경기도 안성에 위치한 국립한경대학교(총장 태범석)는 20일 “교내 스마트 물류기술 연구센터(센터장 김용태) 김영호, 임명관, 최동욱 연구원이 기존 경량 콘크리트의 단점을 보완하고 단열‧온도조절 기능 등을 더한 차세대 건축부자재 ‘PCM 콘크리트 패널’ 개발에 성공했다”고 밝혔다.

연구진 측은 "기존 경량콘크리트는 무게가 가벼운 대신 강성이 취약해 주로 바닥 마감재 정도로만 사용됐다"며 "무게를 경량화 하는 동시에 강성을 증가시켜 건축물의 부재로까지 사용할 수 있도록 하고, 자체개발한 상변화물질(PCM)을 포함시켜 에너지절감이 가능하도록 한 것이 이번 연구의 주요 성과"라고 설명했다.

한경대 스마트 물류기술 연구센터에서 개발한 PCM 경량 콘크리트 패널은 기존 일반 경량 콘크리트 패널과 비교했을 때 외부온도 30℃ 기준 약 2℃ 정도의 온도저감 효과가 있으며, 열전도율은 6배가량 낮아 단열성이 뛰어나다.

이는 경량 콘크리트에 포함된 잠열재인 ‘PCM(Phase Changing Material)’이라는 상변위 물질 덕분이다. PCM은 물리적 변화과정을 거치며 열을 축적하거나 방출하는 물질로, 일정온도 구간에서 온도의 감소와 시간조절 등이 가능하도록 해준다.

그간 국내에서는 대부분 PCM을 수입에 의존해왔으나 단가가 비싸고 온도 범위 조절이 어렵다는 단점이 있었다. 이에 한경대 건축공학과와 화학공학과 교수진이 협력해 자체적으로 PCM을 개발, 비용을 1/10 수준으로 낮추고 온도의 범위도 자유롭게 조절 가능하도록 했다. 현재 국내 건축업계에서 여러 기업이 PCM 연구를 진행하고 있으나 실제 활용 가능한 수준의 결과를 낸 것은 한경대가 처음이다.

한편 경량 콘크리트의 단점이었던 강성도 강화했다. 최적의 원료 배합비를 도출해 압축강도를 11MPa까지 증대시켜 현재 한국산업규격(KS F 4736)이 제시하는 기준(10MPa)을 충족시켰다.

PCM 경량 콘크리트 패널에 가장 큰 관심을 보이고 있는 곳은 물류업체이다. 에너지절감 및 온도조절 효과 외에도 화재에 강하고 내구성이 뛰어나다는 장점이 있어 물류센터 등의 외벽 패널로 활용시 안전성과 경제성을 동시에 잡을 수 있을 것으로 전망된다.

센터 측은 “물류창고에 흔히 쓰이는 샌드위치 패널은 화재에 취약하고 화재시 진압이 어려우며 유독가스가 발생돼 많은 인명피해와 재산피해를 야기한다”며 “경량콘크리트 패널을 사용할 경우 이런 문제들을 해결할 수 있고 에너지 절감 비율 역시 크게 증가할 것으로 보인다”고 말했다.

건물 바닥 충진재로 사용해 층간소음 문제도 해결할 수 있다. 경량 콘크리트는 70%가 공기층으로 이루어져 있는데 이 공기층이 소리를 흡수하는 기능을 한다. 또한, 가벼운 무게로 건물 자중을 경감시켜 안전성 확보가 가능하며 PCM이 바닥의 온도를 유지시키는 기능을 해 에너지도 절약할 수 있다.

한경대 스마트 물류기술 연구센터의 PCM 경량 콘크리트 패널 연구는 GRRC(경기도지역협력연구센터) 사업의 일환이며 2016년경 실용화될 예정이다.



안성/와이비씨뉴스 온라인뉴스팀


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