[제225호 9/25] ㈜시티월ENG, 단열성능 37% 향상시키는 ‘일방향 케이블월 시스템’ 개발

9월부터 개정된 건축물의 에너지절약설계기준이 시행되면서 고성능 창호와 커튼월의 에너지 비중이 더욱 높아졌다. 특히 초고층 건축물이나 비정형 및 특수건축물 등으로 다양해진 파사드의 에너지 절약 설계 기준도 강화되는 추세 속에서 파사드 종합엔지니어링 전문기업 ㈜시티월ENG(대표이사 원종호)이 개발한 ‘돌발하중 대응이 가능한 일방향 케이블월 외장재 시스템’이 주목된다. 개발완료 및 특허획득 이후 6개월차에 접어들면서 대규모 건설현장의 접목이 가시화되고 있다.

돌발하중 대응이 가능한 ‘일방향 케이블월 시스템’ 단열, 미관, 공기 등에 탁월한 성능발휘

돌발하중은 차량돌진이나 폭발물, 태풍 등으로 건물 저층부나 저층부의 실내에 파손을 입히는 현상을 말한다. ㈜시티월ENG가 개발한 ‘일방향 케이블월 시스템’은 알루미늄 프레임이 테니스 줄처럼 뒤로 밀려났다가 제자리로 돌아오는 선인장력을 도입해 돌발하중으로부터 안전하게 대처할 수 있다. 기존 인천신공항이나 전경련회관 같은 건물에 이 케이블월 시스템이 이미 도입된 바 있지만 ㈜시티월ENG처럼 수직부재 한방향의 케이블 아닌 수직 수평 두방향의 케이블 시스템이라는 점에서 다른 점이 있다.

원종호 대표이사는 “케이블을 두 개층이나 세 개층에 한번씩 잡아내서 위 아래에서 어떠한 설계하중으로 팽팽하게 당겨놓음으로써 우수한 선인장력을 발휘, 갑작스런 돌발하중에 대응할 수 있다”고 밝혔다. 원 대표는 이런 시스템을 통해 기존 알루미늄의 취약점인 열전도의 볼룸을 잡아내고, 개방성 향상 및 공기감소라는 성과를 거두었다.

“이렇게 함으로써 기존 알루미늄의 취약점인 높은 열전도율, 공기증가, 개방성저하 등의 문제점을 개선했습니다. 열전도와 관련해서는 기존 알루미늄 프레임과 케이블을 이용한 커튼월 시스템을 비교해 보니 단열성능이 약 37% 정도 향상된 결과를 나타냈습니다.”

원 대표는 “대부분의 열전도는 유리가 대부분을 차지하지만, 유리와 알루미늄 프레임이 맞닿는 면적을 통해서도 열교현상이 많이 발생한다”며 “일방향 케이블월 시스템은 유리와 프레임이 닿는 면적을 최소화함으로써 에너지효율 3등급을 1등급으로 향상시키는 효과가 있다”고 말했다. 프레임 면적의 최소화로 개방성이 확보되고, 공사비가 크게 감소되는 성과도 거두었다. 이미 목업테스트를 통해서 구조와 단열성과 기밀성 테스트를 모두 검증했다. KCL(한국건설환경시험연구원)에서 시행한 구조, 기밀, 수밀의 MOCK UP 테스트를 완벽하게 통과한 것. 이 시스템은 대우건설과 중소기업청의 투자를 받아 연구를 2년동안 진행하여 개발에 성공했으며, 특허도 획득했다. 현재 저층부와 층고압 부위에 적용을 서두르고 있다.

요즘 이슈되고 있는 3D스캐닝 기술, BIM분야에도 전문업체 입지 구축

㈜시티월ENG는 지난 2007년 커튼월 구조엔지니어링 전문기업으로 출발해 국내외에서 구조엔지니어링, 단열해석, 필드 및 디자인컨설팅 등의 전문기술을 펼쳐 온 종합컨설팅 그룹이다. 특히 최근 이슈가 되고 있는 3D스캐닝 기술을 활용한 비정형 외장설계 및 역설계 기법과 BIM(Building Information Modeling) 엔지니어링 분야의 최적 솔루션을 제공하며 성장을 거듭하고 있다. ㈜시티월ENG는 2011년 건축 및 창호 단열해석 사업 확장, 2012년 법인전환 및 기업부설연구소 설립, 2013년 종합 파사드 컨설팅 시스템 구축, 2014년 BIM팀 신설과 2016년 벤처기업인증획득 등을 거쳐 올해로 만 11주년을 맞고 있다. 현재 설계본부(BIM팀, 설계팀)과 기술본부(구조1팀, 구조2팀, NFRC팀), 기술연구소로 조직을 구성, 점차 복잡해지고 중요해지는 건축물 외벽 설계에 대응한 파사드 엔지니어링의 최적화된 서비스를 제공하고 있다.

원 대표는 “국내 컨설팅회사는 주로 설계를 수년간 하다가 컨설팅을 하는 경우가 대부분인데, 저희는 설계, 단열, 풍압, 지진 등 구조를 기반한 모든 건축물의 외피에 대한 구조성능설계 및 컨설팅을 시행하고 있다”며 “특히 건축물 에너지 효율 등급제가 실시되면서 창호 의 열관류율과 관련하여 미국창호등급위원회(NFRC, National Fenestration Rating Council)와 공동으로 단열 시뮬레이션 프로그램(Therm, Window, Optics)에 대한 시뮬레이터로서의 업무를 활발히 펼치고 있다”고 덧붙였다. 따라서 명확한 열관류율 평가와 결로분석 등을 시행하고 있다. 건축물 파사드의 최적화된 단열시스템 제안, 시뮬레이션을 통해 창호의 단열성능을 미리 알 수 있다.

㈜시티월은 설계사무소를 대상으로 한 컨셉 디자인, 디자인컨설팅, 엔지니어링과 드레프팅 서비스, 가장 활발한 영역으로서 건설사를 대상으로 한 필드컨설팅, 그리고 알미늄 창호 기업 및 시공사의 설계용역 대행 서비스, 파사드 성능 및 안전진단, BIM엔지니어링, 그리고 간단하게 할 수 있는 구조계산 자동화 프로그램(CUBI Punched Window)을 개발 보유하고 있다. 이 구조계산 프로그램은 소위 ‘빵빵이창’이나 PVC창 등의 구조계산서를 작성할 있는 것으로 창호 시공사의 현장 활용도가 매우 높은데, 비전문가도 활용 가능한 특징이 있다. 기술연구소 보유로 서울과기대 등과 국책연구과제를 수행, 외장재 관련된 새로운 시스템을 지속적으로 연구개발하고 있다.

이 회사 원종호 대표이사는 현재 한국파사드협회(KAFA)의 상임이사(연구교육분과위원장)이면서 금오공과대학교 건축 내풍연구실 연구원, 신한대학교 건축과 겸임교수, (사)한국풍공학회 대의원/섭외이사를 역임하고 있다. 지난 8월에는 알루미늄 실무자 모임으로 약 2,900여명의 회원사를 보유한 ‘알사모’의 정기 세미나에서 최근 이슈가 되는 3D스캐너 기술을 활용한 비정형 외장설계 및 역설계 기법과 돌발하중 대응 가능 일방향 케이블월 시스템에 대해 강연해 눈길을 끌었다.

* ㈜시티월ENG 문의 전화 031-708-6134

경기도 성남시 분당구 정자일로 1, A-1106(금곡동, 코오롱트리폴리스)