커튼월 의 정의 ( 관련 지식 )

[도선생]

 

1. 커튼월의 정의.

☞ 공장생산 부재로 구성되는 건물의 비내력 외벽 (건축공사 표준 시방서)   ☞ 커튼월의 본래의 의미는 구조물과 상관없이 설치되는 벽체를 말하지만 오늘날에는        외벽에 설치되는 유니트화(unit )된 비내력 벽체를 말한다.

※ 건물의 주체구조인 기둥과 보의 골조만으로 건물에 가해지는 수직하중과 바람이나 지진 등에 의한 수평하중을 지지하는 구조에서 벽체는 단순히 공간을 칸막이 하는 커튼 구실만 하기 때문에 이 때의 벽체를 커튼월이라고 하며, 한국 건축 용어로는 ‘비내력 칸막이벽’이라고 한다. 외부로부터의 비나 바람을 막고 소음이나 열을 차단하는 구실을 하며 기둥과 보가 외부에 노출되지 않고 유리 등을 사용한 벽면은 근대적인 건축양식으로 특히 외장용(外粧用) 으로서 큰 기능을 갖는다. 커튼월은 특히 고층 또는 초고층건축에 많이 사용된다. 높이가 100 m 이상의 건물이면 외부에 비계조립이 어렵기 때문에 미리 공장에서 제작한 외벽 패널을 들어올려서 붙이는 방법이 많이 쓰인다. 공장에서 제작되기 때문에 대량생산이 가능하고, 패널은 규격화하여 통일되는 것이 특징이며, 이 때문에 건물의 외관도 공업적인 새로운 구성을 보여준다. 고층건축에서는 건물의 자체중량이 기둥이나 보의 굵기에 큰 영향이 있으므로 중량을 줄이기 위하여 커튼월에는 가벼운 재료가 사용된다. 외면에 사용하는 마무리 재료에는 일반적으로 스테인리스강 ·알루미늄 ·청동 ·법랑철판 등의 금속판이 사용되며, 단열재로는 암면(岩綿) · 유리솜(glass wool) 등의 가볍고 효율이 큰 것이 사용된다. 개구부(開口部)는 유리가 많으나, 일반적으로는 실내를 공기조절하는 건물이 많기 때문에 개폐하는 경우가 적고 따라서 붙박이창도 많다. 사용되는 유리는 열손실을 방지하는 뜻에서 이중유리나 열선흡수(熱線吸收) 유리가 사용되는데, 외부에 곤돌라를 상설(常設)해 두고 청소하는 방식의 것이 많다. 그 대표적인 건물의 예로 국내에는 여의도 63빌딩, 삼성동 무역센타 빌딩. 도곡동 타워펠리스 등이 있다.

  2. 커튼월의 역사.

▣ 1727년 - 알루미늄 원소 발견 (원소기호 : AL 원자번호: 13)
▣ 1884년 -워싱턴 모뉴먼트의 CAP 부분에 소형 알루미늄 피라미드 설치 - 건축용으로 최초 사용
▣ 1927년 -피츠버그에 세워진 GERMAN EVANGELICAL PROTESTANT CHURCH
▣ 1929년 -엠파이어 스테이트 빌딩의 STORE FRONT 동에 6000 매의 알루미늄 SPANDREL PANEL  사용 ? 본격적으로 사용시작
▣ 1930년 -위스콘신주 SMITH CORPORATION 을 위한 행정 관리용 빌딩 - 건물골조 벽체에  유리와 ALUM. 적용
▣ 1948년 -포틀랜드의 EQUITABLE BUILDING - 외벽전체를 커튼월로 감싼 최초의 건물
▣ 1950년대 -실란트의 개발로 커튼월 기술의 발전 모색
▣ 1961년 -PVDF2 (불소수지도료)에 의한 조흥은행 본점 (STICK SYSTEM)이 국내 커튼월의 시초 (1960년대에 세워진 삼일 빌딩은

               STEEL 커튼월임)
▣ 1970년대 -  커튼월의 시험 방법 및 성능 기준이 제정 되어 본격적인 발전이 시작됨.
                   - WORLD TRADE CENTER (1972년)    - JOHN HANCOK CENTER (1970년)
▣ 1977년 - 하이얏트호텔 / 1983년 힐튼호텔, 대한생명 사옥 등이 있으며 특히 대한생명  63빌딩은 국내 UNIT 커튼월의 효시임.
▣ 1988년 - 무역센타 사무동 - UNIT SYSTEM 의 대표적 건물

[ A ]
Annealed Glass
	최초 판유리상태로 생산되어 가공이 진행 되기 전의 유리. 오늘날 대부분의 상업적 유리는 통상 float glass process 에의해 생산된다. 통상 'annealed' 와 'float' 는 거의 같은 의미로 사용되나 엄밀한 의미에서 'annealed'는 비 열처리된 유리 상태를 말하고 'float'는 생산 과정을 의미한다.
ASRAE U-Value
	실내외부 온도차이로 인하여 유리를 통과하여 발생하는 열손실 또는 열 흡수량 측정치. U-value 가 작으면 성능이 우수한 것이다. 즉 더 적은 열이 유리를 통과하는 것이다. U-value 의 영국식 단의는 BTU/(hr*ft2*F), Metric 은 W/(m2*k). 영국식을 Metric 으로 환산 할때는 영국식 U-value에 5.6783을 곱한다. 겨울철 야간시간 U-value는 실외 온도 섭씨 영하 17.8도 와 실내 온도 섭씨 영상 21도 그리고 실외부 공기속도가 시간당 24km 인경우를 기준으로 한다. 여름철 주간시간 U-value 는 실외 온도 섭씨 영상 32도와 실내온도 영상 24도, 실외부 공기속도는 시간당 12km 그리고 solar intensity는 782 W/m2 를 기준으로 한다.
Airseal
	커튼 월의 spandrel panel, mullion 및 transom 또는stack joint 등 모든 가능한 틈세에 적용된다. 즉, 커튼 월 내부 spandrel 부분에, 외부 환경에 직접 노출 되지않는, 완벽한 secondary air barrier chamber를 제공 함으로써, 외부 공기압이 이 chamber에 유입되어도 실내부로의 공기 흐름을 차단 함으로 등압이 커튼 월 내부에서 이루어 지게하는 중요한 역할을 한다. 통상 spandrel 부분은 1.5- 2.0mm 의 aluminum 또는 galvanized sheet를 사용하며 aluminum frame 과의 joint 부분을 silicone sealant 로 시공한다.

Double Glazed Insulating Unit
	근본적으로 insulating glass 는 창문의 thermal performance 를 증대 시킨다. 이것은 두개 이상의 유리로 만들어지고 방습재(desiccant)로 채워진 spacer 로 분리되며, organic sealant 로 봉인(seal) 된다. spacer 내부에 충진된 방습제는 insulating glass unit 내부의 습기를 흡수한다. Air space 는 통상 12 mm 가 표준이나 24mm 까지도 가능하다. Spacer 는 mill finish, bronze 및 black anodized color 제품이 있으며, corner 부위는 유리 면을 따라서 이음새가 없이 절곡, 연결(bent, soldered)되게 연속 처리 됨으로 습기의 침투를 방지한다. 통상 insulating unit 의 외부면 유리는 tinted 또는 coated 된 performance glass 가 되며 내부면 유리는 clear float유리로 이루어진다. Perimeter seal 은 butyl 과 silicone sealant 로 이루어진다. Butyl primary sealant 는 양생 되지 않는 끈끈한 상태로(sticky) 유지됨으로 시공시 유리를 unit 상태로 서로 잡아주게 하고, 습기가 air space 로 유입 되는 것을 방지한다. Silicone secondary sealant 는 negative wind pressure(부압)를 받아 준다.

Condensation Formation (결로형성)
	결로는 유리 온도가 대기의 결로점(dewpoint) 아래로 떨어질 때 유리면에 형성된다. 결로를 방지하기 위하여는 유리 온도가 대기의 결로점 보다 높아야 한다. 이것은 유리의 선정시, insulating glass 처럼, 결로 방지를 감안한 유리제품의 선택이 중요한 이유이다. 예를들어, insulating glass units 는 실내쪽 유리를 "insulating(보온)" 시킴으로써 실외부로 열이 전도 되지 않게 하고 열 손실을 줄임으로써, 결로가 생성 되는 잠재성을 줄여준다. "insulation" 은, 두 유리 사이에 공간을 만들어 줌으로써, 실내부 유리의 온도를 더욱 안정시키는 것이다. 하지만, insulating glass 자체 만으로는 극한 기온에서 결로 형성을 완전히 제거하지는 못한다. 이러한 위험을 줄이기 위하여, low-e coating 이 insulating unit 에 적용 될 수 있는 것이다.
Coolness Factor
	에너지 효율적이고 편안한 채광이 잘 이루어지는 안락한 건물은, 건물 내부로 들어오는 햇빛의 양이 풍부하여야 하지만 동시에 시원하여야 한다. 햇빛의 시원함을 측정하는 방법들중의 하나를 Coolness Factor 또는 Ke 라한다. 이것은 채광율과 차폐율에 대한 비율로 계산된다 높은 자연 채광과 낮은 차폐계수 일수록 좋으며, 쾌적한 실내 환경을 나타내는 지표가 된다. 즉 Bench Mark는 1 이며 1 보다 클수록 불필요한 태양열보다 유용한 햇빛을 실내로 많이 받아들이고, 1보다 작을수록 유용한 햇빛보다 불필요한 태양열을 실내로 많이 받아 들이는 것으로 판단하는 지표가 된다.
Coated Glass Inspection Guidelines
	Pinholes:- 1.8 meter 의 거리에서 glass 를 inspection 하며 pinhole 의 직경이 1.6 mm 보다 큰 유리는 불량품으로 판단된다. 또한, size 는 작으나 많은 pinhole이 군집하여 있거나 서로 가까이 있을 경우, 유리 중심 부분에서는 80%, 유리 가장자리 에서는 20%를 초과 하지 않아야 한다. Uniformity:- Coated glass를 최소 3meter 떨어져 보았을 때, 인접한 유리간에 외관상 어느 정도의 color variation 을 느낄 수 있다. 이것은 defect으로 볼 수 없으며 coating 과정상 생산싯점이 다른 경우 발생할 수 있다. Distortion:- 열처리 과정, air spacer 의 복층과정 및 frame의 연결 등의 많은 요소에 의하여 유리면의 반사체가 굴절되어 보일 수 있다. 이것은 coated glass 또는 최종 가공된 제품의 하자로 보지 않는다. Scratches:- 3 meter 거리에서 보았을 때 길이 76mm 까지의 scratch 는 허용되며, 76mm 초과 127mm 까지의 scratch 는 유리 가장자리에서 76mm 이내에 위치한 경우에만 허용된다. scratch 가 여러 개 몰려있거나 coated 유리면이 마찰로 마모되어 있으면 안된다.
Curtain wall
	커튼 월은 건물의 외관임으로 건축미를 나타낸다. 또한 architect 의 건축설계 의도대로 건물 외관의 일정한 module 에 따라 개별(unit) panel 을 제작, 이들을 블록 쌓기 식으로 시공함으로 궁극적인 커튼 월이 완성된다. 개별(unit) panel은 fastener 로 조립된 aluminum frame 에, glass, granite, insulation, sealant 등 다양한 부재를 취부하여 만들어지며, 완성된 unit panel의 수직 부재(mullion)가 건물 구조체에 anchor system 으로 영구 연결됨으로, 마치 건물 구조체에 커튼처럼 매달려서 빌딩 외부를 감싸준다. 완성된 커튼 월은 건물 내부를 외부 자연 환경(바람과 일기)으로부터 보호하고 architect 가 의도한 안정된 실내 환경을 제공한다. 커튼 월은 골조(super structure) 와같이 빌딩자체를 이루는 구조재 는 아니며 외부 풍압과 자체 중량을 감당하고 빌딩 구조체의 각종 움직임(movement) 과 외부 환경에 의한 변화를 항상 유연하게 흡수하여 줌으로써 커튼 월 자체가 영구 손상이 발생되지 않도록 설계된다.

Europan U-value(K-value)

실내외부 온도 섭씨 20.5도 및 5.5도 와 실외부 공기속도 4.8m/s를 기준으로 한다.

[ F ]

 

Framing Deflection

적합한 framing system에 대한 정보는 GANA glazing manual을 참조.
Framing deflection에 대한 산업 표준은, span 길이를 175로 나눈 수치 또는 19mm 중 적은 수치를 택 한다.

Glazing Guidelines (유리시공 지침)
	유리는 silicone 또는 silicone compatible setting block으로 support 되어야 한다. Setting block은 durometer hardness 85 +- 5 이며 유리 폭의 1/4 중심에 위치한다. 부적절한 edge clearance 는 유리와 frame 이 접촉 됨으로 유리의 파손을 일으킬 수 있다. 적절한 clearance 및 bite:- minimum face clearance(최소 유리면 간격) ; 5mm minimum edge clearance(최소 유리단 간격) ; 6mm minimum glass bite(최소 유리물림) ; 13mm

Heat Transfer Method (열전달방법)
	열은 convection, conduction 및 radiation 에 의하여 한 곳에서 다른 곳으로 전달된다. Convection은 덥고 가벼운 기류가 상승 하면서 발생된다. Conduction은 에너지가 한곳에서 다른 곳으로 통과 할 때 발생한다. Radiation 은 열이 공간 속으로 보내져, 일정 거리에 있는 물체까지 도달하여 반사, 흡수 또는 통과될 때 발생된다.
Heat Strengthened Glass (반강화유리)
	이것은 tempered glass 와 유사하다. 열처리 과정은 비슷하나 유리가 좀더 천천히 냉각된다. 따라서 유리 표면에 형성되는 압축 응력이 temper glass 보다 작아진다. 이 유리의 장점은 annealed glass 에 비해 열에 의한 자연 파손에 강하게 저항하고 tempered glass 에서 발생되는 nickel sulphide 파손이 거의 발생되지 않는다. 따라서, 커튼 월의 spandrel glass 로 적합하다. 단 이 유리는 반드시 열처리 전에 소요 size 로 가공 되어야 하며, 열처리 후 절단 가공을 하면 유리는 파손된다.
Heat-Processed Glass(Heat Strengthened and Tempered) - 강화유리
	열처리 사전에 유리 절단 및 가공을 완료한다. Heat Strengthened Glass 의 표면 압축력은 5500psi +- 1500psi 이며 fully Tempered Glass 는 최소 10000psi 정도로 본다.

Low-Emissivity Coatings(low-e) (로이코팅)
	유리에 적용되는 low-e coating 은, 육안에 보이지않는 장파장 IR 또는 열을 반사 시킨다. 이들은 열의 방향을 바꾸어 줌으로, 건물에서 열의 섭취 또는 손실을 감소 시킨다. 또한, 더많은 빛을 통과 시키며, 반사를 작게 하고 열의 유리 통과를 감소 시킨다.
Laminated Glass
	2개 이상의 유리를 강한 내구성의PVB(polyvinyl butrate) inter-layer 에 접착한 후 열을 가한 상태에서 유리를 압착하여 완제품이 만들어 진다. 이 유리는 외부의 충격에 대단히 강하여 특수 inter-layer 를 사용할 경우 방탄 유리로도 사용되며, 충격으로 유리가 파손 되어도 파손된 유리는 탈락 되지않고 inter-layer 에 그대로 붙어 있음으로 유리에 의한 부상을 최소화 시킨다. 따라서 접합 또는 안전유리 라고도 불린다. Coating 처리가 필요한 경우 통상 내부 유리면에 coating 이 되어진다. 대부분의 laminated glass 는 시간이 경과되면 가장자리 부근 10-15 mm 에서 de-lamination(박리)이 자주 발생 되는데, Laminated glass 전체가 frame 에 glazing 되어 있으면 de-lamination된 상태가 눈에 잘 띄지는 않으나, frame 없이 silicone 으로 유리 접합면에 직접 glazing 이 된 경우 유리 가장 자리에 기포 또는 굴곡선 형태로 보인다.

Mullion
	커튼 월의 수직 부재이며 커튼 월 unit panel의 주 구조재. 통상 aluminum extrusion 자재로써 panel의 전체 높이와 같으며, bracket 등anchorage system 에의해 건물 구조체에 구조적으로 연결된다.

RAT Equation. (반사흡수투과 불변의 법칙)
	Solar energy 를 100%로 볼 때 solar reflectance, absorption 및 transmittance 의 합계와 동일. 예를 들어, 3 mm clear glass 경우, 83% 의 solar energy 는 통과되고, 8%는 반사되며, 나머지 9%는 glass에 흡수된다.
R-value
	열저항을 나타내며, U-value의 반대 개념이다. R-value 가 커지면 더 작은 열이 유리를 통과한다.
Relative Heat Gain(RHG) (비교상대 열흡수)
	U-value 와 Shading Coefficient 를 고려 할 경우 유리를 통과하여 얻어지는 열의량. ASHRAE standard 를 사용할 경우, 연관되는 열 흡수량은 다음과 같이 계산된다. English system: RHG: summer U-Value x 14 F + 차폐계수x 200 Metric System: RHG=Summer U value * 섭씨 7.8도 + shading coefficient * 630
Reflective Spandrel Glass Inspection Guideline
	자연채광 조건하에 4.6 meter 거리에서 보았을 때 색상 또는 반사 차이가 생길수 있으나 이를 하자로 보지는 않는다. 또한 유사한 조건 하에서 spandrel glass 를 보았을 때 반사된 pinhole 또는 scratch 가 보이더라도 명백하게 눈에 띄지 않으면 하자로 보지 않는다.
Rainscreen
	이것은 통상 외부 glazing bead 등 joint 부위에 설치된 cover 이며, 등압실(pressure equalized cavity)로 침투 하려는 대부분의 빗물을 일차적으로 차단하고 동 에너지 및 중력에 의한 빗물의 침투를 막는 환경을 제공하는 역할을 한다.

Solar Control (태양열관리)
	Solar energy 의 Visible light 과 IR 부분은 solar spectrum 의 거의 전체 부분 임으로, 햇빛의 필수 부분이다. 따라서, 이들은 유리가 상업용 건물에 사용되도록 선정 될 때 고려 하여야 할 중요한 역할을 담당 한다.Thermal Performance 를 증대키 위해 얇은 metallic film 이 한 개 또는 그 이상의 유리면에 적용 된다.
Solar Energy (태양에너지)
	Solar energy 가 glass 를 만나면, energy 는 일정비율로 나뉘어져 glass 에서 반사되고, 흡수되거나 통과된다(RAT equation 이라함)
Solar Reflective Coatings (햇빛반사코팅)
	이것은 거울 같은 효과로 인해, 유리에 더 높은 반사 및 흡수를 통해 solar heat 를 줄여준다. 일반적으로 coating 은 solar spectrum 의 많은 양의 visible 및 IR 을 반사하고 흡수한다. 그 결과로, 열의 섭취는 대단히 줄어드나, 유리를 통한 빛의 양이 현저히 줄어드는 문제가 있다
Solar Spectrum (햇빛구성)
	통상 햇빛을 말하며, 구성요소로는 ultraviolet light(UV), visible light 및 infrared(IR)이며 Solar Spectrum 내 에너지 분포는 각각 2% uv , 47% visible light 및 51% IR 로 되어있다. solar Spectrum 의 파장 단위는 nanometer (nm) 이며 1 nanometer 는 10 마이너스 9승 meter 이다. UV 는 육안 식별이 안되며 파장의 길이는 300-380 nm 이다. 장기간 UV 에 노출될 경우 섬유의 퇴색(fabric fading) 및 plastic 오염(plastic deterioration)이 발생된다. Visible Light 은 solar spectrum 의 육안 식별 부분 즉 햇빛이다.파장은 380-780 nm 정도 이내다. IR 은 육안으로 보이지 않으며 790-3000 nm 의 파장과 열침투 효과를 갖고있다. 단파 IR 은 어느 물체로 흡수 될 때 열로 바뀐다.
Sand-blasted Glass
	유리 표면을 sand blast 하여 pattern 을 만든 유리. pattern 은 laminated glass 의 plastic inter-layer에 만들 수 도있다.
Solar Transmittance (태양에너지 투과율)
	유리를 통과하는 ultraviolet, visible and near infrared energy(300-3000 nm)의 백분율. 유리 선정 시 이에 대한 사전 검토가 필요하며, 실내 airconditioning 요구를 충족 하도록 유리ㅡㄹ 선정 하여야 한다.
Solar Reflectance (태양에너지 반사율)
	유리면에서 반사되는 solar energy 의 백분율.
Shading Coefficient (차폐계수)
	동일한 조건하에서 3mm 두께 투명유리를 통과하는 solar heat gain 를 1로 기준으로 비교하여 특정 유리를 통과하는 solar heat gain 의 비율을 말한다. 수치가 감소하면 heat gain 이 감소되어 더욱 우수한 성능의 제품을 의미한다.
Solar Heat Gain Coefficient(SHGC) (태양열 흡수계수)
	건물 실내로 유입하여 직접 전달되고 흡수되는 solar energy의 portion. SHGC 가 더 높아지면 열량 흡수가 더 많아진다.
Structural Sealant Glazing(SSG)
	SSG는 실내부에 mullion이 받혀주며 유리와의 사이에 silicone sealant를 사용한다. 특정 유리 또는 복층 유리의 2차 sealant type 과 silicone sealant와의 compatibility 제한으로 인하여 SSG 경우, 반드시 structural silicone glazing system 으로 시방서에 명시 되어야 한다. SSG System 에대한 승인을 받기 위하여는, 특정silicone 제조사 또는 Viracon 의 Technical Services Department와 접촉 하여야 한다
Sealants
	시공 시에는 반 액체 상태로 되어있어 쉽게 시공되며, 시공 후 대기의 수분에 의해 자연 양생 되어 고무 질 탄성물체로 형성되는 재료. 통상 silicone sealant 는 양생 후에도 moisture proofing 은 안되나, Butylene계 sealant 는 시공 후에도 반 액체 상태로 계속 남아 있음으로moisture proofing 이 된다. 따라서 moisture proofing 이 요구되는 insulated glass 의 primary seal과 방수용 flashing 용도로 Butylene sealant 가 사용된다. 보통 프라스틱 튜브, 알루미늄박 소시지 포장 또는 버켓 용기에 담겨 사용되며, 일반적으로 커튼 월용 sealant는 silicone 계를 사용한다.
Spandrel
	실내에서 외부가 보이지 않는 커튼 월 부위를 총칭하여 spandrel 이라고 부른다. 통상 spandrel 부분은 ceiling 상부에서 다음 상부 층의 fan-coil 상부 까지의 공간으로 본다. 다만 커튼 월 내부에 있는 기둥면 또는 벽 등에 면하여 외부에서 보이지 않게 되는 부분도 spandrel 로 분류한다. spandrel 부분은 유리 이외에 granite, aluminum panel 등 건축 도면에 명시된 외장 재를 사용하고 동 외장재의 커튼 월 내부에 등압공간 및 drain(weep) hole 을 만들어 줌으로 실내로 누수가 발생되지 않도록 설계 되어야 한다. 또한 spandrel 내부에 적절한 thermal insulation 과 층간 방화 fire stop 재료를 시공 함으로, 층간 방화 와 보온, 결로 및 소음 차단 등의 기능적 환경을 제공 하여야 한다.

Tempered Glass (강화유리)
	영국식 으로는 toughened , 미국식은 tempered glass 라고 부르며 열처리 시 거의melting point 까지 열을 가하여 진다. 이 유리는 냉각 되면서 유리표면에서 두께의 약 20% 에 압축 응력이 발생된다. 또한 열처리 시 roller 위 oven에 �혀져 앞 뒤로 흔들며 움직여 짐으로roller-wave 가 발생된다. 따라서 tempered glass 를 사용할 시 roller-wave 방향이 일정하게 되도록 명시 하여야한다. 이 유리는 nickel sulphide의 함유로 인한 자연파손의 가능성이 상존한다. Nickel sulphide 는 유리 원재료인 모래에 포함된 미세한 crystal 성분 으로써, 열처리 과정에서 유리 원자를 변화 시킴 으로써 자연 파손의 원인이 되는 응력 집중을 발생 시킨다. 현재 일부 유리 생산 업체는 아예 tempered glass 생산 과정에서 nickel sulphide 가 함유된 유리를 자동 파손 되도록 하여 생산한다. 이러한 안전 조치가 되어 생산되는 tempered glass 를 사용 하여야 안전하다.
Transom
	커튼 월의 수평 부재이며 커튼 월 unit panel의 부 구조재. 통상 aluminum extrusion 자재로써 건축 외장 설계에 따라 module화 된 유리, panel 등 외장재의 수평joint 부위에 의치하며 mullion에 구조적으로 연결 되고 빗물을 외부 배출 시키는 drain 이 위치한다

Visible Light Transmittance (가시광선 투과율)
	유리를 통과하는 visible light(380-780 nm)의 백분율
Visible Light Reflectance
	유리면에서 반사되는 light 의 백분율. 각 나라마다 다르나 통상 반사율을 법으로 20% 이내로 제한하며 싱가폴 경우는 10% 이내이다.
Vision
	Spandrel 의 반대 의미이며, 통상 외부 조망이 가능한 유리로 구성되어있다. 이를 vision glass 라고 불리며, 실내 환경과 관련하여 vision glass 는 매우 중요한 커튼 월의 구성 요소가 된다. 기능적 측면의 vision glass 는, 실내 주거 및 근무 환경에 가장 적합한 열 관류율과 채광 수준 그리고 결로 형성을 방지 할 수 있는 제품 이어야 한다. 건축 미적 측면에서는 architect 가 의도한 색상 과 열처리 에의한 굴곡 반사가 적은 균일한 외관, 내외부 반사율 등이 설계 의도에 부합되도록 유리 선정이 이루어져야 한다. 또한, 유리는 구조적 안정성에 맞는 적합한 규격과 사양으로 선정 되어야 한다. 즉, 시방서의 요구 풍압과 thermal stress등 구조적 stress에한 자연 파손에 대응한 유리를 사용 하여야 한다. 마지막으로, 용도에 적합 하여야 한다. 초고층 건물 유리는 파손 시 비산 낙하로 지상에 있는 보행자에게 치명적 사상을 야기 시킬 수 있음으로, laminate 또는 열처리된 유리를 사용 하여야 한다. 또한 유리의 coating 이 손상되지 않도록 유리 내부면에 coating이 가능한 laminated 또는 insulated glass 를 사용하여야 한다. 유리에 대한 자세한 자료는 뒤에서 다루기로 한다.

Weep System (배수)
	Laminated, Insulating 및 opacifier glass 는 고여있는 물에 노출 될경우 seal 의 조기 손상 또는 delamination이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 물의 통과를 방지 할 수 있는 weather seal, closed cell neoprene gasket 또는 적절한 weep hole 이 필요하다.
Waterproof
	Waterproof은 유리 어항의 예처럼 유리에 의해 외부와 물이 완벽히 차단된 상태를 의미하며 weatherproof 과는 다소 다른 개념
Weathertight
	커튼 월은 weather tight 개념으로 설계 된다. 즉, 커튼 월 frame 에 각 부재를 조립 함으로 형성된 joint와, panel 시공후 panel 간에 형성된 joint 가 상존하는 성격상, 인위적 방법으로는 joint 로 외부 공기가 침투 되는 것을 완벽하게 영구히 차단 할 수는 없다. 방법이 있어도 매우 비경제적 비용이 소요된다. 따라서, 빗물이 실내로 누수 되지 않고 실내 환경에 큰 영향을 미치지 않는 허용 한도내의 외기가 실내로 유입 되어도 무방한 것으로 본다. 참고로, 커튼 월 test 규정인 미국ASTM E 283은 performance mock-up test 의 air infiltration 허용치를, 300pa의 정압 하에서, 고정유리는 최대 0.02 m3/min./m2, 개폐창호는 0.0232 m3/min/meter crack length 이내를 기준으로 한다
Water damage(leakage)
	water damage 란 커튼 월을 통과하여 실내로 침투한 빗물, 또는 커튼 월 내부에 형성된 결로 에 의해 커튼 월에 인접한 실내의 카펫, 프라스터 보드 등의 마감 재를 손상 시키게 되는 상태를 의미한다. 그러나, 커튼 월 system이 실내로 침투한 이들 빗물과 결로를 외부로 적절히 배수처리 되도록 설계가 되어 실내 마감 재 손상이 발생되지 않는 다면 엄밀한 의미의 water damage는 아닌 것으로 본다.

지역별 풍압 풍속에 따른 구조 검토 사항 분석

(커튼월 공사)

[삼성동 I’PARK 현장]

1. 연구개요

건물에 작용하는 풍압은 외장재의 설계에 있어서 가장 중요한 설계요소의 하나이다.
이는 외벽 커튼월에 작용하는 풍압은 구조적인 요소와 직결되고 구조적인 요소는 커튼월의 설계에있어서 경제성과 직결되는 문제이기 때문이다.
특히 외벽 커튼월에 작용하는 풍압은 풍속과 밀접한 관계가 있으며 풍속은 지역적인 특색에 따라 구분되어진다.
커튼월의 설계에 있어서 정확한 풍압의 분석은 구조적으로 안정하고 가장 경제적인 외벽을 구성하는데 결정적인 영향을 끼치게 되는만큼 보다 정확한 풍압계산을 위해 실제적으로 풍동시험을 실시하는 것이 가장 바람직하지만 그렇지 못할 경우는 법규에의한 해석에 따른는 것이 일반적이다.
그러나 법규에의한 해석은 건물의 높이가 풍압을 결정하는데 중요한 요인이 되기 때문에 고층건물 또는 건물의 고층부에서 최고 풍압이 발생하는 것이 일반적이나 실제로 고층건물의 풍동시험 DATA 를 분석해보면 건물의 저층부에서도 실제 최대풍압이 발생하고있는 것을 알수있다.
따라서 풍동시험이 아닌 법규에의한 풍압을 적용할 때에는 건물의 최상층에 작용하는 설계풍압을 건물의 전체구간에 적용(CORNER ZONE 제외)하는 것이 가장 안전하다고 볼수있으나 이러할 경우 건물이 TYPICAL 부분에서는 과다설계가 이루어질 수 있음에 주의할 필요가 있다.
본 보고서에서는 지역적으로 풍압의 차이가 어느 요소에의해 어느정도 발생될 수 있는가에 대하여 사례를 들어 알아보고 그에대한 대책을 강구하는데 그 목적이 있다고 할 수 있겠다.

2. 지역별 풍압분석의 사례

1) 풍압의 해석을위한 기본 요소

법규에 의한 풍압의 해석은 대한 건축학회 제정 “건축물 하중기준 및 해설”에 의한다.
이에 따르면 풍압을 결정짓는 요소를 다음과 같이 구분할 수 있다

(1) 기본풍속

도  별	지 역 별	풍 속
서울 경기	서울,인천,김포,부천,부평,구리,오산,송탄,평택,시흥	30M/SEC
	과천,안양,수원,안산,군포,의왕,안성,강화
	양평,성남,하남,용인,의정부,동두천,포천,파주,광주	25M/SEC
	기흥,미금,여주,이천,신갈,장호원	25M/SEC
강원도	속초,강릉,양양,주문진	40M/SEC
	거진,간성,동해,삼척,원덕	35M/SEC
	춘천,화천,양구,철원,김화,인제,영월,정선,태백,원주,평창,홍천	25M/SEC
충청도	태안,서산,청주,대천,서천,안면도,조치원,천안,홍성,광천,아산	35M/SEC
	대전,당진,합덕,성환,진천,증평,온양	30M/SEC
	음성,청양,금산,영동,공주,논산,제천,충주,부여,보은,단양,괴산,옥천	25M/SEC
경상도	포항,울릉도,구룡포,오천,홍해,감포	45M/SEC
	부산,기장,장안,연일,외동,가덕도	40M/SEC
	울산,통영,거제,고성,진해,마산,창원,양산,진영,울진,평해,안강,경주,남해,삼천포	35M/SEC
	건천,가야,삼량진,영덕사천	35M/SEC
	대구,영주,김천,영천,안동,봉화,풍기,예천,청송,영양,하양,,남지,의령,추풍령상주,선산,군위,의성,문경,점촌,함창,진주,거창,함양,산청,고령,창녕,합천,밀양	25M/SEC
전라도	군산,미성	40M/SEC
	목포,여수,완도,진도,옥구,노화,익산,금일,해남,관산,대덕,도양,고흥	35M/SEC
	광주,나주,화순,영암,일노,강진,장흥,보성,벌교,순천,광양,함평,영광	30M/SEC
	전주,함열,진안,무주,삼례,담양,부안,남원,순창,구례,고창,정주,장수,승주,임실,태인	25M/SEC
제주도	전지역	40M/SEC

(2)   중요도계수

중요도	건물의 용도 및 규모	중요도계수
(특)	연면적이 1천제곱미터 이상인 위험물저장 및 처리시설, 종합병원,병원,전신전화국,발전소,소방서,공공업무시설 및 노약자 시설, 15층이상 아파트	1.1
(1)	연면적이 5천 제곱미터 이상인 관람시설,운동시설,운수시설 전시시설 및 판매시설 5층 이상인 숙박시설, 오피스텔, 기숙사 및 아파트	1.0
(2)	중요도(특), (1), (3) 에 해당하지 않는 건축물	0.95
(3)	가설 건축물, 농가 건축물, 소규모 창고	0.81

(3)   노풍도 구분

노풍도구분	주변지역의 지표면 상태
A	대도시 중심부에서 10층 이상의 대규모 고층건물이 밀집해 있는 지역
B	높이 3.5M 정도의 주택과 같은 건축물이 밀집해 있는 지역 중층건물이 산재해 있는지역
C	높이 1.5M ~ 10M 정도의 장애물이 산재해 있는 지역 저층 산재해 있는 지역
D	장애물이 거의 없고 주변 장애물의 평균높이가 1.5M 이하인 지역,해안, 초원, 비행장

                                           (건축물 하중 기준 및 해설에서 발췌)

(4)   건물 높이

 지상에서부터 건축물의 최고층까지의 높이를 적용하나 때에 따라서 고층건물의 경우는 10층 단위로 ZONING 을 실시하여 높이별로 풍압을 다르게 적용하는 CASE 도 있다.

그러나 전술한 바와같이 실제 풍동시험시 자료를 보면 저층부에서도 높은풍압이 작용하는 경우가 많기 때문에 적용시 신중을 기해야 한다.

       이상 에서와 같이 건물의 외벽에 작용하는 풍압의 결정적인 요소를 알아보았으며 다음은 이를 적용할 경우지역에 따     른 풍압의 차이를 비교해 보기로 한다.

2)      지역별 풍압산정실시의 사례

   동일한 건물 일지라도 건물이 위치하는 지역에 따라 풍압의 차이가 매우 심하게 발생할 수 있는 부분과 실제 풍동시험을 실시 하였을 경우와 법규에 의한 풍압 산정시 어떠한 차이가 발생 하는지에 대하여 삼성동 I’PARK 현장을 사례로 알아보기로 한다.

(1)법규에의한 풍압의 해석시 건물의 위치에따른 차이 검토

① 건물의 위치 설정 : 서울시 삼성동과  부산지역의 경우로 구분 분석함

② 건물의 높이      : 지상 150M

③ 노풍도 설정      : 높이 3.5M 정도의 주택이 밀집해있는 지역 -- “B”

④ 중요도계수         : 15층이상의 아파트 ------------------------“1.1”

      ⑤ 기본풍속             : 서울삼성동의 경우 ------------------ 30M/SEC

                          부산지역의 경우  ------------------- 40M/SEC

이상의 결과를 적용하여 풍압을 계산하면 다음과 같다

    (풍압의 계산식은 생략함)

구       분	건물의 TYPICAL ZONE	건물의 CORNER ZONE	비고
서울 삼성동	240 KG/M2	-400KG/M2
부산 주택가	352KG/M2	-587KG/M2

상기의 계산 결과에서 보는 바와 같이 동일한 조건하의 건물 일지라도 건물의 위치에 따라 상당한 풍압의 차이가 발생함을 알수있다.

이러한 결과는 동일한 규모의 건물이 지역적인 차이에 따라 외장커튼월의 설계에 얼마나 커다란 영향을 끼치고 그에 따르는 설계의 차이가 얼마나 클 것인가를 단편적으로 보여주는 사례라 할 수있다.

실제로 180MM * 80MM 의 약 3T 정도로 설계 되어있는 삼성동 I’PARK의 커튼월이 부산지역에 위치할 경우 200MM 이상의  VOLUME과 상당한 BAR THICKNESS를 가져야 구조가 해결될 수 있음을 예상할 수 있다.

(2)풍동시험자료와 법규에의한  풍압의 해석시 차이 검토

전술한바와 같이 동일한 건물 일지라도 실제로 풍동시험을 실시한 건물과 법규에 의해 풍압을 산출한 경우는 많은차이가 있을수 있음을 언급한바 있다.

 다음은 이러한 차이점에 대하여 삼성동 I’PARK 현장을 사례로 검토해 보기로 한다.

   ① 풍동 시험자료에 의한 풍압의 ZONING 사례 (별첨 CAD FILE 참조)

     * 101동을 사례로 하여 정리 하였음.

   * 입면상에서 보는 바와 같이 각각의 면별로 정압 및 부압이 서로다르게 정리됨을 알 수있다.

   * 정압은 최저 176.5KG/M2 ,최고 229KG/M2 로 나타나며 부압은최저 – 245KG/M2 에서 최고 -345kg/M2까지 나타남을 알수있다.

   * 따라서 외벽커튼월의 설계시 각각의 부분에 해당하는 풍압을 만족하는구조설계를 실시하면 가장 경제적인 커튼월 설계를 실시할 수 있다는 것이 기본적인 개념이고 실제로 당현장 커튼월의 설계에 적용 되었다.

② 법규에의한 해석과 풍동시험결과치의 풍압 비교

구     분	정    압	부     압
풍동 시험에의한 풍압	*176KG/M2 ~ 229KG/M2 *건물의 면별, 위치별로 차이가 있음.	*-245KG/M2 ~ -345KG/M2 *건물의 면별, 위치별로 차이가 있음.
법규에의한 풍압	*240KG/M2 *최상층에 작용하는 정압으로서 전층에 걸쳐 동일하게 적용하는 것이 통례임.	*-400KG/M2 *최상층에 작용하는 부압으로서 전층에 걸쳐 동일하게 적용하는 것이 통례임.

   상기의 결과에의하면 다음과 같은 차이가 있음을 알수있다.

* 건물의 각부위별로 보다 상세한 풍압을 알아보기위해서는 반드시 풍동시험을 실시하는 것이 바람직하다

* 법규에의하여 해석할경우 저층부터 고층까지 고층부의 풍압을 적용하여 계산하여야 구조적으로 안정함을 알수있으며 법규에의한 해석으로 건물의 각부위별 정확한 풍압을 계산하기는 매우 어려운 상황이다.

* 건물의 각부위별 풍압이 아닌 전반적인 풍압을 비교해보면 많은 차이가 없음을 알수있으나 법규에의한 해석은 주변건물의 영향을 고려치 않은 상황이므로 실제 바람의 영향이 그렇게 작용하리라고 확신하는 것은 바람직하지 않다.

3. 맺음말

이상의 실례에서 알아본 바와 같이 건물에 작용하는 풍압은 지역에따라 많은 차이를 보일수 있음을 알수있다.

이는 그 지역에 해당하는 풍속의 영향과 밀접한 관계가 있음을 알수있으며 풍압은 커튼월의 구조해석에 가장 기본이 되는 사항임을 의심의 여지가 없다.

일반적으로 서울경기 및 내륙지방에 위치하는 건물은 해안지방에 위치하는 건물보다 풍속이 작은관계로 풍압이 낮음을 알수있다.

특히 부산,제주지방의 해안가는 건물의 CORNER ZONE에서 상상을 초월하는 풍압이 발생될수있다.

과거 부산지역에 건축된 일반 아파트의 발코니창호 유리가 파손되고 태풍시 물이 실내측으로 OVER FLOW 되는 현상이 근래에 빈번히 발생되고있다.

이는 그 지역의 풍압을 고려치않고 서울, 경기 지방에 사용하는 창호 SYSTEM을 마구잡이로 사용한 결과이다.

근래에 부산지역을 중심으로 해안가에 대규모 주거복합건물이 시공되고 계획중인것으로 알고있으나 상대적으로 서울경기지역의 대형건물처럼 풍압에대한 신중한 고려는 많이 부족한 실정이다.

이러한 고풍압지대는 법규에의한 해석보다 실제 풍동실험을 실시하여 건물의 각부위별 풍압을 정확이 파악하고 커튼월의 설계에 임하는 것이 훨씬 경제적이고 안전하다.

그지역의 정확한 풍압을 파악하는 것은 커튼월의 구조적인 안정성은 물론 커튼월의 성능 (기밀성 , 수밀성)을 만족시키는데 매우 중요함을 인지하여야하고 건축물의 계획단계에서부터 외벽에 작용하는 바람의 흐름을 올바르게 해석하는 마음갖음을 갖는 것이 중요하다.

4. 참고문헌

1) 대한건축학회 제정 “건축물 하중기준 및 해설”

   [커튼월의 원가절감을 위한 연구]

■ 개요

커튼월이라 함은 자체적으로 구조를 부담하지 않으면서 건축물의 외벽을 구성하는 비내력벽 을 말한다.
커튼월을 구성하는 재료는 ALUMINUM, STEEL, STAINLESS STEEL, GLASS 등이 있을 수 있으나 ALUMINUM부재는 경량성, 구조성, 가공성, 내구성이 타 재료에 비해 우수한 관계로 가장 널리 사용되고 있는 커튼월의 부재라고 할 수 있다.
근래에 대규모 주상복합 건물을 비롯한 건축물의 대형화 추세에 맞춰 ALUMINUM 커튼월 또한 외형이 증대되고 기능 또한 복잡해지고 있는 추세에 있다. 일반적으로 건축물의 외벽 자체를 ALUMINUM 커튼월로 구성할 경우 전체 공사금액대비 약 10%를 차지하는 중요한 부분으로서 원가절감을 위한 여러 대안들이 제시되고있으나 상대적으로 기능 및 성능의 저하를 우려하는 목소리 또한 높다.
현실적으로 원가 절감 자체가 그리 간단한 문제만은 아니나 본 검토서에서 언급하는 내용들이 건축 설계 초기부터 반영이 된다면 최소한 과도한 설계를 방지하고 가장 경제적인 단면으로 요구되는 성능을 만족하는 커튼월 부재를 설계할 수 있을것으로 판단된다. 따라서 본 검토서는 ALUMINUM 부재로 구성된 커튼월의 원가절감 요인에 대해 연구해 보기로 한다.

■ 커튼월의 원가를 결정하는 요소

커튼월의 원가를 좌우하는 요소는 크게 다음의 3가지 형태로 구분된다.

1) 원자재 : 커튼월의 구조를 담당하며 뼈대를 구성하는 요소

◎	MULLION
◎	TRANSOM
◎	GLAZING BEAD
◎	판재 및 GLASS

2) 부자재 : 원자재와 함께 커튼월을 구성하는 ACCESSORIES

◎	조립을 위한 긴결재
◎	기밀, 수밀, 차음을 위한 GASKET
◎	조립부의 기,수밀을위한 SEALIMG재
◎	커튼월의 자립을 위한 ANCHOR류
◎	SPANDREL부위의 단열재 및 BACK PANEL
◎	ETC.

3) 무형요소 :

◎	건축물의 난이도
◎	커튼월의 TYPE (UNIT, STICK SYSTEM)
◎	부재의 가공 조립성
◎	시공의 용이성
◎	기타 작업여건등 무형요소

이 3가지 요인 중에서 가장 중요한 부분은 원자재 부분이며 특히 뼈대를 구성하는 주요 구조부재라고 할 수 있다

■ 원자재의 원가절감

1. 경제적인 커튼월 부재의 설계를 위한 사전검토 사항

1)	건물의 위치 건물의 높이	――→	커튼월에 작용하는 풍압의 결정	――→	구조와 연관
2)	건물의 층고	――→	ANCHOR 간의 거리에 따른 커튼월의 구조 성능 결정
3)	입면상의 모듈	――→	수직, 수평재의 분담하중 결정 요인
4)	수평재의 간격	――→	수직재의 좌굴길이 결정 요인
5)	부재의 이음매와 앵커	――→	수직재의 좌굴길이 결정 요인
6)	내부 마감 형식	――→	커텐박스 및 F.C.U BOX의 설치 유무 또는 방식 SPANDREL 부분의 BAR 형태 결정	――→	기능적요소

이상에서와 같이 가장 경제적인 커튼월 부재의 설계에 영향을 미치는 요인은 결국 “구조적 요소”라고 할 수 있다. 2. 구조부재의 VOLUME 및 두께의 결정요소 분석

부재의 단면크기 및 두께를 결정짓는 가장 중요한 요인

커튼월의 설계시 가장 우선적으로 검토되어야 하는 요소

   2-1) 풍압 :

        ◎ 풍압의 산정 : 건물의 풍동시험 시험결과치 또는 법규에 의한 산정방법으로 구분         ◎ 풍압의 구분 :   바람의 방향 : 정압(POSITIVE PRESSURE)과 부압(NEGATIV PRESSURE)으로 구분

                        위치별 : TYPICAL ZONE 과 EDGE ZONE 으로 구분

                                 (EDGE ZONE은 주로 건물의 코너, 옥상 돌출부을 말하며 부압이 작용)

        ◎ 풍압의 적용 : 가장 경제적인 방법은 건물의 풍동시험 결과치를 반영하는것임.

                       풍동시험을 실시하지 않았을 경우 법규에 의해 산정하는데, 일반적으로 건물의 최상층에 작용하는

                       풍압을 건물 전체에 적용함.

                       이렇게 할 경우 상대적으로 풍압이 낮은 저층부 및 TYPICAL층에서는 과설계가 되어 비용상승의

                       원인이 될 수 있음.

        ◎ 경제적 설계를 위한 풍압산정 : 
                        ․ 건물전체 높이를 일정구간으로 ZONING

                        ․ 예를 들어 지상 100M 건물이면 30M 50M 80M 100M로 구분하여 각 높이별

                                         풍압 적용하면 경제적인 BAR의 설계가능

        ◎ 설계적용 예

 
2-2) 건물의 층고

커튼월의 지점과 지점간의 거리를 결정하는 중요한 요소.

건물의 층고는 용도별로 어느정도 구분이 되어 있는 관계로 임의로 조정하기는 어려운 상황임.

그러나 커튼월 수직부재의 구조검토요소인 STRESS(응력)와 DEFLECTION(처짐)을 산정하는 공식을 검토해 볼때, STRESS를 좌우하는 BENDING MOMENT 값과 DEFLECTION 값은 커튼월의 지점간 거리(L)에 결정적 영향을 받음을 알 수 있음.

*  BENDING MOMENT =	wL2	( w : 단위㎝당 풍하중,  L : 구조부재의 지점간 거리)
	8
*  DEFLECTION       =	5wL4		( w : 단위㎝당 풍하중,  E : 알미늄탄성계수,                     I : 구조부재의 단면2차모멘트)
	384EI

특히 DEFLECTION 값은 지점간거리의 4승에 비례 하여 커지므로 층고가 0.5M만 높아져도 구조부재의 단면에 매우 큰 영향이 미칠 수 있음을 예측할 수 있음. ◎ 따라서 건물의 설계시 외장을 커튼월로 고려한다면 층고를 최소화 하여 ANCHOR 와 ANCHOR간의 거리를 최소        화 방법이 경제적인 설계의 기본적인 요소임을 알 수 있음.

   2-3) 입면상의 모듈

      ◎ MULLION간격에 따른 하중 분포

     - 상기 DIAGRAM 에서 보는 바와같이 수직재의 간격은 하중값을 결정하는 중요한 요소임.
     - 모듈이 1/2로 줄면 정비례해서 하중이 줄어들게됨.

    ◎ 수평재의 간격에 따른 하중 분포

   - 수평재에는 풍하중 및 유리자중의 2가지 하중이 작용.

     - 수평재의 간격이 커지면 풍하중은 물론 유리의 자체 하중이 커져서 단면이 증대되어야함.

2-4) 수평재의 간격에 의한 좌굴길이(L_b) 결정 요소

    커튼월의 수직부재는 세장비(SLENDERNESS RATIO)를 고려하여 좌굴에 대응할 수 있는 설계를 해야하고, 이러한 세장비를 결정하는 요소 중의 하나가 수평재와 수평재간의 간격 즉 “L_b” 값임.

* SLENDERNESS RATIO =	LbZx	&	Lb	(Lb=수평재 간격)
	Iy		ry

    상기 공식에와 같이 L_b 값이 클수록 세장비가 커져서 부재의 허용응력값은 작아지게 되므로 부재의 단면 및 두께는 증가하게 됨.

    따라서 건축입면의 설계시 수평재 간의 간격을 적절히 조절할 수 있다면 경제적인 설계가 가능 할 수 있음.

2-5) 부재의 이음매와 ANCHOR

  커튼월의 수직부재는 보통 1개층마다 끊어져 있고 SLEEVE를 이용해서 이어주며 그 부분은 활절(HINGE)로 해석되어 구조에  커다란 영향을 끼치게 됨.

  즉 SLAB에서의 ANCHOR 지점으로부터 활절까지의 거리에 따라 휨모멘트의 정도가 서로 틀려서 BAR의 단면을 결정  하는데 영향을 끼치게 됨

 

   그림 A 는 ANCHOR와 EXPANSION JOINT 간의 거리가 너무 가까워서 부재 중앙부의 MOMENT가 많이 걸리게 됨.

   그림 B 는 ANCHOR와 EXPANSION JOINT 간의 거리가 너무 멀어서 지점에 MOMENT가 많이 걸리게 됨.

   따라서 MOMENT를 DOWN 시키기 위해서는 적절한 간격을 두고 ANCHOR와 EXPANSION JOINT가 형성되어야 하는데 그에 대한  판단은 많은 경험을 필요로 함.

   보통 층고가 3～4M 일 경우 거리는 300～400mm정도가 가장 적당함.

   이러한 구조설계를 실시할 경우 경제적인 BAR단면을 설계할 수 있음. 

2-6) 스판드랄 부분의 수평재 설계

  일반적으로 건물의 SPANDREL 부분은 커튼박스 상단부터 팬코일 박스 하단부를 의미함.

  이 부분은 커튼월의 묘듈상으로도 VISION PART에 비해 수평재의 간격이 좁고 유리의 하중 또한 작게 작용하는 것이 상례임.

  또한 미관상으로도 보이지 않는 부분이므로 일정한 모양을 유지 하지 않아도 별 이상이 없음.

  따라서 이 부분에 위치하는 수평재는 VISION부분에 위치하는 BAR와 동일한 VOLUME 또는 동일한 형태일 필요가 없는것임.

2. 절감비용의 산출

   절감비용의 산출은 당현장 커튼월중 가장 TYPICAL 한 창호 1SET를 기준으로 M2당 절감비용을 산출후 전체 창호 면적을 곱하여 산출한 것임.

2-1) (CAW-1 : 495.5M2)

구       분	내      용	당 초 금 액	변 경 후 금 액	절 감 액	비      고
1. BAR VOLUME     축소	150----->130	41,500,000	31,280,000	10,220,000	20,625/M2 절감
2. 단열재 변경	폴리아미드-->폴리우레탄	5,034,700	4,119,300	915,400	1,847/M2 절감

                                                                                               합계 : 22,472/M2

2-2) 당 현장 커튼월 총 면적 : 약 38,360 M2

2-3) 절감금액 : 38,360M2 * 22,272원 = 862,025,920원

2-4) 기존 알미늄 업체 견적금액 : 약 8,700,000,000원

결론적으로 약 10% 정도의 원가절감을 실시함.

3. 절감비용의 활용

  당현장은 이와 같이 원가절감된 비용을 커튼월의 성능 향상을 위하여 기존 건축도면상의 커튼월 자재 사양을 다음과 같이 변경하여 금액의 증감없이 품질의 향상을 꾀한 좋은 사례임.

  1) 유리 :  기존의 일반 LOW-E 유리---------> 저반사 로이 복층유리

  2) HARD WARE : 국산 일반제품 ----------> 외산 ARM 및 HANDLE

  3) 단열 및 결로성능 향상 : SILL 부분의 유리하부 코킹

  4) ANCHOR : 기존의 일반 SET ANCHOR-------> 매립형 CHANNEL

  5) 개폐창 : 일반 BAR -------> 단열BAR

■ 결 론

  이상에서와 같이 커튼월의 원가절감을 위한 요인중 가장 중요한 부분인 압출재에 대한 절감요인에 대해 알아 보았음.

  결론적으로 가장 경제적인 공사를 수행하기 위해서는 가장 경제적인 설계가 기본이 되어야 하고 가장 경제적인 설계는 전장에서  분석한 여러 가지 요인에 의해 결정된다는 사실임.

  사실상 원자재를 제외한 부속자재 부분에서의 원가 절감은 자칫 “품질저하”라고 하는 딜레마에 빠질 수 있으나 압출재의 경제적   설계는 품질과는 무관하게 성능과 구조를 만족하면서 원가를 절감 할 수 있다는 안정적인 방안이 될 것임.

  전술한 바와같이 원자재의 원가절감은 커튼월 설계자의 능력도 중요하지만 건축계획 및 설계자의 초기 MIND가 얼마만큼 중요한  가를 충분히 인지 할 수 있고 이러한 요소들이 건축설계 초기 단계부터 반영된다면 커튼월의 원가절감은 반드시 효율적으로 실시 될 수  있을것으로 확신함.

CURTAIN WALL ANCHOR 방법의 기능향상 방안 제안

 
■ CURTAIN WALL ANCHOR 방법의 기능적 향상을 위한 대책

 1] 개요

 70년대 CURTAIN WALL SYSTEM 을 도입한 이래 국내 CURTAIN WALL 의 기술력은 1980년대 초 초대형 빌딩이었던
63 빌딩의 외벽을 UNIT화 된 SYSTEM으로 완성 함으로써 큰 폭의 발전을 이루었고 이후로도 포스코 사옥, 무역센터
빌딩 등 대형 건물의 외벽을 STICK SYSTEM 과 UNIT SYSTEM으로 자유 자재로 구사함으로써 현재는 선진국과도
경쟁 할 수 있을 정도의 설계 및 시공 능력을 보유하게 되었다.

하지만, 근래에 들어 대규모 주상복합 건물에 적용이 시작되고 있는 EMBED ANCHOR 및 NON WELDING ANCHOR
SYSTEM 은 국내 C/WALL의 발전속도에 비추어 그 발전의 속도가 매우 느린 편이었다. 미국, 독일을 비롯한 유럽지역
국가에서는 일찍부터 매립 ANCHOR에 대한 기술적 KNOW-HOW 및 DATA를 축적하여 그 중요성 만큼이나 우수한
성능의 ANCHOR SYSTEM을 개발하는데 주력하였던 것이다.

80년대 초 등장한 독일의 HARPEN 이나 DAEHA 의 ANCHOR 철물들이 바로 그것이었는데 성능의 우수함은 충분히
인지하면서도 가격적인 부담으로 인해 적용이 힘든 사항이었다.

그러던 중 90년대 후반에 접어 들어서면서 국내에서도 EMBED ANCHOR 의 개발이 활발히 이루어 지면서 급기야
현장에서 용접을 전혀 하지 않고도 구조적 성능을 만족하고 기능적으로도 골조의 오차를 조절할 수 있는 기능을 겸비한
ANCHOR CLIP 까지도 출현하게 되어 현재 급속도로 확산 적용되고 있는 추세에 와 있다. 기본적으로 CURTAIN WALL 의
ANCHOR는 X, Y, Z 3방향의 조절이 자유롭게 이루어져 현장의 골조 편차를 충분히 흡수하여야 하고 작업자의 현장작업을
최소화 시켜야 한다.

현재까지 국내에서 개발된 EMBED ANCHOR 및 ANCHOR CLIP으로 좌우(X), 전후(Y)의 조절은 원활히 이루어
졌으나 높낮이(Z) 의 조절방법이 취약한 상태로써 현장에서의 HOLE 가공 및 조잡한 방법의 LEVELLING 조절용 볼트의
적용 등이 실시되고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 CURTAIN WALL ANCHOR 방법의 개선을 위해 ANCHORING 방법의 변화과정을 알아보고 최종적으로
개선안에 대한 제안을 하기로 한다.

[1] ANCHOR 방법의 변천과정

1)    EMBED ANCHOR

① EXPANSION SET ANCHOR	② BASE PLATE
■     바닥 콘크리트 완료 ■     바닥 먹매김 ■     현장 DRILLING ■     EXPANSION ANCHOR HAMMERING ■     1개당인발하중약 1.2 TON ■     국산 제품의 경우정확한구조성능 DATA 없슴. ■     타공에서설치까지 많은시간및인건비용 소요	■     바닥 거푸집 완료 ■     공장에서선제작된 BASE P.L 먹매김 ■     콘크리트 타설 ■     조졀용 STUD. BOLT 현장용접 ■     정확한 구조성능 DATA 없슴. ■     이형철근의 절곡부 취약 ■     성능에 비해 중량이 무거움 ■     현장관리 취약
③ 고강도 매립앵커 (CAST-IN CHANNEL)
■    콘크리트타설 ■     “T”BOLT 설치 ■     구조성능 DATA 구비 ■     성능우수 (인발하중 약 4 TON) ■     현장관리 간편 ■     가격이 다소 높음

[2] ANCHOR CLIP

① EXPANSION SET ANCHOR + 현장용접	② BASE PLATE + 현장용접
■     EXPANSION ANCHOR 설치 ■     1차 ANCHOR 설치 ■     전후 조절 후 임시 볼팅 ■     2차 ANCHOR 및 C/WALL 설치 ■     좌우, 상하 조절 ■     조절 완료 후 1차: ANCHOR CLIP: 4각 WASHER 용접 (현장) 2차: 1차 ANCHOR CLIP과 3면 용접 (현장)	■     BASE PLATE 매립 ■     가조립용 STUD BOLT 설치 ■     1차 ANCHOR CLIP 설치, 전후조절 ■     4각 WASHER 가용접 ■     2차 ANCHOR CLIP 및 C/WALL 설치 ■     좌우 상하 조절 ■     조절 완료 후 1차: ANCHOR CLIP: 온둘레 용접 (현장) 2차: 1차 ANCHOR CLIP과 3면 용접 (현장)
③ CAST-IN CHANNEL + NON WELD
■    CAST-IN CHANNEL 선 매립 ■  “T” BOLT 설치 ■    전후 좌우 조절 SERRATED CLIP 으로 고정 ■    C/WALL 설치 (현장용접 없슴) ■    C/WALL 설치시 1차 ANCHOR CLIP 과 C/WALL 의 긴결용 HOLE 2EA 중 1EA는 높낮이 조절 후 현장에서 가공 하여야 하는 불편함이 있슴.

[3]  ANCHOR  개선안의 제안

 전장에서 알아 본 바와 같이 현재 국내의 ANCHORING SYSTEM 은 매립 ANCHOR와 1차 ANCHOR CLIP 만으로도
많은 발전을 한 상태 이나 높낮이 조절이 불편하여 현장에서의 미세 조절에 어려움이 많은 실정이다.
따라서 다음의 높낮이 조절 BOLT에 대해 상세히 알아보기로 한다.

1) LEVELLING 조절 볼트의 필요성

＊ C/WALL의 미세한 수직 LEVEL 조절이 가능

＊ 수직방향 조절 후 용접의 불필요

＊ COLUMN SHORTENING (철골구조물) 에 대한 대책

(COLUMN SHORTENING 이 발생 된 이후의 LEVEL 조절 가능)

＊ 작업자가 손쉽게 작업 가능

＊ 직접비용은 다소 상승하나 기능이 좋아지고 작업의 속도가 빨라져 상대적인 비용절감 효과 기대.

2) LEVELLING 조절 볼트의 사례

＊ TAICHUNG TOWER (중국)

＊ 도곡동 TOWER PLACE

※ TAICHUNG TOWER

※도곡동 TOWER PLACE

3) 개선안의 제안

이상에서의 사례를 근거로 하여 C/WALL ANCHOR SYSTEM 제안에 대해 다음을 전제로 한다.

▶ 매립 ANCHOR : CAST-IN CHANNEL 형태로써 기성제품

▶ ANCHOR CLIP : 규격품 ANGLE을 사용하며 현장의 용접이 없는 SYSTEM.

▶ LEVELLING 조절 기능: 경제적이며 성능이 우수할 것.

4) 개선안의 참고도면

상기 매립앵커, ANCHOR CLIP 및 LEVELLING 조절 BOLT를 모두 적용한 SYSTEM.

※ 개선안 참고 도면