새로운 에너지 절약형 건축자재가 에어컨을 대체할 가능성

매사추세츠공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 '테크니컬 리뷰(Technical Review)' 매거진은 최근 낮에 열을 흡수하고 밤에 열을 방출해 에어컨 사용을 줄일 수 있는 건축자재가 미국에서 곧 출시될 것이라고 보도했다.

소개에 따르면 현재 대부분의 건물 벽에는 석고보드가 사용되고 있다. 노스 캐롤라이나의 National Gypsum은 열을 흡수하여 건물을 수동적으로 냉각할 수 있는 캡슐 재료가 포함된 새로운 유형의 석고 보드를 테스트하고 있습니다. 이들 캡슐 물질은 독일의 거대 화학기업 바스프(BASF)가 생산하며 많은 건설 제품에 첨가될 수 있다. 유럽에서는 이 새로운 유형의 캡슐 소재가 일부 건축 제품에 사용되었습니다.

이러한 캡슐소재에는 상변화물질, 즉 온도변화에 따라 형태가 변하고 잠열을 제공할 수 있는 물질이 함유되어 있다. 이는 집을 냉각시키는 원리를 얼음이 녹을 때 열을 흡수하여 음료를 냉각시키는 원리와 동일하게 만듭니다. . 각 고분자 캡슐에는 상온에서 녹는 파라핀 왁스가 함유되어 있어 기본적으로 낮 동안 실내 온도를 일정하게 유지할 수 있습니다. 파라핀 왁스는 밤에 시원한 날씨 조건에서 가장 잘 작동합니다. 밤에 온도가 떨어지면 캡슐이 다시 굳어 낮 동안 저장된 열을 방출할 수 있습니다.

Peter Schossig는 독일 뮌헨에 있는 Fraunhofer Institute의 엔지니어입니다. 그의 연구팀은 BASF와 협력하여 이 캡슐을 개발했습니다. 그는 남부 유럽의 일부 국가에서는 이 소재가 낮 동안 충분한 열을 흡수하여 에어컨 전력 수요의 최대 20%를 절약할 수 있다고 말했습니다. 밤 기온이 더 시원한 북유럽에서는 이 소재를 사용한 건물에는 에어컨이 전혀 필요하지 않을 수도 있습니다.

이번 성과는 전기를 사용하지 않고도 쾌적한 실내온도를 유지할 수 있는 친환경 건축자재를 사용하는 건설업계의 친환경 트렌드를 확산시키는 데 도움이 된다. 미국의 자료에 따르면 미국 에너지정보청(Energy Information Administration)에서는 건물이 전체 전력 생산량의 약 70%를 소비하며, 그 중 8%는 가정과 사무실의 에어컨에 사용됩니다. 현재 미국에서는 목재 프레임, 석고보드 등 경량 건축자재가 널리 사용되고 있다. 건물을 빨리 완성할 수 있지만 열을 많이 흡수하지 않아 실내 온도가 하루 종일 크게 변동합니다.

MIT 건축기술 및 기계공학 교수인 Leon Glicksman은 상변화 재료가 경량 건축재료에 열 저장을 추가하는 방법을 제공한다고 말했습니다. 1950년대부터 여러 회사에서 상변화 물질의 특성을 활용할 수 있는 수동 냉각 시스템을 개발하려고 시도했지만, 기존 건축 자재에 새로운 자재를 추가하는 것이 어려워 제한적인 성과를 거두었습니다.

BASF는 용융된 왁스를 뜨거운 물과 빠르게 저어 마이크로캡슐을 얻습니다. 왁스와 물은 서로 반발하기 때문에 왁스는 물 속에서 많은 작은 왁스 방울을 형성하게 됩니다. 연구진이 왁스-물 혼합물에 아크릴 전구체를 첨가했을 때, 왁스와 물 사이의 반발력으로 인해 아크릴 전구체가 왁스 방울의 표면을 코팅하게 되었습니다. 생성된 습윤 혼합물은 석고보드를 만드는 데 사용되는 분말에 첨가하거나 건조 후 시멘트, 석고와 같은 다른 건축 자재에 첨가할 수 있습니다.

또 다른 거대 화학업체인 듀폰(DuPont)도 상변화물질을 캡슐로 제조하고 있으며 이를 유럽에서 판매되는 열흡수판에 첨가했다. BASF의 전략은 DuPont과 약간 다릅니다. 그들은 캡슐을 다른 회사에 판매하여 천장, 기포 콘크리트 블록 및 석고 보드를 포함한 건축 자재에 추가합니다. BASF가 실시한 연구에 따르면 독일의 전기 가격과 기후 조건을 예로 들어 주택에서 사용하는 석고에 상변화 물질 360g(약 US$4883)을 추가하면 전기 요금을 절약할 수 있는 것으로 추정됩니다. 5년 이내. 비용을 충당하다