면에 도달하지만 그 이외의 시간에는 고도가 낮아 0∼2회 정도의 반사 후에 수열면에 도달하게 고안되어 태양빛의 취득율을 최대화시켰으며, 환절기나 여름철에는 기존의 투광단열재가 과열 차단장치를 꼭 필요로 하는데 반해, 본 발명의 투광단열재는 재료자체의 불투명성과 태양고도 변화에 따른 외기쪽 끝의 예각(12∼18°)에 의해 수열면 쪽으로의 반사율이 감소하다가 6월 21일 12시가 되면 태양고도가 약 70°에 달해 제3도에 도시한 바와같이 태양빛은 완전히 외기쪽으로 다시 재반사되어 수열면쪽으로의 빛투과는 완전 차단되도록 이루어져 별도의 과열 차단장치를 필요로 하지 않는다.As a result, as shown in FIG. 2, the heat insulating material reaches about 29 ° in the winter as of December 21 at noon, and reaches the heat-receiving surface after 2 to 7 reflections on the reflecting surface. At other times, the altitude is low and it is designed to reach the surface of heat after 0 ~ 2 reflections, maximizing the rate of sun light acquisition. In the light-transmitting material of the present invention, the reflectance toward the heat-receiving surface decreases due to the opacity of the material itself and the acute angle (12-18 °) of the outer end according to the change in the solar altitude. As shown in Fig. 3, the sun's light is completely reflected back to the outside air so that light transmission to the heat-receiving surface is completely blocked, requiring a separate overheat cut-off device. No.
한편, 기존의 투명단열재는 환절기나 여름철에 대비하여 과열 차단장치를 꼭 필요로 하는데 반해, 본 발명의 투광단열재는 재료 자체의 불투명성과 반사기능을 이용하여 반사각을 계절에 따른 태양고도와 맞게하여 별도의 과열차단장치 없이 빛의 반사작용을 이용하여 여름에는 빛이 거의 완전히 외기로 다시 반사되고, 환절기에는 일부분만 수열면(2)으로 반사되며, 겨울에는 거의 전부 수열면을 반사되도록 고안되어 과열되는 것이 자체적으로 방지되도록 한 것이다. 첨부도면 제3도에 환절기 및 여름의 과열 차단기능을 도시한 단면을 나타내었다.On the other hand, while the conventional transparent insulation material is necessary to overheat protection device for the season or summer season, the transparent insulation material of the present invention by using the opacity and reflection function of the material itself according to the solar altitude according to the season to separate The light is reflected back to the outside in the summer by using the reflection of light without the overheating block of the device. In the season, only part of the light is reflected to the surface of heat (2), and in winter, almost all of the surface is designed to reflect the surface of heat. To prevent itself. 3 is a cross-sectional view showing the overheating blocking function of the season and summer.
여기에 만약 수열면(2) 뒤에 공기층을 둔다면 투광단열된 벽의 가열공기에 의한 굴뚝효과를 이용하여 북측의 급기구를 통한 실내 환기기능도 가능하여 여름의 냉방에너지 절감효과까지 가능하도록 이루어져 있다(제4도).In addition, if the air layer is placed behind the heat-receiving surface (2), the indoor ventilation function through the air supply on the north side is also possible by using the chimney effect of the heated air of the heat-transmitted heat-insulated wall, thereby reducing the cooling energy of summer. 4).
상기한 바와같이 본 발명의 투광단열재는 기존의 투광단열재의 가장 큰 문제점인 불연성을 해결하고, 재료자체로 구성되어 다른 구조적인 틀이 필요 없으며, 크기나 연결 등에서도 기능이나 구조에 제약 없이 가능하며 열팽창계수 또한 매우 낮아 형태변화에서도 긍정적인 효과가 있다.As described above, the heat insulating material of the present invention solves the incombustibility which is the biggest problem of the existing light insulating material, and is composed of the material itself, and does not need any other structural framework, and can be made without limitation in function or structure in size and connection. The coefficient of thermal expansion is also very low, which has a positive effect on morphological changes.
또한, 수열면(집열판)(2)은 현상에서 크기에 맞게 접착이 가능하여 운송도중 등의 파손을 방지할 수 있으며 시공 후 전면에 유리로 마감만 하면 되므로 간편하고, 또한 구성재료의 가격이 저렴하고 재료의 제작도 간편하여 경제적이다.In addition, the heat-receiving surface (collecting plate) (2) can be adhered to the size in the development to prevent damage during transportation, such as easy to finish just because the glass finish on the front after construction, and the price of the constituent material is low And the production of materials is simple and economical.
또한, 투광단열재(1)를 양단을 얇게하여 수평으로 구성시키고 재료 사이 사이에 공기층(5)이 형성되도록 하여 실내의 열은 외기로부터 차단시킴과 동시에 태양빛은 단열재 사이로 반사막의 효과와 재료양단의 에각에 힘입어 빛의 입사각에 따라 겨울에는 높은 효율로 수열면에 취득케 하고, 여름에는 다시 외기로 반사시키는 기능을 갖도록 하였을 뿐아니라, 기존의 투명단열재에 비해 약간의 열축적 능력까지 갖고 있어 구조물과 외기와의 중간에서 또 다른 열의 완충층의 역할을 하므로 취득된 에너지의 다시 외기로의 열손실을 훨씬 더 효율적으로 차단시키는 효과를 가지는 등 여러가지 잇점이 해당분야에 아주 유용하게 사용할 수 있다.In addition, the transmissive heat insulating material 1 is formed horizontally by thinning both ends, and the air layer 5 is formed between the materials to block the heat of the room from the outside air, while the sunlight is between the heat insulating material and the effect of the reflective film and both ends of the material. Thanks to the angle of incidence, according to the angle of incidence of light, it has the function of acquiring the surface of heat with high efficiency in winter and reflecting it back to the outside in summer, and also has a little heat accumulation capability compared to the existing transparent insulation material. Since it acts as a buffer layer for another heat in the middle of the outside air and the outside air has a number of advantages that can be very useful in the field, such as having the effect of blocking the heat loss to the outside air much more efficiently.
이하, 본 발명의 투광단열재의 성능을 기존의 단열재와 비교하여 나타내었는 바, 본 발명에 따르면 투광단열재가 사용되는 지역의 기후조건에 따라 허용가능한 범위내에서 변형 가능하다.Hereinafter, the performance of the heat insulating material according to the present invention is shown in comparison with the existing heat insulating material, according to the present invention can be modified within an acceptable range according to the climatic conditions of the region where the light insulating material is used.
1. 단열성능1. Insulation performance
기존의 투명단열재의 단열성능과 새로 개발된 투광단열재의 단열성능을 다음 표 1에 비교하여 나타내었는 바, 그 성능은 거의 비슷함을 알 수 있다.The insulation performance of the existing transparent insulation and the thermal insulation performance of the newly developed light-transmitting insulation is shown in Table 1, the performance is almost the same.
(주) (1) TC-32 (Thermal Conductivity Meter)을 사용하여 측정함.(Note) (1) Measured using TC-32 (Thermal Conductivity Meter).
(2) Solar Monitor를 사용하여 측정함.(2) Measured using Solar Monitor.
2. 열적성능2. Thermal performance
(1) 난방기간동안의 에너지 취득 및 손실(1) Energy acquisition and loss during heating period
서울의 기후조건과 외피구조에 따른 난방 기간동안의 에너지 흐름은 방향에 관계없이 주거용 실내 기후조건하에서 다음과 같이 고에츠버거(Goetzberger)의 다음 식에 의해 계산된다.The energy flow during the heating period according to climatic conditions and skin structure of Seoul is calculated by Goetzberger's equation as follows under the indoor climatic conditions of residential, regardless of direction.
Q = 구조물을 통한 에너지 흐름양[W/㎡](에너지 취득 : +, 에너지 손실 : -)Q = amount of energy flowing through the structure [W / ㎡] (energy acquisition: +, energy loss:-)
1/Rt = 외피의 열 관류계수[W/m2K]1 / Rt = coefficient of thermal permeation of the skin [W / m 2 K]
Ro = 단열층의 열전도 저항[m2K/W]Ro = thermal conductivity resistance of thermal insulation layer [m 2 K / W]
g = 단열층의 총 에너지 투과율g = total energy transmittance of the insulation layer
△T = 온도차[K]ΔT = temperature difference [K]
I = 수직면에서 비치는 일사량[W/m2]I = solar radiation in the vertical plane [W / m 2 ]
A. 불투명 단열된 외피A. Opaque Insulated Sheath
상기 식(1)에 의거한 불투명 단열된 외피를 통한 에너지 흐름은 다음과 같다.The energy flow through the opaque insulated sheath according to Equation (1) is as follows.
불투명단열재 : 스티로폴 5cm, 1/Rt = 0.67, g = 0, M = 월Opaque insulation: Styropol 5cm, 1 / Rt = 0.67, g = 0, M = month
따라서 Q = - (1/Rt) × △T[W/m2M]이며 결과는 다음과 같다.Therefore Q =-(1 / Rt) × ΔT [W / m 2 M] and the result is as follows.
11월 : - 6.3[KW/m2M]November:-6.3 [KW / m 2 M]
12월 : 10.2[KW/m2M]December: 10.2 [KW / m 2 M]
1월 : -11.7[KW/m2M]January: -11.7 [KW / m 2 M]
2월 : -9.4[KW/m2M]February: -9.4 [KW / m 2 M]
3월 : -7.7[KW/m2M]March: -7.7 [KW / m 2 M]
난방 기간동안 불투명 외피를 통한 단위 면적당 총 에너지 흐름양 : -45.3[KW/m2M]Total energy flow per unit area through the opaque sheath during the heating period: -45.3 [KW / m 2 M]
B. 투명 단열된 외피B. Transparent Insulated Sheath
상기 식(1)에 의거한 투명 단열된 외피를 통한 에너지 흐름은 다음과 같다.The energy flow through the transparent insulated sheath according to Equation (1) is as follows.
불투명단열재 : 벌집형태 PC 5cm 두께에 4mm 두께의 유리Opaque insulation: Honeycomb PC 5cm thick and 4mm thick glass
1/Rt = 1.0, g = 0.67, M = 월, 남측 외피1 / Rt = 1.0, g = 0.67, M = month, southern sheath
11월 : + 15.0[KW/m2M]November: + 15.0 [KW / m 2 M]
12월 : + 7.4[KW/m2M]December: + 7.4 [KW / m 2 M]
1월 : + 19.1[KW/m2M]January: + 19.1 [KW / m 2 M]
2월 : + 19.0[KW/m2M]February: + 19.0 [KW / m 2 M]
3월 : + 30.2[KW/m2M]March: + 30.2 [KW / m 2 M]
난방 기간동안 남측 투명 외피를 통한 단위 면적당 총 에너지 흐름양 : + 90.7[KW/m2M]Total energy flow per unit area through the south transparent sheath during the heating period: + 90.7 [KW / m 2 M]
C. 투광 단열된 외피C. Flood-insulated sheath
투광단열재의 경우에는 계절과 시각에 따른 일사량의 차이가 매우 크기 때문에 실측에 의한 평균치가 산출되야 하겠으나 이론적으로 다음과 같은 방법에 의해 비교적 정확하게 계산될 수 있을 것이다.In the case of light-transmitting insulation material, since the difference of insolation according to season and time is very large, the average value should be calculated. In theory, it can be calculated relatively accurately by the following method.
- 우선 태양고도에 따른 투광단열재의 수열면의 일사량을 측정하여 다음 표 2에 나타내었다.-First, the amount of insolation of the heat-receiving surface of the heat-transmitting insulating material according to the solar altitude is measured and shown in Table 2 below.
상기 표 2에서 보듯 서울기후 조건하에서 가장 에너지를 많이 필요로 하는 11월, 12월 그리고 1월은 태양고도 30도 범위에 들어 67%의 가장 많은 일사량을 취득할 수 있으며, 10월과 2월은 태양고도 35도의 범위에 들어 대강 50%의 일사량을 취득하며, 3월에는 약 40%의 일사량을 취득할 수 있어 평균 에너지투과율 0.4 보다 훨씬 높고, 여기에 실측된 태양고도 또한 가장 조건이 나쁜 오전 10시에서 오후 2시를 기준으로 했기 때문에 이외의 시간에는 태양고도가 훨씬 낮기 때문에 투광단열재를 통한 실제 일사량은 실측에서 이 이론적인 일사량 보다도 더욱 높아질 것으로 예상된다.As shown in Table 2, November, December and January, which require the most energy under Seoul climate conditions, can obtain the most insolation of 67% in the solar altitude range of 30 degrees, and in October and February The solar altitude ranges from 35 degrees to about 50% of solar radiation, and in March it can acquire about 40% of solar radiation, which is much higher than the average energy transmission rate of 0.4. Since the city is based on 2:00 pm, the solar altitude is much lower at other times, so the actual solar radiation through the thermal insulation material is expected to be higher than this theoretical solar radiation.
- 그 다음에 태양궤적도의 월별 태양고도를 읽고 그 태양고도에 따른 투광단열재의 수열면의 일사량을 상기 표 2에 발췌하여 상기 에너지 취득등식(1)에 대입시킨다.-Then read the monthly solar altitude of the solar trajectory and extract the amount of insolation of the heat-receiving surface of the heat-transmitting heat insulating material according to the solar altitude into Table 2 and insert it into the energy acquisition equation (1).
이와같이 하여 (1)식에 의거한 투광단열된 외피를 통한 에너지 흐름은 다음과 같다.In this way, the energy flow through the heat-transmitted outer sheath according to equation (1) is as follows.
투광단열재 : 5cm 두께 4mm 두께의 유리Floodlight: 5cm thick 4mm thick glass
1/Rt = 1.0, g = 11, 12, 1월 = 0.67 : 2월 = 0.5 : 3월 = 0.4 : M = 월,1 / Rt = 1.0, g = 11, 12, January = 0.67: February = 0.5: March = 0.4: M = Month,
남측 외피 북측 외피South Jacket North Jacket
11월 : + 15.3 - 0.4[KW/m2M]November: + 15.3-0.4 [KW / m 2 M]
12월 : + 9.3 - 5.4[KW/m2M]December: + 9.3-5.4 [KW / m 2 M]
1월 : + 20.6 - 6.4[KW/m2M]January: + 20.6-6.4 [KW / m 2 M]
2월 : + 12.3 - 2.3[KW/m2M]February: + 12.3-2.3 [KW / m 2 M]
3월 : + 14.3 + 2.0[KW/m2M]March: + 14.3 + 2.0 [KW / m 2 M]
따라서, 난방 기간동안 남측 투명 외피를 통한 단위 면적당 총 에너지 흐름양은 + 71.8[KW/m2]에 이르게 되지만, 실제로는 시각에 뜬 태양고도는 이 계산에 적용된 수치보다 훨씬 낮아 실측에서 취득되는 에너지는 투명단열재와 큰 차이가 없을 것으로 기대되며, 북측 외피에서는 -12.5[KW/m2M]의 에너지가 손실되고 있어 이것을 불투명 단열 외피에서의 에너지 손실량 - 45.3[KW/m2]와 비교했을 때 북측에서도 투광단열에 의해 70% 이상의 에너지 절약효과가 있는 것으로 연구결과 나타났다.Thus, during heating, the total amount of energy flow per unit area through the south transparent sheath reaches + 71.8 [KW / m 2 ], but in practice, the solar altitude at sight is much lower than the value applied in this calculation. It is expected that there will be no big difference with the transparent insulation, and the north side shell is losing -12.5 [KW / m 2 M] energy, which is compared with the energy loss in the opaque insulation shell-45.3 [KW / m 2 ] The study also found that 70% or more of energy saving effect is caused by flood insulation.
이 결과에서 보듯 난방 기간동안 불투명 단열된 외피를 통해서는 45.3[KW/m2]씩 에너지가 손실되고 있는 반면, 투명단열된 외피를 통해서는 90.6[KW/m2]씩 그리 고 투광단열된 외피를 통해서는 71.8[KW/m2]씩 태양 에너지가 실내로 취득하여 구조물을 통한 에너지 손실은 물론 환기에 의한 에너지손실까지도 태양에너지로 대체될 수 있는 것으로 나타났다. 대체 가능한 에너지의 비율은 투광단열된 외피의 면적에 의해 결정될 것이다.As can be seen from the result, energy is lost by 45.3 [KW / m 2 ] through the opaque insulated shell during the heating period, while 90.6 [KW / m 2 ] through the transparent insulated shell and through the transparent insulation shell. The solar energy is obtained by 71.8 [KW / m 2 ] by the room, and energy loss through ventilation and energy loss through ventilation can be replaced by solar energy. The proportion of alternative energy will be determined by the area of the light-insulated sheath.
(2) 냉방 기간동안의 과열차단효과(2) Overheating blocking effect during cooling period
투광단열재 뿐만 아니라 태양에너지 이용 전반에서 가장 큰 걸림돌중의 하나가 바로 봄, 가을 그리고 여름철의 과열차단 장치일 것이다. 그래서 투광단열재에는 과열차단 장치가 필수적으로 사용되어야 하며 그것으로 인한 여러가지 부수적인 문제가 발생되고 있는데 그 중에서도 다음과 같은 것들을 예로 들 수 있다.One of the biggest obstacles in the use of solar energy, as well as in the heat-transmitting material, is the superheat protection device in spring, autumn and summer. Therefore, the overheat cut-off device must be used for the light-transmitting heat insulating material, and various incidental problems are generated due to it, and the following are mentioned as examples.
- 경제성(과열차단 장치를 위해 투명단열 재료비의 거의 5배가 소모됨)Economical (nearly 5 times the cost of transparent insulation materials for overheat protection)
- 부정확한 작동(차단이 되었을 때는 이미 축적된 열에 의해 과열현상 발생)-Incorrect operation (overheating is caused by accumulated heat when cut off)
- 운영상의 문제(모터 등이 벽속에 매입되기 때문에 고장날 경우 보수의 어려움) 이러한 문제들이 투광단열재에서는 재료와 구성에 의해 자체적으로 해결될 수 있다. 이러한 기능은 첨부도면 제3도에서 볼 수 있으며 이것의 이론적인 실내쪽으로의 에너지 흐름은 다음과 같다.Operational problems (difficulty in repairing them if they break down because the motor is buried in the wall). These problems can be solved by materials and construction in translucent insulation. This function can be seen in Figure 3 of the accompanying drawings, the theoretical flow of energy into the room is as follows.
- 불투명 단열재 : 7월 = 3.0[KW/m2], 8월 = 3.5[KW/m2]-Opaque insulation: July = 3.0 [KW / m 2 ], August = 3.5 [KW / m 2 ]
- 투광단열재 : 7월 = 35.7[KW/m2], 8월 = 37.4[KW/m2]Floodlight: July = 35.7 [KW / m 2 ], August = 37.4 [KW / m 2 ]
- 투광단열재 : 7월 = 5.0[KW/m2], 8월 = 5.7[KW/m2]Floodlight: July = 5.0 [KW / m 2 ], August = 5.7 [KW / m 2 ]
이와같이 투광단열재는 재료자체의 불투명성과 반사성 그리고 단열성을 이용하여 태양고도에 따른 일사량의 조절이 가능하도록 고안되어 과열차단의 문제가 해결되도록 하였다.Thus, the heat insulating material is designed to be able to control the amount of solar radiation according to the solar altitude by using the opacity, reflection and insulation of the material itself to solve the problem of overheating.
이러한 반사성과 단열성 외에 투광단열재는 구성재료가 불투명의 불연성재료(예 : 퍼라이트)로 되어 있어 열축척능력도 갖고 있어 외기의 열이 실내로 흐르는 동안 타임랙 효과도 갖고 있어 과열차단에 효과적으로 이용될 수 있으며, 구조물과 수열면 사이에 공기층을 둘 경우 실내공기와 수열면의 온도차를 이용한 배기효과(굴뚝효과)를 이용하여 구조물을 냉각시킴과 동시에 북측으로부터 냉기가 실내로 급기되어 실내공간을 쾌적하게 유지시키도록 한다.In addition to the reflectivity and heat insulating properties, the heat-transmitting heat insulating material is composed of an opaque non-combustible material (for example, perlite), and has a thermal accumulating ability, and has a time lag effect while heat from the outside air flows into the room, which can be effectively used for overheating. If there is an air layer between the structure and the heat-receiving surface, the structure is cooled by using the exhaust effect (chimney effect) using the temperature difference between the indoor air and the heat-receiving surface, and cold air is supplied from the north side to the room to keep the indoor space pleasant. Let's do it.
상기한 바와같이 외국에서 기 개발된 투광단열재에 대해 연구 분석한 결과를 토대로 하여 제반문제점들을 해결하고 태양에너지 취득이 극대화 되도록 개발된 본 발명의 투광단열재의 중요한 특성 및 열적성능은 다음 표 3과 같이 타단열재와 비교하여 요약될 수 있다(모든 단열재의 두께는 5cm를 기준으로 하고 투명단열재는 PC 벌집형태를 그리고 불투명 단열재는 스티로폴을 기준으로 한다).As described above, the important characteristics and thermal performance of the heat insulating material of the present invention developed to solve the problems and maximize the solar energy based on the results of the research and analysis on the light insulating material developed in foreign countries are shown in Table 3 below. It can be summarized in comparison with other insulations (all insulations are based on 5 cm thickness, transparent insulation is based on PC honeycomb, and opaque insulation is based on styropol).
상기 표 3에서 보듯 새로 연구 개발된 투광단열재는 그 성능면에서나 경제성 등에서 뒤질것이 없으며 단열성능 면에서는 오히려 투명단열재 보다 우수하게 나타났으며, 무엇보다도 투광단열재는 불연성이고 경제적이어서 난방에너지를 태양에너지로 대체하는데 필수적인 투광단열재료의 실용화에 저촉될 요소가 없다는 것이다.As shown in Table 3, the newly-developed light-transmitting insulation material is inferior in terms of its performance or economical efficiency, and in terms of insulation performance, it is superior to the transparent heat-insulating material. There is no element that would interfere with the practical use of the light-transmitting insulation material necessary to replace.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940024960A KR0130940B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Light passable insulation material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940024960A KR0130940B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Light passable insulation material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960010238A KR960010238A (en) | 1996-04-20 |
| KR0130940B1 true KR0130940B1 (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=19394079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940024960A KR0130940B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Light passable insulation material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0130940B1 (en) |
-
1994
- 1994-09-30 KR KR1019940024960A patent/KR0130940B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960010238A (en) | 1996-04-20 |
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