전체 에너지 소비량의 98%를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 건축물 에너지 소비량은 국가 총 에너지 소비량의 25%(연간 약 17조원)를 차지하고 있다. 대형 고층건물 증가에 따른 에너지 비용증대, 신규, 재개발 아파트를 중심으로 일반 주택증가, 주상복합, 발코니 확장등 웰빙트렌드에 의한 냉?난방비 급증은 가뜩이나 자원 부족국인 우리나라의 경제에 악영향으로 자리 잡고 있다. 이에 정부에서는 건축물에 대한 에너지절약 기준을 강화하고 있으며 건축물에 있어서 에너지 손실이 가장 큰 창호에 관련하여 지속적인 절감정책을 내놓고 있다.
국내 건축물에서 에너지 손실율을 살펴보면 창호를 통해서 빠져나가는 에너지가 전체에 35%를 차지한다. 이는 창호를 통해 빠져나가는 에너지 손실을 막으면 쾌적한 주거환경 구현과 함께 건축물에서의 에너지 절약에 가장 큰 핵심 포인트가 될 것이다. 창호에서의 에너지 절약에 가장 중심은 복층유리이다. 단열을 위해 제작되는 창호에 가장 기본적인 유리가 복층유리이며 복층유리를 통해 에너지절감 및 차음등 다양한 효과도 동반된다. 건축물에서 외기와 맞닿는 부분에 적용되는 유리가 복층유리고 국내 주거용 유리시장에서 복층유리의 사용 비중은 전체 70%에 이를 정도로 그 비중이 크다.
에너지관련 법규 점차 강화로 복층유리의 단열성능 반드시 높여야 한다
정부의 저탄소 녹색성장은 건축물에 있어 열관류율을 낮춰 에너지 소비를 최소화하는데 가장 큰 의의가 있다.
우선 건축물의 설비 기준에 관한 규칙으로 창 및 문 열성능 기준이 강화되었다. 올 2월부터 시행되고 있으며 신규건축물에 대한 수요는 내년 중순이후부터 물량이 쏟아져 나올 것으로 예상되고 있다. 이는 건축물에 부위에 따른 열관류율을 낮추는 것을 의미하며 공동주택을 기준으로 외기와 직면하는 경우, 열관류율이 중부지방은 2.1 이하, 남부지방은 2.4 이하로 규정하고 있다. 중부지방 기준으로 기본적으로 이중창으로 적용되어야 하며 단창 일 때는 반드시 로이복층유리가 적용되어야 한다. 이 외에 공동주택이 아닌 경우 중부지방 2.4이하, 남부지방 2.7이하로 규정되며 오피스 건물 등 일반적인 단창의 복층이 적용될 시에도 무조건 로이복층유리가 적용되어야 할 것이다.
건축물의 에너지절약 설계 기준은 지난 2010년 7월 1일 개정 및 시행되고 있다. 핵심내용은 단열에 대한 기준을 강화한 것으로 창 및 문, 벽의 열관류율 값을 0.46～0.92W/㎡K로 등급을 분류하고 있다. 이는 외벽 평균열관류율의 최저기준을 강화(기존 1.26～1.41W/㎡K에서 0.80～0.92W/㎡K로 개정)해서 최저치의 제한 규정을 통해 벽면율 상향 또는 로이유리 사용을 유도하고 있다. 에너지절약 설계기준은 권장사항으로 인증등급에 따른 인센티브를 부여하며 에너지성능지표검토서 평점 합계가 90점 이상일 경우 1등급, 80～90점미만일 경우 2등급으로 1등급시 건축기준 완화 비율 12%이하, 2등급시 8%이하로 혜택을 준다. 인센티브는 친환경건축물로서 인증을 받은 경우에 적용되며 건축기준 완화에는 용적율 완화, 건축높이 제한완화, 조경면적 축소등 단열의 기준을 지켰을 시 높은 혜택이 보장된다.
다음으로 친환경 주택의 건설기준 및 성능은 지난 2010년 10월 1일 개정 및 시행되고 있으며 열관류율 기준을 강화한 것이다. 적용범위는 주택범 제 16조 제 1항의 주택건설사업계획의 승인을 얻어 건설하는 20세대이상의 공동주택에 대하여 적용되며 저에너지 건물조성기술(고단열, 고기능외피, 기밀설계, 일조확보등)로 60㎡ 초과-20%이상, 60㎡이하-15%이상 에너지절감을 내세우고 있다. 예외규정으로 전용면적 60㎡초과 주택의 경우 중부지방 외기직면 열관류율 1.4, 남부지방 1.6이며 외기에 직면하지 않을 시 중부 2.8, 남부 3.0을 기준으로 한다.
60㎡이하 주택은 외기직면 중부 1.7, 남부2.1이며 외기에 직면하지 않을 시 중부 2.6, 남부 2.9로 정해졌다. 이는 열관류율 기준으로 충족했을 시 별도의 평가 없이 친환경주택으로 인정됨을 의미한다. 친환경 주택으로 인정받기 위하여 중부지방을 기준으로 봤을 때 이중창에도 로이를 적용해야 나올 수 있는 수치이다. 열관류율 기준은 창호와 유리의 완성창 기준이며 지금까지의 분리발주에서 이제는 통합발주로 변화하는 과정에서 유리는 참고치로 전체를 마지막 단계인 창호에서 조합 제시해야 한다. 현재 정부는 친환경 녹색정책으로 친환경 주택 100만호 시행을 발표했으며 LH공사를 중심으로 건설사들도 이에 따른 친환경 주택으로의 전환을 진행하고 있다.
창호의 에너지소비 효율등급제도 창 및 문의 열성능 기준을 강화한 것으로 주택부분 강제사항(통합발주분)으로 2012년 7월 1일 시행 예정이다. 창호의 에너지소비 효율등급은 기존의 자동차, 가전등에 시행되던 등급제와 유사하며 열관류율에 따른 등급을 표시하여 에너지 절약의 우수한 제품의 공급을 유도하게 된다. 열관류율 기준으로 1등급 1.0이하, 2등급 1.4이하, 3등급 2.1이하, 4등급 2.8이하, 5등급 3.4이하이다. 최소효율기준은 건축법 에너지절약설계 기준 개정안과 연동하며 1등급 설정기준은 국내 기술/제품군 최우수 성능기준을 나타낸다. 3등급 설정 기준은 고효율 창호 성능기준 및 건축법 에너지절약설계기준 등과 연동한 수치이다.
표기는 프레임 재질과 유리구성을 모델명칭과 연계하여 표기하며 등급에 따른 브랜드의 가치를 높일 수 있는 부분이기 때문에 높은 등급의 제품을 공급하기 위하여 로이복층유리를 비롯한 고기능성복층유리의 공급은 필수로 자리잡게 된다. 창호의 에너지소비 효율등급제는 창호와 유리의 결합 형태로 측정되기 때문에 통합발주분에 한해 진행된다. 향후 지역별 차등성능 기준 적용, 일사취득계수, 가시광선투과율, 결로방지성능등의 항목을 검토하고 있고 특히 여름철 냉방비를 절약을 위한 차폐계수 항목을 신중히 고려하고 있는 중이다. 이번 창호 에너지소비 효율등급제 시행으로 인해 기존의 고효율 에너지 기자재 인증은 폐지될 예정이다.
이렇듯 정부의 에너지관련 법규의 가장 중심은 단열성능을 높이기 위한 열관류율을 낯추는데 집중되고 있다. 높은 기준의 단열성능에 부합하기 위해서는 기존 복층유리에서 로이복층유리의 기능성유리 적용은 반드시 뒤따라야 하며 더 나아가 가스주입, 진공복층, 삼중복층등 고기능성 복층유리가 시장을 주도해 나갈 것으로 예상된다.
에너지절약의 기본은 복층유리로 고기능성 복층유리 시장 확대
건축물의 에너지절약 정책이 쏟아져 나오고 있는 상황에서 에너지절약의 직접적인 주체가 되며 가장 큰 변화를 겪고 있는 것이 복층유리이다.
복층유리는 최소 2장의 판유리와 간봉(Spacer)을 이용하여 건조한 공기층을 갖도록 만들어진 제품으로 창을 통해 빠져나가는 열 에너지의 양을 감소시켜 단열과 결로방지의 효과를 준다. 특히 단열에서의 효과가 우수하여 난방비를 절약하며 소음차단의 효과와 함께 원판 색상에 따른 건축물의 개성도 표현할 수 있다.
복층유리 제조공정은 잘 세척된 두장의 유리에 스페이서와 1,2차 접착제, 흡습제등을 적용하여 완성된다. 복층유리는 통상적으로 1장의 유리를 사용하는 것보다 2배 이상의 단열성을 가지므로 냉난방(특히 난방) 부하를 경감시켜 주므로 단열성이 우수하다.
건축물에 있어 복층유리는 실외와 맞닿는 공간에 많은 적용이 이뤄지고 있으며 에너지절약에 있어서 복층유리의 중요성은 높아지고 있다. 복층유리 구성 및 품질에 따라 에너지 손실에 큰 차이를 보이며 고품질의 정확한 복층유리의 적용은 에너지 절약에 가장 기본이 되고 있다.
복층유리는 에너지 절약 차원에서 경제와 산업전반에 높은 높은 기여를 하고 있다. 보온 유지의 높은 장점을 오랫동안 지속하기 위해서는 재작과정에서의 자재의 올바른 선택과 기술이 뒷받침 되어야 하며 복층유리에 대한 올바른 인식이 함께 해야 한다.
건축물의 에너지절약의 가장 기본인 열관류율을 낮추기 위해서는 반드시 복층유리의 성능을 개선시켜야 하며 일반유리의 적용이 아닌 로이유리를 비롯하여 고기능성유리의 적용은 필수로 받아들여지고 있다. 이를 통한 고기능성 복층유리 시장으로의 변화는 복층유리 업체들의 앞으로 경쟁에서 승패를 좌우할 것이다.
복층유리에 고기능성유리 적용과 함께 품질의 중요성 부각
일반적으로 복층유리에 고기능성 유리를 적용하는 것은 이제는 기본으로 받아들여지고 있지만 고기능성 유리만 적용한다고 완벽한 복층유리의 성능을 보장하는 것은 아니다.
복층유리는 내외부에 맞닿는 곳에 설치되는 유리로서 제작 과정에서의 재료 사용에서부터 제작 방식에 따라 그 품질이 크게 좌우된다. 특히 설치 후 하자가 많이 발생하는 부분도 복층유리이며 제대로 제작된 복층유리의 선택 및 제작은 무엇보다 중요하다. 이는 작업자들의 정확한 품질교육과 함께 깨끗한 작업환경, 적절한 부자재의 적용등이 뒤따라야 한다. 가공시 실수로 인한 복층유리의 하자가 많이 발생하고 있으며 주요 하자로는 내부습기, 열깨짐, 실란트 에어포켓, 앞뒷판 단차, 배붙음, 실란트 오사용등 많은 부분에서의 하자로 인해 문제점은 끊임없이 나타나고 있다.
정확한 품질기준 설정이야말로 고기능성복층유리 생산에 있어 경쟁력을 높일 수 있는 가장 우선시 되어야 할 사항이다. 이를 위해 자동화생산라인을 중심으로 오차 없는 정확한 품질의 제품 생산이 선행되어야 하며 작업자 교육, 부자재 관리, 효율적인 생산시스템 구축 등 차별화 된 복층유리 가공 노하우를 갖추고 있는 업체가 경쟁력에서 앞서나갈 수 있다. 자체적인 품질 시스템에 의한 생산 방식을 확보해야하며 인입부터 입출까지 효율성을 극대화 해야 한다. 특히 복층유리에 로이를 적용할 시에는 코팅막이 손상되지 않게끔 세심히 다루는 것도 품질을 높이는데 선행되어야 할 부분이다.
복층유리 품질의 기본은 KS, 정확한 이해에서부터 시작 
모든 산업에 있어서 가장 기본적인 품질의 기준이 되고 있는 것이 KS인증 제도이다. KS인증은 국가가 정해놓은 한국산업표준(Korean Industrial Standards) 수준 이상의 제품을 안정적이고 지속적으로 생산할 수 있는 체제를 갖춘 업체(공장)에 대하여 그 품질이 한국산업표준에 적합하다는 것을 국가가 보증한다는 의미이다.
복층유리에 있어서도 예외는 아니다. 가장 기본이 되는 부분이 KS로 복층유리 가공업체들은 정확히 준수하여 고품질을 유지할 수 있는 기반을 마련해야 한다. 최근 들어 KS는 복층유리의 가장 기본이 되는 품질인증제도로 자리잡고 있지만 세부적으로 복잡한 KS 규정 때문에 제대로 이해하고 지키기가 쉽지 않다. 하지만 복층유리 가공에 있어서 정확한 품질 규정을 지키는 것이 KS와 부합하는 점이며 KS에 대하여 정확히 이해하고 기준을 갖추고 가공에서 적용했을 때 품질 경쟁력을 높일 수 있는 계기가 된다.
복층유리의 KS 기준은 과거 기능성유리나 안전유리등의 복합기능을 갖춘 가공유리 제품에 대한 기준은 따로 두고 있지 않았으나 최근 개정된 KS 기준에는 일반유리를 원판으로 사용한 경우와 로이 및 반사유리, 접합유리등을 사용한 제품은 제품에 따른 품질 심사기준에 합격해야 KS인증마크를 적용할 수 있다.
최근 들어 KS의 기준은 품질에 관하여 세부적인 개정을 거치고 있다. 그만큼 제품은 다양해지고 있으며 에너지절약 및 안전을 우선하여 다양한 기능성 제품이 복합적으로 적용되고 있기 때문이다. 이로 인해 KS인증이 필요한 가공업체들은 혼란스러워 하는 부분이 없지 않으며 정확한 KS 규정을 이해하는 것과 KS를 규정을 떠나 고품질의 제품 생산을 해야한다는 인식이 중요할 것이다.
KS L 2003 복층유리 규격 개정 - 간소화를 통해 인증비용 감소
최근 지속적인 개정을 거치고 있는 복층유리 KS 규정이 지난 9월 6일 개정고시와 함께 2012년 1월 1일부터 시행을 앞두고 있다.
개정된 주요사항을 살펴보면 기존 단열복층유리(1,2,3종), 태양열차폐복층유리(4,5종)의 5종류의 제품이 A, B, C의 3종으로 간소화 됐다. 기존 1,2종은 A종, 3종은 B종, 4,5종은 C종으로 변경된다.
일반적으로 우리가 알고 있는 것으로 보면 A종은 일반, B종은 로이, C종은 반사로 분류되며 최근 복합적인 기능성 복층유리의 적용이 늘어나고 있는 시점에서 반사+로이유리가 적용되었을 때는 열저항을 우선하여 B종으로 들어간다. 이 외에도 배강도유리를 적용하여 복층유리 제작시 표기사항에 강화유리가 포함되어 강화 및 배강도 유리를 사용 복층유리 제조시 강화 및 배강도 유리 명칭 또는 기호를 반드시 복층유리에 표기하여야 한다.
이번 복층유리 규격 개정의 목적은 종류를 간소화 하여 불필요한 부분을 없애고 가공업체들의 인증비용의 감소를 목적으로 개정됐다.
건축용 단열 복층유리 시장 빠른 속도 증가
건축용 에너지 관련 법규의 강화는 복층유리 시장의 빠른 변화를 가져오고 있으며 단열 복층유리 시장의 급속한 성장을 동반하고 있다.
국내 복층유리 시장은 연간 3000만㎡에 금액으로는 총 1조원 가량의 시장으로 추산되고 있다. 이중 건축용 단열복층유리 시장은 1500～2500억 규모로 추산되고 있으며 향후 2015년에는 8000억까지 성장할 것으로 업계는 기대하고 있다. 과거 16mm복층유리(5mm유리+6mm공기층+5mm유리)가 주류를 이루던 시장에서 단열에 효과를 극대화하는 22mm(5mm유리+12mm공기층+5mm유리), 24mm(6mm유리+12mm공기층+6mm유리)이상의 복층유리로 시장은 점차 변하고 있다. 복층유리에서 단열성을 높이기 위해서는 가장 중요한 부분이 유리의 선택이다. 단열성을 극대화 시켜주는 로이유리의 기본 적용은 선행되어야 하며 복층유리 내부의 공기층에 아르곤 및 크립톤 가스를 삽입하여 단열성능을 높이는데 많은 노력이 진행되고 있다. 덧붙여 단열 스페이서의 적용으로 결로예방 및 단열성능을 더욱 높여주는 것은 반드시 필요하다.
고기능성 복층유리의 가장 기본은 로이유리 적용
건축물의 에너지 절약에 있어 복층유리의 역할이 중요하게 부각되고 있는 시점에서 가장 필수적으로 적용되어야 하는 것이 고기능성 유리이며 그 중에서도 로이코팅유리의 적용은 기본으로 자리잡고 있다.
로이 복층유리는 복층유리의 내부에 면한 유리를 로이유리를 적용하여 공기층을 갖도록 만든 복층유리이다. 일반유리에 특수금속막을 코팅하여 단열성능을 극대화 시킨 고단열 복층유리이다. 이렇게 코팅 된 특수금속막은 가시광선을 투과 시켜 일반복층유리와 동일한 수준의 투과성을 유지하며 적외선은 반사시키는 성질 때문에 여름철에 태양의 에너지를 여과시키고 겨울철에는 난방열의 방출을 방지함으로서 에너지를 절약할 수 있는 제품이다. 현재 국내에서는 하드로이 코팅제품은 생산하지 않고 있으나, 상대적으로 성능이 뛰어난 소프트로이유리를 생산하고 있으며 최근에는 소프트로이 제품 중에서도 더욱 업그레이드 된 제품들이 부각되기 시작했다.
일반적인 로이코팅유리에서부터 강화가능 저방사막(Temperable Low-E)와 단열성능을 높인 이중저방사유리(Double Low-E), 더나아가 삼중저방사유리(Triple Low-E)까지 선보이고 있다. 창호로 인해 빠져나가는 열손실의 대부분은 유리에서 차지하고 있으며 이러한 유리에 고기능성 로이유리를 적용하는 것이 창호의 단열 성능을 높여주며 친환경 에너지절약형 건축물의 가장 기본 아이템으로 자리잡고 있다.
가스주입에서부터 진공, 삼중, BIPV복층까지 열관류율을 낮추기 위한 경쟁 가속
복층유리의 정확한 품질 체계 확립과 함께 가장 기본적인 로이적용 만으로는 열손실을 줄이는데 한계가 있는 것이 사실이다.
이에 국내 복층유리 시장은 보다 높은 기능성유리를 적용하여 최상의 에너지절약 효과를 얻기 위해 무한 경쟁을 진행하고 있다. 복층유리 공기층에 아르곤가스를 주입하여 단열효과를 높이기 위한 가스주입단열유리는 한국판유리산업협회를 통해 단체표준이 제정되었으며 LH공사 표준시방에 체택돼 적용이 확대되고 있다. 이중단열유리와 삼중단열유리로 나누고 있으며 85% 이상을 충진율을 나타내야 한다.
삼중복층유리의 가장 기본적인 구조는 3장의 유리와 2겹의 공기층을 갖는 구조로 3중의 복층유리를 구성하고 있다. 3장의 유리중에는 일반 싱글로이유리와 더블로이유리등 2장 이상의 로이유리 적용과 아르곤 및 크립톤 가스의 적용을 통해 열관류율을 대폭 낮출 수 있어 효율성이 우수하다. 특히 3중유리는 3장의 유리를 일체화 시킨 것이기 때문에 태풍등의 풍압에도 유리가 분리되지 않아야 하기에 구조적인 안전성을 확보하고 단열성을 갖춘 간봉의 적용으로 업체들마다 차별화를 시도하고 있다.
이 외에도 진공복층유리는 두 장의 유리 사이를 진공처리 해 열을 전달할 수 있는 매질을 제거, 창호에서 발생하는 전도 및 대류에 의한 열손실을 최소화해 단열 효과를 극대화시킨 유리다. BIPV복층유리는 건자재 일체형 태양광발전시스템으로 건물의 자가발전용으로 BIPV전용 Glass to Glass 투명모듈을 적용하여 건물외벽에 설치되어 광고효과 및 건물의 일체화 및 발전역할 동시수행 등을 통해 전력까지 생산하여 에너지절약에 큰 도움을 줄 수 있는 제품이다.
이렇듯 최근 복층유리시장은 에너지절약에 초점을 맞춰 점차 고기능화 되고 있는 시장으로 기존 복층유리 시장의 무리한 저단가 경쟁에서 벗어나 신기술의 고부가가치 사업으로 변모하고 있으며 어려움을 극복하고 경쟁에서 앞서나가기 위해 많은 노력이 필요할 때이다.
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