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영어

The purpose of this study is to apply the 'Breathing Wall(BW)' developed in Japan to Korean housing. The BW is composed of three layers-core for natural ventilation, exterior and interior materials. Through preceeding research, PVS(Passive Ventilation Skin) is suggested with core of natural ventilation. This study is carried out basic inspection for improved performance of the BW through the proposal of exterior and interior materials. Exterior materials that consist of pieces of louver applied to photovoltaic module respond against ventilation load in winter through the production of electricity. And interior materials that consist of a fixed temperature wire and a finishing board are used for heating of inflow air. A constant temperature chamber applied to the suggested member is installed in outdoor for analysis of the temperature characteristics of the member. Through the analysis of the temperature characteristics of the member, it is to confirm the potential improvement of PV module's generating efficiency through natural exhaust to the rear of PV module and ventilation load reduction by heated air from the PV module. The results were as follows. Through natural exhaust to the rear of PV module, air temperature in the rear of PV module is lower than air temperature in the rear of PV module enclosed structure and opened structure suggested existing research. Consequently, by natural exhaust performance of a member, PV module of a member is a higher generation efficiency than usual building integrated photovoltaic(BIPV) system. Also heated air by the PV module flow through the PVS into the indoor in winter.

한국어

본 연구는 일본의 BW를 국내 주거건축물에 적용을 목적으로 진행되었다. BW는 자연환기를 위한 코어부와 외장재 및 내장재로 구성되어 있다. 선행연구인 PVS를 통해 자연환기를 위한 코어부의 제안 및 성능확인이 진행되었으며, 본 연구에서는 외장재 및 내장재의 제안을 통해 성능향상을 위한 기초검토를 실시하였다. 본 연구를 통한 결과를 정리하면 다음과 같다. BIPV 조합형 PVS는 일본에서 개발된 BW를 국내 주거건축에 적용하기 위해 선행연구인 PVS를 바탕으로 내장재 및 외장재의 제안을 통해 부재설계 및 성능분석을 진행하였다. 부재의 제안에 있어 외장재에는 PV모듈을 적용한 다수의 루버로 제작하여 난방기 환기부하에 의한 에너지원으로 사용하는 방안을 제안하였고, 내장재에는 예열기능을 가지는 정온전선 및 마감재를 배치하여 PV모듈에 의해 생산된 에너지원을 실내유입공기 예열에 사용하는 것을 제안하였다. 제안한 부재의 성능실험을 위해 옥외에 측정장치를 구성하였다. 측정을 통해 1) 건물에 적용되는 PV모듈의 발열은 발전효율의 저하의 원인이 되는데 이러한 문제를 보완하기 위한 PV모듈의 후면으로의 자연배기를 통한 발열의 감소를 통한 발전효율의 향상 가능성의 확인, 2) PV모듈 후면의 발열이 PVS를 통해 실내로 유입되는 경우 실내유입공기의 온도변화에 미치는 영향을 난방기와 중간기에 걸쳐 측정함으로 부재의 환기부하 저감가능성을 확인하는 것이다. 측정결과 본 부재의 PV모듈 후면의 공기층의 온도가 밀폐된 구조의 공기층에 비해 낮게 나타났으며, 기존의 연구에서 후면 공기층을 개방한 연구에 비해서도 본 부재의 후면 공기층의 온도가 낮게 나타났다. 이는 본 부재의 PV모듈이 후면의 자연배기를 통해 일반적인 BIPV보다 높은 발전효율을 가질 수 있는 것으로 확인할 수 있다. 또 PV모듈의 발열을 통한 후면 공기층의 온도상승은 PVS를 통해 실내로 유입되는 경우 상대적으로 높은 실내유입온도를 나타내어 겨울철 환기부하를 저감하는 성능이 BW보다 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.