건물 냉방에너지 절감 시켜주는 건축자재 적용 높아진다!

태양열취득률(SHGC), 커튼월 고효율기자재인증 성능평가 항목으로도 도입

정부에서는 지난 2015년 일사조절장치 의무설치와 같은 건물 냉방에너지 절감을 위한 정책을 내놓은 이후 단계적으로 건물 냉방에너지 효율 규제를 강화하면서 최근에는 커튼월 고효율기자재인증에 ‘태양열취득률(Solar heat gain coefficient 이하 SHGC)’을 성능평가 항목으로 도입했다. 이처럼 제로에너지 건축 시대를 맞아 건축물의 겨울철 난방에너지뿐 아니라, 여름철 냉방에너지를 줄여주는 법규가 지속적으로 강화되면서 건축물의 냉방에너지를 절감시켜주는 건축자재에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다.

주상복합, 발코니 확장 아파트 및 오피스 건물 등은 창문의 면적이 넓어 여름철 쏟아지는 태양열과 사무기기에서 발생되는 복사열, 사람의 몸에서 발생되는 잠열 등의 복합적인 열원으로 인한 냉방부하 문제가 심각하다.
사계절이 뚜렷한 국내 기후 특성상 건축물의 겨울철 난방에너지는 물론 여름철 냉방에너지를 관리하는 문제가 매우 중요하기 때문에 건축물의 냉방에너지를 절감시켜주는 기능성 유리 및 차양장치와 건축용 열차단 윈도우필름 등에 관심이 증대되고 있다.

실제로 지난 10여년 동안 창호와 벽체의 단열기준이 강화되고 창호의 성능이 향상되면서 건축물의 에너지비용을 높이던 주요 원인인 난방부문은 과거에 비해 상당부분 개선됐지만 30년여전 지어진 아파트와 비교해 최근 지어진 주거용 건물은 단위면적당 냉방에너지사용량이 오히려 늘어난 것으로 알려졌다.

이에 따라 정부에서도 지속적으로 건물의 냉방에너지 효율을 규제하는 정책을 내놓고 있는 상황이다. 관련 정책들을 살펴보면 정부는 지난 2014년 처음으로 솔라 시뮬레이터에 의한 태양열 취득률 측정 시험방법 KS L 9107을 제정해 창호의 태양열취득률(SHGC) 성능평가법을 도입했다. SHGC는 일사열취득계수로 태양에너지 가운데 흡수되거나 실내로 투과된 에너지의 비율을 의미하며 유리창이 햇빛으로부터 얼마나 많은 열을 차단하는지 측정할 수 있는 기준으로 수치가 낮을수록 에너지 효율 기능이 더 높다.

2015년에는 '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 조항을 담았다. 2018년에는 신재생에너지지원법에서 채광루버를 신재생에너지 지원품목으로 지정했으며 2019년 국토교통부 녹색건축물 기본계획 2단계에서는 신축건물의 경우 냉방에너지를 최대 20% 저감하는 설계기준 확보를 목표로 차양, SHGC를 고려한 설계가이드 개발, 에너지절약계획서 평가기준 개선을 추진했다.

녹색건축물 기본계획 2단계는 창호의 단열기준이 패시브하우스 수준으로 상향조정 된다는 내용과 창호에서 SHGC항목의 역할이 더욱 중요해진다는 내용이 핵심이다. 창호의 성능이 더 이상 열관류율만 강조하는 것이 아닌 태양열취득률, 채광 등 복합적 기능이 함께 요구되고 있는 것이다.

또한 장부는 그린뉴딜의 일환으로 추진하는 그린리모델링 3차 추경집행 시 차양과 같은 일사조절장치에 정부지원금을 지원할 수 있도록 했다. 최근에는 커튼월 고효율기자재인증에 SHGC 성능평가 항목이 도입되면서 SHGC가 창호산업 제도권에 본격적으로 들어왔다. 커튼월 고효율기자재인증 SHGC성능 인증기준은 0.4이하로 책정됐다. 업계에서는 커튼월 고효율기자재인증에 SHGC가 성능평가 항목 도입과 관련 정부에서 건물에너지 절감과 관련 냉방에너지절감의 중요성에 대해 산업계에 의미 있는 메시지를 줬다는 평가다.

업계 관계자는 “커튼월 고효율기자재인증 제도 특성상 가장 중요한 유리의 성능을 무시 할 수 없다. 열관류율과 기밀성은 기본으로 건물에너지 절감의 제도 목적에 맞추기 위해서는 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 SHGC와 같은 특별한 성능이 필요하다고 본 것 같다”라며 “커튼월 고효율기자재 운영을 담당하는 에너지관리공단에서 이 같은 이유로 상업용 건물에 주로 적용되는 커튼월 특성을 반영해 커튼월 고효율기자재인증 제도에 SHGC를 필수 평가항목으로 지정한 것으로 생각된다.”고 말했다.

SHGC값 낮춘 다양한 기능성 유리 적용 확대

SHGC성능이 우수한 기능성 유리 제품은 더블로이유리가 대표적이다. 더블로이유리는 기존의 일반 유리 대비 약 50% 이상의 냉방에너지절감 효과가 있는 것으로 알려졌다. 뜨거운 태양의 열에너지는 차단하지만 가시광선은 통과시켜 실내가 밝다. 겨울철에는 일반 로이유리보다 우수한 단열효과로 난방에너지절감에도 효과적이다. 일반적으로 유리에 은막 코팅을 할수록 색이 짙어져 실내가 어두워지는 단점 때문에 그동안은 주로 상업용 건물에 쓰였지만 2018년 9월 ‘건축물의 에너지절약설계기준 일부 개정안’이 시행되면서 기존의 단점을 보완한 성능이 향상된 더블로이유리가 주거용으로도 출시되었다.

업계 관계자는 “은막을 한 겹 코팅한 로이유리가 주거용 건축물에 일반적으로 쓰인지 10년이 훌쩍 지나면서 갈수록 덥고 추운 기후로 바뀌고 정부 정책도 에너지 절감을 강화하는 방향으로 흘러 업계에서는 일찍부터 더블로이유리를 준비해왔다”면서 “제로에너지 건축 법제화 등 정부 정책 영향으로 최근 고기능성 유리시장에서 더블로이유리를 비롯 트리플로이유리까지 높은 관심을 받고 있다”라고 말했다.

최근 출시된 대표적인 기능성 유리로는 한글라스가 지난 5월 출시한 트리플 로이유리 ‘XTN145II’가 있다. 이 제품은 국내 최저 수준의 SHGC 0.2의 성능으로 외부에서 실내로 들어오는 태양열을 효과적으로 차단 가능해 상업용 빌딩의 냉방 부하를 크게 낮출 수 있는 장점이 있다. SHGC 성능뿐만 아니라 커튼월 건물에 적용되는 금속제창호에 XTN145II를 적용하면 복층유리만으로도 열관류율 1.2W/㎡K 미만의 성능이 가능해 향후 강화되는 창호에너지 소비효율 2등급 기준을 만족시킬 수 있어 공공건축물 커튼월 공사 현장에서 각광 받을 것으로 보인다.

더블로이 및 트리플로이유리 외 국내 상업용 건축물에 여름철 냉방부하를 막기 위해 반사유리가 적용된다. 반사유리는 투명한 제품과 컬러가 적용된 제품이 있는데 투명한 반사유리는 보통 약 15%의 가시광선이 차단되고 실버나 브라운 같은 어두운색의 반사유리는 약 59%의 가시광선이 차단되어 그만큼 어둡다. 반사유리는 냉방비 절감뿐만 아니라 다양한 색상으로 미려한 건축물의 디자인을 완성시켜 줄 수도 있다.

반사유리와 함께 솔라유리도 건물의 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 대표적인 기능성 유리 제품이다. 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.

이밖에도 최근 제로에너지 시장 활성화에 관심 받고 있는 BIPV 제품과 관련해 기존 커튼월 건물에 스팬드럴 글라스가 적용되는 부위에 대체될 수 있는 컬러태양광패널도 여름철 햇빛으로 인한 건물 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 자재로 새롭게 떠오르고 있으며 빛과 열에 따라 가시광선 및 태양열 투과율 조절, 사계절 기후변화에 적극 대처가 가능한 스마트 글라스와 복층유리 안에 블라인드를 적용한 페어블라인드 제품도 여름철 건물 냉방에너지를 절감시켜 줄 수 있는 대표적인 기능성 유리로 평가 받는다.

다양한 차양 장치와 건축용 윈도우필름도 건물 냉방에너지 절감에 효과적

기능성 유리 외 외부차양 장치를 비롯한 다양한 차양 장치와 건축용 윈도우필름도 건물 냉방에너지 절감에 효과적이다.
일사조절이 가능한 차양 장치는 태양열의 실내유입 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 있다.

우리나라는 커튼이나 블라인드 등 주로 실내에 차양 설치를 많이 하지만 실내에 설치되는 블라인드는 외부차양 장치 보다 열을 많이 막아주지 않는다.
창의 크기가 클수록 효과가 큰 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 한다.

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

가장 일반적인 차양 장치는 블라인드로 버티칼블라인드, 롤스크린, 로만셰이드, 베네시안블라인드 등 재질과 구동방식에 따라 다양한 제품이 공급되고 있다. 냉방에너지 절감에 가장 효과적인 차양 장치는 외부전동차양시스템이다. 가격면에서 기존 블라인드 제품보다 고가라 시장이 활성화되지 않았지만 외부전동차양시스템은 에너지절감효율과 편리성 등의 장점으로 차양 장치 시장에서 성장 속도가 빠른 품목으로 주목받고 있다.

외부전동차양시스템은 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.

차양 장치와 함께 여름철 햇빛을 차단시켜주는 건축용 윈도우필름은 초기 투자대비 에너지 세이빙 효과를 볼 수 있는 기간이 평균적으로 짧은 장점을 갖고 있다. 건물 냉방에너지 절감에 대한 관심이 높아지면서 국내 건축용 윈도우필름의 시장 규모도 확대되는 추세를 보이고 있다.

업계에서는 공공기관 중심으로 건축용 윈도우 필름 적용이 늘어나고 민간에서도 에너지 절감을 위해 점진적으로 구매가 확대되면서 건축용 윈도우필름 시장은 지난 2015년 약 540억원 규모에서 내년 2022년경에는 약 3,000억 수준으로까지 성장 할 것으로 전망하고 있다. 시장의 확대는 관공서 건물의 건축용 윈도우필름 적용사례가 증가하면서 효용성에 대한 인지도 확대로 사급시장에서도 단열필름을 필두로 한 건축용 윈도우필름 적용성이 확대되고 있다.

업계 관계자는 “커튼월 건물의 냉·난방비 손실 절감과 유해 자외선 노출 방지를 위해 건축용 윈도우필름의 사급시장 적용이 높아지는 추세다. 건축용 윈도우필름이 공공건물 창호를 통한 열손실 주요 개선사례로 부각되고 초고층 랜드마크 롯데월드타워에 건축용 윈도우필름이 시공된 이후에는 더욱 높은 관심을 받았었다.”라고 전했다.

사급시장에 적용이 확대되면서 건축용 윈도우필름 업체들은 지난 몇 년전부터는 B2C시장에서의 영업력을 강화시키고 있다. 이에 따라 업계에서는 지난 몇 년간 소비자를 상대로 하는 총판 및 대리점들을 중심으로 신규 입주아파트 입주박람회 등에 참가하며 소비자 접점을 강화시켰다.

건축용 윈도우필름은 고효율기자재 인증으로 품질 차별화를 이루고 있다. 건축용 윈도필름 품질과 관련 고효율기자재인증은 산업통상자원부가 지난 2015년 11월 개정한 고효율에너지기자재보급촉진에 따라 ‘냉방용 창유리 필름’으로 명시했다. 냉방용 창유리 필름 고효율기자재인증은 건축물의 창유리에 붙여 건물 냉방효과를 높이기 위한 태양열 차폐용 필름으로서 KS L 2514 규정에 의한 가시광선 투과율이 50% 이상이며, KS L 2514 규정에 의한 태양열 취득률이 0.5 이하여야 한다.

또한, KS F 2274의 WX-A시험조건에서 500시간 경과 후 KS A 0063에서 정하는 색차에서 3 이상의 색 변화가 없는 제품이어야 한다. 건축용 윈도우필름은 2021년 6월 기준 현재 24개의 모델이 고효율기자재 인증을 획득한 것으로 파악됐다.