[제267호 6/25] 건축용 유리의 영상 일그러짐 현상! 발생원인과 품질기준 및 개선방법에 대해

[건축용 유리의 영상 일그러짐 현상]
1980년대 초반부터 유리 표면에 금속으로 코팅하여 반사기능을 부여한 반사코팅유리가 등장하면서 건축물의 외관을 미려하게 하기 위해 건축물의 표면을 유리로 시공하는 유리 커튼월(Curtain Wall)방식도 함께 활성화되었다. 커튼월 또는, 일반 창호에 반사코팅유리 시공이 늘어남에 따라 건축용 유리의 반사 영상에 대한 이슈가 발생하기 시작했고, 소비자 관점에서의 건축용 유리의 반사 영상 기준과 유리 산업계에서의 기준이 달라 이에 대한 문제제기와 해결방법 마련에 논란이 되고 있다.

1. 건축용 유리의 영상 이슈 발생 원인
A. 현재 대부분의 원판유리는 세계적으로 가장 안정적이고 최신화된 판유리 제조공법인 플로트 공법(Float process)으로 생산된다. 약 1600℃ 이상의 용해로(Furnace)에서부터 흘러나온 유리물을 판유리형태로 성형과정을 거쳐 긴 서냉 단계를 통과하여 생산되는데, 성형과정에서 필연적인 단면 두께 차이가 발생하고 이를 KS L 2012 ‘플로트 판유리 및 마판유리’ 규격을 통해 공칭두께의 허용치를 정하고 있다. 그 허용치의 폭이 크지 않아 육안으로는 구분할 수 없을 만큼 평활도를 가지고 있다.
B. 플로트 판유리 공법으로 생산되는 원판 유리제품은 영상 왜곡이 거의 없는 KS규격 기준을 만족하고 있으나, 이를 단열성능을 갖춘 건축용 외장재로 사용하기 위하여 복층 가공 하면 유리표면의 영상 변형이 발생한다.
i. 플로트 판유리를 복층으로 가공 시 복층유리 내부의 공기가 완전히 밀봉되어 제작 되는데, 이 때 복층유리 내부의 공기 층이 계절적 영향과 온도에 따라 수축 또 는 팽창하여 유리를 휘게 하는 현상이 발생된다. 이 때 볼록거울이나 오목거울과 같은 반사 영상을 가지게 된다.
C. 건축용 외장 유리는 프레임에 끼워져 시공이 되는데 프레임 영향으로 인하여 유리의 반사 영상 일그러짐 발생된다.
i. 프레임에 유리가 삽입되는 물림 공간이 적절하지 못하거나 유리의 하중을 받치는 세팅블럭의 위치가 잘못된 경우 무게중심이 달라서 영상 변형이 발생한다. 반사코팅유리의 경우 작은 외력에도 큰 영상 변형이 발생하므로 유리가 자력으로 설 수 있을 정도로 살포시 세운 상태로 시공하기를 권장하고 있다.
ii. 프레임 코너부위에서 프레임과 프레임을 연결하는 조인트 부위의 수직, 수평이 맞지 않을 경우 발생한다.
D. 복층 가공 시에 사용되는 유리가 열처리된 강화유리 또는 배강도유리일 경우, 제조과정에서 표면의 굴곡이 생겨서 영상의 일그러짐이 발생할 수 있다.
 i. 강화/배강도유리를 생산할 때 플로트 판유리를 약 680℃ 연화온도 가까이 올렸다가 급냉하는 과정을 거치는데 강화로 내에 유리모서리 부분과 중앙부분, 유리 상부와 하부 간의 온도차이가 발생하면서 강화 설비의 Cooling/Quenching 롤러에 의한 부분 만곡 현상이 생길 수 밖에 없다. 이와 같은 롤러에 의한 굴곡으로 평활도가 저하되게 되는데, 강화 설비의 기능에 따라 일부 차이가 있을 수 있으나 필연적으로 발생하는 현상이다.
ii. 국내 KS 규격 (KS L 2015, KS L 2002)에도 유리의 크기에 대한 휨의 허용 값을 두고 있으며, ASTMC 1048(미국재료시험학회)에서는 열처리에 의해 유리의 평활도는 다소 변형되며 반사영상 일그러짐의 원인이 된다고 명시되어 있다. 뿐만 아니라, EN-1863-1(유럽규격)에 따르면 열처리 공정상의 특성으로 비강화유리의 평활도를 열처리한 유리에서는 얻기는 불가능하다고 밝히고 있다. 이에 내풍압성 및 안전성을 위해 열처리한 강화/배강도유리를 적용해야 하는 경우에는 이와 같은 영상 일그러짐 현상을 감안해야한다.

E. 기타요인으로는 유리 크기에 비해 너무 얇은 두께의 유리를 적용하거나 복층/삼복층유리 적용 시에 반사율이 서로 다른 코팅유리 또는 색유리를 함께 사용하는 경우, 배연창의 창틀 뒤틀림 현상이 발생하는 경우 등이 있다. 유리의 영상 일그러짐 현상은 A~E항과 같이 유리자체 품질 허용치부터, 가공제품의 자연스러운 특징, 시공 상의 문제까지 복합적으로 이뤄지는 것이므로 거울처럼 비추어지는 피사체의 영상이 그대로 반사되는 수준을 요구할 수 없으며, 건축용 유리에 비춰지는 피사체의 영상이 70~80% 정도 모습이 반사되어 전체적인 주변환경과 조화롭게 보이는 것을 기준으로 하는 것이 적절하다.

2. 건축용 유리의 영상 품질 기준의 모순
A. 기압 및 기온 변화에 따른 영상 변화
i. 장소에 따른 기압 차이, 기온 변화에 따른 복층유리 공기 층의 수축과 팽창으로 인해 유리에 비추어지는 피사체의 영상이 달라질 수 있다.

ii. 국내 특정 업체에서 생산되는 복층유리나 강화유리 등의 품질문제로 인해 영상문제가 발생하는 것이 아니므로 품질불량의 원인으로 단정할 수 없다.
B. 보는 거리와 각도에 따른 영상 변화
i. 근거리에서 유리시공 표면을 보는 영상과 원거리에서 보는 피사체의 영상이 차이가 발생한다.
ii. 유리에 비춰지는 피사체의 영상을 바라보는 각도에 따라 차이가 나고, 경사면의 영상이 상대적으로 더 나빠 보일 수 있다.
iii. 인접건물 등 피사체의 반사없이 바라보는 각도에서의 영상이 매우 우수하다. 건축용 유리는 인접건물을 관찰하기 위해 구성하는 것이 아니기 때문에 해당 건물의 위치와 주변 인접건물 존재여부에 따라 영상 품질의 차이가 발생한다. 이로 인해, 공사 진행 초기에는 저층부 유리 시공의 영상 일그러짐이 심해 보이더라도 유리 시공이 완료된 이후에는 건물전체의 영상이 대체적으로 개선되는 경우도 있다.

C. 시공 품질에 따른 영상 변화
i. 건물구조에 따른 창틀 설치의 수평, 수직 시공으로 전체적인 균등한 응력을 유지하여 유리에 균일한 힘의 분포를 유지하는 것이 사실상 불가능하고 시공현장의 조건이 불확실하기 때문에 영상의 일그러짐 정도가 차이가 생긴다.
ii. 일본의 영상시공과 같이 정밀시공을 하기 위해서는 별도의 조건이 필요하고 시공기간이 연장되기때문에 추가비용이 발생할 수 밖에 없으며 전항의 이유로 정밀시공을 하더라도 영상의 일그러짐 현상을 100% 제거할 수는 없다.

[영상관련 현상과 원인]

3. 영상 개선을 위한 방법
A. 일본의 영상시공법(NSG사의 FRI공법 시방서) 기준에서는 8mm 이상의 비강화 단판을 추천하고 있다. 그러나 국내에서는 현행 녹색건축물조성지원법 등 단열법규에 따르면 고성능복층유리와 같은 2차 가공제품을 사용할 수 밖에 없는 상황에서 가공제품 자체의 한계로 영상 공법을 적용하지 못한다. 이에 영상문제의 일정부분개선을 위하여 아래와 같은 조치가 필요하다.
i. 복층유리 외판 두께 증가
① 복층유리의 외판 두께를 최소 8mm 이상 사용
ii. 유리의 규격 제한
① 8mm두께 이상 : 면적 4m2 이내,변의 비율1:3이하
② 6mm 두께 이상 : 면적 2.5m2 이내,변의 비율1:3이하
iii. 실리콘 시공
① 유리를 고정하는 가스켓 시공은 영상 시공이 불가
B. 유리 시공 시 반사 영상 개선을 위하여 시공시에도 많은 노력을 요함. 영상 시공 방법을 도입 시 시공 기간 및 인건비 증가에 대하여 별도 비용을 산정해야한다.
i. 영상 조정 시공
① 유리 시공 시 세팅블럭 위 테프론 시트를 사용하여 유리의 이동을 쉽게하여 영상 조정
② 유리 시공 시 1매당 반사 영상이 잘 나오는 위치로 조정하여 시공
ii. 셋팅 블록의 위치를 8/W로 하고 위치 결정재 사용
iii. 프레임 설치시 위치 결정재를 사용하며,유리가 프레임에 물려 외력을 받지 않도록 한다.