자외선 차단유리와 스마트 글라스, 차열페인트와 코팅제, 차양장치에 대한 관심 증가 
최근 무더운 여름철을 맞아 햇빛으로부터 건물 냉방에너지를 절감 해주는 다양한 건축자재들에 대한 관심이 높다. 특히나 기록적인 폭염이 이어졌던 지난해 여름을 기억하면 태양열에 의한 복사열의 증가로 내부 온도가 올라가면 여름철 냉방비가 대폭 상승한다는 걸 경험했을 것이다. 이처럼 해마다 반복되는 여름철 냉방에너지 절감에 대한 관심이 증대됨과 동시에 정부 역시 2025년부터 신축 건물의 ‘제로에너지’ 의무화를 앞두고 에너지 효율 규제를 강화하고 있어 관련 시장의 성장 가능성은 매우 큰 상황이다.
이에 따라 최근 업계에서는 ‘자외선 차단유리’를 비롯 ‘스마트 글라스’. ‘차열페인트’까지 건물 냉방에너지를 절감시켜주는 다양한 제품들을 경쟁적으로 선보이고 있다.
냉방에너지 절감, 설계때부터 정확한 건축물 외피설계기준 필요
본격적인 무더위가 시작되면서 우리 신체뿐만 아니라 건물도 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 햇빛으로부터 여름철 냉방에너지를 절감 시켜주는 다양한 건축자재들이 관심을 모으고 있다.
건물 냉방에너지 절감과 관련 최근 들어서는 건축물의 미려하고 심플한 외관 때문에 유리가 많이 적용됨에 따라 여름철 외부로부터 유입되는 강력한 여름 햇살로 인해 실내 온도가 오르는 현상이 더욱 심화되고 있다.
정부에서도 여름철 냉방에너지 절감에 팔을 걷어 부친 상황이다. 과거 국내 건축물 에너지절약 기준은 열관류율에 따른 난방에너지 절감에만 집중했지만 최근 몇 년사이 정부에서 ‘창호의 태양에너지 투과율 측정법’‘에 관한 국제표준(ISO 19467) 및 차양장치 의무적용 등 여름철 냉방에너지 절감 대책을 잇달아 내놓고 있다.
여름철 냉방에너지 절감을 위해서는 기능성유리 적용이 가장 중요하지만 간과하지 말아야 할 부분이 건축물 설계시 방향이나 용도에 따라 정확한 건축물 외피설계기준이 마련되어야 한다는 점이다. 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 예측한 곳에 기능성 유리의 적용을 우선하며 태양열을 적게 받는 방향과 거의 받지 않는 방향은 그에 맞는 유리의 적용을 차별해줘야 한다는 게 업계 전문가의 조언이다.
건물 냉방에너지 절감에 가장 효과적인 ‘기능성 유리’
건물 냉방에너지 절약을 위한 유리의 적용은 SHGC값과 차폐계수를 확인해 적용해야 한다. 현재 국내 상업용 건축물을 비롯하여 초고층 건축물 등 여름철에 냉방부하를 막기 위해 차폐계수를 낮춘 제품 중 가장 보편적으로 적용되는 제품은 반사유리이다.
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. 반사유리는 건물 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.
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여름철 자외선 차단 기능을 갖고 있는 주여 업체의 기능성 유리 제품들을 살펴보면 LG하우시스는 최근 자외선 94%를 차단되는 ‘수퍼솔라 자외선 차단유리’ 출시했다. 수퍼로이유리와 함께할 경우 자외선 94%, 태양열 75% 차단해 준다. 초고단열 제품을 사용한 최고 수준의 단열성으로 기존제품 대비 48%의 단열성능 개선 효과까지 갖췄다. Pilkington社를 통해 LG하우시스에서 독점 수입한 것으로 국내에선 유일한 제품이다.
LG하우시스는 자외선 차단유리의 출시와 함께 냉난방 에너지절감 및 독특한 색상을 더한 더블로이유리 신제품 그레이와 울트라 블루의 공급도 확대하고 있다.
KCC는 여름 냉방효과를 높이는 것은 물론, 외부를 선명히 바라볼 수 있도록 높은 가시광선 투과기능까지 가진 이맥스, 반사유리, 솔라유리 등을 선보이고 있다.
복합기능성 유리 이맥스는 태양 복사열을 차단시켜 냉방 부하를 줄여 주며 KCC 반사유리는 가시광선의 실내 유입을 조절해 프라이버시까지 보호해주는 기능을 갖고 있다. KCC 솔라유리 솔라그린은 신개념의 자외선 차단 유리로 커튼, 카펫, 가구 등의 변색 방지 효과와 함께 직사광선을 적절히 차단시켜 실내 온도분포를 균일하게 유지시키는 기능을 갖고 있다.
한글라스는 에너지 성능을 극대화한 로이유리 제품 쿨-라이트 익스트림(Cool-lite Xtreme)을 공급하고 있다. 쿨-라이트 익스트림을 비롯한, 한글라스의 쿨-라이트 제품 시리즈(K/SK)는 단열 성능이 우수한 로이유리와 태양열 차단 기능이 뛰어난 반사유리의 장점을 결합한 복합기능 로이유리다.
쿨-라이트 익스트림은 단열성능이 높은 것은 물론 뛰어난 태양열 차폐성능을 동시에 갖춘 고기능 고효율 유리제품이다.
쿨-익스트림은 태양열 유입이 많은 여름철, 가시광선은 투과시키면서 뜨거운 태양열은 70% 이상 차단하여 실내온도를 낮춰준다.
태양빛을 스스로 조절한다, ‘스마트 글라스’
표면온도에 따라 유리색이 변하는 ‘스마트 글라스’에 대한 관심도 최근 높게 나타나고 있다. 스마트 글라스는 빛과 열에 따라 가시광선 및 태양열 투과율 조절, 사계절 기후변화에 적극 대처가 가능한 제품으로 꼽힌다.
스마트 글라스와 관련해 한글라스는 지나 2014년 전기적 장치를 통해 태양광을 감지하면 유리색이 변하는 타입의 ‘세이지 글라스(Sage Glass)’와 온도에 따라 유리색이 변하는 제품 2종을 선보이고 있다.
세이지 글라스는 시간별 태양고도에 따른 태양빛의 실내 유입을 자동으로 감지해서 실내의 조도 및 태양열 취득량을 별도의 차양장치 없이 조절해 준다. 전기 자극을 통해 자동 혹은 매뉴얼로 유리 색을 변화시켜 일조량을 조절하는 방식이다.
조명비용은 최대 60%, 상업시설용 냉방부하는 최대 20%, 난방·공조기 사이즈는 25%까지 절감이 가능하다.
열을 감지하여 스스로 색이 변하는 스마트 글라스는 서모크로믹(Thermochromic)타입으로 태양 직사광선으로 인해 유리표면이 가열되면 색이 자동으로 짙어지는 필름을 사용한 유리이다. 여름철 무더위에는 스스로 색이 짙어져 실내에 유입되는 태양열을 차단, 실내 냉방부하를 줄여준다.
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최근에는 PVC창호 안정제를 공급하는 정밀화학 전문 업체 단석산업에서 스마트 글라스 신제품 ‘더 블루(The VLU)’를 출시해 관심을 모은다. 단석산업은 지난 10년간의 연구 및 서울대와의 공동개발을 통해 원천기술을 확보, 기능성 유리를 제조할 수 있는 기반을 마련했고 독일업체와의 기술 협력을 통해 생산기술을 확보하면서 스마트 글라스를 선보이고 있다. 이 제품은 일반 이중, 삼중 유리의 성능을 만족하면서 광 투과율을 조절하는 특징을 갖고 있어 여름철 자외선 차단에 최적이다.
스마트 글라스 ‘더 블루’는 전기적 장치를 통해 태양광을 감지하면 자동으로 유리색이 변해 태양빛과 자외선을 차단시켜주는 원리로 블라인드나 차양 등 별도 장치가 필요하지 않기 때문에 시야를 확보하면서 그와 동시에 차폐 설비 같은 효과도 얻을 수 있다.
미국 스마트 글라스 공급업체 PLEOTINT도 스마트 글라스를 공급하고 있다. PLEOTINT 제품은 가시광선 투과율 65∼70%로 태양열에 의해 색깔이 변하면서 UV(자외선) 100% 막고, 외부 태양열에 의한 솔라에너지는 97% 막아준다. SHGC값이 0.5(∼0.09)∼0.8(∼0.16)로 유리가 열을 머금고 통과시키지 않으며 색상만 그레이에서 진한그레이로 변한다. 로이유리와 같이 적용되면 최상의 에너지효율과 함께 접합 복층유리 제품으로 안전성까지 겸비한다. 유리 공급사이즈는 최대 폭 1,650mm이고 제품에 대해 10년을 보증한다.
자외선 차단, 여름철 필수품 ‘건축용 윈도우필름’
여름철 건물의 냉방에너지를 줄여주는 또 다른 대표적인 제품 중 하나가 건축용 윈도우필름이다. 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.
그렇다면 창문을 통해 유입되는 태양빛을 가장 쉽고 효과적으로 차단할 수 있는 윈도우필름은 어떤 기준으로 선택해야 할까
단열필름은 적외선을 효과적으로 차단해 실내로 유입되는 태양열을 감소시키는 단열 효과가 뛰어난 것으로 선택하는 것이 좋다. 동시에 장시간 노출 시 시력 및 피부에 치명적인 손상을 야기하고 실내 물품 탈·변색의 원인이 되는 자외선을 99% 이상 차단하며, 비산 방지 기능을 갖춰 유리 파손 시 2차 사고예방이 가능한 제품을 선택해야 하는 것이 좋다.
또한 유리를 통한 실내의 열에너지 손실을 최소화시켜 겨울철 난방효율을 증가시키는 기능을 갖추고 있는지도 확인하는 것이 좋다.
건축용 윈도우필름의 대표적인 제품을 살펴보면 한화L&C 건축용 단열필름은 한국인정기구 (KOLAS) 마크가 있는 시험성적을 기준으로 해 시공 후 소비자들의 만족도가 높다. KOLAS 시험성적서 표기 기준에는 적외선 차단 실험 파장범위(781~2500nm)가 포함돼 있으며, 적외선차단(프리미엄급 제품 95% 이상) 및 자외선 차단(99%), 항균기능까지 갖추고 있다. 또한 태풍 등 외부 타격에 의한 유리파손 시 유리 파편을 잡아주는 비산방지 기능까지 갖춰 에너지 절감 효과뿐 아니라 재산/인명 피해까지 예방할 수 있다.
단열필름의 경우 별도의 보증기간을 정해놓는 것이 일반적인데, 실질적 제품 성능이 시공 시점 대비 40% 이상 낮아질 경우 재시공 보상을 받아야 한다. 그러나 현실적으로 성능 저하 기준이 모호해 회사 측에서 보상을 거부하는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 때문에 시공 전에는 보상이 가능한 업체가 어디인지, 신뢰도가 높은 브랜드가 어디인지 등을 충분히 고려해 단열필름 브랜드를 선택하는 것이 좋다.
한화L&C는 냉난비 효율을 높여주는 건축용 단열필름을 비롯해 안전, 방법 필름 등 우수한 성능의 한화윈도우필름 제품을 선보이고 있으며, 건축용 단열필름 보증기간(10년) 내에 40% 이상 단열기능 하락 시 전면 무상 교체를 원칙으로 하고 있다.
일본의 니토덴코(Nitto Denko)사가 개발한 열차단·단열필름 펜제렉스 역시 단열·차열·윈도우필름 중 수준 높은 품질을 보유한 것으로 알려져 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.
레이노(RAYNO) 윈도우필름은 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.
‘차열 페인트, 코팅제’ 시장도 경쟁 치열
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약 500억대로 추정되는 ‘차열 페인트와 코팅제’ 시장도 뜨겁다. 지난 6월부터 ‘에너지소비총량제가 본격 시행되면서 관련 시장에 대한 수요가 급증할 것으로 전망되고 있기 때문이다.
차열페인트는 여름철 건축물의 온도 상승을 막아주는 에너지절감 건축자재다. 열 발생과 온도 상승을 야기하는 주요 원인인 태양광 적외선을 페인트가 큰 폭으로 반사시켜 지붕이 직접 받는 열기 축적을 줄여준다. 이를 통해 일반 도료 대비 실내 온도가 최대 5도까지 차이를 보이기도 한다.
차열페인트의 에너지절감 효과가 알려지면서 지붕이나 옥상에 해당 페인트를 칠하는 ‘쿨 루프(Cool Roof)’ 운동도 활발하다. 냉방에 드는 에너지를 약 20% 절약할 수 있는 데다 도심의 여러 건물들에 이 공법을 적용할 경우 도시 열섬 현상을 줄여주고 온실가스를 감축할 수 있기 때문이다. 현재 KCC는 차열페인트를 내놓고 쿨루프 캠페인에 참여하며 사회공헌 활동을 진행 중이다.
노루페인트는 지난 2013년 국내 최초로 유리 전용 차열 투명코팅제를 개발해 선보이고 있다. 이 제품은 일반 유리창에 바르기만 하면 여름철에는 태양열이 실내로 유입되는 것을 차단해 냉방효율을 높이고, 겨울에는 실내 난방열이 외부로 유출되는 것을 막아 난방효율을 높이는 것이 특징이다. 약 20～30 % 정도 에너지효율을 높일 수 있는 제품이다.
에코글라스코리아 역시 유리차열 코팅제 에코글라스를 선보이고 있다. 창을 통해 들어오는 자외선을 99.9% 차단해 주는 코팅제로 자외선뿐 아니라 적외선도 70% 이상 차단한다. 가시광선은 70%이상 투과시켜 눈부심을 최소화하고 맑은 시야를 제공한다. 에코글라스는 방염 기능이 있으며 긁힘이 적고 내구성이 좋아 유리가 파손되기 전까지 사용 가능하다.
여름만 되면 주목받는 ‘차양 장치’
지난 2015년 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.
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.
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.
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.
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