패널의 품질기준-KS기준을 중심으로

[카페지기]

* 본 자료는 카페지기의 고유 창작물이므로 무단으로 사용시 처벌될 수 있음을 알려드립니다.

패널의 품질기준

- KS 기준을 중심으로

1. 서론

금속단열 복합패널은 KS규격에 건축용 철강제 벽판(KS F 4724)과 지붕판(KSF 4731)로 1977년에 제정되어 2009년까지 5차례의 개정을 거쳐 오늘에 이르고 있다. 국내에서는 KS 표준 및 심사기준 이상의 품질수준을 유지하고 생산 공장의 제품에 대해 KS인증 제도를 시행하고 소비자에게 양질의 제품을 선택할 수 있는 기준을 제공함과 동시에 국가, 공공기관 등에서 우선구매를 의무화하여 인증제품의 활성화를 촉진하고 있다. 현재 패널의 경우 약 30여개 업체가 KS 인증을 획득하고 있다. 본 이번호에서는 국내 KS 품질기준에 대하여 구체적으로 살펴보고 이어 다음호에서는 유럽CE 및 일본 JIS의 품질 기준등을 알아본 후 관련 품질기준과 국내 생산제품의 성능 규정의 적합성 및 용도에 따른 건축법규와의 조화성 등을 알아보고 향후 검토할 과제 등을 제시코자 한다.

2. 건축용 철강제 벽판(KS F 4724)

가. 구성재료

1) 표면재

① KS D 3506 용융 아연도금 강판 및 강대

② KS D 3520 도장 용융 아연도금 강판 및 강대

③ KS D 3770 용융 55%알루미늄 아연 합금도금 강판 및 강대

④ KS D 6701 알루미늄 및 알루미늄합금의 판 및 조

2) 단열재

① KS M 3808 발포폴리스티렌(PS)단열재

② KS M 3809 경질폴리우레탄 폼 단열재

③ KS F 5660 폴리에스테르 흡음단열재

④ KS L 9102 인조광물섬유 단열재

나. 규 격

1) 판의 모듈호칭치수

나비(W)	길이(L)
900mm, 1,000mm, 1,200mm	2,400mm

※ 길이의 경우 100mm 증분 값을 인정한다

2) 판의 제작치수

나비	길이	두께(T)
호칭 치수로부터 5㎜를 뺀 값	호칭 치수로부터 5㎜를 뺀 값	50mm, 75mm, 100mm

3) 치수 허용차

나비	길이	두께	대각선의 차
±3.0mm	±5.0mm	±1.5mm	8.0mm 이하

다. 성 능

1) 단열성능

① 측정방법 : KSF 2273의 7.5(열관류시험) 방법에 의하여 시험체를 수평으로 지지하고 裏面쪽을 고온, 表面쪽을 저온으로 하여 측정한다.

② 등급기준

단열 성능에 따른 구분	0.2	0.45	0.7	1.1
열관류 저항(㎡K/W)	0.20 이상	0.45 이상	0.70 이상	1.10 이상

2) 차음성능

① 측정방법 : KSF 2808에 의한 차음성 시험에 따라 KSF 2862에 의하여 감쇠계수 Rw를 구한다

② 등급기준

차음 성능에 따른 구분	9	17	24	32
음향감쇠계수, Rw	9 이상	17 이상	24 이상	32 이상

3) 강 도

① 면내전단강도 : KSF 2273에 의하여 측정하되 각 구분마다 비례한도하중 또는 최대 하중의 2/3중 작은 값을 벽 길이 1m당으로 환산한 값을 구한다

- 등급기준

면내 전단 강도에 따른 구분	980	4,900	9,800	14,700
전단력 N/m	980 이상	4,900 이상	9,800 이상	14,700 이상

② 축방향 압축강도 : KSF 2273에 의하여 측정하되 각 구분마다 비례한도하중 또는 최대 하중의 2/3중 작은 값을 벽 길이 1m당으로 환산한 값을 구한다

- 등급기준

축방향 압축 강도에 따른 구분	4,900	9,800	19,600	29,400
N/m	4,900 이상	9,800 이상	19,600 이상	29,400 이상

③ 충격강도 : KSM 3502에 의하되 가지형 추는 2kg의 것을 사용하여 측정한다.

- 등급기준

충격 강도에 따른 구분	6.5	16.0	25.5	39.5
충격 에너지 J	6.5 이상	16.0 이상	25.5 이상	39.5 이상

④ 분포압 강도 : KSF 2273에 의하여 측정하되 각 구분마다 굽힘 비례한도하중 또는 최대 굽힘하중의 2/3중 작은 값을 단위면적당으로 환산한 값을 구한다

분포압 강도에 의한 구분	695	1,225	2,255	3,925
N/㎡	695 이상	1,225 이상	2,255 이상	3,925 이상

4) 방청성 : 도장 및 아연도금된 판 및 철골 부분의 방청성능은 *a)에서 규정하는 시험체를 이용하여 KSD 9502에 따라서 시험하고 아래 표에서 규정한 염수분무시간의 각 구분마다 *b)의 규정에 적합하여야 한다

* a) 예리한 면도칼로 모재에 달하는 X형 절상(길이 10㎝정도)을 만든 시험체

* b) 도장의 경우는 시험후 부풂을 압착공기 등으로 불어 날리고 절선에서 나비 2mm를

넘는 녹의 발생이 없고, 아연도금의 경우는 시험체 100㎠에 대해서 3개 이상의 붉은 녹이 없어야 한다.

방청성에 의한 구분	48	72	96	120
염수 분무 시간(h)	48 이상	72 이상	96 이상	120 이상

5) 연소성능 : 연소성시험 방법은 아래 표에 따라 KSF ISO 5660-1, KSF 2271, KSF ISO 1182에 따른다.

구분	1급 (불연재료)	2급 (준불연재료)	3급 (난연재료)	4급 (가연재료)	시험방법
온도차(ΔT)	20분간 20K이하	-	-	-	KSF ISO 1182
질량 감소율(Δm)	가열 종료후 30%이하	-	-	-
총 방출열량	-	10분가열시 8MJ/㎡이하	5분가열시 8MJ/㎡이하	-	KSF ISO 5660-1
최대 열 방충률	-	10분가열시 10초이상연속으로200KW/㎡를 초과하지 않을것	5분가열시 10초이상연속으로200KW/㎡를 초과하지 않을것	-
겉모양	-	10분가열후 시험체 관통하는 유해한 균열,구멍, 심재 전부용융, 소멸이 없을것	5분가열후 시험체 관통하는 유해한균열,구멍,심재 전부용융, 소멸이 없을것	-
가스유해성 (실험용 쥐의 평균행동 정지시간)	9분이상	9분이상	9분이상	-	KSF 2271

※ 4급은 연소성을 요구하지 않는 용도로 사용되는 판에 적용하며, 연소성 시험을 하지 않는다. (연소성이란 건축법에 규정된 불연재료, 준불연재료, 난연재료의 성능을 말한다)

라. 제품의 호칭 및 표기방식

1) 제품의 호칭

호칭 보기) 1024- (0.7, 17, 980, 4900, 16, 2255, 72, 3급)

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨

범례 : ① 치수호칭 ② 단열성 등급 ③ 차음성 등급 ④ 면내전단강도 등급

⑤ 축방향 압축강도 등급 ⑥ 충격강도 등급 ⑦ 분포압 강도 등급

⑧ 방청성 등급 ⑨ 연소성 등급

2) 표시방법

1024	단열성	차음성	면내전단강도	축방향압축강도	충격강도	분포압강도	방청성	연소성
	0.2	17	980	4,900	16.0	2,255	96	3급

3. 건축용 철강제 지붕판(KS F 4731)

가. 구성재료

1) 표면재

① KS D 3506 용융 아연도금 강판 및 강대

② KS D 3520 도장 용융 아연도금 강판 및 강대

③ KS D 6701 알루미늄 및 알루미늄합금의 판 및 조

④ KS F 4917 개량 아스팔트 방수시트

2) 단열재 : 벽판(KS F 4724 기준과 동일)

나. 규격

1) 판의 모듈호칭치수, 제작치수, 치수허용차 : 벽판(KS F 4724 기준과 동일)

다. 성 능

1) 단열성능

① 측정방법 : KSF 2273의 7.5(열관류시험) 방법에 의하여 시험체를 수평으로 지지하고 裏面쪽을 고온, 表面쪽을 저온으로 하여 측정한다.

② 등급기준

단열 성능에 따른 구분	0.2	0.45	0.7	1.1
열관류 저항(㎡K/W)	0.20 이상	0.45 이상	0.70 이상	1.10 이상

2) 충격음 차단성

① 측정방법 : KSF 2810-1의 규정에 따르며, 표준곡선과의 음압 레벨차는 KSF 1010의 규정에 따른다

② 등급기준

충격음 차단성에 의한 구분	+25	+15	+5	-5
표준 곡 선과의 음압 레벨차 dB	+25 미만	+15 미만	+5 미만	-5 미만

3) 분포압 강도

① 표면(表面)쪽

- 측정방법 : KS F 2273에 의하여 측정하되 판은 *a) 에 따른다

* a) 표면쪽에서 힘을 가한 경우의 분포압강도는 각 구분마다 굽힘 비례한도하중 또는 최대 굽힘 하중의 2/3, 또는 처짐의 ℓ/200(ℓ=스팬)인 경우, 하중의 어느 쪽이든 작은 값을 단위면적당으로 환산한 값이 아래규정에 적합하여야 한다

- 등급기준

분포압 강도에 의한 구분	390	695	1,225	2,255
단위 하중 N/㎡	390 이상	695 이상	1225 이상	2255 이상

※ 표면쪽이란 보통 그 판의 사용 방법에서 위쪽의 면을 말하며 이면쪽이란 아래쪽의 면을

말한다.

② 이면(裏面)쪽

- 측정방법 : KS F 2273에 의하여 측정하되 판은 *b) 에 따른다

* b) 이면쪽에서 힘을 가한 경우의 분포압강도는 각 구분마다 굽힘 비례한도하중 또는 최대 굽힘 하중의 2/3의 어느 쪽이든 작은 값을 단위면적당으로 환산한 값이 아래 규정에 적합하여야 한다

- 등급기준

분포압 강도에 의한 구분	695	1,225	2,745	3,925
단위 하중 N/㎡	695 이상	1225 이상	2745 이상	3925 이상

4) 연소성능 : 벽판(KS F 4724) 기준과 동일함

라. 제품의 호칭 및 표기방식

1) 제품의 호칭

보기) 1024-(0.7, +25, 390, 695, 3급)

① ② ③ ④ ⑤ ⑥

범례 : ① 치수호칭 ② 단열성등급 ③ 충격음차단성 등급 ④ 표면쪽 분포압강도 등급

⑤ 이면쪽 분포압강도 등급 ⑥ 연소성 등급

2) 표시

a) 표시방법

1024	단열성	충격음 차단성	표면 쪽 분포압 강도	이면 쪽 분포압 강도	연소성
	0.7	+25	390	695	3급

b) 재질(표면재, 단열재)

c) 제조 연월일 또는 그 약호

d) 제조자명 또는 그 약호

4. 패널의 구성재료

가. 구성재료 검토의 필요성

1) 패널의 구성재료는 패널품질을 결정하는 가장 중요한 요소로 그 품질이 곧 패널의 품질에 결정적인 영향을 미치게 된다. 따라서 패널 품질을 논하려면 구성 재료의 KS 품질기준을 살펴보는 것이 당연한 절차에 해당된다.

2) 패널은 표면재료와 심재인 단열재료로 구성되는데 현재 시중에서 가장 많이 사용되고 있는 표면재인 도장용융아연도금강판(일명 PCM강판-Pre Coated Metal)과 심재인 GW, PIR, EPS 단열재를 중심으로 패널 품질에 직접관련 되는 KS 기준을 중심으로 살펴보고자 한다.

나. 표면재료

1) 철판 : 도장용융아연도금 강판(KSD 3520)

① 정의 : KS D 3506의 용융아연도금강판(원판)에 내구성이 있는 합성수지 도료를 양면 또는 한쪽 면에 균일하게 도장, 열처리한 도장용융아연도금강판을 말한다

② 종류 및 기호

- 도막종류

종류	기호	내구성
1류	1	주로 1회 도장한 것으로서 내구성은 도막의 내구성기준에 따른다.
2류	2	주로 2회 도장한 것으로서 내구성은 도막의 내구성기준에 따른다.
3류	3	주로 2회 도장 이상의 것으로서 내구성은 도막의 내구성기준에 따른다.

※ 표면 및 뒷면 도막의 내구성의 종류는 각각의 면의 내구성의 종류기호를 조합하여 2자리 숫자로 나타낸다 (예: 22 -표면 2류, 뒷면2류, 20 -표면 2류, 뒷면 비보증)

- 용도에 따른 종류

종류의 기호	표시두께	적용	도장 원판 종류의 기호
CGCC	0.25mm 이상 1.6mm 이하	일반용	SGCC

※ 지붕용 및 건축 외판용에는 도막의 내구성 종류의 2류 이상의 것을 사용한다.

③ 도막의 품질

- 도막의 내구성

내구성의 종류	내구 시험
	염수 분무 시험 시간	듀사이클식 촉진 내후 시험 시간(참고값)
1류	200시간	적용하지 않는다
2류	500시간	적용하지 않는다
3류	2,000시간	1,500시간

※ 지붕용으로 한면 보증인 경우, 뒷면의 염수 분무 시험 시간은 150시간으로 함

도막의 내구성 종류가 3류인 경우, 도장 원판은 도금의 부착량 표시 기호 Z27이상 적용.

- 도막의 물리적 성질

항목	일반용(CGCC)	물리적 성질
굽힘 밀착성	0	시험편 나비의 양 끝에서 각각 7㎜이상 떨어진 곳의 바깥쪽 표면의 도막이 원판에서 벗겨지지 않아야 한다.
도막 경도	0	도막에 긁힌 자국이 생기지 않ㅇ아야 한다.
내충격성	0	도막이 원판에서 벗겨지지 않아야 한다.

※ 지붕용 및 건축 외판용 및 골판용에 시험항목은 위 표에 준한다

④ 표준치수

- 두께 (단위:mm)

0.25 0.27 0.30 0.35 0.40 0.50 0.60 0.80 0.90 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3

- 표준나비 및 표준길이 (단위:mm)

표준 나비	평판의 표준 길이
762	1,829 2,134 2,438 2,743 3,048 3,353 3,658
914	1,829 2,134 2,438 2,743 3,048 3,353 3,658
1,000	2,000
1,219	2,438 3,048 3,658

⑤ 치수허용차

- 두께의 허용차 (단위:mm)

표시 두께	나비
	630미만	630이상 1,000미만	1,000이상 1,250이하
0.40이상 0.60미만	+0.10 -0.05	+0.10 -0.05	+0.10 -0.05
0.60이상 0.80미만	+0.11 -0.06	+0.11 -0.06	+0.11 -0.06

※도막의 내구성 종류의 기호가 “10”, “11”, “20”, “21”인 경우에 적용

※두께의 측정위치는 옆 가장자리에서 25㎜ 이상 안쪽의 임의의 점으로 한다.

- 나비 및 길이의 허용차

구분	허용차 (단위:mm)
나비	+7 0
길이	+15 0

- 평판도 : 정반 위에 두고 측정하며 판 위쪽 면에 적용. (단위:mm)

나 비	종 류
	만곡 (bow)	외 곡	중 곡
1,000 미만	12 이하	8 이하	6 이하
1,000 이상 1,250 미만	15 이하	9 이하	8 이하

※ 외곡 : 판 및 코일의 에지(edge)부분에 골이 나타나는 것을 말한다.

※ 중곡 : 판 및 코일의 중앙부에 골이 나타나는 것을 말한다.

2) 원판 : 용융아연도금 강판(KSD 3506)

① 의의 : 용융 아연도금 강판은 철판에 페인트를 도장하기전 원판을 의미하며, 철판에 부식 방지를 위하여 아연을 용융하여 부착시킨 철판을 말한다.

② 표시두께 및 도금 부착량 표시기호

용 도	표시 두께 mm	도금의 부착량 표시 기호
지 붕 용	0.35 이상 1.0 이하	Z25, Z27
	1.0을 초과하는 것	Z27
건축 외판용	0.27 이상 0.50 이하	Z18, Z22, Z27
	0.50 초과 1.0 이하	Z22, Z27
	1.0을 초과하는 것	Z27

③ 시험에 의한 도금부착량 단위: g/m2(양면)

도금구분	도금의 양면 부착량 표시기호	양면3점 평균 부착량	양면1점 최소부착량
비합금화	Z 18	180	153
	Z 22	220	187
	Z 25	250	213
	Z 27	275	234

다. 단열재료

1) 그라스울, 미네랄울 단열재(KSL 9102)

① 종류

구분		단열판 제조법	종류
미네랄울 (MW)	미네랄울	석회질, 규산질을 주성분으로하는 광물을 용융하여 섬유화 한것	밀도에 따라 1～3호
	보온판	미네랄울에 접착제를 사용하여 판모양으로 성형화 한 것으로 필요에 따라 적당한 외피를 붙이거나 또는 표면을 피복하여도 좋다.
그라스울 (GW)	그라스울	유리 또는 유리질을 주성분으로하는 물질을 용융하고 섬유화 한 것. 섬유의 길이가 12㎛이하 평균 7㎛ 정도의 것.	밀도에 따라 24K～120K
	보온판	그라스울에 접착제를 이용하여 판모양으로 성형한 것으로, 필요에 따라서 적당한 외피를 길이방향으로 붙이거나 또는 표면을 피복하여도 좋다.

② 보온판 성능

종류		밀도		열전도율 W/m․k 평균온도 70℃ (평균온도 20℃)	열간수축온도 (℃)
		kg/㎥	허용차
M/W 보온판	1호	71～100	-15% +는 규정하지 않는다	0.044(0.037) 이하	600 이상
	2호	101～160		0.043(0.036) 이하
	3호	161～300		0.044(0.038) 이하
G/W 보온판	48 K	48	+4, -3	0.043(0.036) 이하	350 이상
	64 K	64	± 6	0.042(0.034) 이하	400 이상
	80 K	80	± 7
	96 K	96	+9, -8
	120 K	120	± 12

※ 외피를 붙이거나 표면을 피복한 것의 열간수축온도는 이에 해당하지 않는다.

2) PUR, PIR 단열재(KSM 3809)

① 종류

종 류			적 요	특 장
단열판	1종	1호	폴리이소시아네이트, 폴리올 및 발포제를 주제로 하여 발포 성형한 면재가 없는 판모양의 단열재	고밀도
		2호		중밀도
		3호		저밀도
	2종	1호	폴리이소시아네이트, 폴리올 및 발포제를 주제로 하여 면재 사이에서 발포시켜 자기 접착에 의해 샌드위치 모양으로 성형한 면재 부착한 판모양의 단열재	고밀도
		2호		중밀도
		3호		저밀도

② 품질

종류		밀도 kg/㎥	열전도율 W/m․k (평균온도 20±5℃)	굽힘 강도 N/㎠	압축 강도 N/㎠	흡수량 g/100㎠	연소성	(참고) 투습계수 두께25㎜당 g/㎡․s․Pa	(참고) 녹시험
보온판 2종	1호	45이상	0.023 이하	35이상	15이상	3.0 이하	-	40 이하	무게 감소율이 무첨가 시험 편인 것에 비교하여 동등 이하 일 것.
	2호	35이상	0.023 이하	25이상	10이상			40 이하
	3호	25이상	0.024 이하	15이상	8이상			40 이하

3) EPS 단열재(KSM 3808)

① 종류

구분	단열판 제조법	종류
비드법	구슬모양의 원료를 미리 가열하여 1차발포시키고 이것을 적당한시간 숙성시킨후 판모양의 금형에 채우고 다시 가열하여 2차 발포에 의해 융착, 성형한 제품	1호
		2호
		3호
		4호
압출법	원료를 가열 용융하여 연속적으로 압축, 발포시켜 성형한 제품	특호
		1호
		2호
		3호

② 비드법 단열판의 품질

종류		밀도 kg/㎥	열전도율 W/m․k (평균온도 23±2℃)	굽곡강도 N/㎠	압축강도 N/㎠	흡수량 g/100㎠	연소성	(참고) 투습계수 (두께25㎜당) (ng/㎡․s․Pa)
비드법단열판	1호	30이상	0.031 이하	35 이상	16 이상	1.0 이하	3초이내 불꽃이꺼져서 찌기가 없고 한계선을 초과하여 연소하지 않을 것	146 이하
	2호	25이상	0.032 이하	30 이상	12 이상			208 이하
	3호	20이상	0.033 이하	22 이상	8 이상			250 이하
	4호	15이상	0.034 이하	15 이상	5 이상	1.5 이하		292 이하

※ 열전도율은 비드법 2종 단열판(첨가제 등에 의한 개질 원료 사용) 기준임

5. 패널의 KS 품질 검토사항

가. 난연성 및 단열성

패널을 용도에 적합하게 사용하기 위하여서는 우선 건축법등 관련법규에서 규정하고 용도에 적합한 성능을 지닌 것인지 확인할 필요가 있다. 현재 건축법 등 관련법규에서는 패널 사용시 사용 지역과 건물의 용도, 규모에 따라 일정 수준이상의 난연성능과 단열성능을 요구하고 있다. 이에 따라 KS 규격은 2009년 개정시 연소성능 항목을 추가하여 관련법규에 적합한 난연성능의 확보여부를 확인할 수 있게 되었다. 그러나 KS에서 규정하고 있는 단열성능은 관련 법규에서 요구하는 성능과 큰 차이가 있어 실제 사용시 적용되기 어려운 것이 현실이다. 예를 들어 외벽 벽체의 경우 관련법규에서 요구하는 열관류 저항은 1.85～3.03㎡K/W 정도이나 KS 기준은 0.2～1.1㎡K/W로 그 기준이 법규 조건에 현저하게 못 미치고 있어 실효성이 전혀 없는 실정이다.

나. 내구성

패널의 내구성은 패널의 기계적 성능과 시간의 경과에 따른 제품의 성능저하(강도저하, 접착력저하, 단열재의 내구성)에 대하여 충분히 검토되어야 한다. 그러나 현행 KS 기준에서는 제품 생산시의 강도기준과 흡음성능 등에 대한 규정만이 존재하고 있으며 제품 성능 저하에 대한 기준은 전무한 실정이다. 또한 제품별로 특성에 따라 차이가 매우 심하여 일률적으로 규정하기 어려운 면이 있는데도 제품별로 최소 성능 기준을 정하지 아니한 관계로 현장에서는 품질기준으로서 실제적인 역할을 거의 담당하지 못하고 있는 실정이다.

다. 미관

현장에서 가장 많이 맞딱뜨리는 품질문제는 패널의 평탄도(WAVE)와 관련된 문제이다. 그러나 패널의 KS 기준에는 이에 대한 규정이 없다. 다만 원재료인 철판의 평탄도가 8mm이하로 규정되어 있을 뿐이다. 그러나 패널의 경우 8mm정도의 평탄도의 패널 제품은 현장에서 사용시에는 건축주 등과 미관상 많은 trouble을 야기하게 된다. 철판을 단열재와 접착 혹은 발포과정에서 다소 평탄도를 개선하여 일부업체에서 자체 평탄도 기준을 가지고는 있으나 KS 관련 기준이 없어 KS에 기준 도입이 시급한 실정이다.

6. 결론

패널이 국내에 본격 사용된 지도 벌써 30년을 넘고 있다. 그동안 산업현장의 요구에 따라 패널의 폭, 두께, 길이 등의 외형적인 변화와 함께 관련법규 적용의 변동에 따라 주로 사용되는 단열재 등도 많이 변화 되었다. 이에 따라 수차례의 KS 개정을 통하여 꾸준히 관련 기준을 변경, 추가하여 왔으나 현장에서 보면 아직도 미흡한 부분이 한두 가지가 아니다. 따라서 이번호에서 살펴본 현행 KS기준을 바탕으로 다음 호에서 유럽에서 수 년 동안 검토되어 지정된 CE기준과 관련 시험 사례 등을 소개하고, 국내 실정을 충분히 반영한 KS 기준 개정시 검토되어야 할 사항을 제시코자 한다.