창호기술 : 기획특집 - 안전유리에 대한 이해
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2010년12월09일 13시55분
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기획특집 - 안전유리에 대한 이해
건축용 유리의 적용은 안전에서부터 시작


안전에 대한 인식 증대 필수

최근 건축물에 있어서 안전에 대한 관심이 높아지고 있다. 각종 자연재해에서부터 화재까지 일상생활에서 흔하게 일어나는 사고로부터 인명피해를 줄이는 것은 반드시 선행되어야 한다. 

현대 건축물에서 유리의 사용 빈도가 높아지면서 유리파편등에 의한 인명 피해를 방지하기 위한 방안으로 안전유리의 사용은 점차 의무화되고 있다. 생활 수준의 향상에 비해 그간 안전에 대한 우리의 인식이 너무 뒤떨어져 있었으며, 외국에 비하여도 이에 대한 인식이나 관련 제도가 많이 미흡한 것이 우리의 현실이다. 특히 건축자재, 산업용 및 기타 용도로 사용되고 있으며, 물성 면에서의 많은 장점으로 인하여 앞으로도 그 사용량이 꾸준히 증가할 것으로 예상되는 판유리의 안전에 대한 검토는 미미한 상태라 해도 과언이 아니다. 이러한 유리에 대하여 관련 사고 사례가 증가하고 있는 상황과 점차 대형화 되고 있는 추세를 감안할 때, 유리로 인한 사고 위험에 대한 대비가 필요하며, 특히 활동성이 많은 아이들이 사용하는 교육시설이나 다중이용시설, 사람의 접촉이 많은 대형 유리창 등에 대한 안전 기준이 시급하다. 

일반적으로 사람들은 유리라고 하면 깨지면 위험하다는 인식만을 가지고 있으며 안전유리에 적용에 대한 인식이 부족한 것이 사실이다. 이는 유리자체가 육안으로는 안전유리인지 일반유리인지 구분이 쉽지 않으며 우리주변에서 흔하게 접하면서도 사고를 당하지 않으면 크게 인식을 못하기 때문에 항시 위험성을 내재하고 있어도 그냥 지나치는 경우가 많다. 

하지만 유리로 인한 사고는 전세계적으로 해마다 증가하고 있으며 각종 자연재해시에 유리에 의한 2차 파편으로 상해를 입는 경우가 많아지고 있다. 우리나라도  태풍 ‘매미’ 이후, 주거용 및 상업용 건물 외벽의 유리에 대한 안전이 쟁점으로 떠올랐던 적이 있었고, 최근에는 유리를 통한 도난사고의 급증, 아파트 및 학교에서 유리파손에 의한 상해사고 등 사회 전반에 걸쳐 안전에 대한 관심이 높아지고는 있으나, 선진국에 비하여 안전유리의 사용이 현저히 낮아 그 만큼 더 많은 안전사고 위험에 노출되어 있다. 

국내 건축법과 관련하여 최근 안전에 대한 변화는 커지고 있다. 건축물의 주요 구성품중에 하나인 유리는 그동안 외벽, 출입문, 창호등에 대한 안전문제가 꾸준히 제기되어 왔다. 현행 건축법규에서 출입구 및 창호에 안전유리 사용에 대한 규정이 있으나 안전유리의 개념 및 정의가 불분명한 것이 사실이다. 또한 안전유리 적용 범위에 있어서도 아직 부족한 부분이 많다. 선진국에 경우, 건축물 유리사용에 대한 안전기준의 중요성을 바탕으로 안전유리 사용기준 등을 제정하여 활용중에 있으며 건축물에서의 강화유리의 적용은 필수이며 부분적으로 사람들이 많이 모이는 장소 및 어린이, 노인 시설등은 접합유리의 적용을 강력히 규정하고 화재에 대비한 방화구역등의 지정과 방화유리의 사용의무화등을 진행하고 있어 안전을 최우선시 하는 것이 추세이다.

외부의 충격시 인명과 재산을 보호하는 것이 가장 기본

국내 건축물은 점차 고층화 되어가고 있으며 실내·외 유리의 적용면적은 크게 확대되고 있다. 이는 건축물의 외형적으로 건축물의 미적감각을 살려주고 유리의 투명성의 장점을 살린 조망권확보등 생활 수준의 향상과 함께 유리도 우리 주변에 더욱 다가오고 있다.
건축용 유리의 안전에 대한 가장 기본적인 개념은 외부로부터의 충격에서 인명과 재산을 보호할 수 있는 것이 기본일 것이다. 이에 가장 기본적인 안전유리로 강화유리가 있으며 파손시에 유리의 파편을 잡아주는 접합유리, 화재시에 화염으로부터 대피할 시간을 확보해주는 방화유리가 안전유리의 기본이 되는 제품이다. 국내도 안전유리의 개념이 크게 확대되고 있는 시점이며 건축물의 외부에 적용되는 제품은 강화유리 제품이 기본으로 적용되고 있다. 

또한 실내 인테리어용도의 유리 제품에도 점차적으로 강화유리는 필수로 자리잡아가고 있다. 접합유리는 두장에 유리에 필름을 삽입하여 안전성을 더욱 높인 제품으로 파손시 필름이 유리를 붙잡아주어 유리파편에 의한 상해로부터 보호해준다. 강화유리보다 안전성이 높은 제품으로 최근 적용이 늘어나고 있다. 방화유리는 최근 고층건물의 화재등 다양한 화재현장 소식과 맞물려 관심이 증대되고 있다. 화재시 화염을 차단하여 주고 충분한 대피시간을 확보해줌으로서 인명피해를 최소화 할 수 있는 제품이다. 특히 최근에는 이들 제품이 단일 제품으로의 적용보다 건축에서 복합적용으로 안전성을 더욱 높이는 강화접합, 강화복층, 접합복층, 방화접합 제품등 꾸준히 증가하고 있다.

건축용 안전유리로 가장 널리 알려진 강화유리   

강화유리(tempered glass)란 성형 판유리를 연화온도(軟化溫度)에 가까운 500∼600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축변형시키고 내부를 인장변형시켜 강화한 유리이다. 보통 유리에 비해 굽힘강도는 3∼5배, 내충격성도 3∼8 배나 강하며, 내열성도 우수하다. 그러나 유리 자체가 내부에서 힘의 균형을 유지하고 있기 때문에 한쪽이 조금 절단되어도 전체가 팥알 크기의 파편으로 파괴되므로 강화처리 하기 전에 용도에 맞는 모양으로 만들어야 한다.

특히 강화유리는 보통 판유리가 60도의 온도 정도면 파손 가능성이 있는 반면 약 200도의 온도에서도 잘 견디는 내열성을 갖추고 있다. 강화유리가 건축자재, 인테리어 내·외장재로 각광 받는 이유는 충격이나 온도에도 강하지만 일반 판유리에 비해 안전하다는 것이 가장 큰 이유일 것이다. 큰 충격을 받아 파손되더라도 날카롭지 않고 작은 알갱이로 부서짐으로서 피해를 줄일 수 있다.
이렇듯, 일반 유리에 비해 높은 강도로 인하여 유리의 파손을 줄여주며 큰 충격으로 인한 파손시에도 파편에 의한 베임등 2차 피해를 방지할 수 있어 건축용 유리에 가장 기본적인 안전유리를 꼽으라면 강화유리가 될 것이다. 

강화유리는 제조 방법에 따라 완전강화유리와 반강화유리(배강도유리)로 나뉜다. 강화유리는 강도가 높은 대신에 파손시 알갱이로 파편이 생기지만 반강화유리는 강화유리에 비해 파괴된 유리 조각의 크기가 크고 파괴된 파편의 수는 적다. 반강화유리는 강화유리보다 강도가 약하나 파손시 유리가 비산 하지 않으므로 건축물의 외부유리로 많이 사용된다. 따라서 반강화유리의 경우 유리의 변형을 원하지 않는 건축용 유리로 응용 되며, 완전강화유리는 건축용 곡유리 혹은 자동차용 유리에 주로 응용되고 있다.

국내 강화유리 생산업체 증가, 품질 경쟁시대 도래

안전유리에 가장 기본적인 제품으로 인식되고 있는 강화유리의 적용은 점차 늘어나고 있다. 이에 국내 강화유리 생산업체는 빠르게 증가하고 있으며 120여개社 140여라인이 가동중에 있어 경쟁은 점차 치열해지고 있다.

이렇듯 강화유리의 수요는 꾸준히 증가하는 것은 사실이지만 그 만큼 강화유리 생산업체가 빠르게 늘어나고 있어 업체들간의 과다한 경쟁은 자칫 품질을 떨어트릴 수 있어 우려의 목소리가 커지고 있다. 최근 강화로 도입의 확대와 함께 방사율이 우수한 컨벡션 타입의 강화로가 많이 설치되고 있어 고품질의 강화유리 생산의 기본이 되고 있으며 일반적인 강화유리만이 아닌 기능성코팅유리인 로이유리 강화등 시장은 점차 단열과 안전등의 복합 기능성을 겸비한 제품의 가공을 통하여 고품질을 앞세워 경쟁하는 체제로 변화되고 있다. 

품질에 대한 정확한 기준이 없는 시점에서 강화업체들의 무분별한 경쟁을 억제하고 품질을 앞세워 시장을 선도하기 위하여 국내 판유리 공급업체인 한글라스는 세큐라이트파트너를 KCC는 강화이맥스클럽을 출범하여 강화유리의 새로운 품질 기준을 제시하고 있다. 또한 강화유리의 브랜드화를 통하여 소비자들이 믿고 제품을 선택할 수 있는 기회를 제공하며 세계적으로 이슈화가 되고 있는 에너지절약에 부합하여 방사율을 낮춘 로이강화유리등 기능성 복합제품을 선보여 다양한 시너지효과를 극대화하고 있다.

유리의 파편으로부터 2차 상해까지 예방하는 접합유리

이렇듯 안전유리의 가장 기본은 강화유리라고 할 수 있지만 강화유리도 심한 충격에 의해 파손이 되면 일반유리보다 안전하지만 파편은 쏟아지게 되어있다. 이러한 유리 파편으로부터 2차 상해까지 완벽하게 예방할 수 있는 안전유리의 궁극적인 목적은 접합유리일 것이다.
접합유리는 최소 두 장의 판유리 사이에 투명하면서도 접착력이 강한 폴리비닐부티랄 필름(polyvinyl butyral film)을 삽입하고, 판유리 사이에 있는 공기를 완전히 제거한 뒤에 온도와 압력을 높여 완벽하게 밀착시켜 만들어지는 유리로서, 충격흡수력이 뛰어나며 파손이 되어도 필름이 유리파편의 비산을 방지하여 안전하며, 물체의 관통이 쉽지 않아 도난을 방지할 수 있기 때문에 기존 일반 강화유리의 단점을 보완, 많은 부문에서 대체 적용될 수 있는 안전한 유리이다.

우리나라는 해마다 태풍등에 의한 자연재해가 일어나고 있으며 유리를 통한 도난사고의 급증, 학교등 공공시설에서의 유리파편으로 인한 2차 상해등 사회 전반에 걸쳐 안전에 대한 관심은 높아지고 있으나 선진국에 비하여 안전유리의 사용이 현저히 낮아 그 만큼 안전사고의 위험에 노출되어 있는 것이 사실이다. 건축용 유리에서 단지 강도만 높다고 안전을 다 지켜주는 것은 아니다. 유리의 특성상 깨졌을 때 파편에 의한 상해를 완벽하게 막아주어야만 비로소 안전하다는 개념을 가지고 가야하기 때문에 강화유리와 더불어 접합유리는 안전에서 반드시 필요한 제품이다.

접합유리는 안전 이외에도 방범, 차음, 자외선 차단의 복합기능 갖춰 

국내 접합유리의 적용 상황을 살펴보면 전체 건축용 유리시장의 1%미만으로 미미한 수준이다. 이는 안전에 대한 인식은 확대되고 있지만 반드시 적용해야 되는 법제화 부분이 미비하며 일반 유리나 강화유리에 비해 비용이 커지게 되기 때문에 적용이 큰 폭의 증가세를 보이지는 않고 있다.
하지만 유리로 인한 사고는 대부분 2차 파편으로 인한 사고가 많은 부분을 감안했을 때 유리의 파편까지 잡아주는 접합유리의 확대 적용은 반드시 필요하다. 특히 접합유리는 단순히 안전만을 지켜주는 역할을 하는 것이 아니라 건축용 유리에서 다양한 역할을 병행할 수 있어 복합적인 용도의 적용이 가능하다. 접합안전유리의 가장 큰 특징은 안전, 방범, 차음, 자외선 차단의 4가지로 요약할 수 있다. 

우선 안전은 유리가 파손 되더라도 필름이 유리를 잡아주어 파편으로 인한 위험이 없다. 방범은 아파트 저층부등 도둑의 침입으로부터도 유리가 관통되지 않아 안전하다. 차음은 일반 복층유리에 비해 약 30%정도 차음성능이 향상되며 차음을 위한 특수필름을 적용시에 더욱 효과는 높아진다. 또한 태양의 자외선으로 인하여 가구 및 카펫, 커튼등의 변색이 일어나는데 일반유리는 50%정도를 투과시키는 것에 반해 접합유리는 제품에 따라 99%까지 차단해주어 쾌적한 실내공간 연출에 탁월하다. 

이로 인해 안전을 위한 난간대 설치와 방범을 위한 방범창살등의 설치가 필요 없게 되어 보다 깨끗한 조망권을 확보할 수 있으며 아파트 저층부나 주택에서는 주변의 소음들로부터 벗어날 수 있어 보다 편안한 생활이 가능하다. 

다양한 장점에도 불구하고 접합안전유리 시장은 아직도 양극화가 심한 부분이 있다. 국내 건축물의 고층화등으로 인하여 접합안전유리의 적용은 늘어나고 있다. 하지만 이는 초고층 건물과 상업용 건물등에서 주로 적용이 늘어나고 있는 부분이며 일반 주거용 시장에서의 적용은 아직도 미비한 수준이다. 일반 주거용 건축시장의 불황도 한 몫하고 있지만 결과적으로는 법제화는 이제 시작단계이며 인식전환은 미비한 수준에 그치고 있다. 접합유리의 필요성은 인식하고 있지만 비용등의 여러 가지 문제로 주거용 시장에서는 외면 받고 있는 것이 현실이다. 우리나라는 공동주택이 많기 때문에 접합유리의 적용에 관한 인식이 변화되면 큰 폭의 증가가 예상된다. 현재 건설사들도 주거용 시장에서의 접합유리 적용을 시도하고 있으며 향후 법제화와 맞물려 큰 폭의 증가를 기대하고 있다. 접합유리 시장의 확대에는 무엇보다 다중이용시설 및 공공시설, 학교, 노인시설등 안전에 취약한 부분에 우선적인 적용이 반드시 필요하다.

화재로부터의 안전을 지켜주는 방화유리  

강화유리나 접합유리가 안전의 기본으로서 인명 및 재산을 보호해준다면 화재등으로부터 인명 피해를 막아주는 것은 방화유리이다.
최근 초고층 건물의 화재등 우리 주변에서 화재로 인한 인명피해는 크게 늘어나고 있다. 특히 일반적인 재해보다 화재시에는 화염 및 유독가스에 의해 인명피해가 크기 때문에 안전을 지키고 화재시 대피시간을 확보해주는 방화유리의 적용은 시급하다.
방화유리는 불을 막아주는 유리로서 판유리를 특수 열처리를 통해 초내열 결정화유리로 생산되는 제품과 유리사이에 금속망을 넣은 망입유리, 특수레진을 삽입한 레진접합유리등의 제품이 있다. 

우리가 과거부터 흔히 써 왔던 유리는 망입유리이다. 망입유리는 금속망을 유리 가운데 넣은 것으로서 깨지더라도 파편이 튀지 않고, 화재의 경우에도 불꽃의 침입을 방지해 주므로 건축법으로 지정된 장소에는 사용하도록 의무화되어 있으며, 또한 도난으로부터 재산을 보호해주며, 중간에 넣는 철망형상에는 귀갑형, 각형, 마름모형의 세가지가 있다. 

이 제품은 두께 6, 8mm 제품으로 과거 방화구획내에 많이 적용이 되었다. 하지만 맑은 유리에는 적용시키지 못하며 금속망은 시야를 가리고 답답한 면이 있어 최근에는 투명방화유리의 적용이 크게 늘고 있다. 투명방화유리는 기존 강화유리 생산에 있어 특수 열처리를 통해 내열성을 높인 제품으로 무색투명 단판유리이다. 파손시에도 일반유리에 6∼8배, 강화유리에 2∼3배의 강도를 가지고 있어 안전성을 확보하고 있다. 레진접합유리는 유리사이에 특수한 레진을 삽입하여 접합하는 유리로 접합유리의 안전성과 특수레진은 화재로부터의 뛰어난 성능을 갖추고 있어 화염뿐만 아니라 열까지 차단해주는 재산과 인명을 보호해주는 차열제품이다. 특히 투명방화유리는 기존 강화유리가 650℃의 온도에서 열처리를 한 후 급랭시켜 유리의 표면부를 변형시켜 강화한 유리인 반면 방화유리는 800℃이상의 초고온에서 2차례 결정화시킨 제품으로 일반 강화유리보다 강도가 뛰어나다.  

법으로 규정하는 부분은 방화창은 비차열 30분(을종), 그 외 방화구획내에 방화문등은 비차열 60분이상(갑종)으로 제정하고 있다. 이에 기준을 충족시키는 투명방화유리의 적용이 큰 폭으로 늘고 있으며 더욱 성능이 우수한 차열제품인 레진접합유리 제품의 수요도 증대되고 있다. 여기에서 비차열 제품은 화염은 차단해주고 열은 차단하지 못하는 반면, 차열 제품은 열까지 차단하여 주어 궁극적인 안전을 위해서는 차열제품의 사용을 권장하고 있다.

발코니 확장 합법화를 계기로 다양한 부분에서 방화유리 적용 증대

우선 최근 방화유리의 사용이 확대되는 계기가 된 부분은 발코니 확장 합법화를 통한 화재시 안전문제로 인한 방화유리 적용을 고시하면서부터이다.

기존 발코니 공간은 화재시에 피해를 줄이고 대피 할 수 있는 완충공간으로 작용하였지만 발코니확장이 합법화 되면서 내부에서 화재 발생시 대피공간의 부재와 발코니를 통해 화염이 윗세대로 번질 수 있다는 문제점이 지적됐다. 이에 발코니 등의 구조변경절차 및 설치기준에 관한 건교부 고시 제 2005-400호가 발표되면서 발코니 확장 합법화와 관련 화재시 안전성을 고려한 방화유리 적용 문제가 큰 관심을 끌게 됐다. 건교부 고시에 의하면 아파트 2층 이상의 층에서 스프링클러의 살수범위에 포함되지 않는 발코니를 구조변경 하는 경우에는 발코니 끝부분에 바닥판 두께를 포함하여 높이가 90cm 이상의 방화판 또는 방화유리창을 설치하여야 한다. 또한 대피공간에는 1시간이상의 내화성능을 가진 방화유리를 사용하여야 한다. 입주자는 방화판 또는 방화유리창중 하나를 선택할 수 있으나 외부와 맞닿아 있는 창의 특성상 시야를 확보할 수 있는 방화유리창에 많은 관심을 가지는 것은 당연한 일이다. 

이러한 방화유리창의 사용 취지는 아래쪽 세대에서 난 불이 위로 번지는 것과 연기가 올라가는 것을 방지하여 안전성을 확보하고자 하는데 있다.
방화유리의 적용범위는 크게 증가하고 있는 추세이다. 우리나라도 소방법이 강화되면서 건축물의 화재시 안전문제는 가장 이슈화되고 있는 상황이다. 이에 방화구획의 확대적용과 구획 내에서의 방화제품의 사용은 늘어나고 있다. 방화유리는 화재시 일정시간 불길과 연기를 막아줌으로서 대피시간을 확보하여 인명피해를 예방하는데 목적이 있다. 건축물의 방화구역내에서 답답한 방화판 보다는 시야확보가 용이한 방화유리의 적용은 늘어나는 추세이다. 방화유리창과 더불어 방화유리문의 사용이 확대되고 있으며 통로 및 파티션등 다양한 공간에서의 방화유리의 적용은 늘어나고 있다.

하지만 아직까지도 방화유리에 대한 인식이 낮아 저급 방화유리가 시공되고 있으며 방화유리를 시공해야 하는 부분에 일반 강화유리를 설치하는 등 많은 문제점이 노출되고 있다. 이에 한국판유리산업협회에서는 방화유리에 대한 단체표준심사를 진행하고 있으며 객관적이고 공정한 심사를 통해 고품질의 방화유리 시장을 선도해나가고 있다. 

건축용 유리시장에서의 안전은 여러 번 강조해도 부족함이 없다. 이제는 유리도 복합기능성유리가 대세를 이루고 있다. 강화유리, 접합유리, 방화유리가 단일 제품으로 적용된다는 개념에서 복합기능을 두루 갖춘 제품으로 선택이 되고 있으며 로이유리등 기능성유리등과도 다양한 시너지 효과를 발휘하고 있어 시장은 빠르게 변하고 있다. 유리를 선택하여 적용함에 있어 다양한 기능성을 염두해 두는 것도 중요하지만 가장 고려되어야 할 부분은 안전일 것이다. 

 

 

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