[제315호 6/25] <기획 연재> ‘국내외 안전유리 법규현황 및 건축물 안전설계 방향’⑩

본지는 그동안 국내와 해외 안전유리 관련 법규 및 건축물의 유리 사고 사례를 비롯해 건축물 안전설계를 위한 안전유리 활용방안으로 강화유리와 접합유리 파손의 이해와 원인을 살펴보고, 안전을 고려한 유리의 종류와 안전설계가 요구되는 건축물, 방범성에 이어서 안전유리의 방음성과 차음성능 및 특성과 자외선 차단 성능에 대해 알아보았다.
이번에는 지난 호에 이어서 건축 부위별 안전유리 기술 활용 제안에 대해 소개한다. <자료. (사)한국판유리창호협회>

유리 파손 후 유리 거동 검토
❍ 유리는 파손의 위험을 최대한 설계 및 제작사양에 반영하였다고 해도 한계 이상의 충격에 의하면 파손될 수 있으므로 파손 이후의 안전사고 예방이 더욱 중요하다.

❍ 해외에서는 기본적으로 유리파손 이후의 거동을 확인하여 안전사고 발생률을 최소화할 수 있는지 검토하는 부분이 주요 기술검토 사항으로 검증되고 있다. [그림 4-15]
– 상기는 접합유리의 대표적인 유리파손 후 거동에서 안전사고가 발생될 수 있는 형상(담요 효과 : Blanket Effect)로, 접합유리로 설계 및 시공되더라도 유리 파손 후 거동에 대한 기술검토(유리 파손 후 거동확인 실험)가 이루어 지지 않았을 경우 대형 안전사고로 연결될 수 있다.

❍ 유리 파손 후 거동확인 실험(Post Breakage Test) 관련 주요 규격으로는 독일규격인 German Standard pr DIN 18008–6, (Glass in Buildings – Design & Construction Rules – Additional requirements for walk-onglazings in case of maintenance procedures) 이 활용되고 있으며, 주요 실험 레이아웃 및 실험사항들은 아래와 같다.

❍ [그림 4-16] 상기실험은, KS에는 존재하지 않는 유리파손 후 하중재하 실험이며, 유리 파손 후 하중재하 발생 환경(온도 및 시간) 에서의 안전사고가 발생가능 유무를 다양한 지지조건, 실물크기를 통해 사전실험을 진행하고, 안전요건이 충족된 접합유리 사양만이 실제로 적용될 수 있도록 한다.

독일의 뮌헨 연방군 대학에서 유리 파손 이후 일정온도(20℃, 50℃ 등)에서 pr DIN 18008-6 규정에 따라 다양한 중간막 유형별 접합유리의 파손된 시료에 최대 하중 400kg을 가하여 3시간 이상 유지 이후 상태를 시험한 것이다.
접합유리는 단판유리 보다 파손후 강도가 월등하고 유리 파편이 중간막에서 비산되지 않고 ‘아치 모양’으로 휘거나 제 위치에 고정되기 때문에 일정량의 잔여 구조력을 갖게 되는데, 이 구조력은 유리의 파괴형상에 좌우되며 파편의 크기가 클수록 커진다. 따라서 큰 조각으로 파손되는 비강화유리(일반판유리) 또는 배강도유리로 만든 접합유리 구성이 강화접합유리 보다 더 큰 잔여 구조력을 보유하게 되며, EVA필름 보다는 PVB필름, 월등이 우세한 구조용 PVB필름에 따라 잔여 구조력의 차이가 크게 나타난다.

❍ 하기 실험은 국내에서도 접합유리 KS(KS L 2004) 항목인 자유낙하 관통저항력 실험이나, 작은 크기 시료의 4변지지에 한해서 실험만 진행되어 KS인증이 통과되고 있는 국내 시험 규격과 달리, 실제 안전사고 발생 환경과 유사하게 해외에서는 실제 적용되는 다양한 구조용 지지타입(2변지지, 점지지(프레임 없음))을 실물 모듈 크기로 실험 재현하여, 실제 안전사고 발생확률이 있는지 사전에 기술검토 되고 있다. [그림 4-17]

미국의 펜실베이니아주에서 충돌시험을 실시하고 유리파손 직후 강도 비교실험을 한 것으로, 4변 지지가 아닌 점지지 형태의 접합유리를 시료로 사용하여, 프레임이 잡아주는 구조력 없이 중간막 유형에 따라 충격물의 관통추락 여부를 파악하였다.

❍ 위와 같은 안전접합유리의 내풍압 설계 및 유리파손 후 실험에서의 주요 관리 물성은 접합유리 중간막의 하중 및 온도별 주요 구조물성 계수인데, 전단탄성계수(Shear Relaxation Modulus G(t)/MPa) 및 이완탄성율계수(YoungRelaxation Modulus E(t)/MPa) 물성표에서 알 수 있듯이 중간막 종류별 구조성능에 대한 차이가 크며, 이는 안전사고 발생과 직결되는 인자로 각각 적용될 안전접합유리 용도 및 적용부위별 세부 물성을 비교할 수 있는 기술 검토가 요구된다.

>>다음호에 계속

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▶‘국내외 안전유리 법규현황 및 건축물 안전설계 방향’ ⑨ 기사 더보기 http://glassjournal.co.kr/03/10670/