PCM 기반 저탄소·에너지 효율 콘크리트 열성능 모델링 및 재료 설계

Thermal storage and low-carbon concrete using PCM and sustainable cementitious materials

연구 내용

PCM이 포함된 콘크리트의 열용량과 열전달 거동을 현장 조건에서 모델링하고, PCM 혼입을 위한 분산·혼입수 대체 및 대체 골재 적용을 통해 저탄소 에너지 효율 재료 설계 지침을 도출하는 연구

에너지 효율 건설의 핵심 요소로 열저장 및 단열 성능을 확보하기 위해 PCM(상변화 물질)을 시멘트계 재료에 적용하는 연구를 수행합니다. 현장 조건을 고려한 열용량 모델을 제안하고, 열특성 평가를 위한 실험과 분석 근거를 결합해 열전달 예측의 입력 변수를 정리합니다. 또한 PCM의 혼입성을 높이기 위해 PCM-in-water emulsion을 혼입수 대체재로 설계하고, 분산 상태와 기계적 성능을 함께 확인합니다. 대체 골재 활용을 통해 시멘트 사용량 저감과 재료 지속가능성 관점의 설계 옵션도 도출합니다.

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연구 흐름

초기에는 PCM이 포함된 콘크리트 벽체의 열용량을 현장 실험 조건에 맞춰 모델링하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 PCM 분산과 혼입 공정의 안정성을 높이기 위해 PCM-in-water emulsion 기반 혼입수 대체안을 개발하고, 시멘트계 내에서의 열특성과 성능 연계를 확인하는 절차로 확장했습니다. 동시에 지속가능 콘크리트를 위한 대체 골재 물질군을 정리하여 설계에 활용 가능한 선택 기준을 마련했습니다. 최근에는 열성능 예측 모델과 재료 혼입 설계를 결합해 실제 적용성을 높이는 단계로 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

열저장형 건물 외장재
PCM 혼입 콘크리트 열성능 설계식
단열 성능 평가 시험법
현장 열수지 시뮬레이션 입력 파라미터
혼입수 대체 공정 가이드라인
지속가능 골재 선택 지표
PCM 누설·열화 리스크 검증 체계
에너지 효율 도로 포장 적용안
기후 조건별 PCM 운용 전략
저탄소 콘크리트 원가-성능 분석 프레임