창호 성능 강화로 ‘고기능성 유리’ 시장 확대

[현글라스]

창호 성능 강화로 ‘고기능성 유리’ 시장 확대

창호 관련 에너지절감 정책 지속적으로 강화
공공물량 및 대형건설사 위주 로이유리 적용 활발

에너지 소비량은 해마다 증가하고 있으며 특히 건축물에서의 에너지 소비량은 큰 폭으로 상승하고 있다. 대형 고층건물 증가에 따른 에너지 비용증대, 신규, 재개발 아파트를 중심으로 일반 주택증가, 주상복합, 발코니 확장 등 웰빙 트렌드에 의한 냉?난방비 급증은 가뜩이나 자원 부족국인 우리나라의 경제에 악영향을 끼치고 있다. 이에 정부에서는 건축물에 대한 에너지절약 기준을 강화하고 있으며 건축물에 있어서 에너지 손실이 가장 큰 창호에 관련하여 지속적인 에너지 절감 정책을 내놓고 있다.

이는 건축물에 있어서 창호의 면적 증가와 무관하지 않다. 국내에서의 창호는 점차 대형화 되는 추세이다. 덧붙여 발코니 확장이 합법화되면서 외기와 유리창이 바로 맞닿게 되었고 조망권 확보와 감성공학적 설계에 의해 창호의 면적은 지속적으로 증가하고 있다.

건물 에너지 절약 정책은 선택이 아닌 필수로 자리를 잡아가고 있다. 이는 비단 국내뿐만이 아니라 전 세계적으로 에너지 절약이 큰 화두로 떠오르고 있다. 전세계적으로 자원은 급속도로 고갈되고 있으며 과대한 에너지 사용은 자원의 고갈뿐만 아니라 환경의 파괴까지 연결되어 지구 온난화를 가속시키고 있다. 세계 각국에서는 ‘저탄소 녹색성장을 기치로 내 걸고 있으며 탄소배출을 억제하고 건축물에 친환경 설계 기준을 강화하여 에너지의 절약과 함께 깨끗하고 쾌적한 생활공간을 구현하기 위한 노력에 사활을 걸고 있다.

에너지 절약에 가장 큰 비중을 차지하는 부분이 우리의 일상생활에 가장 밀접한 관련이 있는 건축물일 것이며 그 중에서도 두꺼운 외벽에 비해 열손실이 많이 발생하는 창호에서 특히 유리의 역할일 것이다.
전세계적으로 에너지 절약이 이슈화가 되고 있으며 각국에서는 많은 노력을 기울이고 있는 것이 사실이다. 하지만 자발적인 참여를 유도하는 방식은 에너지 절약에 있어서 효율이 극히 떨어진다. 그 만큼 건축물에서의 에너지 절약을 실현할 친환경 건축물을 짓는 데는 많은 비용이 소요되기 때문이다.

이에 유럽을 비롯한 각국에서는 이미 에너지 세이빙의 친환경 건축물의 기준을 법제화하여 모든 건축물에 의무적으로 시행하고 있다. 국내도 저탄소 녹색성장의 목표를 잡고 에너지 절약형 친환경 건축물의 법제화를 빠르게 진행하고 있으며 이에 에너지 절약형 창호시장에서의 큰 변화가 예고되고 있다.

친환경주택(그린홈)의 건설기준 및 성능 대폭 강화

건축물의 에너지 절약에 있어서 가장 중요한 부분은 에너지 사용을 줄여 이산화탄소의 배출량을 절감하는 것이다.
이에 국토해양부는 지난 2009년 에너지 절약형 친환경주택(그린홈)의 건설기준을 고시했다. 최초 고시된 개정안은 전용면적이 60㎡ 초과인 공동주택은 기존 공동주택 대비 20% 이상(60㎡ 이하는 15%) 에너지 혹은 이산화탄소 배출량을 절감해야 하는 방안으로 고시되었으며 지난 2012년 9월 개정(2012년 11월부터 시행) 된 사항으로는 20세대 이상의 공동주택을 적용범위로 하여 에너지 사용량 또는 이산화탄소 배출량을 30%이상( 60㎡ 이하는 25%)으로 에너지 절약에 대한 기준치를 더욱 높였다. 이를 위해서는 건축에너지 효율등급 1등급을 받거나 고효율 창호, 벽체, 보일러를 포함해 설계를 해야 한다. 전체 건축물에서 에너지사용량 및 이산화탄소 배출량이 충족되면 창호가 적용되는 부분은 의무가 아니지만 창호를 통한 열손실이 높은 점을 감안하면 창호에서의 에너지 절약이 전체 에너지절약 목표치를 맞추는데 중점이 될 것으로 보인다.

친환경 주택의 도입 목적은 위에서도 언급한 바와 같이 에너지 소비절감 및 탄소배출량 감소를 위한 에너지절약형 친환경 주택의 건설기준 및 성능을 마련하여 친환경적인 주택을 건설하기 위한 제도적 기반을 마련하는 것이다. 이러한 친환경 주택으로 인정받기 위하여 필수시설 및 고기밀 창호등의 각각의 설치기준을 제시하고 친환경 주택 성능을 평가받는다.

평가시 예외규정으로 친환경주택 의무설치 기준과 창호단열, 벽체단열, 열원설비기준을 충족하고 정해진 열관류율 값을 지켰을 때는 별도의 평가 없이 친환경주택으로 인정하고 있다. 정해진 열관류율은 전용면적 60㎡ 초과주택은 외기를 직면한 중부지역 1.2이하, 남부지역 1.5이하, 제주 1.8이하이며 외기에 간접 면하는 경우는 중부지역 2.1이하, 남부지역 2.3이하, 제주도 2.8이하이다. 외기와 직접 면하는 부분에 열관류율 1.2를 충족시키기 위해서는 이중창 및 삼중유리가 적용되야 하며 반드시 로이유리가 들어가야 한다. 외기에 간접면하는 경우인 2.1도 단창에 로이가 적용되야 가능하다.

이를 바탕으로 정부는 친환경 주택의 공급을 확대해 나가고 있으며 기존주택의 친환경 주택화는 리모델링 지원을 통해서 이뤄지고 에너지 효율화 리모델링 시 용적률, 높이 제한등을 완화하고 자발적 참여를 유도하기 위하여 탄소포인트제 전국 확대, 친환경 주택 평가 기존 주택의 확대를 시행하고 있다.

‘창호 에너지 소비 효율 등급제’ 시행

정부는 친환경 건설기준을 매년 상향하고 있으며 에너지 절약을 위한 강도 높은 개혁을 계속 추진하고 있다. 제 4차 에너지 이용 합리화 기본계획을 통해 건물에 설계 단계에서부터 단열을 고려하도록 단계적으로 법을 강화시키고 있고 창호 에너지 소비 효율 등급제를 통해 에너지 소비 효율의 등급 기준을 제시하고 있다.

창호 에너지 소비 효율 등급제는 창호와 유리가 통합 발주시(커튼월 제외)에 의무사항으로 2012년 7월 1일부터 시행되고 있다. 창호 에너지효율 등급제는 창세트의 최저소비효율을 기존 4.4 W/㎡K에서 3.4 W/㎡K로 상향 조정하고 단열성능 외 나머지 기준들은 그대로 유지시키는데 초점을 맞췄다. 창 세트의 소비효율등급부여기준은 기밀성능과 열관류율(W/㎡K)에 따라 1～5등급으로 나뉘어 적용된다. 1등급의 경우 기밀성과 열관류율이 각각 1등급?1.0이하, 2등급은 1급?1.4이하, 3등급은 2급?2.1이하, 4,5등급은 열관류율만 2.8, 3.4이하로 정해졌다.

창호 등급제는 KS F 3117 규정에 의해 건축물중 외기와 접하는 곳에 사용되면서 창면적이 1㎡이상이고 프레임과 유리가 결합돼 판매되는 창 세트에 적용 되고 있다. 창 세트의 측정 방법은 KS F2278 규정에 의해 측정한 열관류율과 KS F 2292에 의한 기밀성을 기준으로 한다. 특히 등급기준의 최저소비효율이 3.4 W/㎡K 이하로 상향된 것은 국토부에서 고시한 ??친환경 주택 건설기준 및 성능??에 따른 것이다.

현재 창호 등급제는 열관류율인 즉, 단열에만 치중하고 있기 때문에 문제점이 많이 제기 되어 온 것이 사실이다. 에너지 소비에 있어 가장 중요한 부분을 차지하는 것이 겨울철 난방 에너지의 절감이 큰 부분을 차지하고 있지만 이에 못지 않게 여름철 냉방부하를 막는 것도 중요한 사항이라는 점을 인지하고 있다. 이에 태양열을 막아주어 여름에 냉방 에너지를 절약할 수 있는 기준인 G-VALUE에 대한 기준이 내년에 추가 될 예정이다.

외국의 기준 사례를 근거하여 새로운 시험방법을 준비하고 있으며 차폐계수(SC), 태양열취득계수(SHGC)등이 주요사항으로 적용될 예정이다. 특히 SHGC값에 대한 성능 평가가 필요하기 때문에 정확한 기준이 제시되면 지금까지 투명, 싱글로이가 주로 적용되던 시장이 주거용과 상업용을 아울러 다양한 고기능성유리가 적용될 수 있어 시장에 큰 변화가 예상된다.

‘건축물의 에너지절약 설계 기준’ 창에 대한 성능 새롭게 추가

정부의 에너지 절약 정책이 강도 높게 추진되면서 다양한 에너지 절약 정책이 연계되어 시행되고 있다. 가장 기본이 될 수 있는 기준은 설계시부터 정확한 기준을 제시하는 건축물의 에너지절약 설계 기준으로 에너지절약형 녹색건축물 보급 확대와 맞물려 지난 2월부터 ‘녹색건축물 조성 지원법’에 따라 ‘건축물의 에너지절약 설계 기준’이 개정·고시 돼 지난 9월부터 시행되고 있다.

건축물의 에너지절약 설계 기준은 지난 2010년 7월 1일 개정 및 시행되었으며 지난 9월 개정된 사항으로 시행되고 있다. 핵심내용은 단열에 대한 기준을 강화한 것으로 창 및 문, 벽의 열관류율 값을 0.46∼0.92W/㎡K로 등급을 분류하고 있다. 이는 외벽 평균열관류율의 최저기준을 강화(기존 1.26∼1.41W/㎡K에서 0.80∼0.92W/㎡K로 개정)해서 최저치의 제한 규정을 통해 벽면율 상향 또는 로이유리 사용을 유도하고 있다.

개정 된 내용을 살펴보면, 건축물의 에너지 효율 향상을 위한 에너지 성능지표 검토서의 평가기준이 건축물의 외벽, 지붕, 바닥, 창 및 문 단열기준은 10~30% 강화됐고, 건축허가 기준인 건축물의 에너지 성능지표 합계점수도 현행 60점에서 65점으로 상향 조정됐다. 또 에너지 절약계획서 제출대상이 종전 아파트 및 연립주택, 2000㎡ 이상의 숙박·의료시설, 3000㎡ 이상의 판매·업무시설 등에서 연면적 500㎡이상으로 확대됐다. 에너지 소비총량 적용대상 건축물도 종전 1만㎡ 이상 업무시설에서 3000㎡ 이상 업무시설로 확대됐다.

새롭게 개정 된 사항 중에 눈여겨 봐야 될 부분은 창 및 문 열성능 기준이 새롭게 추가된 부분이다. 공동주택에 외기와 직접 면하는 경우, 열관류율은 중부지역이 1.5, 남부지역 1.8, 제주도 2.6이며 공동주택 이외에는 중부지역 2.1, 남부지역 2.4, 제주도 3.0이다.

<표3. 건축물의 에너지절약 설계기준(창 및 문 열성능 기준 신규추가>(2013.9월 시행)

중부지역의 공동주택을 중심으로 열관류율 1.5를 충족시키기 위해서는 이중창이 들어가야 하는 부분이며 단창일 때는 삼중유리가 적용 되어야하기 때문에 현재 설계변경은 계속 진행중에 있다. 이 외에도 공동주택 이외에 부분에서도 열관류율 2.1을 충족하기 위해서는 로이유리를 사용해야 하며 커튼월부분에서는 구조 및 재료에 따라 성능의 차이가 많이 나기 때문에 로이유리만 적용하면 안 되고 로이복층이상을 적용하되 아르곤가스까지 충족시키면 더욱 높은 효율을 얻을 수 있다.

건축물 에너지 절감의 핵심 포인트 ‘기능성 유리’

저탄소 녹색성장과 에너지 절감 및 탄소배출을 줄이는 친환경 주택에 관련하여 정부의 법제화 기준이 강화되고 있는 시점에서 에너지절감에 있어서 유리의 비중은 크게 증가하고 있다.

건축물에서 유리를 통해서 빠져나가는 에너지 손실이 전체에 35%를 차지하고 있으며 유리의 특성이 투명하며 조망권을 확보, 건축물의 디자인 구현 등 장점을 갖고 있기 때문에 유리의 사용은 늘어나고 있는 실정이다. 특히 국내는 유리의 사용 면적이 크기 때문에 더욱 에너지 손실이 클 수 밖에 없다. 이에 정부에서 추진하고 있는 건축물의 에너지 절감을 위해서는 유리의 단열에 대한 특성을 잘 파악하고 고기능성의 고단열 유리의 적용은 반드시 선행되어야 한다.

우선 단판유리는 과거 건축물의 결로와 열손실의 주범이었다. 과거 아파트 창문이나 발코니 문으로 많이 사용되었으며 열손실의 주범이 되는 소재로 현재는 강화유리의 소재로 사용되고 있다. 단판유리는 6mm기준으로 열관류율은 5.8 W/㎡K 정도를 나타내고 있다. 복층유리는 단열을 목적으로 2매 이상의 판유리를 일정한 간격을 두고 나란히 놓고 그 간격을 외기압에 가까운 건조 공기를 채우고 주위를 봉착한 것을 말한다. 단판유리 이후 유리의 단열성능과 결로방지 효과는 어느 정도 개선되어졌다. 22mm(6mm+12mm공기층+6mm) 복층유리 열관류율은 2.6 W/㎡K 정도이며 16mm(5mm+6mm공기층+5mm)는 3.3 W/㎡K정도를 나타낸다. 로이복층유리는 높은 단열, 차폐성능으로 건축물의 에너지 사용을 절감하며 친환경건축물의 필수 자재로 각광받고 있다. 여기에 정부의 에너지절약 정책에 따라 아르곤가스를 주입한 로이복층유리의 적용은 큰 폭으로 늘고 있다. 24mm(6+12+6)의 열관류율은 1.7 W/㎡K 정도로 일반유리 대비 40%의 절감효과가 있다. 더 나아가 더블로이를 적용하였을 때는 1.3 W/㎡K 까지도 떨어트릴 수 있다.

로이복층유리보다 더 에너지를 절감하고 열관류율을 낯추는 제품으로 최근에 적용이 확대되고 있는 제품은 삼복층유리이다. 열이동을 극소화해 일반 유리 대비 60% 까지 열손실을 줄일 수 있고, 기본의 로이유리 대비 최고 30%까지 단열성능의 효과를 얻을 수 있으며, 난방비 절감과 에너지 사용량도 줄이며, 차음성능까지 개선되었다. 이는 과거와 비교하였을 때 벽체에 버금가는 단열성능을 통하여 에너지 절약의 더욱 높이는 계기가 되고 있다. 삼복층유리는 로이와 가스를 접목하고 기본적으로 싱글로이를 적용하였을 시 열관류율 1.2, 더블로이 1.0까지 낮출 수 있다.

로이유리 시장 확대와 가스주입 단열유리 성장 주목

건축물에 적용 되는 유리는 그 종류가 기능에 따라 다양한 제품이 공급이 되고 있다. 이중 에너지 절감에 필수적인 유리는 단열효과를 극대화하는 유리일 것이며 대표적으로 복층유리를 중심으로 로이, 가스를 접목한 유리일 것이다.

현재 단열에 대한 법규가 강화되고 있는 시점에서 빠지지 않고 등장하는 부분이 창 및 문에 대한 열성능이며 이러한 열성능을 높이는 기준에는 로이유리의 유무가 반드시 중요한 사항이다. 기준치의 강화는 기존의 단창에서 이중창이상의 고효율을 요구하고 있으며 로이유리를 기본으로 채택해야 얻을 수 있는 수치라는 점에서 유리시장도 고기능성 유리인 로이유리 시장으로 급격하게 재편될 것으로 예상되고 있다.

가장 기본적인 건축물의 에너지 절약에 기준선 이 외에도 친환경 주택, 패시브하우스, 에너지제로 주택까지 더욱 에너지의 기준을 높인다면 이중창에서 일반 로이유리, 더 나아가 더블로이, 트리플로이까지 창의 열적성능을 높이는 고기능성 창호로의 발전은 계속될 것이다. 이러한 로이유리와 더불어 창호의 단열에 효과를 높여주는 제품이 가스주입단열유리이다. 복층유리에 가스 주입을 통하여 열 효율을 더욱 우수하게 할 수 있어 반드시 필요하지만 그 만큼 정확한 가스의 주입과 성능유지에 많은 노력을 기울여야 할 부분이다. 가스의 특성상 누수가 잘 일어나며 가스의 함유량에 따른 에너지 효율성의 변화로 인해 고품질의 제작이 요구된다.

-유리신문-