KCC 중앙연구소 건축환경연구센터 시스템연구팀 김양규 팀장

건축물 에너지 절감에 기여하는 건축환경연구센터

건축 환경 기술 분야의 미래성장 동력 확보를 위해 건축 환경 시장을 선도하며 글로벌 경쟁력을 강화하고 있는 KCC에서 지난해 12월 개관한 ‘건축환경연구센터’가 창호·유리 업계에서 화제가 되고 있다.
총 50여 가지의 친환경 기술을 접목시킨 KCC 건축환경연구센터는 그린홈 및 그린빌딩의 최적성능 확보를 위한 연구개발을 주목적으로 하면서 실험 데이터를 공유해 건설업체 및 유관기관, 학계와의 긴밀한 협력 체재를 구축해 실증적인 현장 적용성 검증을 비롯 경제 효과까지 분석하면서 신뢰성을 높이고 있다.

23년 동안 KCC에서 근무하면서 소재부터 제품개발, 기술영업, 시스템 개발까지 다양한 활동을 해온 KCC 건축환경연구센터 시스템연구팀 팀장 김양규부장을만나 KCC 건축환경연구센터에 대한 전반적인 소개와 건물에 적용된 에너지절감기술, KCC 창호와 유리의 최근 연구개발 동향에 대해서 들어봤다.

KCC 건축환경연구센터에 대한 전반적인 소개를 부탁합니다.
경기도 용인 KCC 중앙연구소에 위치한 ‘건축환경연구센터’는 지하 1층, 지상 6층의 연면적 2,600여 ㎡ 규모로 주거용 건물 실험관과 상업용 건물 실험관 등 2개 동으로 운영되고 있습니다. ‘친환경 건축에 대한 더 좋은 생각’을 모토로 하는 KCC 건축환경연구센터는 친환경 및 고효율 에너지 요소기술을 적용한 그린홈 및·그린빌딩의 최적성능 확보를 위한 연구개발을 주목적으로 하면서 제품 전시나 홍보 보다는 연구 및 실험에 중점을 두고, 각종 건축자재의 물성을 조합해 최적의 효과를 낼 수 있는 신기술 개발에 주력하고 있습니다.

KCC는 건축환경연구센터의 실험 데이터를 공유하는 등 건설업체 및 연구기관, 학계와의 긴밀한 협력체제를 구축해 실증적인 현장 적용성 검증을 비롯해 경제적 효과 분석까지 실시하고 있습니다. Test Bed 적용을 통해 Field Data 확보, 경제적 효과분석, 현장 적용성 검증 연구개발이 활발히 이뤄지고 있는 것입니다.

건물 구성은 주거용 건물 실험관은 132㎡면적으로 1층은 제로 에너지 하우스를, 2~3층은 각각 50%, 20%의 에너지 절감 하우스를 구현하는 요소기술 연구개발에 집중하고 있습니다. 4~5층은 건식 시스템의 품질평가 실험이 가능한 3-R LAB (Recycle, Reduce, Reused)으로 운영됩니다.
상업용 건물 실험관은 144㎡면적으로 이중 외피 커튼월에 태양전지 모듈을 장착한 BIPV( Building Integreted Photo Voltaic System)시스템을 부착해 태양광 발전 성능 및 유리 외피의 건물 냉난방 부하 저감 성능을 시험하고 환경 친화적인 건물 입면 디자인 개선을 위한 Visual Mock-up test 등을 진행하고 있습니다.

특히 주거용 건물 실험관에서는 신재생 에너지 및 고단열 요소 기술을 적용해 실제 에너지 사용량을 모니터링 하는 ‘제로 에너지 하우스’검증 실험을 실시하고 있으며 벽체, 창호의 외피 단열 시스템 실험 등이 실시되고 있습니다.

연구센터에 적용된 에너지절감 요소들은 어떤 기술들이 있습니까
건축환경연구센터에는 총 50여 가지의 친환경 기술을 통해 화석에너지 사용과 이산화탄소 배출등의 제로화 요소 기술들을 적용했습니다. 일반적인 기존의 건축물 에너지 사용량을 100으로 잡을 경우 1층 제로하우스의 경우 삼중복층유리창호와 진공단열, 외단열 시스템, 지열 냉난방 시스템 등 친환경 기술 적용을 통해 에너지 효율을 극대화해 약 80%의 에너지를 절감하고 나머지 20%의 에너지는 태양광 발전 등 신재생 에너지를 통해 자체적으로 생산하고 있는 구조입니다.

창호와 유리외장 기술과 관련 좀 더 구체적으로 설명 드리자면 창호부분에는 1층 제로에너지 주택에 단열성능 0.8W/㎡K 수준의 고단열 삼중유리 창호 적용을 비롯해 4~5층 거실과 침실구간에는 커튼월 타입의 PVC+알루미늄의 복합재질 이중창과 Punched 타입의 복합 이중창이 적용됐으며 2~3층 에너지 저감 주택에는 창호만으로 기존 난간대 기능을 대체하는 분할식 발코니 이중창 250과 260 제품이 적용됐습니다. 또한 BIPV솔루션 제시를 위해 실험동 공동주택 이중외피 스팬드럴 부위에는 결정질형 BIPV 창호가 적용됐으며 4~5층 PVC 커튼월형 창호에는 박막형 BIPV시스템이 적용됐습니다.

도어 제품으로도 진공단열재 12T를 적용한 방화문도 설치돼 있습니다. 이 제품은 단열성능 0.75W/㎡K수준과 기밀성능 1등급을 자랑하는 제품입니다.
유리 외장기술로는 차양과 환기를 조합하고 스팬드럴 부위의 PV모듈을 적용한 4-Side타입의 이중외피기술이 적용됐으며 알루미늄 Stick, Unit 커튼월 기술과 강화접합유리를 이용한 고정식 타입의 유리 커튼월 MPG시스템을 적용했습니다.

최근 KCC 창호와 유리제품 연구개발 동향은 어떻습니까?
KCC는 최근 강화되고 있는 건축물의 에너지 세이빙 정책에 따라 시장상황에 걸 맞는 제품을 지속적으로 개발하고 있습니다. 건축환경연구센터의 창호와 유리의 연구동향은 창의 기본성능인 단열과 방음, 기밀, 수밀, 내풍압성을 기본으로 소비자가 실제 체험하기 힘든 부분들을 디테일하게 실험하면서 소비자가 느낄 수 있는 감성품질 개발을 위해 최선을 다하고 있습니다.

실제로 건축환경연구센터 제로에너지 주택은 40평형의 공동주택을 그대로 인테리어 하면서 창호 제품을 적용시켜 실제주택에 제품이 적용됐을 때의 테스트 값을 구해 소비자에게 보다 고품질의 제품을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 주거용뿐만 아니라 상업용 건물에서의 냉난방부하 개선 연구 활동도 지속적으로 강화하고 있습니다.

시공에 대한 연구개발 동향도 활발히 진행되고 있습니다. 창호와 유리제품은 시공이 매우 중요합니다. 제품들이 얼마나 정확하게 시공되느냐에 따라서 제품의 성능이 달라지기 때문입니다. 이를 위해 건축환경연구센터에서는 보다 편리하게 시공이 가능한 제품 개발을 위해 계속 고민하면서 연구 활동을 하고 있습니다.

이런 연구 활동을 바탕으로 창호와 관련 최근 개발한 주요제품에 대해 소개하면 알루미늄과 PVC창을 결합한 발코니 복합이중창 270 제품이 있습니다. 이 제품은 내부는 단열성능이 우수한 PVC창호를 적용했고 외부는 강풍에 견고한 알루미늄 창호를 결합한 복합 이중창입니다. 외관의 아름다움을 강조한 커튼월형 이중창으로 다양한 태양전지를 적용해 입면다양화 시킬 수 있는 다양한 장점이 특징입니다. 유리와 관련해서도 냉난방부하를 보다 절감 시킬 수 있는 제품을 개발하기 위해 노력하고 있으며 고성능의 로이유리, 삼중복층유리 등의 기술 개발이 활발하게 이뤄지고 있습니다.

이렇듯 KCC는 이미 최고수준의 창호와 유리제품을 공급할 수 있는 기술을 확보했기 때문에 고성능 창호와 유리의 시장 확대가 이뤄질 경우 차별화된 제품으로 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

그동안 창호와 유리의 기술적 변화는 어떻게 진행됐는지요?
창호 제품의 개발동향과 관련 크게 성능과 기능, 디자인, 경제성 4개 부문으로 나눠 말할 수 있습니다. 창호 성능과 관련해서는 불과 몇 년 전만 해도 창호의 기본 성능인 단열, 방음, 기밀, 수밀, 내풍압성과 같은 5대 성능 확보에 주력해왔었습니다. 특히 정부의 에너지세이빙 정책 강화로 단열에 대한 키워드가 강조되면서 최근 열관류율 0.8W/㎡K수준의 고단열 창호가 개발되고 있지만 단열성능 향상과 함께 냉난방 에너지 부하를 저감 시키는 창호개발도 활발하게 이뤄지고 있고 창호 기술의 융복합화로 에너지 재생 기술을 접목한 창호 제품도 개발되고 있습니다. 초고층용 고풍압 성능의 창호 개발도 활기를 띄고 있습니다.

기능에서는 Sliding과 T/T 등 단순 개폐방식의 창호에서 벗어나 다양한 형태의 개폐 시스템이 도입되면서 복합 기능성 창호와 하이브리드 환기를 접목한 창호, IT 기술융합 인공지능형 창호가 개발 되고 있습니다. 디자인에서는 기존 획일화된 프레임 형상과 단순한 컬러로 단지 핸들 디자인 변화로 인테리어성을 부여했던 것에서 벗어나 최근에는 창호제품이 인테리어 자재로 인식이 전환되면서 입면 디자인의 다양화와 프레임 컬러 패턴의 다양화, 금속질감의 PVC창호 등 복합 재질 창호 개발로 디자인이 한층 미려해지고 있는 게 특징입니다. 경제성면에서도 기존 PVC레진 가격의 지속적인 상승과 건설사 직발주로 인한 가격경쟁이 심화되면서 경제적 사양의 보급형 제품이 개발되고 있으며 가시공이 용이하고 부자재 단순화를 통해 경제성을 확보한 제품 개발이 활발히 이뤄지고 있습니다.

유리 제품의 경우는 90년대 단순 채광과 비, 바람 등을 막아주던 투명유리에서부터 칼라색상과 직사광선을 차단하는 색유리와 금속코팅으로 거울효과를 가지면서 외장효과가 우수한 반사유리로 기술이 발전해왔고 2000년대 들어서는 결로 예방과 난방부하 절감이 우수한 로이유리가 등장하였습니다. 이후 2000년대 중반 이후부터는 자외선과 태양열을 차단해 냉방부하를 절감시키는 솔라유리에서 최근에는 냉방과 난방기능을 모두 만족시켜주면서 에너지 절약이 우수한 더블로이 제품까지 기술 발전이 진행되고 있습니다.

덧붙여 KCC의 유리 제조 기술은 해외선진국 수준에 근접하다고 보고 있습니다. 관련 시장 확대에 따라 기술발전의 속도에 차이가 난다고 봤을 때 유럽과 같은 경우 로이유리 보급률이 50~80%정도 수준이지만 국내는 아직 5~10% 이하 정도 수준입니다.
이런 시장상황에서 국내 유리업체의 기술발전은 단기간 기술이 크게 발전해왔다고 생각합니다. 지금 현재 선진유럽과 크게 기술적 차이가 나지 않는 상황에서 로이유리의 시장 활성화가 보다 빨리 이뤄지면 국내 업체의 유리 제조 기술은 더욱 향상될 것으로 전망합니다.

끝으로 건축환경연구센터의 앞으로 계획이 궁금합니다
KCC는 건축환경연구센터를 통해 미래주택을 위한 친환경 기술을 개발, 공유·보급해 나감으로써 미래주택 기술의 실현을 선도해 나갈 계획입니다. 건축 환경 기술 분야의 미래 성장동력 확보를 통해 건축 환경 시장을 선도하고 글로벌 경쟁력을 강화하겠다는 것입니다. 이런 KCC의 의지와 함께 KCC 건축환경연구센터는 역시 건축물 에너지 절감의 실질적인 효과를 연구할 수 있는 유일한 곳이라는 자부심을 바탕으로 쾌적하고 건강한 친환경 건축물을 위한 다양한 연구 개발을 진행해 나감으로써, 글로벌 에코 스탠더드 건축 문화를 정립해 나가는데 앞장설 계획입니다.

취재협조_KCC 건축환경연구센터 031.288.3390