건축 유리의 종류 3 (단열성능)

저번 시간에는 강도향상에 따른 건축유리의 종류(링크)를 알아보았다.

   

예전 포스트 창문의 개폐방식에 따른 명칭(링크)에서 언급한 내용이다.

   

   "창을 둔다는건 벽체에 비해 에너지 손실이 많이 일어난다는 뜻입니다. 

    (콘크리트/벽돌/단열재로 외부와 차단해놓은 곳을 유리로 대체하니 취약해 질 수 밖에 없죠.)

 

    채광/시야확보/환기를 위해 창을 설치하지만 열리도록 만드는 순간 더욱 불리해집니다.

    그래서 사람들은 창을 만들때 5대 성능을 중요시 합니다.

    (단열성 / 기밀성 / 수밀성 / 방음성 / 내풍압성)"

 

이번시간에는 단열을 위한 유리의 종류에 관해 알아 보겠다.

우선 단열 성능을 확보하기 위해서는 다음 항목들이 고려 되어야 한다. 

  - 여닫는 부위의 기밀성 (시스템창호)

  - 유리자체의 단열 성능

  - 유리를 지지하는 프레임의 단열성능(PVC, 알루미늄 등)

  - 단열을 위한 상세(단열재와 접합, 단열폼 충진등)

 

이번시간에는 창면적 중 80%이상 차지하는 유리 자체에 관해 공부해보자.

 

1. 단창 

   단판유리이다. 유리 한판으로는 단열성능을 기대하기 어렵다. 

   단열이 필요한 실내공간에서는 다음 항목에서 설명 할 복층유리를 일반적으로 사용하고

   단창(유리가 1겹)이 들어가는 곳은 비단열 구간에 적용한다.

 

   비단열 구간 = 공동주택의 공용 출입문 / 복도 / 지상층 기계실등의 환기창

                      / 방풍실의 외측 

   - 요즘은 비단열 구간이라도 최소한의 단열을 위해 복층유리를 적용 하기도 한다.

     (실내에 얼음 얼 정도로 추우면 안되니까..)

   - 단창이라도 안전을 위해 접합반강화유리/강화유리 적용을 고려해야 한다.

 

2. 복층유리(페어유리)

 

   창을 둔다는 것은 에너지 손실이 크다는 것을 의미한다.

   에너지 손실은 내부의 냉.온기가 외부로 빠져 나간다는 건데, 밀폐된 벽면에서 온도가 이동하는 비율을 

   나타낸 것이 바로 열관류율이다. 

   열관류율이 낮을 수록 온도의 손실이 적다는 건데, 복층유리는 유리+공기층+유리로 열관류율을 낮춘것이다.

   다음에 설명 할 로이유리, 아르곤주입등의 방법은 유리와 공기층이 더 낮은 열관류율을 가지도록 한 것이다.

 

   

복층창 단면(한글라스)

    우리 눈에는 하나의 유리판으로 보이나 실제로는 2겹의 유리로 이루어 져있고 유리 간격을 잡아주는 스페이서로

    고정된다. 습기가 침투하지 못하도록 흡습제와 접착체로 고정이 되고 건조한 공기 또는 가스로 내부를 충전한다.

TPS단열간봉(LG하우시스)

    아래에 아르곤 가스 성능발휘를 위해 기밀성이 확보되어야 한다고 언급하였는데 업체들은 스페이서, 흡습제를

    일체화시키고 기밀성을 확보한 TPS간봉을 선보이고 있다.

 

    건축의 디테일은 재료와 재료가 만나는데서 생기는데 디테일에서 누수, 결로등의 하자발생을 잡는 것이 기술력이다.

    뉴스검색에서 '단열간봉'을 검색하면 업체들의 기밀성 확보를 위한 노력들을 볼 수 있을 것 이다.

복층유리결로(나무2011by한강수_네이버블로그)

    복층유리의 하자가 생기면 이렇게 유리창 사이 결로가 발생한다. 

 

 

3. 삼중유리

 

   복층유리로는 부족하다 싶을때는 유리를 하나 더 달자. 그럼 더 따뜻해 지겠쥬? 

   (유리+공기층+유리+공기층+유리)

 

   그러나 보통 주택에서는 사중유리를 쓴다. 여러 사람들이 헷갈리는 건데 특별히 알려주겠다.

   사중창 = 여닫이 PVC 복층외창+복층내창

   그래서 고가의 삼중유리를 적용할 필요가 없는데,

   시스템 창호 또는 고정창을 사용할 때는 삼중유리로 창을 하나만 단다.

    

선이 인터네셔날 제품

   개인적으로는 이중창을 다는 것이 소음차단, 단열성능이 더 좋은거 같다. 

   하지만 삼중유리가 더 깔끔하고 세련되 보인다.(창틀이 하나니까..)

   

4. 로이유리(Low-E Coating, Low Emissivity)

    이름에서 알 수 있듯이 저방사 유리이다.

    복층유리에서 설명한 유리+공기층+유리에서 유리의 열관류율값을 더 낮춘 것이다.

    유리에 코팅을 하여 열은 차단하고 빛은 잘 투과 되도록 한 것이다.

    (가시광선만 투과한다./일반유리에 비해 약 45%에너지 절감) 

    코팅의 방식에 따라 하드코팅 / 소프트 코팅으로 나뉜다.(국내 일반제품은 모두 소프트 코팅임)

   

지인 

   국내 일반 제품 기준인 소프트 코팅에 대해 알아보자.

 

   위의 그림처럼 코팅은 2개의 유리 중 1면만 한다.

   (성능을 위해 유리 두개 모두 코팅을 하면요? 깨진데요.. 열흡수에 의한 팽창 때문에 파손이 일어난다네요.)

   

   밑에서 설명하겠지만 국내 소프트코팅은 단판유리에는 사용 할 수 없는데 코팅 면이 공기와 접촉하면 산화되어 변색되기

   때문이다. 그래서 중간 공기층 방향에만 코팅한다.(특수가공 필요)

   로이유리를 검색하면 모두 은 코팅이라고 나와있는데 은코팅을 보호하기 위한 세라믹등 다른 재료로 다층박막코팅을 

   적용한다.

   

LG하우시스(서초점) 블로그

    

     LG창호 기준으로 싱글로이/더블로이/슈퍼로이 등이 있는데 이는 은코팅층을 한번/두번/두껍게한번 입힌 유리이다

     상세 스펙에 대해서는 적용시에 창호 업체와 협의하여 파손 없이 경제적인 제품을 선정하자!

     (한글라스에서는 3번 코팅한 트리플코팅 제품도 있다.)

 

     한국 패시브 건축협회에 잘 정리된 자료가 있어 링크를 걸었다.

        

     주거와 업무시설 유리의 로이코팅 위치(링크)

   

직접 그림 ㅋ

        그림 처럼 코팅위치는 복사열이 많은 여름과 남향에는 외부, 실내의 전도 열이 많은 겨울과 북향에는 내부쪽 인데.. 

        열이 많은 방향으로 코팅하면 좋다고 기억하면 되겠다.

        링크에서도 알 수 있듯이 로이 코팅 후 추가 단열필름 등을 설치 시에 파손에 유의하여야 한다. 

 

위에서 언급한 하드코팅과 소프트 코팅에 대해 알아보자

 

    하드 코팅    - 유리 성형단계 전 350도~600도의 유리 표면에, 산화 주석 인듐으로 코팅을 올리는 방식

                      고온의 유리의 표면에서 화학적 증착이 일어나므로, 시간이 지나도 산화 및 코팅의 손상이 없으며,

                      산화 주석 인듐의 특성 상 유리의 투과율 저하가 적어, 가시광선의 통과와 열 차단에 효과가 좋음

                     

                      장점 - 유리의 표면에 증착이 되기 때문에, 일반 유리와 동일하게 세척, 가공을 해도 무방하므로, 

                               제조 시, 가공 및 사용의 편의성과 가공 후 내구성이 소프트 로이보다는 좋다.

                               단판유리 적용이 가능하다.(궂이?)

                  

                      단점 - 산화주석인듐은 옅은 블루 및 그린 빛이 돌아 색상이 국한된다.

                               최대 3등급의 에너지 등급이 한계다. (여러겹 코팅이 어렵다) 

                      

                      국내에서는 소프트 코팅만 생산이 되는데 그 이유는 다음과 같이 유추할 수 있다.

                      1. 유리 성형 시 코팅을 바로하는 공법이라 설비공정에 투자가 필요하다.

                      2. 열차단 효과는 뛰어나지만 1회만 코팅하므로 다층코팅으로 열관류율값을 조정할 수 없다.

                         -> 국내 업계는 후공정이 가능한 소프트 코팅을 채택하여 공급하고 있다. -> 하드코팅은 수입품. 

                 

                      궁금증 : 더 복잡한 공정도 하는데 하드코팅 설비도입이 그리 어려운가? 

                                 소프트 코팅 적용시 코팅손상을 방지하기 위해 하는 노력보다 비용이 많이 드는가? 

 

    소프트 코팅 - 기 생산된 플로트 판유리에 은, 티타늄, 스텐레스 스틸 등의 금속을 다층 박막 코팅 시켜

                      생산(후가공_off-line)이 되며 은의 금속적 특성 으로 인해, 공기 중 산화가 일어나기 쉬워 제작 직후

                      복층, 접합 등의 가공을 통해 공기의 유입을 막아 주어 산화로 인한 코팅의 손상을 예방함.

                      제조 편의성과 내구성이 하드로이 보다 현저히 떨어진다.

                 

                      생산 라인에(On-line) 설치 해야 하는 하드코팅 로이의 설비 보다 설비의 구축과, 생산 용이성이 좋음.

                      2차코팅 3차코팅을 통해 (Double Coating, Triple Coating) 보다 낮은 열전도율을 얻을 수 있음.

 

                      하드코팅보다 관리는 힘드나 성능 및 생산 관리가 용이하군. 해마다 에너지 절약설계 기준이 강화되고                                  있으니 하드코팅 돈들여서 설비 구축해놔도 못쓰게 될거 같다.

 

5. 가스 주입(아르곤/크립톤)

 

      복층 유리의 유리+공기층+유리의 공기층의 관류율을 낮춘 방법이다.

      일반복층유리 < 로이복층유리 < 로이복층유리 + 아르곤 충진 의 순으로 고성능 창을 만든다.

    

      아르곤가스는 무색/ 무취/ 무독성 의 비활성 기체로 공기보다 밀도가 높고 열전도율이 낮다.

      크립톤 가스는 같은 특성이나 활성기체이고 아르곤에 비해서는 열전도율이 높다.

 

      공기보다 무거운 특성이 대류현상을 막고 열전도율을 낮춰주는데 아르곤가스가 일반적으로 사용된다.

   

      복층유리는 유리2장, 스페이서, 접착제, 흡습제로 구성 되어 있는데 아무리 단열성능이 우수한 가스를 충진하더라도

      가스가 세어 나가지 않는 보장이 있는가? 

      90% 이상의 농도를 유지해야 성능이 보장되지만 1년에 0.5%~1% 정도 빠져 나간다고 한다.   는 업체 예긴데....

   

      개인적으로(비공식) 협의해 본 결과 2년이면 없어진다고 한다..^^;; 2년있다가 창문떼서 확인해볼 수 도 없고..

      기술이 더 좋아 지겟쥬~