Analysis on the Cooling Effect of Applying Temperature Discoloration Paint to a Roof Surface

This study aims to introduce a temperature discoloration roof system and its cooling effect in the summer. Temperature discoloration paints can reverse their colors based on temperature changes. If these paints on the roof surface could color-shift between white in the summer and black in the winter, the indoor cooling and heating loads can be affected by the changes in reflection and absorption of solar radiation. Focusing on the summer period, the study analyzed the cooling effect of applying temperature discoloration paint that color-shifts from white to black on the roof surface of a small experimental building module and compared it to commonly used gray and green roof colors. Results of the experiment showed that the surface temperature of the roof with temperature discoloration paint was lower than the gray and green color roofs by a maximum of 10℃. Furthermore, the indoor temperature of the experimental module with the temperature discoloration roof was lower than the gray and green roofs by approximately 3℃. Findings of the study indicate that the application of temperature discoloration paint to the roof can reduce indoor cooling loads.

온도 변색 도료의 지붕 적용 및 냉방효과 분석

본 연구는 지붕 표면에 온도 변색 도료(Thermochromic paint) 적용에 따른 지붕 표면 온도 저감 및 실내 냉방 효과를 분석하는 것에 목적이 있다. 본 도료는 특정 온도에서 색상이 변화되는 특징을 갖는다. 만약 본 도료를 적용함으로서 지붕 표면이 여름철에는 흰색으로, 겨울철에는 검정색으로 계절에 따라 변화될 수 있다면, 여름철에는 일사를 반사하여 실내 냉방 효과를 발휘할 수 있고, 겨울철에는 일사를 흡수하여 난방 효과를 가져올 수 있다. 이 중, 본 논문에서는 본 도료에 의해 여름철에 지붕의 표면 온도와 실내 온도가 어느 정도 감소되는지에 대해 실증 실험 및 기존 도료와의 비교를 통해 그 성능을 확인하였다. 그 결과, 온도 변색 도료가 적용된 지붕의 표면온도는 기존 도료의 경우보다 대략 5~10℃ 정도 낮게 나타났으며, 이로 인해, 실내 기온 또한 기존보다 대략 3℃ 이상 낮게 분석되었다. 따라서 온도 변색 도료는 여름철 높은 표면 온도를 유지하는 지붕에 적용 될 시, 표면 온도를 크게 감소시켜 실내 냉방효과를 발휘할 수 있는 것으로 확인되었다.