최근에는 건축물 외장을 유리로 적용하여 디자인을 연출하고 독특한 개성을 살리는 건물이 늘어나고 있는 추세이다. 일반적으로 과거 유리는 주거용 공간의 창을 중심으로 부분적이며 천편일률적으로 적용되어 왔다. 일반적인 벽구조의 건축물은 공간이 폐쇄적이며 답답한 느낌을 들게 한다. 이에 반해 유리를 적용하였을 시는 외부의 조망권 확보와 높은 개방감, 쾌적한 실내공간의 연출이 가능하여 국내 건축시장에서의 유리의 적용은 늘고 있으며 대형화 되어가고 있다.

기존 건축물이 벽면과 창이 공존하는 구조였다면 최근에 설계되어 지어지고 있는 초고층빌딩을 비롯하여 주상복합, 상업용 오피스 건물 등은 전체 외벽을 유리로 적용하거나 상당수 유리를 이용한 커튼월 시스템을 채택하고 있어 그 만큼 국내 외장유리 시장은 큰 폭의 확대와 함께 변화를 겪고 있다. 이러한 변화 속에서 가장 중요시 되는 부분은 외부와 맞닿는 부분에 적용되는 유리로서 안전성 확보 및 고기능의 고품질이 요구되고 있다.

건물에 특성 부여하는 외장 유리 시스템
과거 주거나 상업용 건축물은 큰 특징 없이 벽구조물을 기본으로 창을 설치하는 구조의 건물이 주를 이뤘다.
하지만 최근 도심을 중심으로 건축물의 구조는 큰 변화를 겪고 있다. 외부적으로 건축물의 멋을 살리며 내부적으로 쾌적한 공간을 연출하기 위해 외부 벽면을 유리로 적용하여 미적 감각을 최대한 높이는 건축방식은 이제 보편화되고 있다. 건축물의 용도에 따라서 특징적인 면을 건물에 표현할 수 있으며 주변 도심과 어우러지는 색상과 느낌을 연출 할 수 있고 독특한 개성을 바탕으로 멋과 기능에 최상의 조합을 찾을 수 있다.

벽구조물의 답답함을 벗어나 유리의 투명성을 바탕으로 건축물에 특성을 부여하는 외장 유리 시스템은 도심에서 이제 흔하게 볼 수 있는 건축물이 되고 있다. 이미 유럽을 중심으로 선진국의 건축물 설계 기준은 유리를 적용하는 것을 기본으로 하고 있으며 더 나아가 다양한 사물들의 형태를 연출하여 돋보이는 개성을 연출하고 있다. 특히 초고층 건축물에서는 외장유리의 적용은 큰 폭으로 늘고 있고 국내의 신축중인 대형 건축물들도 대부분 외국의 유명한 설계회사들이 직접 설계에 참여해 독특한 건축물을 디자인하고 있다.

이는 기존 벽구조물로는 건축물의 디자인을 연출하는데 한계가 존재하며 벽은 막혀 있는 느낌을 주어 답답함을 느끼게 하지만 유리는 특유의 개방감을 중심으로 쾌적한 공간 연출이 가능하기 때문에 유리의 적용은 앞으로도 계속 늘어날 것으로 예상된다. 이렇듯 외장유리 시장은 해마다 큰 폭으로 늘어나고 있으며 외장유리를 적용하기 위해서는 글라스 커튼월 시공 공법이 중요한 역할을 하고 있다.

유리시공에 있어 정확한 유리 적용과 시공 중요성 강조
건축물 외장에 적용되는 유리는 정확한 가공과 함께 고품질의 제품이 필요하며 시공 방법에 따라 다양한 차이가 나타난다.

일반적인 구분 방법으로는 일반 시공과 커튼월 시공으로 나뉘며 일반시공은 골조 위에 유리가 올려진 형태로 우리가 흔히 접하는 PVC/AL 일반 창호 및 시스템 창호의 형태이다. 커튼월 시공법은 골조 옆에 유리가 부착된 상태로 외부에서 봤을 때 구조물이 유리에 가려 미려함과 개방감을 연출 할 수 있다. 커튼월 시공은 공기를 단축하고 비용을 절감할 수 있으며 자유로운 디자인의 연출이 가능하여 상업용 건물에 주로 적용되고 있다.

이중 커튼월 공법은 상업용을 중심으로 다양한 건축물에 적용이 늘어나고 있어 향후 시장도 점차 확대될 것으로 전망되고 있다. 커튼월 시공은 전체적인 유리면적의 확대와 함께 고품질의 유리 가공과 더불어 정확한 시공이 반드시 필요한 부분이다. 설계시부터 정확한 유리가공이 뒤따라야 하며 운반 및 보관을 거처 유리를 끼우고 코킹과정까지 세심한 노력이 필요하다. 다양한 종류에 따른 유리시공법은 건축물의 형태에 맞게 적용되며 안전한 외장용 유리로서 적용을 확대시키고 있다.

커튼월 유리시공은 가장 기본적으로 조립타입과 글레이징 타입으로 분류되며 유니트와 스틱을 이용하여 조립 후 현장에 적용하는 방식과 다양한 유리를 고정하는 방식을 통해 Capture System, S.S.G System, D.P.G System등의 글레이징 타입으로 나뉜다. 무엇보다 건축물 외벽 용도로 적용되는 유리이기 때문에 정확한 적용과 최상의 안전성을 겸비하는 것은 기본이다.

외장유리에 있어 가장 중요한 부분은 안전성 확보
건축물에서 벽체를 대신해 유리를 적용하는 것은 단순히 시각적인 것만을 강조해서는 안 된다. 건축물 적용에 있어 가장 중요하게 고려되어야 할 부분은 벽체에 버금가는 안전성이 확보되어야 한다.

기본적으로 외장 커튼월 유리에 적용되는 유리는 12mm의 강화유리를 기본으로 한다. 건축물에 따라 유리의 두께는 다양하게 조절이 가능하지만 가장 주안점을 두는 부분은 안전이 최우선이다. 이에 강화유리는 혹시나 발생할지 모르는 강화유리 자파를 방지하기 위해 100% 열간유지시험(heat soak test)을 거친 후 NIS(Nickel Sulfide Phases)결정에 의한 강화유리 자폭현상을 제거한 후 사용된다. 더불어 강화유리도 깨졌을 때 쏟아져 내리기 때문에 비산방지 효과를 갖추고 있는 반강화유리(배강도유리)와 기존 강화유리에 비산방지 필름 시공, 보다 안전한 접합유리 및 강화접합유리의 사용은 필수적이다.

이렇듯 건축용 유리의 안전에 대한 가장 기본적인 개념은 외부로부터의 충격에서 인명과 재산을 보호하는 것이다. 최근 건축물 설계에 있어서도 내진설계를 바탕으로 재해나 외부의 큰 충격이 왔을 때도 안전하게 버틸 수 있는 건축물의 설계를 기본으로 하고 있다. 하지만 가장 큰 피해를 줄 수 있는 유리에 대해서는 정확한 관련규정을 갖추고 있지 않아 아직까지 등안 시 되고 있는 것이 없지 않아 존재한다. 국내 건축물은 점차 고층화되고 있으며 유리의 적용면적은 커지고 있는 시점에서 유리의 파손 시 일어날 수 있는 사고를 미연에 방지하는 제품의 적용이야말로 안전유리의 가장 기본이 될 수 있다. 특히 태풍이나 지진등의 자연재해로부터 건축물을 보호하고 인명피해를 막기 위해서는 건축물 설계 시 안전에 가장 주안점을 두어야 한다.

에너지 절약형 건축물 설계는 필수
유리의 단열성을 높이기 위해 우선 복층유리에는 단열에 효과가 우수한 고성능 로이유리를 필수로 적용해야 한다. 덧붙여 단열 스페이서와 복층유리 사이에 아르곤 및 크립톤 가스의 주입은 내부 단열성을 높여주는데 필요한 요소이다. 일반적인 로이 복층유리와 더 나아가 삼중유리, 진공복층유리까지 열관류율을 최대한 낮출 수 있는 기능성 특수유리의 적용은 건축물의 에너지 절약에 큰 역할을 담당하고 있다. 커튼월 부분에서는 단열바, 구조용 실란트, 스펜드럴 유리의 단열을 강화하고 외벽에 적용되는 유리를 이중 외피(더블스킨)의 적용, 전동 차양등의 설치로 외부요인으로부터 에너지를 절약할 수 있는 노력이 진행돼야 한다.

일반적으로 복층유리에 기능성유리 적용 시 열관류율의 변화를 보면 일반유리가 2.7 인데 반해 싱글로이 적용 시 1.8, 더블이나 트리플로이 적용 시 1.6, 삼복층로이 적용 시 0.8～1.0, 삼복층로이유리에 가스주입 시 0.5～0.6 정도의 높은 열관류율을 얻을 수 있다.

이 외에도 외장유리를 적용한 건축물은 초고층 건축물을 비롯해 상업용 빌딩, 주상복합 등의 건축물이 대부분을 차지하는 것을 감안하여 단열의 난방과 함께 뜨거운 태양열로부터 실내를 보호하는 냉방효과를 극대화하는 유리의 적용도 반드시 필요하다. 이는 단열을 중시하는 열관류율 외에 냉방효과를 높여주는 차폐계수를 고려해야 한다. 과거 태양열의 실내 유입을 낮추기 위해 과도한 반사유리를 사용했으나 현재는 반사율을 낮추고 기능성을 강화한 유리의 적용이 늘고 있다.

반사율이 높은 유리의 적용은 주변 건축물에 피해를 줄 수 있으며 내부에서도 깨끗한 조망권을 얻지 못하고 도심의 미관을 해칠 수 있는 여지가 있다. 반사율이 높으면 가시광선 투과율이 낮아지기 때문에 적절한 반사율을 유지하며 최근 나오는 기능성코팅유리는 빛을 반사하는 것에서 벗어나 코팅면이 열을 흡수하여 냉방에 효율성은 높이고 유리의 투명성은 보장해주는 제품이 선보여지고 있다. 난방을 위한 로이유리와 냉방을 위한 솔라유리, 더 나아가 4계절용의 복합기능성유리의 적용은 건축물의 에너지 손실을 최소화하는데 필수적용 아이템이다.

에너지 절약 넘어 에너지 생산하는 건축물의 무한 발전
건축물에서의 에너지 소비를 최소화하고 더 나아가 에너지를 생산할 수 있는 태양광 시스템은 궁극적인 에너지 절약 정책에 가장 큰 줄기가 되고 있다. 태양광 산업은 PV와 BIPV로 나뉘며 모듈산업인 PV 보다는 건물일체형의 BIPV시스템의 관계법령이 점차 강화될 것으로 예상되고 있다.

건물 일체형 BIPV시스템은 에너지 절약형 건축물에 가장 우수한 효율성을 갖추고 있다. 유리산업의 기술도 이제는 빠르게 변하고 있으며 단순히 에너지절약형 유리와 커튼월의 조합으로만은 부족한 것이 사실이다. 외장유리 산업도 이제는 융복합시대가 도래하고 있으며 유리에 태양광 모듈을 넣어 외장에 적용하는 BIPV시스템은 투명한 유리의 장점을 그대로 살리며 에너지를 생산할 수 있는 획기적인 시스템이다.

BIPV시스템은 태양광 모듈 사업부분과 유리가 합쳐져 높은 시너지효과를 나타낸다. 1차적으로 유리에 강화 및 재단등을 통하여 모듈업체 보내지고 모듈업체는 맞춤모듈을 접합을 진행한 후 복층유리 제작, 틀 제작 및 후레임 공사까지 완료되면 비로소 완성창의 개념으로 건축 외장부분에 적용된다.

태양광을 적절히 활용한 건축물은 향후 국내 건축물에 가장 모범적인 사례가 될 것이며 현재의 기능성유리들과 함께 에너지 절약에 중추적인 열할을 할 것으로 전망된다.

건축물의 형태, 용도, 기후에 따라 적절한 유리의 적용
건축물의 안전과 에너지 절약형 설계는 이제 기본적인 설계 기준을 제시하고 있다. 기본적인 설계에 가장 고려해야 할 사항은 건축물의 형태, 용도, 기후에 따른 적절한 유리를 적용하는 것이 무엇보다 중요하다.

유리를 건축에 응용하기 위해서는 유리가 지닌 3가지 특성에 대한 기본적인 이해와 고찰이 필요하다. 열 취득과 열 손실의 정도를 나타내는 계수인 열관류율, 유리를 통해 유입되는 태양 스펙트럼 가운데 가시광선 영역 빛의 양을 나타내는 가시광선투과율 등이다. 보통유리는 투명하고 가시광선투과율이 높아 채광과 조망에 유리하지만 열관류율이 높아 단열에 불리하고 태양열취득계수도 커 냉방에너지 소비를 증가시킨다.

건축물에 난방 효율을 높이기 위해서는 로이유리의 적용, 냉방효율을 높이기 위해서는 차폐계수를 낮추는 열선반사유리, 솔라유리의 적용, 4계절 복합적으로 사용할 수 있는 복합기능성유리의 적용을 적절히 선택해야 한다. 일반적인 주거용 건물에는 밤에 주로 생활하기 때문에 난방에 중점을 두고 상업용 건물 및 오피스건물은 낯에 주로 활동하기 때문에 냉방에 초점을 맞춰야 한다. 최근에는 주상복합건물등 주거와 상업이 복합적인 고층건물이 많이 생기고 있는 시점에서는 냉난방을 겸비할 수 있는 제품의 필요성이 대두된다.

이 외에도 지역 및 기후, 건축물의 방향에 따라 최적의 유리의 적용이 필요하다. 이는 추운지역과 따뜻한 지역을 고려하고 남향과 북향, 동향, 서향 등의 방향을 고려하여 따뜻한 부분과 추운 부분, 햇빛을 직접 받는 부분 등에 유리의 적용을 각기 다르게 해서 최대의 효율을 내야한다. 방향에 따라서 남쪽면은 태양열을 차단하는 것이 중요하고 북쪽면은 조명부하를 줄이기 위하여 투명한 유리를 사용하는 것이 필요하다. 태양열의 양에 따라 적절한 반사유리 및 솔라유리를 적용해야하며 전체 기후에 따라 최상의 유리 조합을 찾아 에너지 절약의 효과적인 건축물로의 설계가 이뤄져야 한다.

외장유리의 디자인 적용은 건축물의 개성 표현에 탁월

외장유리 적용에 있어 기능적인 부분인 안전과 에너지절약에 중점을 두고 설계가 선행된다면 이후 유리를 건축물에 외벽용으로 적용한다는 것은 유리의 장점을 살려 다양한 디자인과 개성을 표현하는데 탁월한 성능이 있기 때문일 것이다.

과거 건축물 외장에서 유리의 적용은 부분적으로 이뤄졌다면 현재는 전체 외장면이 유리로 적용되는 글라스시스템이 활성화 되고 있다. 외장에 유리를 적용하는 것은 건축물에 디자인을 주고 다양한 느낌의 개성을 표현할 수 있기 때문에 건축물도 이제는 디자인 시대가 되고 있다.

외장유리로는 과거 스펜드럴 유리가 보편적으로 적용되었지만 컬러 및 디자인 구현의 한계가 존재했다. 하지만 최근에는 스펜드럴 유리를 비롯하여 인쇄기술의 발달로 세라믹도료를 적용한 외장용 유리에 다양한 디자인을 가미하여 표현의 한계가 없어지고 있다. 다양한 색상의 유리를 적용하는 것에서부터 건물의 특징을 나타낼 수 있는 디자인을 넣거나 부분적으로 포인트를 주어 미적 감각을 살리는 것도 중요한 요소이다. 특히 유리로 건축물을 구성할 때는 일반적인 직선의 골조에서 곡선과 다양한 형태의 이형 설계를 바탕으로 유리자체가 디자인을 표현할 수 있는 형태로 변하고 있다. 기존의 기능성유리와 덧붙여 칼라 및 디자인을 가미하고 더 나아가 주변의 환경과 푸른 하늘의 이미지를 유리에 투영하여 아름다움을 극대화하고 있다.

더불어 건축물 자체가 디자인을 형상화하고 있기 때문에 유리 자체도 들어가는 부분마다 사이즈가 다른 이형의 까다로운 가공이 늘어나고 있다. 특히 건축물의 외관을 수려하게 하기 위해서 외관은 유리로만 노출시키기 때문에 내부에서의 유리의 체결에서부터 정확한 시공과 자재의 필요성은 높아지고 있다. 이에 정밀가공은 반드시 필요하며 DPG시스템으로 유리를 적용시에는 유리와 유리를 잡아주는 금구류의 중요성은 높아진다. 정확한 품질의 스파이더를 비롯해 다양한 유리 연결 부속은 정확한 실측을 통한 고품질의 제품을 적용해야 한다.

이렇듯 건축용 외장유리시장은 큰 변화를 겪고 있다. 유리의 사용은 점차 늘어날 것이며 단순 주거공간의 개념에서 이제는 건물에 디자인을 하고 개성을 갖춘 쾌적한 생활공간을 만드는데 초점을 맞추고 있다. 이에 유리업게에서도 변화하는 외장유리시장에 발 빠르게 대처해야 하며 다양한 고려사항을 파악하고 경쟁력을 갖춰 나가야 할 중요한 시기이다.