R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201208기술혁신A01 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 열에너지 조절 가능한 일반 건축용 창호시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2008-07-30 ~ 2013-06-10 | |||||
| 연구책임자 | 장세홍 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
26명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,316,000,000 원 기업 : 451,690,000 원 계 : 1,767,690,000 원 |
총연구비 | 정부 : 7,229,000,000 원 기업 : 2,465,624,000 원 계 : 9,694,624,000 원 |
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| 연구기관명 | 전자부품연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
o 국내 건물부문의 에너지소비량은 국가 총에너지 소비량의 약 25% 정도로 연간 약 17조원을 상회하는 에너지비용이 소모되고 있으며 지속적인 증가 추세에 있음. - 창호는 벽체에 비해 8~10배 이상 낮은 단열특성을 가지기 때문에 창호를 통한 열손실량은 전체 건물 열손실량의 20~45%를 차지할 정도를 심각함. - 창호 열성능 2배 향상 시 건물에너지 절감율 30% 달성할 수 있을 것이나, 건물 외피에 대한 창면적 비의 증가로 에너지성능 향상에 큰 장애요인 부각되고 있음. - 주거용 건물의 발코니 확장 합법화로 창면적의 증대 및 열적 완충공간의 감소 에 따른 결로 발생 문제가 심각한 수준임. - 창문의 결로 방지를 위한 투명 발열체 및 발열체의 에너지원을 PV로 연계하는 개발기술이 상용화 될 경우, 파급 효과와 보급률이 매우 높을 것으로 예상됨. o 종래의 창호기술개발은 설계 및 구조변경 등 간접적인 방식으로 접근하였으며, 소재개발 및 타 분야 기술과의 융.복합을 통한 시너지효과를 창출할 수 있는 새로운 대체기술 개발은 미미한 실정임. o 따라서 나노기술 접목을 통해 현재의 창호가 직면한 낮은 단열효율에 대한 직접적 해결방안 제시는 물론 전혀 새로운 기능을 부가함으로서 파괴적 개념의 새로운 창호 개발이 필요함. [최종목표] 본 연구과제의 최종 목표는 나노코팅기술을 이용한 일반 건축용 에너지 조절 창호 시스템을 개발하는 것으로 고 단열성 유지, 냉방부하 절감, 자가발전, 결로 방지 등 다양한 기능이 용도에 따라 융복합될 수 있는 차세대형 창호 개발임. 이를 위해서 다음과 같은 세부 기술들의 목표가 같이 완성되는 형태를 가짐. □ 멀티나노코팅 고 단열 창호시스템 개발 및 시스템 통합 (온도 가변형 차세대 적외선 차단 소재 개발 포함) □ 창호용 See-Through 타입 나노구조 태양전지 개발 □ CNT를 이용한 결로 방지용 투명 발열체 개발 □ 열에너지 조절 가능한 다기능성 창호시스템 성능평가 및 보급형 실용화 기술 개발 [연구내용 및 범위] o 본 연구과제를 통해 고단열성 유지, 냉방부하 절감, 자가발전, 결로 방지 등 다양한 기능성이 용도에 따라 융합될 수 있는 에너지 조절형 차세대 다기능성 창호시스템을 개발할 것임. □ 멀티나노코팅 고 단열 창호시스템 개발 및 시스템 통합 * 멀티나노코팅에 의한 코팅유리부의 열적/광학/내구 성능향상 기술개발 - 방사율 : ≤ 0.04 - 가시광투과율 : ≥ 70% - 차폐계수 : ≤ 0.5 - Uniformity(△Eab) : ≤ 3.0 (@0~2,000mm 유리 폭방향) - 내습성(△E) : ≤ 1.0 (50℃, 90%RH 1일 보관) * 복층유리부의 단열성능 향상 기술개발 - 열관류율 : ≤ 1.4W/m2.K - 가시광투과율 : ≥ 65% - 차폐계수 : ≤ 0.4 * 열에너지 조절 가능한 유리 적용을 위한 창틀 설계 및 제작 - 구성 프로파일의 금형 설계 및 제작 - 멀티나노코팅유리, 결로방지용 투명발열체 적용 유리, 고투과형 태양전지, 온도가변형 적외선 차단 소재의 개별, 또는 선택적 복합 적용한 창세트 제작 - 신개발 소재의 전기 입/출을 위한 창틀 내 최적 배선 경로 설계 및 배선용 부속자재 개발 - 신개발 소재의 규격(두께)을 수용 가능한 Glazing Bead 설계/제작 * 유리-창틀 통합 Test-bed를 통한 실용화 검증 - 시작품 사이즈 : ≥ 2,000mm× 2,000mm □ 온도 가변형 차세대 적외선 차단 소재 개발 * 온도 가변형 적외선 차단 소재를 이용한 고효율 에너지 절약 창호 시스템 개발 - 온도 가변형 적외선 차단 소재 * 적외선 차단 기준 온도 제어 기술 * 근적외선의 차단/반사율이 높은 소재 및 박막 증착기술 - 적외선 차단 기준 온도: 25~29℃ - 근적외선 투과율: ≤ 10% (적외선 차단 기준 온도 이상일 때) ≥ 70 % (적외선 차단 기준 온도 이하일 때) - 가시광선 투과율: ≥ 70 % - 개발된 소재를 이용한 대면적/저비용/저온 박막 증착기술 - 미세구조제어와 도핑을 통한 고성능 박막 증착기술 □ 창호용 See-Through 타입 나노구조 태양전지 개발 * 창호의 높은 투명성과 청정성을 유지하면서 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 사용할 수 있는 미래형 창호 소재 개발 - 태양전지 모듈 변환효율 : ≥ 8.5 % @ effective aperture area - 투과율 : ≥ 20 % @ 400？800 nm - 개구율 : ≥ 30 % (패턴 개구율) - 열관류율 : ≤ 1.5 W/(㎡K) @삼중구조 * 고효율 태양전지 제조기술 확립 - 고효율 태양전지 구조 설계 및 제작 - 안정화 효율 향상을 위한 실리콘 박막 형성 조건 최적화 - 고효율 향상과 대면적 적용이 가능한 기판 텍스처링 기술 개발 * 고 투과성 태양전지 제조기술 확립 - See-Through 방식 최적화 - 고효율을 유지하면서 투과율 향상을 위한 셀 분리/연결방식 기술 연구 - 전극 소재 및 모듈 공정 기술 확보 □ CNT를 이용한 결로 방지용 투명 발열체 개발 * 투명성이 확보되면서 결로 방지용 발열 유리 기술 개발 - CNT 소재를 이용한 면 발열 유리 기술 개발 가시광 투과율: ≥ 70% 면 저항: ≤ 40 Ω/□ □ 열에너지 조절가능한 다기능성 창호시스템 성능평가 및 보급형 실용화 기술 개발 - 에너지/환경 대응형 고성능, 다기능 창호시스템의 요소기술 및 융복합기술에 대한 효과 분석 및 종합 성능평가 등을 통한 신뢰성 확보 - 요소기술 및 융복합기술의 효율적 보급 및 활성화를 위한 표준 매뉴얼 개발 - 고성능, 다기능 창호시스템의 표준화 및 지원 제도, 정책 개발 - 실증 시범화 적용사업(Test Bed) 설계 및 추진, 상용화 기반 구축 - 전동차양에 의한 보급형 열에너지 조절 창호시스템 실용화 기술 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 고투과/고단열 멀티나노코팅유리창 | 나노태양전지유리창 | 투명발열유리창 | 온도가변형적외선차단 코팅 유리창 | 유리창에 대면적 박막형성기술 |
| 영문 | high transparent/high adiabatic multi-nano coated window glass | nano solar cell window glass | transparent heating window glass | temperature variable IR-protective coating window glass | large area thin film deposition technique on window glass | |
| 최종보고서 | 열에너지조절가능한일반건축용창호시스템개발_20130610.pdf | |||||