건축용 유리에 있어 가장 중요하게 생각해야 될 부분이 에너지 절약을 위한 단열, 냉방부하를 경감시킬 태양열 차단, 시각적인 디자인과 다양한 형태 등 많은 부분이 고려되어야 한다. 하지만 이중에서도 가장 중요하고 우선적으로 선행되어야 할 부분이 안전이다. 유리는 깨지면 파편으로 인한 2차 상해를 입을 수 있어 위험하다고 인식되어 왔다. 안전에 대한 문제 해결 없이는 건축에 유리를 적용하는데 분명한 한계가 존재한다. 안전을 우선 확보하기 위해 안전유리의 가장 기본인 강화유리의 적용은 계속 늘어나고 있다. 강화유리는 일반유리에 비해 4배의 강도를 갖고 있으며 깨졌을 시 파편이 일정한 낱알크기로 쏟아지기 때문에 큰 상해를 입히지 않아 기본적인 안전유리로 적용을 이루고 있다.
최근 건축물은 점차 고층화되고 대형화되어 가는 추세에서 안전에 대한 인식이 높아지면서 강화유리가 이제는 반드시 적용해야 될 필수 아이템으로 자리 잡고 있다. 이렇듯 강화유리의 적용이 늘어나면서 가장 중요한 안전 문제가 대두되고 있다. 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 전 세계적으로 해마다 증가하고 있으며 각종 자연재해시에 유리에 의한 2차 파편으로 상해를 입는 경우가 많아지고 있다. 유럽 등 선진국의 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 시설은 접합유리의 적용을 규정하고 있어 안전을 최우선시 하는 것이 추세이다. 이에 국내에서도 많은 인식의 변화와 함께 안전유리의 가장 기본인 강화유리의 사용은 해마다 늘고 있지만 이에 따른 문제점도 나타나고 있다. 최근 언론의 보도로 강화유리에 관한 문제점으로 불거지고 있는 부분이 자파현상이며 이로 인한 해결책을 찾기 위한 노력이 계속 되고 있다.
이에 안전유리에 가장 기본 제품인 강화유리의 수요도 꾸준히 증가하고 있으며 강화유리를 생산하는 업체도 국내 125개사 정도로 큰 폭으로 늘어나고 있는 추세이다. 강화유리는 건축용 외장 뿐만 아니라 인테리어, 샤워부스, 난간, 도어 등 다양한 공간에 적용되고 있으며 일반 유리에 비해 안전성이 높기 때문에 최근 건축물에 적용이 늘어나고 있는 유리에 상당부분이 강화유리로 적용되고 있다. 하지만 강화유리만을 적용했다고 모든 안전이 보장되지는 않는다.
강화유리도 강한 충격이 가해지면 깨지고 깨졌을 시 일반유리에 일정한 비율에 작은 낱알로 파편이 흘러내리기 때문에 보다 안전할 뿐이지 완전히 안전을 답보하지는 못한다. 이에 깨졌을 시 파편을 필름이 잡아주어 비산을 방지하는 접합유리의 활성화가 필요하며 화재 발생 시 안전하게 대피할 수 있는 시간을 벌어주는 방화유리등 안전유리의 정확한 용도에 맞는 적용이 우선 선행되어야 한다.
강화유리의 적용이 늘면서 발생하고 있는 부분이 일반적인 충격 이상의 충격으로 인한 사고와 더불어 강화유리가 자연적으로 파손되는 자파문제가 크게 대두되고 있다. 특히 자파는 언제 발생될지 모르기 때문에 불안감을 항상 안고 있으며 자파에 대한 정확한 인식과 해결이 우선되어야 한다.
강화유리 자파, 정확히 알고 대응하는 자세 필요
최근 언론과 매체를 통해 강화유리 파손관련 문제를 제기하고 소비자들은 언제 강화유리가 파손이 될지 모르기 때문에 불안해하고 있다.
정상적으로 생산돼 적용된 강화유리의 파손 요인은 물리적인 힘을 가하지 않는 상황에서 자파의 문제가 클 것이다. 자파는 불순물(Nis) 함유에 따라 수축팽창에 의한 파손, 강화유리 Edge 부위 각 면취 상태 및 미세크랙 발생 여부에 따른 파손, 강화 가공 공정상 품질 불량에 의한 파손등 여러 가지 요인의 파손이 있다. 이중 가장 주요 원인으로 나타나고 있는 부분이 불순물에 의한 파손이다.
불순물(Nis)에 의한 자파를 설명하면, 판유리 제조과정에는 규사, 석회석, 소다회 등 수많은 타입의 함유물이 조합되어 1300℃ 고열로 용융을 통하여 생산되며, 투입되는 원료속에 Nis(니켈) 성분의 중금속물이 함유 용융되어 유리물 속에 상존된 상태로 사용되고 있다. 이러한 Nis 성분의 중금속물은 일반유리로 사용시는 아무런 문제가 없으나 강화유리를 제작하는 과정중 유리를 연화점(650～700℃) 온도까지 열처리시 Nis가 팽창되어 열처리 과정중 파손이 발생되거나, 일부는 완제품속에 함유된 상태로 시공 되어져 일정한 충격이 가해지거나 시간이 경과시 스스로 파손되는 경우가 발생하는 현상을 말한다. 특히, 강화유리는 생산 방법 상 현재까지의 기술로는 판유리에 함유된 니켈 황화물의 팽창으로 인해 아무런 징후 없이 파손될 수 있다.
강화유리의 자파는 전체 강화유리를 따져 봤을 때 극히 미미한 부분이나 깨지면 위험하다는 유리의 특성상 단 한차례의 자파가 발생해도 그 불안감은 커질 수 밖에 없다. 전세계적으로도 자파는 발생하고 있으며 유리의 성분 특성상 자파가 안 일어날 수는 없다. 자파의 정확한 원인과 발생시 피해 상황을 파악하고 자파가 최대한 일어나지 않도록 가공업체들은 대응하고 노력해야 한다.
열간유지시험(Heat Soak test)의 기술 도입
자파현상을 없애기 위해서는 업체마다 고품질의 완벽한 생산시스템도 중요하지만 자파를 사전에 테스트를 통해 찾아내어 완벽한 제품만 공급하게 도와주는 열간유지시험(Heat Soak test)의 필요성이 대두되고 있다.
히속테스트(Heat Soak Test)는 열 흡수 성능 테스트로서 100% 열간유지 시험을 통하여 강화유리의 자폭현상을 미연에 방지하는 것을 목표로 진행하는 테스트이다.
히속테스트를 진행하기 위해서는 히속로를 보유하여야 하며 히속로는 강화 가공 후 열이 판유리에 잘 흡수 할 수 있도록 제 2차 열처리를 진행하여 자연파손을 방지하는 최적의 시스템으로 열 흡수 히속 설비라고도 한다. Heat Soak는 강화유리의 자연 파손 요인을 최소화하고자 인위적으로 외부 환경을 조성해 단 몇 %의 자연 파손율도 억제하자는 취지에서 제작된 기계이다.
히속테스트는 강화 열처리된 제품을 가열로에 투입하여 2시간 이내에 280도 이상의 고온으로 상승시킨 후 2시간 동안 이 온도를 유지하고, 다시 2시간 내에 70도까지 서서히 온도를 내려 강화유리의 내외부적 힘의 균형을 인위적으로 변형시키고 이에 따른 파손 여부에 따라 제품 출하를 결정하는 방법이다.
강화유리의 자파현상은 드문 경우이기는 하나 안전에 대한 문제점 때문에 상업용 건물을 중심으로 반강화유리의 사용이 높아지고 있다. 하지만 반강화유리는 강화유리보다 강도가 약하기 때문에 최근에는 히속테스트를 거친 강화유리에 비산방지 필름 적용, 강화접합유리등 다양한 형태의 기능을 갖춘 고품질의 제품이 점차 늘고 있다. 하지만 이러한 히속테스트로도 불순물(Nis)의 SIZE가 아주 적은 경우는 완벽히 걸러줄 수 없어 자파를 100% 예방할 수는 없다는 한계는 분명히 존재한다.
열간유지시험을 거쳤다고 해서 자파가 발생하지 않는다고 100% 장담을 할 수 없는 것이 현실이다.
Heat Soak 설비 보유한 강화업체 13곳
꾸준히 제기되고 있는 자파사고에 대한 불안감을 해소하기 위해 기술표준원은 이에 따른 대책 마련에 나서고 있다.
기술표준원과 강화가공업체들의 공통된 의견으로 자파를 방지하기 위한 최적의 방법으로 열간유지시험(히속테스트)의 필요성에 대한 부분은 공통된 의견이다. 하지만 열간유지시험을 의무화 했을 시 문제점이 따르는 것도 사실이다.
이는 국내 열간유지시험기기 보유업체수가 극히 제한적이다. 현재, 히속설비를 보유한 강화가공업체는 13개사 내외의 업체 정도에 지나지 않으며 현재 유통중인 강화물량을 모두 소화하기는 불가능한 사항이다. 또한, 시험기기 설치비용이 고가이며 별도 설치장소가 필요하여 가공업체들의 부담이 크다. 이와 함께 제품의 수율상의 문제점도 들 수 있다. 모든 강화유리에 열간유지시험을 실시한다면 그만큼의 시간과 비용이 높게 발생한다. 열간유지시험이 생산라인에서 자동으로 생산되는 방식이 아닌 로에 넣고 가동을 하기 때문에 로에 들어가는 강화유리 물량의 한계와 시간도 많이 소요된다.
특히, 시험중 파손에 따른 수율 저하 및 파손품 추가 제작에 따른 시간과 비용도 발생한다. 이는 결국 시험에 따른 제품 비용의 상승 문제가 발생하며 기존 강화유리 비용에 비해 60%이상의 추가 비용의 발생이 나타난다. 이 밖에도 현행 시험설비 부족으로 열간유지시험을 거치지 않고도 시험을 하였다고 소비자를 기만하는 문제도 발생할 수 있는 부분이다. 특히 정확히 열간유지시험을 진행했음에도 불구하고 자파가 발생한다면 그에 따른 책임소재와 함께 업계는 혼란을 맞을 수도 있다.
기술표준원, KS 개정 검토
기술표준원은 이러한 자파문제에 대하여 소비자들의 안전을 위한 강제규정에 의무화를 기본으로 진행한다는 취지를 밝히고 있다. 이는 현재의 강화유리 KS 규정에 열간유지시험을 추가하는 점이다.
자파문제가 극히 일부분에서 발생하고 있지만 꾸준히 문제가 되고 있고 소비자 안전을 위해서는 표준의 제정은 불가피하다는 것이 기술표준원 입장이다. 열간유지시험이 강화유리 KS 규정에 들어가게 된다면 KS에 필요한 법적 필수장비에 추가 되거나 선택할 수 있는 히속강화에 대한 별도의 규정을 두는 방법이 될 것이다. 현재로는 히속강화에 따른 KS의 별도 규정에 대한 검토가 신중하게 논의되고 있다.
이렇듯 강제사항이 바로 시행된다면 강화유리 가공업체들은 많은 혼란을 겪을 것이 확실하다. 우선 법적 필수장비에 포함된다면 KS를 취득하기 위해서는 히속테스트설비를 갖춰야 하는 부담이 되며 생산 체계가 급격하게 변화되는 혼란이 오게 된다. 별도의 KS 규정을 둔다고 하더라도 히속강화에 대한 KS 규정이 생기게 되면 건설사를 비롯하여 소비자들은 일반강화보다는 히속강화를 찾게 되며 급속한 시장변화가 예상된다. 급속한 시장변화는 업체들이 경쟁력을 갖추기 위해 히속설비의 도입이 빨라지게 되지만 그 만큼의 비용적인 부분과 생산성등 여러 가지 문제에 봉착하게 된다.
이는 궁극적으로 히속테스트에 대한 인식을 빠르게 확산시킬 수 있는 긍정적인 면도 있지만 소비자들은 히속테스트가 꼭 필요한 공간(샤워부스, 출입문, 다중이용시설)이 아닌데도 히속을 요구하게 되며 그에 따른 비용발생이 고려되지 않는다면 업계는 혼란에 빠지게 되는 문제점을 안고 있다. 히속테스트가 100% 자파를 방지하는 것도 아니기 때문에 불량 제품이 시중에 유통될 수 있으며 실제로 자파가 생기는 부분은 극히 미비하다는 것을 이용하여 히속테스트 제품이 아닌 일반 강화유리가 히속강화제품으로 둔갑하여 유통될 수 있는 소지가 다분하다.
(사)한국판유리산업협회 히속테스트에 대한 단체표준 제정
이러한 강제조항에 따른 문제점을 해결하기 위해 (사)한국판유리산업협회에서는 히속테스트에 대한 단체표준을 제정했다.
단체표준이 무엇보다 중요한 것은 업계 스스로 품질에 대한 기준을 마련하고 시장 질서를 지켜나가면서 자파를 막기 위한 노력을 하겠다는 의미이다. 단체표준으로 지정했을 시 히속테스트에 대한 강제사항은 없어지지만 단체표준에 의거하여 히속의 품질을 알리고 히속이 반드시 필요한 곳을 중심으로 서서히 시장의 변화에 맞춰 대처해 나가자는데 큰 의의가 있다. 한국판유리산업협회에서는 지난 4월 23일 강화유리의 히속테스트에 대한 단체표준을 제정했다. 하지만 단체표준이 제정되었다고 KS에 대한 개정 의지가 없어진 것은 아니다. 기술표준원도 꾸준히 상황을 지켜보고 있으며 단체표준 시행 이후에도 시장상황이 나아지지 않을 때는 KS규정 검토를 진행 할 수 있다는 입장이다.
KS규정 검토와 단체표준 모두 히속테스트의 중요성은 인지하고 같은 입장을 보이고 있지만 가장 중요한 문제는 히속을 하더라도 자파를 100% 걸러낼 수 없기 때문에 자파 발생시 책임소재, 생산자와 소비자들의 인식 변화, 비용상승 및 납기 지연에 따른 문제점등 많은 노력이 필요하다.
정확한 자파 문제를 해결하기 위해서는 생산자나 소비자 모두 정확한 자파에 대한 인식을 갖고 자파가 발생하지 않도록 최선의 노력과 보완이 필요하다.
생산자는 자파가 발생하지 않도록 최선의 노력을 다하고 자파가 발생했을 시 적극적인 조치를 취해야 하며 소비자들도 자파가 무엇인지를 정확히 인지하고 자파가 일어날 확률이 적은 고품질의 제품을 선택해야 한다.
안전을 위해 자파를 반드시 없애겠다는 생각을 가지고 있다면 강화유리의 히속테스트만을 강조하는 것이 아닌 궁극적으로는 접합유리의 적용을 병행하여 안전성을 높이는 방법이 필요하다. 공공이용시설등 대중이 이용하는 건물에 시공되는 강화유리는 열간유지시험을 하여도 100% 파손을 방지할 수 없음으로 강화접합유리의 사용을 의무화 하는 방안도 강구할 필요가 있다.
이 외에 강화유리 자파에 대한 대응 방향으로 건설사 및 설계사에 특정용도로 사용되는 강화유리에 대해서는 열간유지시험을 시방화 하도록 유도해야 하며 원판공급업체에서도 열간유지시험을 추천 사양으로 제시토록 판촉자료를 만들고 건설사 및 설계사에 적극적인 홍보가 필요하다. 결과적으로 히속강화유리 시장은 전체 시장에서 꼭 필요한 부분에 한정적으로 공급하게 되어야 하며 안전이 중요한 곳은 접합유리가 대체할 수 있도록 두 제품이 병행하여 발전하고 소비자들도 제대로 된 인식으로 히속강화유리를 바라봐야 한다.
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