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녹색생활TIP

 제목   [기획 연재ㅣZOOM in SEDC TECH] 드림센터의 고성능 창 시스템.Ⅰ
 작성자   관리자  등록일   2018-06-03
 이메일   seouledc@seouledc.or.kr  조회수   360

[ZOOM in SEDC TECH]
드림센터의 고성능 창 시스템.Ⅰ

건물에 창이 없다면? 이러한 가정을 해보셨나요?
  건물에서 창이라는 역할은 건물의 디자인 요소가 되기도 하며, 조망, 채광, 환기 등을 제공하는 필수적인 요소입니다. 
겨울철 옛 건물에 방문한 경험이 있다면, 창 주변에서 틈새바람이 들어와서 춥고 창 주변에 서리(결로)가 맺힌 모습을 본 적이 있을 겁니다. 창 주변에 뽁뽁이 및 방풍지를 설치하여 틈새바람 및 결로를 예방하기도 하지요. 고성능 창 시스템을 적용하고 시공하기 위해서는 기술적으로 고려해야 할 사안이 있습니다. 이러한 창이 제로에너지건축물에서 얼마나 큰 역할을 하는지 소개하고자 합니다. 

일반적으로 건축물의 열전달 방식은 전도, 대류, 복사입니다. 또한 창에서도 그림1과 같이 전도, 대류, 복사로 열이 전달이 됩니다. 예를 들어 겨울철의 경우, 실외측 차가운 공기와 실내측 따뜻한 공기의 공기 차에 의하여 전도, 대류, 복사가 나타나는 것입니다. 단열재가 설치되는 불투명한 외피에 비해 상대적으로 단열성능이 취약한 창의 경우, 건물에너지 소비 및 재실자의 쾌적도에 미치는 영향이 매우 큽니다. 건물에너지를 절약하기 위해서는 고성능 창 시스템의 기술이 적용되어야합니다.  


고성능 창 시스템이 되기 위해서는 여러 가지 기술을 고려해야 합니다. 창의 열관류율을 낮춤으로써 에너지성능을 향상시키는 방향으로 고성능 창 시스템이 발전했습니다. 열관류율에 가장 큰 영향을 미치는 창의 구성요소는 창에서 차지하는 면적이 가장 넓은 유리입니다. LBNL1에서는 유리의 에너지성능을 향상시키기 위한 방법은 다층 유리, 로이코팅, 기체 충진, 에지 실 등이 있습니다. 다층 유리란, 유리를 여러 장 덧대어 여러 개의 유리 층을 구성하고, 유리와 유리 사이의 공기 또는 전도율이 낮은 기체를 충진하여 밀봉하는 다층 유리라고 합니다. 다층 유리에서 주요 열전달 방법은 온도가 높은 유리로부터 온도가 더 낮은 유리 방향으로 복사 열전달이 일어납니다. 유리 사이 공기층에 면하는 유리 표면을 로이코팅을 하면 복사열전달을 상당히 줄일 수 있으며, 따라서 창 전체 열관류율을 낮출 수 있습니다. 로이코팅이 설치되는 위치에 따라서 태양열취득률이 큰 영향을 미치게 됩니다. 로이코팅의 재료는 방사율이 낮은 금속 또는 금속 산화물이며, 태양 스펙트럼에서 가시광선 영역은 투과하고, 다른 파장대의 영역은 차단하여 원치 않은 태양열 획득을 줄이려는 목적으로 사용합니다. 그림 2와 같이, 복층유리로 구성된 창의 경우, 난방을 주로 하는 기후에서는 겨울철 태양열획득을 최대화하기 위해 #3번 면에 로이코팅을 하는 것을 권장합니다. 반면에 서늘한 기후에서는 #2 면에 로이코팅을 하는 것이 태양열획득을 줄이고 에너지효율을 극대화하는데 더 유리합니다. 삼중 유리 등에는 다면에 로이코팅을 하는 경우도 있으며, 이는 창의 열관류율을 낮추는데 기여합니다. 

1 Lawrence Berkeley National Laboratory (2013). Window/Therm 6.3 NFRC Simulation Manual.



다층 유리의 유리 사이 중공층에는 공기 또는 열전도율이 낮은 비활성기체를 충진함으로써 에너지성능을 향상시킬 수 있습니다. 중공층에 충진되는 기체는 공기, 아르곤, 크립톤 등을 사용하고 있습니다. 비활성기체를 충진하면 공기를 충진하는 것보다 단열성능이 약 5% 더 향상되는데, 로이코팅 된 유리 중공층에 아르곤이나 크린톤 등 비활성기체를 충진하면 단열성능이 15~20% 향상됩니다. 에지 실은 스페이서, 데시컨트, 실런트로 구성되며, 다층 유리에서 유리 간 간격을 유지시키고 습기의 침투나 중공층 충진 기체의 누기를 방지하기 위해 사용됩니다. 에지 실의 열 특성은 창의 결로 및 열관류율에 영향을 미치게 됩니다. 

그림3과 같이, 서울에너지드림센터에는 고성능 창 시스템으로서 3중 로이코팅 창 시스템이 적용되었습니다. 건물의 창호는 1.0W/㎡K, 유리는 0.7W/㎡K 이하의 열관류율을 유지할 수 있는 양면 로이코팅으로 처리된 삼중로이유리를 적용하였습니다. 유리 사이의 중공층에는 아르곤가스가 충진되어 있습니다. 단열기능이 강화된 알루미늄 기밀성 창호 시스템을 적용하였으며, 외부 창호공사 시에 기밀테이프는 100mm, 75mm가 적용되었습니다. 




최근 서울에너지드림센터 주변에서 방문객들의 공놀이 등으로 인하여 고성능 창 시스템이 파손되는 경우가 있었습니다. 
실내 재실자 및 시설 방문자 모두의 안전을 위협하는 행위이니 가급적 센터 가까이에서 공놀이 등을 삼가주세요. 
 


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