KR101712493B1 - 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법 - Google Patents
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 특정의 온도범위에서 반응하는 2종의 상변화물질을 건축 재료적 기술에 도입하여 건축물의 냉난방 에너지를 획기적으로 저감시킬 수 있는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조에 있어서, 상기 시멘트 혼입 마감재는 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되고, 모래와 물이 혼합된 상기 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지며, 상기 상변화물질은 서로 다른 상변화 온도범위를 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조가 제공된다.
Description
본 발명은 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정의 온도범위에서 반응하는 2종의 상변화물질을 건축 재료적 기술에 도입하여 건축물의 냉난방 에너지를 획기적으로 저감시킬 수 있는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
본 발명은 국토교통부의 "국토교통기술연구개발사업/건설기술연구사업"의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 11기술혁신F04, 연구사업명: 탄소저감형 콘크리트 구조재료 및 에너지 절감형 건축재료 자재 개발 - 환경부하 저감형 건축재료 개발 기술 제안].
최근, 오존층 파괴, CO2 배출에 따른 지구온난화, 기타 각종 환경오염물질 배출에 따른 자연환경 파괴 등의 환경문제가 범세계적 공동대처 과제로 대두되고 있다. 각종 에너지원의 효율적이고 합리적이며 환경 친화적인 이용은 무역규제, 탄소세 등의 형태로 향후 국가경제 전반에 매우 큰 영향력을 미치게 될 것이며, 이에 따라 선진국을 중심으로 열에너지의 저장, 변환, 이용기술개발에 대한 연구가 적극적 활동단계로 접어들고 있다.
상변화물질(Phase Change Material, PCM)은 특정한 온도에서 온도의 변화 없이 고체에서 액체, 또는 액체에서 기체로, 또는 그 반대 방향으로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 물질을 의미한다.
이러한 상변화물질을 이용한 기술은 에너지이용 합리화라는 관점에서 적용대상 시스템의 운용방법에 따라 높은 경제성 및 생산성을 확보할 수 있는 강점을 가질 수 있다.
일반적으로 건축물의 내,외부 벽면에는 마감재가 설치되며, 이러한 내,외부 마감재 중 건축물의 내부에 위치한 벽면에 설치되는 마감재의 경우에는 건물 내의 방음, 단열 및 내관의 미려함을 제공하는 기능을 수행한다.
종래의 건축용 내외장재의 보드로는 나무, 합판, 석고보드, 밤라이트, 마그네슘보드 등이 사용되어 왔으며, 이러한 내부 마감재의 설치는 외부로의 열 손실이나 열의 유입을 적게 하기 위해 벽면에 기설치된 단열재의 전면에 연접 설치된다.
이와 같이 마감재와 함께 연접 설치되는 별도의 단열재는 소재 자체의 열전도율이 작은 것을 사용하는게 좋으나 대개의 경우 그렇지 못하므로 열전도율을 작게 하고자 다공성을 가지도록 만들어 미세기공 속에 있는 공기의 단열성(공기는 열전도율이 작기 때문에 대류작용을 일으키지 않도록 가두어 두면 이상적인 단열효과를 얻을 수 있다)을 이용하여 단열효과를 얻는 것이 보통이다. 이러한 단열재로는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 구입하기가 손쉽기 때문에 널리 이용되고 있는 발포스티렌(expanded poly-styrene, 스티로폼)을 그 대표적인 예로 꼽을 수 있다.
그러나 발포스티렌은 단순히 다수의 미세기공 속에 존재하는 공기의 단열성에만 의존하여 열전도율을 저하, 단열효과를 발휘하므로 그 효과에 한계가 있어 보 다 높은 단열효과를 기대하는 거주자의 일반적인 심리에 부응하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술은 바닥을 통한 난방 에너지 저감에 국한되어 있기 때문에 외기 유입 및 냉방에너지 저감에는 큰 효과를 나타내지 못하는 한계가 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 특정의 온도범위에서 반응하는 2종의 상변화물질을 건축 재료적 기술에 도입하여 건축물의 냉난방 에너지를 획기적으로 저감시킬 수 있는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조에 있어서, 상기 시멘트 혼입 마감재는 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되고, 모래와 물이 혼합된 상기 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지며, 상기 상변화물질은 서로 다른 상변화 온도범위를 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조가 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 시멘트 혼입 마감재의 외면에 색상을 부여하기 위하여 분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입된 도료층을 더 포함하며, 상기 도료층은 서로 다른 상변화 온도범위를 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 10℃~40℃의 상변화 온도범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 가지며, 상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛이고, 열저장용량은 100~260kJ/kg이며, 비열량이 1.0 내지 2.0kJ/(kg℃)인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조의 시공 방법에 있어서, 건축물의 벽체에 단열재를 부착하는 단열재층 형성 단계; 모래와 물이 혼합된 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 미장용 몰탈을 단열재에 초벌 미장하여 미장용 몰탈층을 형성하는 미장용 몰탈층 형성 단계; 상기 미장용 단열재에 메쉬 부재를 부착하는 메쉬 부재층 형성 단계; 및 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 시멘트 혼입 마감재가 미장되는 마감재층 형성 단계를 포함하며, 상기 상변화물질은 서로 다른 상변화 온도범위를 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지는 도료를 상기 마감재층에 형성시키는 도료층 형성 단계를 더 포함하며, 상기 분말형 도료에 혼입되는 상변화물질은 서로 다른 상변화 온도범위를 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 10℃~40℃의 상변화 온도범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 가지며, 상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛이고, 열저장용량은 100~260kJ/kg이며, 비열량이 1.0 내지 2.0kJ/(kg℃)인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법은 건축 재료적 기술을 통해 건축물의 냉난방 에너지를 획기적으로 저감시킬 수 있고, 지구온난화 문제에 대한 대책에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
구체적으로, 본 발명은 상변화 반응온도가 다른 2종의 상변화물질을 통해 특정 온도 범위 내에서 동절기에서는 온도상승 효과를 극대화하고, 하절기에서는 온도저감 효과를 극대화하여 에너지의 절감 효과를 확실하게 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 상변화물질이 5:5의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 상변화물질이 4:6의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 5:5의 비율로 혼합된 미장용 몰탈층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 4:6의 비율로 혼합된 미장용 몰탈층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질을 2:8의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질을 4:6의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 상변화물질이 5:5의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 상변화물질이 4:6의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 5:5의 비율로 혼합된 미장용 몰탈층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 4:6의 비율로 혼합된 미장용 몰탈층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질을 2:8의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질을 4:6의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법을 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 건축물의 드라이비트 벽체 구조는, 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조에 있어서, 상기 시멘트 혼입 마감재는 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되고, 모래와 물이 혼합된 상기 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지며, 상기 상변화물질은 서로 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 본 발명은 시멘트 혼입 마감재의 외면에 색상을 부여하기 위하여 분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입된 도료층을 더 포함한다. 여기에서, 상기 분말형 도료에 혼입되는 상변화물질 또한 서로 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛인 것이 바람직하고, 용융점이 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 용융점을 갖는 상변화물질로 이루어진다. 상기 각 상변화물질은 바람직하게 10℃~40℃의 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 하나의 상변화물질의 용융점이 10℃~20℃인 경우에는 다른 하나의 상변화물질의 용융점은 상기 하나의 상변화물질의 용융점을 제외한 다른 범위의 용융점(21℃~40℃)을 갖게 된다.
여기에서, 상기 상변화물질은 용융점이 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 이때 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는 하나의 혼합비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 파라핀계 상변화물질은 열저장용량이 100~260kJ/kg이며, 비열량이 1.0 내지 2.0kJ/(kg℃)인 것이 바람직하다.
상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 시공 방법을 나타내는 플로차트이다.
본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 건축물의 벽체에 단열재를 부착하는 단열재층 형성 단계(S100); 모래와 물이 혼합된 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 미장용 몰탈을 단열재에 초벌 미장하여 미장용 몰탈층을 형성하는 미장용 몰탈층 형성 단계(S200); 상기 미장용 단열재에 메쉬 부재를 부착하는 메쉬 부재층 형성 단계(S300); 및 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 시멘트 혼입 마감재가 미장되는 마감재층 형성 단계(S400)를 포함하며, 상기 상변화물질은 서로 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 시멘트 혼입 마감재의 외면에 색상을 부여하기 위하여, 분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지는 도료를 상기 마감재층에 형성시키는 도료층 형성 단계(S500)를 더 포함한다. 여기에서, 상기 분말형 도료에 혼입되는 상변화물질 또한 서로 다른 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 둘 이상의 상변화물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 미장용 몰탈층과 마감재층은 1~20mm의 층 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 도료층은 2~4mm의 층 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛인 것이 바람직하고,용융점이 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 용융점을 갖는 상변화물질로 이루어진다. 상기 각 상변화물질은 바람직하게 10℃~40℃의 용융점(상변화 온도범위)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 상변화물질의 용융점이 10℃~20℃인 경우에는 다른 하나의 상변화물질의 용융점은 상기 하나의 상변화물질의 용융점을 제외한 다른 범위의 용융점(21℃~40℃)을 갖게 된다.
여기에서, 상기 상변화물질은 용융점이 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 이때 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는 하나의 혼합비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진다.
본 발명의 발명자는 상기한 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에 따른 작용 효과를 실험을 통해 확인하였다. 먼저, 본 발명의 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각기 다른 용융점을 갖는 두 상변화물질이 소정 비율 혼입된 미장용 몰탈층과 마감재층 그리고 도료층에 대한 동절기와 하절기의 온도변화를 확인하였다. 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 5:5(도 2)와 4:6(도 3)의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질이 5:5(도 4)와 4:6(도 5)의 비율로 혼합된 미장용 몰탈층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조에서 각각 다른 용융점을 갖는 상변화물질을 2:8(도 6)와 4:6(도 7)의 비율로 혼합된 마감재층의 동절기 및 하절기의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 마감재층에 대한 다른 용융점을 갖는 두 상변화물질의 혼합비율에 따라 동절기에서는 0.5~2.6℃의 온도상승효과를, 하절기에서는 1.5~2.0℃의 온도저감효과를 나타냈다. 그리고 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 미장용 몰탈층에 대한 다른 용융점을 갖는 두 상변화물질의 혼합비율에 따라 동절기에서는 0.8~2.6℃의 온도상승효과를, 하절기에서는 1.7~3.3℃의 온도저감효과를 나타냈다. 또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 도료에 대한 다른 용융점을 갖는 두 상변화물질의 혼합비율에 따라 동절기에서는 1.8~2.6℃의 온도상승효과를, 하절기에서는 3.5~4.3℃의 온도저감효과를 나타냈다.
이와 같이 본 발명은 하이브리드 상변화물질이 특정온도 내에서 발생하는 상변화를 통하여 흡열 및 발열 성능을 이용하여 일정온도에 도달 시 하절기의 고온 시에는 온도저감효과와 동절기의 저온 시에는 온도상승효과로 인해 냉난방기의 효율적인 On-Off 조절로 에너지 저감에 크게 기여할 수 있음을 확인하였다.
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조 및 이의 시공 방법은 건축 재료적 기술을 통해 건축물의 냉난방 에너지를 획기적으로 저감시킬 수 있고, 지구온난화 문제에 대한 대책에도 기여할 수 있으며, 상변화 반응온도가 다른 2종의 상변화물질을 통해 특정 온도 범위 내에서 동절기에서는 온도상승 효과를 극대화하고, 하절기에서는 온도저감 효과를 극대화하여 에너지의 절감 효과를 확실하게 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 단열재층 형성 단계
S200: 미장용 몰탈층 형성 단계
S300: 메쉬부재층 형성 단계
S400: 마감재층 형성 단계
S500: 도료층 형성
S200: 미장용 몰탈층 형성 단계
S300: 메쉬부재층 형성 단계
S400: 마감재층 형성 단계
S500: 도료층 형성
Claims (12)
- 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조에 있어서,
상기 시멘트 혼입 마감재는 시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되고, 모래와 물이 혼합된 상기 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지며,
상기 시멘트 혼입 마감재와 상기 미장용 몰탈 사이에 메쉬부재가 형성되며,
상기 시멘트 혼입 마감재의 외면에 색상을 부여하기 위하여 분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입된 도료층이 형성되되,
상기 시멘트 혼입 마감재와 상기 미장용 몰탈과 상기 도료층 각각에 혼합되는 상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 서로 오버랩되지 않는 둘 이상의 상변화물질이 예정된 혼합비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 상변화물질은 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 갖는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조.
- 제3항에 있어서,
상기 상변화물질은 10℃~40℃의 상변화 온도범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 가지며,
상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛이고, 열저장용량은 100~260kJ/kg이며, 비열량이 1.0 내지 2.0kJ/(kg℃)인
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조.
- 제3항에 있어서,
상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조.
- 제1항에 있어서,
상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조.
- 시멘트 혼입 마감재와 미장용 몰탈을 포함하는 건축물의 드라이비트 벽체 구조의 시공 방법에 있어서,
건축물의 벽체에 단열재를 부착하는 단열재층 형성 단계;
모래와 물이 혼합된 미장용 몰탈 100중량부에 대하여 5~10중량부의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 미장용 몰탈을 단열재에 초벌 미장하여 미장용 몰탈층을 형성하는 미장용 몰탈층 형성 단계;
상기 미장용 단열재에 메쉬 부재를 부착하는 메쉬 부재층 형성 단계; 및
시멘트 100중량부에 대하여 1~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 마련된 시멘트 혼입 마감재가 미장되는 마감재층 형성 단계; 및
분말형 도료 100중량부에 대하여 5~10%의 파라핀계 상변화물질이 혼입되어 이루어지는 도료를 상기 마감재층에 형성시키는 도료층 형성 단계를 포함하되,
상기 미장용 몰탈층 형성단계와 상기 마감재층 형성 단계와 상기 도료층 형성 단계 각각에 혼합되는 상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 서로 오버랩되지 않는 둘 이상의 상변화물질이 예정된 혼합비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법.
- 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 상변화물질은 0℃~80℃의 범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 갖는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 상변화물질은 10℃~40℃의 상변화 온도범위에서 각기 다른 상변화 온도범위를 가지며,
상기 파라핀계 상변화물질은 평균입자크기가 2~10㎛이고, 열저장용량은 100~260kJ/kg이며, 비열량이 1.0 내지 2.0kJ/(kg℃)인
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 상변화물질은 상변화 온도범위가 다른 2개의 상변화물질로 이루어지며, 상기 2개의 상변화물질의 혼합비율은 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 8:2 중에서 선택되는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 파라핀계 상변화물질로는 n-Heptacosane, n-Hexacosane, n-Pentacosane, n-Tetracosane, n-Tricosane, n-Docosane, n-Heneicosane, n-Eicosane, n-Nonadecane, n-Octadecane, n-Heptadecane, n-Hexadecane, n-Pentadecane, n-Tetradecane, 및 n-Tridecane 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는
하이브리드 상변화물질을 구비한 건축물의 벽체 구조의 시공 방법.
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