2010년 열관류율이 2.4W/㎡K로 법제화 진행

현재 에너지 소비량의 98%를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 건축물의 에너지 소비량은 국가 총 에너지 소비량의 약 25%(연간 약 17조원)를 차지하고 있다.
에너지 소비량은 해마다 증가하고 있으며 특히 건축물에서의 에너지 소비량은 큰폭으로 상승하고 있다. 대형 고층건물 증가에 따른 에너지 비용증대, 신규, 재개발 아파트를 중심으로 일반 주택증가, 주상복합, 발코니 확장등 웰빙트랜드에 의한 냉·난방비 급증은 가뜩이나 자원 부족국인 우리나라의 경제에 악영향으로 자리잡고 있다. 이에 정부에서는 건축물에 대한 에너지절약 기준을 강화하고 있으며 건축물에 있어서 에너지 손실이 가장 큰 창호에 관련하여 지속적인 절감정책을 내놓고 있다.
이는 건축물에 있어서 창호의 면적 증가와 무관하지 않다. 국내에서의 창호는 점차 대형화 되는 추세이다. 덧붙여 발코니 확장이 합법화되면서 외기와 유리창이 바로 맞닿게 되었고 조망권 확보와 감성공학적 설계에 의하여 창호의 면적은 지속적으로 증가하고 있다. 창을 통한 열손실량은 전체 건물의 약 25%를 차지하고 있다.
국내에서는 아직 단열설계 기준이 매우 낮아 중부지방 기준 외기에 면한 창호의 열관류율 의 법적 기준이 3.0W/㎡K(비주거용 3.4W/㎡K)에 불과하다. 하지만 건축물의 에너지절약 설계기준은 대폭 강화되고 있으며 2010년에는 제 4차 에너지이용 합리화 계획에 의해 열관류율이 2.4W/㎡K로 2012년에는 그보다 낮게 책정하는 협의가 진행되고 있다.
특히 건물의 에너지절감 성능을 평가하는 ‘건물 에너지효율 인증제도’의 적용대상을 단계적으로 확대하고 있으며 2012년 창호 에너지소비 효율 등급표시 의무화를 추진하고 있다. 이렇듯 창호부분에 있어서 열손실을 막아주어 에너지절약과 쾌적한 실내공간 연출에 가장 큰 부분을 차지하는 것이 유리이며 열손실을 줄이고 에너지를 절약하기 위하여 고기능성 단열유리인 로이유리의 적용은 어찌보면 필수로 받아들여지고 있다. -편집자 주

로이(Low-E)유리 시장 현황 및 전망

건축물의 구성요소에 있어서 유리와 창호는 뺄 수 없는 필수적인 요소이지만 건축물의 에너지 절약에 있어서 가장 취약한 부분이기도 하다.
현재 생산되고 있는 판유리 중 단열성이 가장 뛰어난 제품은 에너지 절약형 유리인 로이유리(Low-E) 일 것이다. 로이유리는 저방사 코팅(low-emissivity coating)법을 이용하여 유리의 표면에 아주 얇고 실제 잘 보이지 않는 금속막 또는 금속 산화 처리된 막을 입히는 방법으로 생산된다. 유리 표면에 금속등의 물질의 코팅으로 가시광선 투과율은 일반유리와 비슷하지만 적외선 반사율을 높여 실내외 온도차이가 클 경우 유리를 통한 열전달이 거의 없도록 제작되는 기능성 유리이다.
로이유리는 코팅방식에 따라 하드코팅(Hard Coating)과 소프트코팅(Soft Coating) 로이유리로 나뉜다. 하드코팅로이유리는 파이폴리틱 공법(Pyrolytic process)으로 플로트 공법의 판유리 생산 공정중에 시행하는 코팅으로 판유리 제조의 일부분에 해당되고 소프트코팅로이유리는 유리가공 공정중 표면가공으로 스퍼터(Sputter) 공법을 적용하여 스퍼터로이유리라고도 한다.
원판유리와 동시에 생산이 되는 하드코팅로이유리는 플로트 판유리 제조 공정 시 금속용액 또는 분말을 판유리 표면 위에 분사하여 열적 코팅을 시켜 생산된다. 하드코팅로이의 장점으로는 열적 코팅으로 코팅 경도 및 내구성이 강하여 강화 가공 등의 열처리가 가능하다.
그러나 코팅물질이 금속산화물(SnO2) 단일이어서 색상이 단순하고, 코팅막이 탁하다는 단점이 있으며 소프트코팅에 비해 성능이 떨어진다. 소프트로이 코팅방법은 기 생산된 플로트 판유리를 진공챔버 내 금속타겟이 설치된 별도의 가공 라인에서 Ag, Titanium, Stainless Steel 등의 금속을 이용하여 다층 박막 코팅시켜 생산된다.
소프트로이 코팅의 장점은 투명도가 높고, 여러 가지 금속 사용으로 다양한 색상 구현이 가능하며, 광학성능 및 열적성능이 우수한 장점을 가지고 있다. 그러나 하드코팅 대비 코팅경도 및 내구성이 약하고, 복층유리 제작 시 금속코팅막 산화방지를 위해 모서리의 코팅막을 제거하는 공정(edge stripping process)가 필요한 단점이 있다.

진화하는 로이유리 - 강화가능 로이유리(Temperable Low-E), 이중저방사유리(Double Low-E)

현재 국내에서는 하드로이 코팅제품은 생산하지 않고 있으나, 상대적으로 성능이 뛰어난 소프트로이유리를 생산하고 있으며 최근에는 소프트로이 제품 중에서도 더욱 업그레이드 된 제품들이 부각되기 시작했다. 예를 들어, 국내 판유리 제조업체에서 설비증설과 기능추가 등의 노력으로 국제규격의 표준설비를 갖추고 강화가능 저방사막(Temperable Low-E)와 단열성능을 높인 이중저방사유리(Double Low-E)를 생산하고 속속 출시하고 있어 더욱 다양한 기능의 로이유리가 공급될 수 있을 것으로 기대된다.
Temperable 로이유리는 일반로이유리가 강화가공시 발생되는 온도를 견디지 못하고 코팅막에 사용된 금속이 타는 문제로, 원판유리를 선 강화가공 후 코팅을 하는 과정을 거치는 단점이 있었으나, 이러한 문제를 개선하여 내열성이 강한 재료를 유리표면에 코팅하여 로이유리 본래기능인 단열물성을 그대로 유지하면서 강화가공 공정 중 발생하는 고열에도 견딜 수 있는 구조로 코팅된 유리로, 그 자체를 강화할 수 있는 특징이 있다.
최근 건물이 고층화 됨에 따라 풍압력을 견디기 위해 강화처리된 유리가 요구되고 있으며, Temperable로이유리는 후 강화가공으로 신속한 현장 납품이 가능하여 로이유리 보급화를 앞당길 수 있는 장점이 있다.
Double 로이유리는 전기전도성이 높은 Ag 막을 두 번 코팅하여 기존 Single 로이유리 (Ag 막을 한번 코팅) 대비 겨울철 단열성능은 약 10% 향상, 여름철 태양열 차단성능은 약 20% 이상 높일 수 있는 고단열 고차폐 로이유리 제품이다.
최근 지구 온난화로 인해 단열성능 뿐만 아니라 냉방성능도 요구됨에 따라 Double 로이유리 적용을 통해 냉방부하를 크게 감소 시킬 수 있다.

 

창호의 단열성능을 우수하게 해주는 제품은 바로 로이유리

로이유리의 가장 큰 특징으로는 겨울철에는 실내로부터 발생되는 적외선을 반사해 실내로 되돌려보내고 여름철에는 실외의 태양열로부터 발생하는 복사열이 실내로 들어오는 것을 차단해 창호의 단열성능을 우수하게 해준다.
일반적인 싱글로이유리는 결로예방 및 난방효과를 극대화 시켜주는 역할을 한다. 하지만 여름철 냉방효과는 극히 미미한 수준이어서 큰 효과를 볼 수는 없다. 이에 반해 솔라유리는 자와선, 태양열, 직사광선을 차단하여 주어 냉방에너지의 절감효과에 크게 기여한다.
여기에 더블로이(Double Low-E)는 복합기능의 4계절용으로 냉방 및 난방의 효과를 극대화하고 있다. 창호로 인해 빠져나가는 열손실의 대부분은 유리에서 차지하고 있으며 이러한 유리에 고기능성 로이유리를 적용하는 것이 창호의 단열 성능을 높여주며 친환경 에너지절약형 건축물의 기본이 될 것이로 보인다.

 

로이유리의 가장 큰 장점은 에너지 절약이다

 

흔히 건축물에 있어서 에너지 절약에 관한 기준을 제시할 때 많이 쓰는 단어가 열관류율이다. 열관류율(U Value:Uw)은 실내외의 온도차로 유리를 통과하는 열량의 크기로써 난방에너지 및 결로저항성능을 예측하는데 많이 활용되고 있다.
국내 열관류율 기준은 현재 3.0W/㎡K(비주거용 3.4W/㎡K)에 불과하지만 2010년 2.4W/㎡K로의 법의 강화와 향후 더욱떨어져서 선진국 수준의 기준이 적용될 전망이다. 이는 로이유리를 적용하였을 때 탁월한 에너지절약형으로 충족할 수 있는 부분이다. 보통 열관류율이 1.7W/㎡K 전후로 고성능창호로 평가하고 있으며 로이를 적용하였을 때 얻을 수 있는 수치이다.
로이유리를 적용하였을 때 일반 복층유리에 비해 에너지가 25%절감이 되어 냉난방비를 감소할 수 있다. 16mm(5mm유리+6mm공기층+5mm유리)일반복층의 열관류율은 2.8W/㎡K이지만 22mm(5mm유리+12mm공기층+5mm유리)로이복층의 열관류율은 1.8W/㎡K로 높은 에너지 절감효과를 볼 수 있다.
열관류율 수치가 낮을수록 유리를 통한 에너지 손실은 저감된다. 실례로 32평형 주택에 로이유리를 적용하였을 시 연간 18만 2천원의 절감효과를 거둘 수 있다. 이 외에도 자원에너지 절약으로 냉난방비 에너지 절약을 통한 연간 3,600만 베럴의 원유 절약, 냉난방 에너지 절약으로 석유사용을 줄여 CO2 절감효과도 볼 수 있는 녹색성장, 그린 사업의 바탕이 되고 있다.

 

국내 로이유리 적용 비율 3∼5%, 법제화와 맞물려 내년 10%대 성장 예상

국내 로이유리 적용 비율은 불과 몇 해전만 해도 1%미만으로 극히 미비한 수준에 머물렀다. 이는 로이유리에 대한 인식 부족과 가격의 상승요인으로 인하여 외면 받았던 것이 사실이다. 하지만 국내에 친환경 녹색성장이 자리 잡아가면서 신축건물의 대부분이 로이유리를 적용하고 있으며 현재 3∼5%정도의 적용비율을 보이고 있다. 이는 법제화와 함께 지속적인 성장을 예상되며 내년 10%대의 성장도 조심스럽게 바라보고 있다.
열관류율을 낮추고 에너지 절약형 고기능성 창호를 제작하기 위해서 일반 싱글로이유리에서부터 더블로이유리의 사용은 높아지고 있으며 더 나아가 트리플로이유리까지도 국내에 적용되는 시점이 다가오고 있다. 로이유리에 덧붙여 단열스페이서, 아르곤 및 크립톤 가스 주입등 고기능성 창호의 진화는 계속되고 있다.
현재 국내 로이유리 양산 업체는 KCC와 한국유리가 있으며 지속적으로 고기능성, 고품질의 제품을 개발하고 있다. 또한 KCC에서는 이맥스클럽, 한국유리에서는 듀오라이트클럽을 운영하여 고기능성 복층유리 시장을 주도해나가고 있다.

 

유럽시장 로이유리 적용 비율 평균 40%로 보편화

이제야 법제화 진행 및 로이유리의 적용이 크게 높아지고 있는 우리나라와 다르게 이미 유럽등 선진국에서는 로이유리가 보편화되어 적용되고 있다.
유럽시장에서의 로이적용 평균 비율은 40%정도이며 독일 91%, 스위스 70%, 오스트리아 72%, 네덜란드 50%이다. 일본 역시도 40%의 보편화를 이루고 있다. 이는 해외 선진국들이 일찌감치 에너지 절약 정책을 추진하여 왔으며 차세대 에너지 절약의 기준을 마련하고 있기 때문이다. 우리나라의 열관류율이 현재 3.0W/㎡K인데 반해 오스트리아 1.9W/㎡K, 영국 2.0W/㎡K, 일본 2.33W/㎡K으로 해외 단열기준에 비해 국내는 현저히 낮은 수준이다.
국가가 주도하여 에너지절약을 강조하고 법제화 시켜 홍보하며 공감대를 형성하고 있는 해외 사례에 비추어 봤을 때 국내도 비슷한 수준의 정책이 추진될 것으로 보인다.

 

건축물의 고층화 및 대형화 가속 - 로이복층을 기본으로 안전을 위한 로이강화, 로이접합유리 증대

우리나라는 외국과 다르게 건축물에 있어서 유리를 사용하는 양과 면적이 많다. 건축물은 점차 고층화 되고 유리는 대형화가 진행되면서 건축물의 미적 감각은 높아진 반면 에너지 절약과 함께 안전등 다양한 방면에 신경을 써야 한다.
기본적으로 고층 건물의 신축시 로이복층유리의 적용은 이제 보편화 되고 있다. 여기에 덧붙여 유리가 외피로 적용이 많이 되기 때문에 내풍압이나 기타 안전에 대한 확보는 필수이다. 이에 로이강화 및 로이접합유리의 시장도 큰 폭으로 확대되고 있다.
단순한 단열만을 위한 로이 적용이 아닌 복합 적용을 통해 건축물도 새롭게 변신을 시도하고 있다. 국내 판유리제조업체도 로이유리 코팅제조 기술의 발전 뿐만 아니라 국내 대리점 및 가공업체를 대상으로 네크워크를 구축하고 설비투자 및 기술지원을 통해 복층가공이 완료된 최종제품의 품질까지 향상시키고 있다.
이는 미국이나 일본 등 선진국에서도 활성화되지 못한 국내의 주요한 노하우이며 이로 인해 최종소비자에게 고품질의 제품을 제공할 수 있는 계기가 되었다. 현재 전국에 소프트로이 유리를 가공하여 복층유리를 제작할 수 있는 업체가 80여 곳에 달하며 이러한 업체는 시장 규모에 비해 빠르게 증가할 것으로 예상된다.

로이유리 아직 갈길 멀다 - 인식확대 및 정부차원의 대책 시급

로이유리의 국내 생산 및 취급능력과 기술력에 비해 국내 보급률이 현재 5% 미만이기 때문에 해외 선진국의 로이유리 사용 비율에 비하면 매우 미흡한 편이다.
정부에서는 법제화를 진행하고 있지만 아직까지도 로이유리에 필요성에 대한 인식이 부족한 것이 사실이다. 정부는 선진국 수준에 상응하는 건축물 에너지 절감을 위한 국내 법규 보완이 필요하다. 참고로 해외 선진국 평균 열관류율은 2.0W/㎡K이다. 건축물에서 가장 열손실이 큰 부분이 창부분이라는 것을 인지해야 하며 로이유리를 통해 에너지 절감을 극대화 하는 것이 반드시 필요한 부분일 것이다.