에어컨 대체?! 수동 복사 냉각 건축 자재

에어컨 대체?! 수동 복사 냉각 건축 자재의 모든 것

 

여름철마다 치솟는 전기요금, 계속 켜둘 수밖에 없는 에어컨. 하지만 최근, 전기 없이도 건물 표면온도를 낮추는 혁신적인 기술이 주목받고 있습니다. 

바로 ‘수동 복사 냉각’ 기술과 이를 적용한 친환경 건축 자재입니다.

 수동 복사 냉각의 원리부터 실제 적용 사례, 최신 소재까지 안내해드릴꼐요.

 

 

한국화학연구원
복사 냉각 소재 개발 복사 냉각 기술 시장 보고서 복사 냉각 소재 원리 수동 냉각·자연 환기 전통기술

수동 복사 냉각 건축 자재 인포그래픽

☀️ 태양광 반사

95% 이상 태양빛 반사
열 유입 차단

🌌 열 복사 방출

적외선(8~13㎛) 우주로 방출
대기창 활용

❄️ 냉각 효과

표면 온도 최대 9℃↓
실내 온도 상승 억제

주요 특징

• 전기 없이 냉각, 에너지 절감
• 생분해성 소재로 친환경
• 옥외 테스트에서 상용 페인트보다 냉각 우수
• 건물, 자동차, 태양전지 등 다양한 적용
• 100㎡ 건물 적용 시 연간 최대 8.6% 전력 절감

적용 분야

• 건물 외벽·지붕
• 자동차·수송기기
• 태양전지·웨어러블

 

 

 

 

수동 복사 냉각이란?

 

수동 복사 냉각(Radiative Cooling)은 별도의 에너지 소모 없이, 특정 소재가 태양빛을 효과적으로 반사하고 열을 우주로 방출해 표면 온도를 낮추는 기술입니다.

모든 물체는 플랑크 법칙에 따라 스스로 전자기 복사를 통해 열을 방출합니다. 

수동 복사 냉각 소재는 이 원리를 극대화해, 낮에도 태양빛의 95% 이상을 반사하고, 동시에 대기창(8~13㎛ 파장) 영역을 통해 열을 우주로 내보냅니다.

이렇게 하면 직사광 아래에서도 표면이 주변보다 더 시원해지고, 실내 온도 상승도 억제할 수 있습니다.

 

 

 

 

왜 에어컨 대체 기술로 주목받나?

 

• 에너지 제로: 전기 없이 작동, 에너지 비용 절감
• 친환경: 탄소배출, 건축 폐기물 최소화
• 유지보수 간편: 기계적 고장이나 소모품 교체 필요 없음
• 다양한 적용: 건물 외벽, 지붕, 자동차, 태양전지 등

특히, 에어컨 사용이 폭증하는 여름철에는 전력난과 온실가스 배출 문제가 심각해집니다. 수동 복사 냉각 소재는 이런 문제를 한 번에 해결할 수 있는 대안으로 각광받고 있습니다.

 

 

 

 

수동 복사 냉각 건축 자재의 원리

1. 태양광 반사
   소재 표면이 태양빛(특히 가시광선 및 근적외선)을 95% 이상 반사해, 열이 내부로 전달되는것을 막습니다.
2. 열 방출(복사)
   소재가 자체적으로 적외선(8~13㎛)을 방출해, 대기창을 통해 열이 우주로 빠져나갑니다. 이구간은 지구 대기가 열을 흡수하지 않고 투과시키는 영역이어서, 열이 효과적으로 외부로 방출됩니다.
3. 냉각 효과
   이중 작용으로 표면 온도가 주변보다 9℃ 이상 낮아질 수 있습니다. 실제 실험에서는 상용 화이트 페인트보다도 뛰어난 냉각 효과가 입증되었습니다.

 

 

 

 

최신 수동 복사 냉각 소재: 무엇이 다를까?

 

기존에는 알루미늄, 은(Ag) 등 금속 기판 위에 복잡한 구조체를 올려야 했기에, 가격이 비싸고 충격에 약했으며, 대면적 적용이 어려웠습니다. 또한, 분해와 재활용이 어려워 환경오염 문제가 있었습니다.

 

최근 국내 연구진은 생분해성 고분자인 폴리락타이드(PLA)로 만든 ‘계층적 기공 구조 필름’을 개발했습니다.
이 소재는 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 생분해성: 사용 후에도 자연 분해되어 건축 폐기물 최소화
• 간단한 공정: 별도의 금속 반사층 없이도 우수한 반사율과 열 방출
• 대면적 적용 가능: 실제 건물, 자동차, 태양전지 등 다양한 분야에 손쉽게 적용
• 실제 효과: 옥외 테스트에서 주변보다 9℃ 낮은 표면 온도, 서울 기준 100㎡ 건물 적용 시 연간 최대 8.6% 전력 절감

 

 

 

 

실제 적용 사례와 기대 효과

• 건물 외벽/지붕: 여름철 실내 온도 상승 억제, 냉방비 절감
• 자동차/수송기기: 차량 내부 온도 저감, 에어컨 사용 감소
• 태양전지/웨어러블 소자: 과열 방지, 효율 저하 방지

특히, PLA 필름은 생분해성이라 사용 후 폐기 시 환경 부담이 적고, 기존 페인트를 대체할 경우 건축 폐기물도 크게 줄일 수 있습니다.

 

 

 

 

수동 복사 냉각 자재, 앞으로의 전망

 

• 제로에너지 건축: 에너지 소모 없는 냉각, 탄소중립 실현에 한 걸음 더 가까이
• 친환경 트렌드 선도: 생분해성, 재활용성 등 환경 규제 대응
• 에너지 비용 절감: 장기적으로 냉방비, 유지비 모두 절약

 산업통상자원부 등 정부 지원을 받아 활발히 진행되고 있으며, 국제 학술지에도 표지논문으로 실릴 만큼 주목받고 있습니다. 

앞으로 더 다양한 건축 현장에 적용될 것으로 기대됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

정리하며: 에어컨 없는 시원한 여름, 현실이 된다

 

수동 복사 냉각 건축 자재는 단순한 신기술이 아니라, 실제 건물에 적용 가능한 ‘에어컨 대체’ 솔루션입니다.전기요금 걱정 없이, 환경 부담도 줄이면서, 여름철 쾌적한 실내를 만들고 싶다면 이 혁신적인 소재에 주목해보세요.
앞으로의 건축 트렌드는 ‘에너지 제로, 친환경’을 넘어, ‘스스로 시원해지는 집’으로 진화하고 있습니다.