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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201616RDPP-C119066-01
연구사업명 국토교통연구기획사업
연구과제명 주거공간 성능개선을 위한 상변화물질(PCM)의 건축물 적용 기술개발 기획
총 연구기간 2016-09-07 ~ 2017-03-06
연구책임자 김수민
당해년도
참여 연구원수
4명 총 연구기간
참여 연구원수
4명
당해년도
연구비
정부 : 50,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 50,000,000 원
총연구비 정부 : 50,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 50,000,000 원
연구기관명 숭실대학교
등록 발간번호 11-1613000-001863-01
ISBN 979-11-961640-0-3
주요 내용 ○ 쾌적한 실내환경의 조성 및 주거공간의 구현은, 건축물에 대하여 현대인이 요구하는 가장 기본적인 기능이라 할 수 있으며, 현대의 주거환경에서는 냉·난방을 통하여 재실자의 쾌적성 증대를 위해 60~70%의 건물에너지가 사용되고 있음.
○ 커튼월, 철골구조 등 축열성능이 낮은 건축물에서는 외기에 따라 실내온도가 급격하게 변할 수 있으며, 이는 재실자의 쾌적성 저하 및 에너지 손실을 야기할 수 있음
○ 현재, 쾌적한 주거환경과 삶의 질에 대한 요구 수준이 지속적으로 높아짐에 따라 에너지 절감 성능과 재실자의 쾌적성까지 확보할 수 있는 자재의 개발, 수요증가 및 관련시장은 확대될 것으로 예상되고 있음
○ 하지만 국내의 상변화물질(PCM)과 관련된 연구는 여전히 미비한 실정이며 대부분의 소재 및 자재를 해외에서 수입해서 적용하고 있는 실정임
○ 따라서 본 기획연구에서는 경제성/사업성을 겸비한 PCM 이용 재실자의 쾌적감 향상 및 에너지 절약이 가능한 소재 및 자재를 개발하고 개발된 제품의 성능평가 방법의 정립 및 건축물 적용 설계/시공/운영 방법의 최적화에 대한 연구의 방향을 제시하고자 함

[최종목표]
○ 본 기획과제 연구는 주거공간의 쾌적감과 에너지 절약을 위한 PCM 소재, 자재, 적용방법 및 평가방법의 개발방향 기획을 목적으로 하며, 다음의 연구수행을 통해 최종 기술개발 전략을 수립함.
-국내외 연구 및 시장 동향의 조사, 소재 및 자재의 개발 방향 제시
-개발된 PCM의 성능평가 방법 제안, 적용 부위에 따른 건축물 설계,시공,운영방법, 열활용 시스템으로의 최적화 등의 개발방향을 제시
-다양한 분야의 자문위원과의 협의를 통해 시장확대 방안, 정책반영 및 표준화 전략의 수립

[연구내용 및 범위]
○ 본 기획 연구에서 목표로 하는 주거공간 성능개선을 위한 PCM의 건축물 적용 기술개발 및 실증 연구를 위하여 연구 과제를 다음 6개의 세부연구내용으로 구성함

1. PCM 제조 및 가공 원천 기술 개발
- 유기/무기 PCM 제조 기술 개발
- PCM 상변화온도 조절 기술 개발
- PCM 성능개선(열전도율,과냉각,내화 등) 기술개발
- PCM 미세 캡슐화, 함침 및 Packing 등 가공기술개발

2. PCM 적용 건축마감재 개발
- PCM 적용 실내/외 마감재 대상 선정
- 선정 대상별 건축마감재 개발

3. 부위별 PCM 적용 및 설계·시공·운영 최적화 방안 기획
- 부위별 PCM 적용 방법 개발
- 부위별 PCM 설계/시공 최적화 방안 기획

4. PCM 성능평가 방법 개발, 표준화 방안 마련 및 테스트베드 실증 기획
- PCM 적용 건축자재의 성능검증 방법 개발
- 열적 쾌적감 및 에너지 절약성능의 정량적 평가를 위한 비교방법 도출
- 온열환경지표 정량화를 통한 건축물 주거공간 쾌적등급제도 운영 기획
- 주거건축물에서의 PCM성능 분석을 위한 테스트베드 실증

5. PCM 활용 태양열 연계 구체 축열시스템 개발
- 태양열시스템 열원의 효율향상을 위한 구체 축열시스템 활용기술 개발
- 주택용 태양열-잠열축열 시스템 개발

6. PCM 건축자재 활성화를 위한 사업모델 개발
- 해외시장, 공공부문 및 민간부문 건축 활성화를 위한 사업모델 및 정책 연구 기획

○ 본 기획과제 추진 계획은 4단계로 구성되어 있으며 각 단계에서 수행되는 연구추진 방법은 아래와 같다.

1. 기술개발 동향 및 기술수요 조사
- 국내·외 정책/시장/기술의 동향분석, 기술수요조사, 관련기술의 수요예측 조사를 통해 건축물에서의 PCM 적용 기술개발추진방향의 정립

2. 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
- PCM의 건축물 적용을 위해 소재개발, 자재개발, 설계, 시공 및 평가 등 요소 기술별 개발방향을 설정하고 목표를 수립하여 최적의 적용방안을 수립

3. PCM 시장, 정책, 기술 현황 및 미래 예측
- 공공기관, 건설사, 건축자재 회사, 협회, 학회, 연구소 등 해당 기술과 밀접한 유관기관의 전문가 자문회의를 통하여 건축물에서의 PCM 적용 기술, 관련 정책, 시장 등의 분야에 대해서 종합적인 분석을 실시하여 본 과제의 추진 방향을 설정

4. 예비타당성 분석 및 사업시행계획
- 전략적 중요성, 국가정책의 방향 등을 검토하여 정책적 타당성을 검토하고, 기존 사업과의 중복여부, 개발 기술의 파급효과 및 개발성공 가능성을 분석하여 기술적 타당성을 검토하고, 개발될 기술의 경제적·사회적·기술적 파급효과를 고려하여 경제적 타당성을 검토
- 각 세부 과제들의 연구내용, 성과목표 및 지표설정, 예산배분, 세부실행계획을 종합하여 본 연구 RFP 작성
색인어 한글 상변화물질 열쾌적 건물에너지 최적화 경제성
영문 Phase Change Materials Thermal Comfort Building energy Optimization Economic
최종보고서 PCM 기획과제 최종보고서.pdf
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