스테인리스스틸 모서리를 갖는 진공유리 개발에 관한 연구

Abstract

진공유리는 건물의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 초 단열재이다. 진공유리는 기체에 의한 열전달을 제거하기 위하여 두 장의 유리 사이에 진공의 틈을 갖는다. 일반적으로 진공유리는 내부 진공을 유지하기 위하여 틈새의 가장자리를 저융점유리를 이용하여 용융 실링한다. 이러한 틈새를 대기압으로부터 유지하기 위하여 틈새에 지지기둥을 위치시킨다. 이러한 진공유리는 지지기둥을 통한 열전도, 잔류기체에 의한 열전도, 복사에 의한 열전달, 모서리를 통한 열전도 총 네 가지의 열전달 경로를 갖는다. 종래의 진공유리는 많은 양의 열손실이 모서리 부위를 통하여 발생한다. 따라서 진공유리의 적용성과 상용화 증진시키기 위하여 진공유리의 모서리 부위를 향상시켜야 한다. 이러한 이유로 스테인리스스틸 모서리를 갖는 진공유리를 생각해볼 수 있다. 저융점유리로 용융 실링한 모서리를 매우 얇은 스테인리스스틸 덮개로 대체함으로써 진공유리의 모서리를 통한 열전도를 크게 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 첫 번째로 저융점유리로 스테인리스스틸과 유리를 접합하는 방법에 대한 가능성을 수치적, 실험적으로 검증하였다. 매우 얇은 스테인리스스틸의 경우 유리와 스테인리스스틸의 부분적인 접합이 확인되었지만, 실용적인 적용을 위해서는 개선이 필요하다. 두 번째로 스테인리스스틸과 유리를 접합하기 위하여 폴리우레탄 접착제를 사용하였다. 그러나 진공유리의 접착부위에서 진공유리 내부에서 외부로 기체투과현상이 발생한다. 이러한 이유로 폴리우레탄 접착제를 이용하여 제작한 진공유리의 가능성을 수명 평가를 통하여 검증하였다. 또한 스테인리스스틸 표면에 요철을 만들 경우 수명을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 수치적으로 확인하였다. 스테인리스스틸 모서리를 갖는 진공유리를 제작하고, 열류계를 통하여 스테인리스스틸 모서리를 갖는 진공유리와 종래의 진공유리의 유효열전달계수를 측정하였다. 스테인리스스틸 모서리를 갖는 진공유리가 종래의 진공유리보다 더 낮은 유효열전달계수를 갖는 것을 확인하였다.