Research Article

Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 30 October 2018. 499-509
https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20180041

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 스마트 스킨과 일사획득 성능 측정 방안

  •   스마트 스킨의 개념 및 구성

  •   기존 일사획득성능 측정 방안

  • 일사획득 성능 측정 방안 제안

  •   외부일사량(QSolar)과 실내 획득 열량(QGain)

  •   일사획득계수 산출방안

  • 측정 장비 구성 및 예비 성능 시험 결과

  •   측정 장비 개념도 및 구성 현황

  •   흡수판 열흡수 시험

  •   열량계 단열 성능 시험

  • 결 론

서 론

국가적 에너지 절감을 위한 다양한 노력이 이루어지는 가운데, 건축물의 에너지 소비량 절감을 위한 연구개발이 다양하게 이루어지고 있다. 특히 건축물의 외피에 적용되는 창호의 경우, 기존 건축물 외피에 적용되는 구조체 및 단열재에 비해 열적 성능이 낮기 때문에 로이 유리와 같은 기능성 유리나 진공유리와 같은 단열성 높은 유리의 개발이 이루어지고 있다. 이러한 창호는 단열 성능 뿐 아니라 건물 외부의 일사량이 실내로 유입되는 투과체의 특성을 고려하여 일사획득 성능에 대한 고려가 필요하다. 이러한 일사획득성능은 최근 일사획득계수(Solar Heat Gain Coefficient, SHGC)로 표현되고 있으며, 국내에서는 인공광을 이용한 창호의 일사획득계수를 물리적 측정방법인 ‘KS L 9107 : 솔라 시뮬레이터에 의한 태양열 취득률 측정 시험방법’을 통해 성능 수치가 측정 되고 제품 간의 성능 비교가 이루어지고 있다. 그러나 일사획득계수는 단열 성능을 나타내는 열관류율(U-value)이 건축물 에너지 소비량 예측에서 일정한 경향을 보이는 것과 달리 일사의 영향이 냉방 에너지 소비량을 증가 시키는 하절기와 일사의 영향이 난방 에너지 소비량을 절감시키는 동절기에 효과가 다르게 나타난다(Kim et al., 2015). 따라서 건축물의 에너지 소비량에 미치는 영향력을 확인하기 위해 일사획득계수는 열관류율에 비해 상대적으로 정확한 예측이 필요한 실정이다.

창호의 일사획득 정도를 제어하기 위해 창호의 유리를 통해 들어오는 태양광의 투과율을 조절하는 방법에 대한 연구는 유리 제조 공법의 다양화를 통해 유리 표면에 금속 산화물을 증착하는 방법과 착·소색 특성을 나타내는 물질을 유리의 조성 내에 혼합시키는 방법을 이용하여 유리의 기능성을 추가하였으나, 이러한 방법으로 제작된 유리는 태양광에 대한 능동적인 조절 기능이 없고 일정한 태양광의 파장을 차폐 또는 투과시키는 수동적인 형태이므로 실내 상황과 외부 태양광의 차이에 따른 능동적인 조절이 어렵다. 이러한 점을 개선하기 위해 투과도 가변 유리로서 전기적 신호에 의해 투과율을 인위적으로 조절하는 SPD (Suspended Particle Display), Electrochromic glass 등으로 구분되는 스마트 유리(Smart Glass)가 개발되고 있다. 이러한 스마트 유리를 사용하거나 일사조절이 가능한 창호 및 외피를 ‘스마트 스킨(Smart Skin)’으로 정의하여 외부 환경에 적극적으로 대응하는 창호로 활용하고 있다.

기존 창호의 일사획득성능은 시험체의 정면에서 입사되는 직사일광 대비 실내로 유입되는 열량의 비율로 나타낸다. 그러나 스마트 스킨의 일사획득성능은 실내 환경과 태양광의 조사 강도에 따라 유동적으로 일사획득량을 조절하기 때문에 기존의 태양열취득율 측정 방법으로 성능을 예측하기 어렵다. 또한 실제 스마트 스킨이 설치되는 건축물의 벽면은 태양광이 정면에서 입사되지 않고 스마트 스킨이 설치된 건축물의 위치, 향, 계절에 따라 태양의 고도 및 위치 차이가 발생한다. 이러한 일사획득성능의 차이는 스마트 스킨의 형태나 광원의 조사각에 따라 차이가 발생한다. 또한 KS L 9107의 경우, 인공광원인 솔라 시뮬레이터를 활용하기 때문에 자연광과의 차이에 의한 적외선 영역의 실내 복사열 작용이 다르게 나타날 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 자연광을 활용하고 태양의 고도 및 측정 환경을 고려한 새로운 일사획득성능 산출방법이 필요하다. 본 연구에서는 스마트 스킨의 도입을 통해 건축물의 에너지 소비량 예측에 사용될 수 있는 일사획득성능을 산출하기 위하여 기존 태양열취득율의 측정 방법을 보완하고 새로이 이론적 일사획득계수 산출 방안을 제안하였다. 또한 산출 방안을 구현하기 위한 측정 장비를 개발하여 측정 장비 예비 성능 시험을 거쳐 일사획득계수 측정 가능성을 확인하였다.

스마트 스킨과 일사획득 성능 측정 방안

스마트 스킨의 개념 및 구성

Figure 1과 같이 스마트 스킨은 외부 환경에 적극적으로 대응하기 위한 건물 외피의 일사획득 조건을 조절하고 건축물 실내 환경을 최적으로 유지하는 복합 외피 시스템으로 볼 수 있다. 이러한 스마트 스킨의 시스템을 유지하기 위해 기존 창호와 같이 건축물의 외피로서 구조체를 형성하고 다양한 기술을 적용하여 외부환경 감지, 대응 알고리즘 적용을 위한 프로그래밍, 구동을 위한 전자 및 기계 구동부 등으로 구성한다. 이러한 스마트 스킨은 구성 형태에 따른 성능 검증 형태가 다양하게 요구되고 있으며, 벽체 및 창호와 동일한 기존 성능 측정 방법을 통해 이루어지고 있다.

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Figure 1.

Concept of Smart Skin

선행연구(김석현과 조수, 2017a)를 통해 스마트 스킨의 성능을 단열 성능, 기밀 성능, 일사획득 성능 등의 에너지 해석에 필요한 에너지 성능과 내풍압, 수밀, 결로 방지, 반복 구동성 및 센서 성능 등을 구분하여 안정성 및 신뢰성능 측정 방안으로 구분하였다. 이 중 일사획득 성능은 스마트 스킨의 주요한 기능으로서 창호의 일사획득 성능 측정 방법을 이용하여 스마트 스킨의 일사획득계수를 산출하고 건물 에너지 해석 시 사용할 수 있다. 그러나 기존 측정 방법을 활용한 일사획득계수 산출은 일정한 환경 조건에서 동일하게 유지되는 정상상태에서 측정되므로 스마트 스킨의 유동적인 기능을 발휘하기 위해서는 적합하지 않은 방법으로 측정되고 있다. 따라서 스마트 스킨의 성능을 확인할 수 있는 다양한 상황을 모사할 수 있는 측정 방안의 개발이 필요하다.

기존 일사획득성능 측정 방안

NFRC 201 : Procedure for interim standard test method for measuring the Solar Heat Gain Coefficient of Fenestration Systems using calorimetry hot box methods는 미국 NFRC에서 제안한 창호의 일사획득계수 측정 방안을 제안하고 있다. NFRC (National Fenestration Rating Council)는 미국의 창호, 문 및 천창 산업체에 의해 만들어진 비영리 공공단체로서 관련 제품들의 성능을 평가하고 있다. NFRC 201에서는 경면 특성을 가진 창호 제품의 법선면 입사각에대한 일사획득계수 계산방법을 제시하고 있으며, 상세화하고 있다. NFRC 201에서 제시하고 있는 일사획득계수는 법선면 입사각에만 국한되어 있으며, 법선면 기준으로 30°범위 내 입사각의 일사획득계수는 법선면 입사각에서 일사획득계수로서 사용한다. NFRC 201에서 제안하고 있는 열량측정방법(Solar calorimetry)은 Figure 2와 같이 시험체(Test specimen), 열량계(calorimeter) 와 보호판(surround panel), 내부 열 흡수판(heat absorber)과 열교환장치(thermal loop)으로 구성된다.

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Figure 2.

Typical components used in a calorimeter apparatus by NFRC 201

NFRC 201의 일사획득계수의 산출은 시험체의 정면부 면적에 조사되는 일사량을 확인하고 시험체를 통해 획득되어 열량계 내부로 유입되는 열량계 내부 열량을 확인하고 있다. 또한 시험체와 외부 환경에서 온도차를 고려하여 시험체를 통해 유·출입되는 열량을 고려하고 있다. NFRC 201에서는 시험장비 구성상 열량계를 통해 내부 열량을 확인하고 있으며, 열량계 외부가 자연광에 노출되는 형태이므로 시험체를 관통한 열량 계산에 다양한 요소를 고려하고 있다. 다만 이러한 장비 구성에 따라 외부 환경에 많은 영향을 받기 때문에 정확한 시험체를 통해 유입되는 열량의 계측이 어렵고 이를 보완하기 위한 방법이 적용되고 있다. 또한 시험체의 법선면을 기준으로 태양광의 열량을 고려하므로 실제 태양의 고도 및 위치에 따른 실내 일사획득량 예측이 어렵다.

국내에서는 한국산업규격(Korea Industrial Standards)에서 제정한 ‘KS L 9107 : 솔라 시뮬레이터에 의한 태양열 취득률 측정 시험방법’에서는 인공광원을 이용하여 창호의 일사획득계수를 측정하고 있다. Figure 3과 같이 인공광원은 태양광시뮬레이터를 사용하고 있으며 표준 시험체의 창호를 설치 할 수 있는 항온실, 열량수집상자, 그 밖에 실내·외 표면열전달율을 조절할 수 있는 기류발생장치로 구성되어 있다. 솔라시뮬레이터로 외부 일사량을 정의하여 여름철 조건(500 W/㎡), 겨울 조건(300 W/㎡)의 유효 조사강도를 유지하고 실내·외 환경을 구현하는 환경챔버와 열량수집상자로 구성하고 있다. 환경챔버의 광 도입창은 KS L 2514의 시험방법에 따라 투과율 90% 이상의 맑은 유리로 구성하여 투과량의 손실이 적도록 하고 있다. 환경챔버는 실외 환경을 모사할 수 있도록 여름 조건(30±1℃), 겨울 조건(0±1℃)의 제어가 가능하도록 구현한다. 열량 수집상자는 실내 환경 조건을 모사할 수 있도록 여름조건(공기온도 : 25±1℃) 및 겨울조건(공기온도 : 20±1℃)을 유지할 수 있도록 제어가 가능하다.

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Figure 3.

Scheme of measuring equipment by KS L 9107

KS L 9107은 인공광원을 사용하기 때문에 실제 건축물 외부에서 조사되는 자연광과 동일한 효과를 검증하기 어렵고 환경챔버의 광 도입창을 통해 시험체에 조사됨에 따라 창호가 실외 자연광에 직접 조사되는 경우와 차이가 발생함에 따라 실제 건물 내부에서 자연광에 일어나는 광학적·열적 현상을 확인하기 어렵다. KS L 9107은 제품의 성능 비교를 위해 실내·외 환경을 일정하게 유지하고 인공광원의 조사강도를 유지하는 정상상태를 통해 일사획득 성능을 확인하고 있다. 이러한 KS L 9107의 측정방법을 통해 도출된 일사획득계수는 실제 건물에서 일사획득이 일어나는 조건의 실내 실제 일사획득량 정도를 확인하기 어렵기 때문에 광원의 차이 및 장비 구성에 따른 시험방법의 보완이 필요하다.

기존 일사획득성능 측정 방안은 시험체의 정면에서 조사되는 일정한 일사량에 대한 정상상태의 상황에서 일사획득계수를 측정하기 때문에 스마트 스킨의 능동적인 투과율 변화에 대한 측정이 어렵고 정상상태를 유지하는 순간의 일사획득계수를 산출하기 때문에 건축물로 유입되는 일사량을 통한 건축물의 에너지 해석 시 활용하기 어렵다. 따라서 능동적으로 구동하는 스마트 스킨의 특성을 고려하기 위해, 본 연구를 통해 개발하고자 하는 일사획득계수 측정 방안 및 장비는 기존 측정 방안 및 장비와 달리 측정 기간을 선정하여 실제 태양광의 움직임에 따른 스마트 스킨 시험체에 조사되는 일사량 변화를 확인하고 적용할 수 있도록 개선이 필요함을 확인하였다.

일사획득 성능 측정 방안 제안

외부일사량(QSolar)과 실내 획득 열량(QGain)

기존 일사획득계수 측정 방안에서는 일반적으로 일사획득성능을 확인하기 위한 일사획득계수는 외부 일사량과 실내 획득열량의 비율로 고려하고 있다. 기존 외부 일사량은 시험체의 정면에서 입사(법선면)되는 일사에너지의 조사량을 확인하고 있으나 자연광을 이용한 일사획득계수 산정을 위해서는 태양의 고도 계산 및 지역적 특성 값이 고려되어야한다. 태양의 고도는 하절기에 가장 높은 고도를 이루고 동절기에 가장 낮은 고도를 이룬다. 건축물에 적용되는 스마트 스킨은 일반적으로 건축물의 수직 벽체에 적용되므로 하절기 높은 고도의 일사 조사량 보다 동절기의 낮은 고도의 입사량이 높게 발생할 수 있다. 다만 이를 표현하기 위한 일사량은 수평면 일사량과 수직면 일사량의 계측 값으로 표현하고 있다. 따라서 벽체와 동일한 수직면 일사량을 기준으로 선정하는 것이 타당하다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 스마트 스킨의 투과체 표면이 벽면과 수평을 이루고 있는 수직면 일사량을 ‘외부 일사량(QSolar)’으로 정의하여 태양광의 일사 조사량을 확인하였다. 이때, 외부 일사량은 자연광을 활용하고 실제 건물의 환경과 동일하도록 기존의 태양열취득율에서 고려하는 직달일사 뿐만 아니라 대기중에 확산되어 유입되는 확산일사, 재반사되어 유입되는 반사일사 등 전일사량계를 통한 전일사량으로 구성되어야한다.

실내 획득 열량(QGain)은 시험체를 통과한 이후 실내로 투과된 열량과 시험체에 흡수되어 실내 측으로 재방사된 에너지양의 합으로 구성할 수 있다. 열량계 내부에서 유입된 열량을 추출하기 위한 흡수판(Absorber Plate)을 통해 열 교환하여 외부로 추출되는 ‘흡수판 추출열량(QFluid)’, 열량계가 외부 환경에 영향을 받지 않도록 공조가드를 설치하고 공조가드 내부의 열 교환 장치를 통해 열량계를 빠져나오는 열량을 산출하거나 열량계 내부로 유입되는 열량을 확인하는 열량계 벽면 유출입 열량인 ‘공조가드를 통한 추출열량(QGuard)’이 구분되어야 한다. 또한 열량계 내부의 열량 중 시험체를 통해 외부로 유출되는 열 전도에 의한 ‘관류열량(QU-value)’을 고려해야 한다. 이때 시험체에 조사되어 시험체에 흡수되어 실내로 재방사되는 양은 열량계 내부 추출열량으로 고려할 수 있으므로 내·외부 공기 온도차에 따른 시험체 열관류율의 영향을 고려하여 환경조건에 따른 관류열량을 고려 할 수 있다.

일사획득계수 산출방안

실내 일사획득량 산출을 위한 일사획득계수는 기존 일사획득계수 산출과 동일하게 외부 일사량(QSolar)에 대한 실내 획득 열량(QGain)의 비로 구성하며, 실내 획득 열량은 흡수판 추출열량(QFluid)과 열량계 벽면의 내부와 외부면의 온도차에 따른 유출입 열량인 공조 가드 추출열량(QGuard)을 고려하고 시험체의 관류열량(QU-value)을 고려한다. 이때, 외부 일사량은 외부 수직면에 계측된 전일사량(ET)의 강도와 입사면적(AS)을 고려한다.

기존 일사획득계수의 경우, 실내·외 환경의 정상상태 유지를 통해 외부 일사량과 실내 일사획득열량의 비율을 무차원 성능 수치로 표현하고 있다. 이러한 기존의 일사획득계수 산출식은 외부 일사량을 직달 일사량으로 구분하고 있고 실내 일사획득량에 환경 챔버의 영향을 고려하고 있기 때문에 일정한 환경조건에서 제품 간의 일사획득 성능을 파악하기 용이하다. 그러나 일사획득을 통해 부하예측을 위해서는 일사가 영향을 미치는 총량이 투과되는 정도를 확인해야 한다. 또한 스마트 스킨의 일사획득 성능도 실내·외 조건의 변화에 따라 변화하기 때문에, 이를 위해 태양광의 일조 시각에 따른 이동과 계절에 따른 입사각도 차이 등을 고려하여 측정 기간을 선정하고 측정 기간의 외부 일사량의 총량과 측정이 시작된 이후 시험체를 투과하여 내부로 유입된 내부 획득열량의 총량을 확인해야 한다. 따라서 측정에 일중 일사량 총량 대비 측정된 획득 열량을 확인하여 에너지의 합산으로 표현할 수 있다. 이는 식 (1)과 같이 일사획득계수 측정기간에 따른 외부 일사량의 합(ΣQSolar) 대비 실내 획득 열량(ΣQGain)의 비로 나타낼 수 있다.

SHGC=ΣQGainΣQSolar=ΣQFluid±QGain±QU-valueΣET×AS  (1)

측정 장비 구성 및 예비 성능 시험 결과

측정 장비 개념도 및 구성 현황

일사획득계수 측정을 위해 외부 일사량과 실내 획득 열량의 산출이 가능한 측정 장비가 구성되어야 한다. 외부 일사량과 실내 획득열량을 측정하기 위한 측정 장비는 측정부에 포함되는 열량계 내부 흡수판, 열량계 및 공조가드, 측정 장비 제어기 및 측정 데이터 수집 장치, 냉동기 및 펌프 등과 같은 기타 설비로 구성된다. Figure 4는 측정 장비의 구성 개념도를 나타낸다.

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Figure 4.

Concept diagram of developed measuring equipment

흡수판 열흡수 시험

열량계 내부에 설치하는 흡수판(absorber)에는 측정 장비 전면에 부착된 시험체를 투과한 일사량이 흡수판 표면에 조사되어 내부로 유입된 열량을 흡수하도록 내부 유량을 순환하여 열량을 산출하였다. 이때, 흡수판에 공급되는 냉매 비열(CAb)을 확인하고 냉매의 입구온도(tAb,i) 및 출구온도(tAb,otAb,i)를 확인할 수 있도록 T-type의 열전대를 활용하여 온도를 측정하고 제어기 및 데이터 수집장치를 통해 냉매의 온도차를 확인하였다. 또한 내부 순환 냉매의 유량(mAb)을 확인하기 위해 적산 유량계를 설치하여 순환되는 유량을 확인하였다. 흡수판을 통해 계측되는 내부 순환 열량은 식 (2)와 같다.

QFluid=mAb×CAb×tAb,o-tAb,i  (2)

측정 장비의 실내 유입 일사량을 추출하기 위한 흡수판은 충분한 열용량 및 흡수 능력을 가지지 못한다면 일사획득량 산출이 어렵다. 측정 장비의 예비 실험으로서 흡수판의 열 흡수 능력을 확인하기 위해 자연광에 노출하여 흡수판의 열 교환 성능을 확인하였다. 본 실험은 오전 11시 30분부터 오후 2시까지 진행하였다. 흡수판은 지상의 아스팔트 도로위에 위치하였으며, 흡수판 내부 순환 냉매는 증류수를 공급하고 냉동기로부터 냉매의 공급온도는 15.0℃로 설정하였다. 공급 유량은 0.23 kg/s으로 고정하여 공급하였고 외부 일사량은 수평면 전일사량계를 설치하여 측정하였다.

실험결과, Figure 5에 나타난 흡수판 냉매 입·출구 온도 측정 결과와 같이 흡수판에 투입되는 공급되는 냉매와 회수되는 냉매의 온도 차가 최대 4.7℃ 이하로 유지되는 것을 확인하였다. 실험기간동안 일사량은 최고 1,000 W/㎡를 상회하는 환경에서 실험이 이루어졌고 측정 기간 동안 흡수판을 통해 추출되는 열량은 순간 최대 4,609 W까지 나타났다. 실제 흡수판이 설치되는 열량계 내부로 유입되어 흡수되는 일사열량은 흡수판이 외부에 노출되어 흡수되는 용량에 비해 작기 때문에 시험체의 크기와 외부 일사량을 고려할 때, 일사량의 유입이 최대 2,250 W를 넘지 않기 때문에 본 실험결과를 통해 제작된 흡수판을 통한 열량 추출이 최대 4,600 W를 상회하므로 실내 유입열량의 열량 추출은 충분할 것으로 판단된다.

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Figure 5.

Result of flow temperature

열량계 단열 성능 시험

스마트 스킨의 일사획득 성능을 시험하기 위한 측정 장비는 육면체로 구성된 열량계의 전면부가 개구부로 구성되고 이 개구부에 스마트 스킨을 설치하는 구조를 가지고 있다. 이때 열량계의 개구부 이외의 단열 성능을 확인하기 위해, 예비 실험으로 열량계 내부 공기 온도 유지 실험을 통해 단열 성능을 검토하였다. 열량계는 시험체를 설치하는 전면부의 개구부를 포함하기 때문에 개구부에 시험체를 설치하는 경우를 예상하여 실험을 수행할 필요성이 있다. 따라서 일반적인 스마트 스킨이나 창호에 비해 열전도율이 높아 단열 성능이 떨어지는 시험체를 설치 한 후 해당 시험체의 열전도에 따라 내부 열량이 유출되더라도 내부 공기온도를 설정 온도로 유지한다면 실제 시험이 수행되는 일사획득기간의 단열 성능은 갖출 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험은 열량계의 시험체 설치 부분에 6 mm단판 투명 유리(Clear Glass)를 설치하여 내부 공기 온도 유지 시험을 수행하였다. 시험기간은 일사획득이 없는 1월 13일 오후 7시부터 1월 14일 오전 5시까지 진행하였다. 내부 설정온도는 20℃로 설정하였고 설정을 위한 히터 및 냉동기를 가동하였다.

실험을 수행한 결과, Figure 6과 같이 시험 기간 동안 외부 기온이 -0.2℃부터 -7.8℃까지 변화하는 과정에서 열량계 내부 평균 공기 온도는 공급 냉매 설정 온도 범위인 20±1℃를 유지하는 것을 확인하였고 내부 공기 온도 범위는 최대 20.6℃에서 최소 19.2℃로 나타나는 것을 확인하였다. Figure 7과 같이 일사획득이 없음에도 흡수판의 전면부와 후면부 위치의 공기온도차이가 발생하는 것을 통해, 단열 성능이 떨어지는(열전도율이 높은) 6 mm 투명 유리를 사용하는 경우처럼 시험체의 단열성능에 영향을 받아 열손실이 있더라도 열량계의 단열 성능이 충분함을 확인하였다. 이러한 실험결과를 바탕으로 스마트 스킨의 일사획득 성능 측정을 위해 개발된 측정 장비의 부위별 성능이 목적에 적합함을 확인하였으며, 스마트 스킨의 일사획득성능 측정을 위해서 개발된 측정 장비가 유효성을 가지는 것을 본 연구를 통해 확인하였다.

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Figure 6.

Result of mean air temperature in calorimeter box and outdoor air temperature

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Figure 7.

Result of air temperature in calorimeter box

결 론

본 연구에서는 기존 창호에 비해 다양한 기능을 가지고 복잡한 구동이 이루어지는 스마트 스킨의 일사획득성능 측정을 위한 측정 장비 개발을 위해 측정 방안의 제안과 실제 측정 장비의 구현을 통해 예비 실험을 수행하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.

스마트 스킨의 성능항목 연구와 기존 일사획득 계수 측정 방법을 검토하여 스마트 스킨의 일사획득성능 검토를 위한 기존 측정 방안 개선안을 도출하였다.

스마트 스킨의 일사획득성능 산출을 위한 일사획득계수 산출을 위하여, 외부 일사량과 실내 획득열량을 구분하여 각각의 산출식을 제안하고 태양의 고도 및 이동에 따른 일사량 변화를 포함할 수 있도록 측정기간 총량의 비율을 나타내는 일사획득계수 산출식을 제안하였다.

일사획득계수 측정 장비 구성을 위하여 흡수판, 열량계 및 공조가드, 외부일사량 측정 장치, 제어기 및 데이터 수집장치, 펌프 및 냉동기를 구성하였다. 개발된 일사획득계수 측정 장비의 예비 구동 실험을 위하여 흡수판의 열교환 성능, 열량계의 단열 성능 검토 실험을 수행하여 측정 장비의 부위별 예상 성능을 만족함을 확인하였다.

본 연구의 결과를 통하여 개발된 측정 장비는 향후 기존 측정 방안과의 결과값 비교를 거친 후 스마트 스킨의 일사획득 성능을 측정 할 수 있을 것으로 판단되며, 다양한 환경 및 계절별 실험이 이루어진다면 기존 일사획득계수 측정 방안과 같이 측정 방안 및 장비의 표준화가 가능할 것으로 사료된다. 또한 향후 측정 결과를 표기할 시 측정 환경을 동시에 표기하여 측정 환경에 대한 스마트 스킨의 적용성을 확인할 수 있도록 구성되어야 할 것이다.

Acknowledgements

본 연구는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니다(No. 20172010105690).

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