창호기술 : 햇빛을 막아라! 여름철 냉방에너지 절감 시켜주는 건축자재 ‘주목’
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2016년07월18일 14시21분
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햇빛을 막아라! 여름철 냉방에너지 절감 시켜주는 건축자재 ‘주목’
냉방비 줄여주는 창호, 기능성 유리, 차양, 윈도우필름에 대한 관심 증대

겨울철 단열뿐만 아니라 여름철 냉방에너지 절감의 중요성 소비자 인식
  

본격적인 무더위가 시작되었다. 여름철 태양의 자외선은 피부의 문제성 질병을 유발할 수 있으므로 선크림, 양산, 모자, 선글라스 등으로 자외선을 차단하는 것이 좋다.
그런데 우리 신체뿐만 아니라 집도 자외선 차단이 필요하다. 여름처럼 태양 자외선이 강렬해지는 시기에는 자칫 가구, 의류, 장식재 등에 변색이 일어나기 쉽기 때문이다. 특히 태양열에 의한 복사열의 증가로 내부 온도가 올라가 여름철 냉방비도 과도하게 올라가기 때문에 뜨거운 햇빛으로부터 냉방에너지 손실을 막아야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 창호를 비롯 햇빛으로부터 여름철 냉방에너지를 절감 시켜주는 다양한 건축자재들이 관심을 모으고 있다. 

주상복합, 발코니 확장한 아파트 및 오피스 건물의 경우 창문의 면적이 넓어 여름철 쏟아지는 태양열로 인한 복사열, 사무기기에서 발생되는 복사열, 사람의 몸에서 발생되는 잠열 등의 복합적인 열원 때문에 냉방부하 문제가 심각하다.
특히 최근 들어서는 건축물에 미려하고 심플한 외관 때문에 유리가 많이 사용됨에 따라 여름철에 외부로부터 유입되는 강력한 여름 햇살로 인해 실내 온도가 오르는 현상이 더욱 심화되고 있다. 사계절 구분이 뚜렷한 국내 기후 특성상 건축물의 겨울철 난방에너지뿐 아니라, 여름철 냉방에너지를 관리하는 문제가 매우 중요하기 때문에 창호와 함께 건축물의 냉방에너지를 절감시켜주는 차양 제품 및 열차단 윈도우필름 등에 관심이 증대되고 있다. 

건물의 여름철 냉방에너지 절감에 대한 관심 증대는 정부의 강력한 여름철 냉방에너지 절감 정책도 한 몫하고 있다. 그동안 국내 건축물 에너지절약 기준은 열관류율에 따른 난방에너지 절감에만 집중돼 왔던 것이 사실이지만 최근 몇 년사이 정부에서 여름철 냉방에너지 절감 대책을 잇달아 내놓으면서 여름철 건물 에너지절감 방안이 이슈가 되고 있는 것이다. 

여름철 냉방에너지 절감의 궁극적인 목적인 건축물 에너지절감 방안으로 차양 및 적절한 유리를 적용한 창호 제품 선택이 가장 중요하겠지만 무엇보다 간과하지 말아야 할 부분이 건축물 설계시 방향이나 용도에 따라 정확한 건축물 외피설계기준이 마련되어야 한다. 일반적인 건축물의 위치, 일사량 등 방향에 따른 에너지 유입량을 측정하고 이에 적합한 차양과 기능성 유리의 적용으로 최적의 에너지절약 설계기준을 마련하는 것이 우선되어야 한다. 태양열을 많이 받는 위치에는 차양의 방향을 정확히 잡고 고기능성 유리의 적용을 우선하며 태양열을 적게 받는 방향과 거의 받지 않는 방향은 그에 맞는 유리의 적용을 차별해줘야 한다.

동절기에만 창호 교체? 여름철에도 리모델링 창호 교체 활발 


리모델링 창호 교체 시장은 정부의 ‘그린리모델링 제도’를 활용해 주로 동절기 겨울철을 앞둔 10월부터 본격적인 시장의 성수기였다. 하지만 이러한 조짐에 최근 변화가 일고 있다. 창호 교체 시장이 특별히 시기를 안타고 있다는 게 업계 관계자 의견이다. 이에 따라 관련업체들은 여름철에는 노후 된 창호 교체를 통해 냉방에너지 절감을  실현시킬 수 있다는 점을 소비자에게 적극 알리고 있다. 실제 그린리모델링 제도를 활용해 여름철에 에너지효율 1등급 창호로 교체할 경우 냉방에너지 비용 절감은 물론 창호 교체 비용에 대한 부담도 크게 줄일 수 있다. 

그린리모델링 시장에서 활발한 활동을 펼치고 있는 LG하우시스는 최근 일산, 분당 등 1기 신도시를 비롯해 수도권 및 기타 지역에서 ‘그린리모델링 창호교체 공동구매 행사’를 통해 소비자에게 고단열 창호와 유리 성능을 체험할 수 있는 체험존과 창호전문가들로부터 직접 교체 상담을 받을 수 있는 상담부스를 통해 여름철 창호를 통한 냉방에너지 절감 사실을 소비자에게 전달하고 있다. 특히 단지 안에 샘플하우스를 운영해 창호 교체 시 변화된 모습을 실제 체험해 볼 수 있는 기회 등을 제공하면서 여름철 창호 교체를 통해 냉방에너지를 절감할 수 있다는 점을 지속 강조하고 있다. 

LG하우시스는 난방과 냉방에너지 절감을 위한 제품으로 ‘수퍼세이브 시리즈’를 선보이고 있다. 수퍼세이브3은 합리적 가격의 보급형 창호이며 수퍼세이브7은 가장 고급형 제품으로 각각 여름철 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 솔라로이 적용을 통해 냉방비를 감소시켜 준다. 

KCC 역시 인테리어 매장인 ‘홈씨씨 인테리어’ 매장을 찾는 고객들에게 그린리모델링 제도를 적극적으로 알리고 있다. 창호 교체를 원하는 고객이 방문시 그린리모델링 제도 활용을 알리는 한편 내부 쇼룸에서는 창호 교체 시 여름철과 겨울철 각각 비용을 얼마나 아낄 수 있는 지 자세히 소개하고 있다. KCC는 여름철 냉방에너지를 절감시켜주는 창호 제품으로  ‘고단열 슬라이딩 창호’를 적극 홍보하고 있다. 고단열 슬라이딩 창호는 단창이라는 점에서 이중창에서 보여지는 중첩현상에 따른 시야감 부족을 해결해주며 기능성 유리를 포함한 50㎜3중 유리를 적용하고 창틀과 창짝의 밀착을 극대화해주는 특수 하드웨어를 통해 기밀성을 높여 겨울철뿐만 아니라 여름철에도 에너지절감에 탁월한 제품이다.  

한화L&C도 친환경 성능은 물론 스마트한 기능성을 모든 제품에 적용시킨 ‘홈샤시’의 에너지효울1등급 제품을 통해 여름철 외부의 열기를 차단시켜 냉방에너지를 절감시켜주는 창호 제품으로 리모델링 창호 교체 시장에서 경쟁력을 강화시키고 있다. 특히 한화L&C는 홈샤시 제품을 시공한 ‘이동전시차량’을 활용해 시장 공략에 적극 나서고 있다. 

이밖에 여름철 냉방에너지를 절감시켜주는 창호 제품으로 PNS는 올해초 ‘PNS Heritage Class 260LF’ 제품을 선보였다. 이 제품은 일사조절장치 설치 의무화에 대응할 수 있는 제품으로 일사조절장치 설치를 기존 이중창 폭에 가능하게 함과 동시에 에너지소비효율등급 1등급를 구현한 제품으로 냉방에너지 절감에 탁월한 제품이다. 

금호석유화학은 에너지세이빙의 고단열 제품설계를 통해 여름철과 겨울철 냉난방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 ‘휴그린’ 창호 제품을 공급하고 있다. 휴그린 창호 제품은 냉난방에너지 절감은 물론 특수 기밀재 적용을 통한 차음성능 향상, 낙차식 배수구조로 수밀성능 극대화, 창짝 및 보강재 사양 다양화를 통한 내풍압성을 강화한 제품이다.

창호 냉방에너지 절감의 핵심은 ‘기능성 유리’


건물 냉방에너지 절약을 위한 유리의 적용은 SHGC값과 차폐계수를 확인하여 적용해야 한다. 차폐계수는 햇빛이 유리면에 침입하는 열량을 계산할 때 사용하는 계수로 일사 차폐물에 의해 차폐된 후의 실내에 침입하는 일사열의 비율, 즉 투명 유리창으로부터 침입하는 일사열을 기준으로 하여 그것과의 비율을 나타낸다.

차폐계수는 유리에 직접 투과된 태양열과 유리 내부로 흡수된 태양열이 실내로 방사열이 전달되는 정도를 나타내며, 일반적인 플로트유리(두께 5mm)의 차폐계수는 0.97이나, 복층유리의 경우는 0.81의 차폐계수를 갖는다. 차폐계수가 작으면 태양열 취득이 낮아지며 결국 좀 더 많은 태양에너지가 차단된다. 따라서 차폐계수의 수치가 낮을수록 여름철 유리를 통해 실내로 유입되는 태양열이 낮다는 것을 의미한다. 

하지만 무턱대고 차폐계수가 낮은 제품만을 찾을 수는 없다. 기본적으로 차폐계수를 낮추면 열관류율은 높아지고 가시광선 투과율은 낮아진다. 이는 태양열을 막아줌으로써 시원한 실내공간이 연출되지만 겨울철 난방 효율이 떨어질 수 밖에 없다. 또, 유리의 투명성을 바탕으로 넓은 조망권을 나타내는 가시광선 투과율도 떨어뜨려 탁하고 답답함을 느끼게 한다. 

과거 차폐계수만을 낮추기 위한 노력이 있었다면 이제는 차폐계수도 낮추면서 열관류율과 가시광선투과율까지 고려한 고기능성의 유리 제품의 적용이 필요하다.
현재 국내 상업용 건축물을 비롯하여 초고층 건축물 등 여름철에 냉방부하를 막기 위해 차폐계수를 낮추는 반사유리의 적용은 보편화되고 있다. 

반사유리는 투명한 제품과 컬러가 적용된 제품이 있는데 투명한 반사유리도 약 15%의 가시광선이 차단되고 실버나 브라운 같은 어두운색의 반사유리는 약 59%의 가시광선이 차단되어 그만큼 어둡게 된다. 반사유리의 사용이 꾸준히 늘어나는 이유는 냉방비 절감만 있는 것이 아니다. 다양한 색상으로 미려한 건축물의 조형을 이룰 수 있으며 높은 가시광선 반사율로 선명한 반사영상도 얻을 수 있다. 

이는 건축물의 미려한 외관을 중시하는 관점에서 반사유리는 주변의 환경을 유리에 그대로 투영되어 보이게 함으로서 건축물을 보다 심미하고 고급스럽게 연출할 수 있는 특징을 갖추고 있다. 이 외에도 건축물 외부에서 내부가 잘 보이지 않아 프라이버시 보호효과도 높다. 최근에는 반사유리로는 블루반사유리가 건축물에 많이 적용되고 있으며 반사율을 낮추면서 차폐계수를 낮춘 기능성유리에서부터 열관류율을 향상시켜 4계절용으로 적용 가능한 복합기능성유리도 공급이 확대되고 있다. 

반사유리와 함께 솔라유리도 건물의 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 대표적인 기능성 유리 제품으로 꼽힌다. 솔라유리는 주상복합 건물, 고급아파트 발코니창 등에 적용하여 가구, 커튼, 바닥장식재, 의류 등에 대한 변색을 유발하는 자외선을 차단하는 효과가 탁월하다. 자외선뿐만 아니라 적외선 투과율 역시 효과적으로 낮춰 유리의 냉방 부하를 줄일 수 있다.

더불어 솔라유리의 다양하고 아름다운 색조는 건축물과 조화를 이루어 건축물의 격조를 한층 높여주며 가시광선의 투과율까지 조절하여 아름다운 자연을 눈부심 없게, 보다 편안하게 볼 수 있도록 해주는 장점을 함께 갖고 있다.

법제화 맞물려 햇빛 드는 ‘차양 장치’ 


지난해 5월부터 시행된 '녹색건축물 조성 지원법'에 연면적 3000㎡ 이상의 공공 건축물 중 업무시설 및 교육·연구시설은 창 면적 10%에 해당하는 크기의 차양이나 일사조절장치를 의무적으로 설치해야 한다는 조항이 담기면서 여름철 햇빛을 막아주는 다양한 차양 제품에 대한 관심도 증가하고 있다. 

일사조절이 가능한 블라인드와 같은 차양 장치는 태양열의 실내유입을 저감 및 조절하기 위한 목적으로 설치하는 건축자재로 건축물 외부나 내부에 간단히 설치할 수 있어 신축 건물은 물론 기존 건물에도 번거롭지 않게 적용 가능한 특징을 갖고 있어 저에너지 빌딩의 빠른 시장 확대를 기대하기 좋은 아이템으로 꼽힌다.

특히 여름의 냉방에너지를 줄이기 위해서는 차양 장치를 꼭 설치해야 한다. 유럽의 경우 이미 외부차양이 거의 모든 건물에 필수적으로 사용되고 있다.
차양은 형태나 종류에 크게 구애받지 않는다. 즉 창호상부에 태양고도를 고려해 처마를 길게 내어도 효과가 있고 유럽의 집처럼 덧문을 달아도 효과가 있다.
우리나라는 커튼이나 블라인드 등 주로 실내에 차양 설치를 많이 하지만 실내에 설치되는 블라인드는 외부차양장치 보다 열을 많이 막아주지 않는다. 

우리나라처럼 창의 크기가 비교적 큰 지역에서 가장 효과가 크고 편한 것은 외부전동블라인드겠으나 비용을 고려해 가장 적합한 차양 장치를 선택해도 무난하다는 게 업계 관계자 의견이다. 다만 패시브하우스에서 창호상부 차양 등을 선택할 경우에는 구조체에 의한 열교를 반드시 고려해야 한다고 전한다.

처마나 케노피를 이용해 일사를 막는다면 돌출길이와 폭을 고려하는 것이 효과적이다. 창호의 크기에 따라 다르기 때문에 절대치수보다는 창호 상하부의 중심점에서 부터의 각도로 표현되는 것이 합리적이다. 건물상황에 맞춰서 적당히 가감하면 효과적인 차양이 될 수 있다. 이렇듯 외부에 적용되는 차양은 옥외에 설치되는 만큼 가혹한 외부 환경에 견뎌야 하기 때문에 높은 내구성을 가져야 하며 이러한 내구성은 지역별 환경 여건에 적합하도록 설계되어야만 한다.  

차양 시장에서 가장 일반적인 블라인드는 버티칼블라인드, 롤스크린, 로만셰이드, 베네시안블라인드 등 재질과 구동방식에 따라 다양한 제품 공급되고 있지만 업체간 과다한 가격경쟁으로 채산성이 매우 악화된 상황이다.
차양 시장에서 가장 각광 받고 있는 제품이 외부전동차양시스템이다. 가격면에서 기존 블라인드 제품보다 고가라 아직 시장이 활성화되지 않은 걸음마 단계이지만 외부전동차양시스템은 에너지절감효율, 가격, 성능 등의 장점으로 차양 장치 시장에서 앞으로의 성장 속도가 가장 빠른 시스템으로 주목받고 있다.  

현재 국내 외부전동차양시스템 시장은 품질이 우수한 유럽산 제품이 일부 수입되고 있으나 고가의 가격으로 시장에서 인기를 얻지 못하고 있으며 중국산 제품도 일부 있으나 품질상의 문제로 자리 잡지 못하고 있다.

외부전동블라인드의 특징은 건물의 에너지 절감 및 쾌적한 실내 환경 조성을 위해 건물 외부에 설치되는 제품으로 슬랫 각도에 따라 일사량 유입 및 차폐가 자유로이 조절 가능해 하절기 실내온도 상승 억제와 동절기 단열 효과 증대가 가능한 에너지 절감 효과가 탁월하다. 하지만 건물의 고층 부위에는 제품 설치가 어렵다는 단점도 갖고 있다. 

외부차양의 에너지 절감 효과는 슬랫의 재질, 두께, 디자인에 따라 결정되는 데 최근 국내업체에서 공급하고 있는 제품은 열대성 태풍 등의 열악한 한국적 기후조건에 견딜 수 있는 성능여건에 맞춰 국내 실정에 맞게 직접 설계한 타원형의 견고한 고밀도 알루미늄 재질의 광폭 슬랫을 사용하며 일반 슬랫이 포밍 과정을 통해 제작되는데 반해 압출로 제작돼 우수한 강도와 내구성을 가진 제품들이 출시되고 있다.

공공기관에서 일반 건물로 확대되는 ‘건축용 윈도우필름’


여름철 건물의 냉방에너지를 줄여주는 또 다른 대표적인 제품 중 하나가 건축용 윈도우필름이다. 건축용 윈도우필름은 창유리에 붙여 옥내의 냉방 및 난방 효과를 높이기 위한 필름으로 태양광 파장 범위 중 자외선, 가시광선, 적외선 파장대를 선택 차단해 건물의 실내 조도를 설치 전 수준으로 유지하면서 건물내부로 유입되는 유해자외선 및 열선차단을 목적으로 하는 고기능성 필름이다. 건축허가를 위한 에너지절약계획서에 건축용 열차단 윈도우필름이 가산점에 반영되면서 건축용 윈도우필름은 공공기관을 비롯한 상업용 건물과 일반 가정 및 주상복합 건물 등 민간시장으로까지 지속적으로 수요가 늘고 있다.

업계 관계자는 “최근 건축용 열차단 윈도우필름 등을 이용해 적외선과 자외선을 효과적으로 차단해 여름철 냉방비 절약과 쾌적한 실내공간 연출이라는 두 가지 효과를 동시에 얻으려는 사람들이 증가하고 있는 상황이다”고 말했다. 

통상적으로 건물에 에너지 절약을 위한 비용을 투자할 경우, 과다한 초기투자비용으로 에너지 비용절감 효과를 볼 수 있는 시기가 오래 걸리는 반면, 윈도우필름의 경우 초기 투자대비 에너지 세이빙 효과를 볼 수 있는 기간이 평균적으로 3~5년 정도로 단축시키는 장점을 갖고 있다. 일반적으로 윈도우필름은 차랑용과 건축용으로 분리돼 있는데, 건축용 윈도우필름의 경우 건축물 유리에 적합한 두께와 성능을 유지하며 성능 보증을 확실히 하고 있는 제품인지 확인해야 한다.

건축용 윈도우필름의 대표적인 제품을 살펴보면 한화L&C 건축용 윈도우필름은 한국인정기구(KOLAS) 마크가 있는 시험 성적을 기준으로 해 시공 후 소비자들의 만족도가 높다.

한화L&C 윈도우필름의 KOLAS 시험성적서 표기 기준에는 적외선 차단 실험 파장 범위(781~2500nm)가 포함돼 있으며, 열 차단(95% 이상) 및 자외선 차단(99%), 항균 기능 효과까지 갖추고 있다. 또한 태풍 등 외부 타격에 의한 유리파손 시 유리 파편을 잡아주는 비산 방지 기능까지 갖춰 에너지 절감 효과뿐 아니라 재산·인명 피해까지 예방할 수 있는 제품이다. 한화L&C는 냉난방 효율을 높여주는 건축용 윈도우필름을 비롯해 안전·방범필름 등 우수한 성능의 윈도우필름 제품을 선보이고 있으며, 건축용 단열필름 보증기간 10년을 보증하고 있다.

일본의 니토덴코(Nitto Denko)사가 개발한 열차단·단열필름 펜제렉스 역시 단열·차열·윈도우필름 중 수준 높은 품질을 보유한 것으로 알려져 있다. 국내유통 및 판매·시공은 필름전문사인 제이에이치(JH)가 총괄하고 있다. 

펜제렉스 윈도우필름은 다층레이어 스퍼터필름으로 여러 겹으로 구성된 하나의 필름 안에 단열·차열·가시광선 조절효과를 주는 다양한 성분이 적용돼 있다. 펜제렉스의 경우 여름철 냉방부하 때 최대 42%까지, 겨울철 난방부하는 최대 35%까지 에너지절감 효과가 있다. 펜제렉스는 뛰어난 성능으로 24mm복층유리라도 창호에너지효율 1등급 획득이 가능하다. 이는 제품 자체가 16mm복층유리와 맞먹는 단열·차열효과를 갖고 있기 때문이다. 

레이노(RAYNO) 윈도우필름의 단열필름은 열차단 기능과 내구성, 선명도가 뛰어난 제품으로 유럽 건축에너지 성능지침 EPDB에 따른 시뮬레이션 결과 연평균 약 15.5%이상의 에너지 절감효과를 볼 수 있다. 레이노만의 차별화된 코팅으로 실내온도 상승의 주요인인 적외선, 자외선을 99%차단하며 모든 건축물에 적용이 가능하다.
 

 

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