코팅유리를 통한 건축물 에너지절약 실현

제로에너지하우스 기준에 맞춘 코팅유리 적용 확대

전세계적으로 저탄소녹색성장을 기반으로 한 에너지절약 정책이 강화되고 있다. 특히 지구온난화는 급속한 속도로 진행되고 있으며 우리나라도 해마다 여름이 빨리 오고, 이상 고온 현상이 오랫동안 지속 되면서 에너지의 사용량은 기하급수적으로 늘어나고 있다.

그 동안 정부에서 추진해 온 에너지 절약 정책은 주거 환경을 중심으로 겨울철 난방에너지를 절감하는 단열에 초점을 맞춰 진행되어 왔다. 건축물의 에너지절약 정책은 열관류율값을 중심으로 난방에너지절약의 기준을 해마다 높이는 방향으로 이루졌다. 열관류율 값을 낮추면서 유리시장에도 큰 변화가 찾아왔으며, 고기능성 코팅유리의 적용은 큰 폭으로 늘어나고 있다. 특히 시장에서 로이유리의 적용확대는 에너지절약형 코팅유리 시장의 성장세를 이끌었다.

건축물의 에너지절약이 비단 난방에너지만을 절감하는 것이 전부는 아니다. 우리나라는 4계절이 뚜렷하며 지구온난화로 인해 폭염을 비롯한 무더운 여름이 길어지고 있다. 해마다 냉방에너지 사용량은 기하급수적으로 늘어나고 있으며, 급속한 도시화는 주거와 상업공간의 경계마저 허물고 있다. 정부의 에너지정책 로드맵도 난방에 극한되지 않고 전체 건축물의 에너지절감을 수치화하여 2030년 제로에너지 건축물을 의무화하는 단계를 밟아나가고 있다.

건축물에서의 에너지절약의 필수적인 부분은 창호로 손실되는 에너지를 잡아 난방의 효율을 높이고 냉방부하를 경감시키는 일일 것이다. 전체 건축물에서 창호를 통해서 손실되는 에너지를 잡기 위해서 기능성유리인 코팅유리 제품이 주목을 받고 있다. 코팅유리는 다양한 코팅기법을 통해 투명유리에 은막을 입힌 로이유리와 색상을 입힌 색상유리등 다양한 기능을 갖춘 제품으로 공급되고 있다.

국내 코팅유리 시장은 로이유리를 중심으로 한 일반적인 단열성을 높인 제품들이 꾸준히 시장의 확대를 주도하고 있다. 사계절이 뚜렷한 우리나라에서 창호를 통한 에너지를 절감할 수 있는 궁극적인 방안은 난방에너지와 더불어 냉방에너지를 잡는 방향일 것이며 고기능성 코팅유리의 활용은 큰 폭으로 늘어날 것으로 예상되고 있다.

제로에너지건축물 인증제도에 맞춰 코팅유리시장 적절한 대응 필수

국내 코팅유리 시장의 변화를 알기 위해서는 향후 건축의 변화, 국가의 건축물 에너지절약 정책을 선제적으로 파악하는 것이 중요하다.
정부는 건축물의 에너지를 절감하기 위해 녹색건축물조성지원법과 주택의 창호에너지 규정을 통해 해마다 열관류율 값을 낮추면서 창호시장도 고기능성 코팅유리의 적용이 보편화되는 계기가 되었다.

현재 중부1지역을 기준으로 공동주택의 열관류율은 0.9까지 낮춰진 상태이고, 상업용은 1.3까지 강화되어 창호의 적용기준도 큰 폭으로 높아진 상태이다. 향후 국가정책의 핵심 로드맵은 제로에너지하우스, 제로에너지빌딩에 초점을 맞추어 진행되기 때문에 건축자재 시장도 큰 변화를 맞을 것으로 예상된다. 에너지절약형 창호의 핵심은 유리이며, 그 중에서도 고기능성 코팅유리의 적용 확대와 더 나아가 스마트유리, 태양광유리등 에너지를 획기적으로 절약하고, 에너지를 생산할 수 있는 미래지향적인 시스템의 도입이 이루어 질 것으로 예상된다.

제로에너지건축물은 건축물에서의 에너지소비를 제로화를 목표로 하는 것으로, 패시브건축물 수준을 넘어 건축물내에서 에너지를 적게쓰고 적게생산하는 기조를 갖고 있다. 단열성능을 극대화하여 에너지부하를 최소화하고 신재생에너지생산을 통해 에너지소요량을 최소화하는 것이 기본이다. 에너지효율등급을 최상으로 유지하면서 에너지자립율을 높여 제로에너지등급을 통해 향후 건축물의 변화의 기본적인 방향으로 잡히고 있다. 현재는 공공건축물부터 의무화를 진행하고 있으며, 향후 민간건축물이나 공동주택등에도 적용이 됐을 시, 제로에너지건축물의 인증을 통한 에너지절감형 건축물은 큰 폭으로 늘어날 것이다.

제로에너지건축물에서의 창호는 난방에너지 절감을 위한 열관류율과 더불어 냉방에너지를 절감하는 기준이 되는 SHGC값에 맞춰 유리가 적용되어야 한다. 우선적으로 주거용 건축물은 난방에너지 절감을 위한 열관류율이 중부1기준으로 0.8이하로 낮춰질 수 있으며, SHGC값은 0.4이상으로 난방부하를 저감해야 한다.

비주거공간인 상업용건축물은 로이삼중유리등 고기능성유리를 중심으로 SHGC 0.3미만의 유리를 적용해야 한다. 코팅유리 시장은 고기능성 코팅유리시장으로 변화되고 있으며, 난방에너지절감을 위한 로이유리에서부터 냉방에너지절감을 위한 태양열차폐유리, 더 나아가 복합기능성 유리의 적용은 보편화 될 전망이다. 우선적으로 냉난방의 4계절 효과를 나타낼 수 있는 더블로이, 트리플로이유리의 적용은 계속 늘어날 예정으로 창호시장도 빠른 대비가 필요한 부분이다.

고성능 코팅유리 제품이 전체 판유리 시장의 핵심 가치 창출

코팅유리는 박막으로 표면을 피복한 유리로 흔히 말해, 유리표면에 다양한 기법을 통해 물질을 입혀 새로운 기능을 추가한 제품이다.
건축용 판유리시장에서 가장 기본적인 코팅유리는 로이유리, 열선반사유리, 스팬드럴유리가 있다. 코팅유리는 유리에 어떤 물질을 코팅하느냐에 따라 다양한 기능을 연출하는데 건축용 유리시장에서 코팅유리는 에너지절약을 중심으로 미려한 디자인, 자외선차단등의 쾌적한 생활과 밀접한 관계를 갖고 큰 폭의 성장을 지속하고 있다.

가장 대표적인 제품이 로이유리이며 로이유리는 난방비를 25%정도 줄여주면서도 유리 고유의 투명도는 유지하여 에너지절약 핵심적인 친환경 제품이다. 로이유리는 판유리의 한쪽 면에 얇은 은(Ag)막을 코팅하여 만드는 제품으로, 태양의 가시광선을 대부분 투과시키고, 태양열선의 상당부분을 반사시키는 특징이 있다. 특히 겨울에는 실내의 난방열을 다시 실내측으로 반사시켜 실내의 온기가 바깥으로 빠져나가지 않도록 하므로 에너지 절약 관점에서 탁월한 제품이다.

일반적인 로이유리가 난방에너지절감에 효과가 높았다면, 냉방에너지절감의 효과가 높은 코팅유리가 열선반사유리다. 열선반사유리는 다양한 색상을 통해 건축물의 세련미를 한층 살려주며 가시광선의 실내유입을 조절하고 직사광선을 통한 온도상승을 부분적으로 차단하여 냉방에너지의 절감에 효과가 높다. 일반적으로 반사유리로 불리며 도시화가 집중되어 있는 상업용 건축물에 많이 적용되고 있다. 반사유리는 블루, 브론즈, 그레이 제품이 많이 적용되고 있고, 투명유리와 결합하여 복층유리 적용된다. 현재는 블루, 브론즈, 그레이등의 유리와 로이유리가 결합하여 적용되는 것이 보편화 되고 있다.

에너지절약형 건축물 시장이 보편화 되면서 코팅유리의 적용은 정확한 수치계산을 통해 다양한 방향의 제품이 적용될 것으로 예측된다. 우선적으로 건축물의 최적의 에너지절약을 구현하기 위한 일사량등에 맞춰 창의 향배치등이 달라지며, 적절한 코팅유리의 적용은 기본이 되고 있다. 코팅유리는 기능성에 맞춰 보다 다양해지고 고기능화 되어가고 있으며, 일반적인 싱글로이유리에서 더블로이유리, 트리플로이유리의 적용은 큰 폭으로 늘어날 것으로 보인다.

급속한 도시화로 주거와 상업공간의 경계가 모호해지는 시점에서 코팅유리의 변화는 난방과 냉방을 따로 구분하지 않는 복합기능을 갖춘 제품이 대안으로 떠오르고 있다. 상업용건축물로 냉방에너지만을 절감하기 위한 무분별한 반사유리의 적용은 도심 미관을 저해하고 주변에 피해를 줄 수 있기 때문에 반사율은 점차 낮추면서 로이의 비중은 늘어나고 있다. 특히 상업용 유리시장에서 큰 변화에 맞춰 적용이 늘어날 것으로 예상되는 제품은 트리플로이유리로 냉난방에너지를 한번에 잡아 줄 수 있는 고기능성유리 제품이다. 유리의 변화에 맞춰 창호도 빠른 변화를 맞고 있으며, 제로에너지에 맞춘 시스템창호등의 시장은 큰 폭으로 확대되고 있다.

코팅유리 시장의 최대의 변화는 여름철 태양열 제어

코팅유리 시장의 지각변동의 핵심은 냉방에너지 절감으로 여름철 태양열을 적절하게 제어하여 에너지를 절감하는 방안이 검토되면서 큰 폭의 변화의 바람을 맞고 있다.

건축물의 에너지절감을 논할 때 이제는 난방에너지, 냉방에너지를 따로 두고 계산하지 않는다. 창호의 U-Value와 G-Value가 모두 검토되어 에너지 소비의 총량을 보고 창세트의 효율등급을 판단하게 된다. 난방과 함께 냉방까지 모든 부분을 아우를 수 있는 창호 시장의 변화는 코팅유리시장의 변화와 일맥상통하며, U-Value와 G-Value를 다 만족할 수 있는 고기능성 코팅유리시장으로 빠르게 변화해가고 있다.

코팅유리 시장의 방향은 난방에너지 절감을 위한 로이유리가 주도적인 역할을 해 왔다면, 이제는 냉방에너지 절감을 위한 다양한 기능을 부여하는 것이 변화의 방향이다. 냉방에너지 절약을 위한 유리의 적용은 SHGC값과 차폐계수(SC)를 확인하여 적용해야 한다. 차폐계수(Shading Coefficient)는 햇빛이 유리면에 침입하는 열량을 계산할 때 사용하는 계수로서, 일사 차폐물에 의해 차폐된 후의 실내에 침입하는 일사열의 비율, 즉 투명 유리창으로부터 침입하는 일사열을 기준으로 하여 그것과의 비율을 나타낸다.

여기서 차폐물은 유리를 나타내며 일사는 유리를 통해 들어오는 태양열을 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 막아줌으로서 시원한 실내공간이 연출되지만 겨울에는 효율이 떨어질 수 밖에 없다. 또, 유리의 투명성을 바탕으로 넓은 조망권을 나타내는 가시광선 투과율도 떨어트려 탁하고 답답함을 느끼게 한다. 과거 차폐계수만을 낮추기 위한 노력이 있었다면 이제는 차폐계수도 낮추면서 열관류율과 가시광선투과율까지 고려한 고기능성의 유리 제품의 적용이 필요하다.

향후 코팅유리 시장은 냉난방 에너지절감의 탁월한 더블로이 및 트리플로이유리 시장이 확대될 것이며, 코팅기술읠 발달은 다양한 스마트유리를 비롯하여 고기능성 유리 제품의 수요확대와 같이 성장해 나 갈 것이다.