커튼월 공법, 단열은 어떻게 이루어질까?

안녕하세요 여러분!!

건축용단열재 전문기업

태화단열의 온라인팀 입니다~!!

 

 

오늘 태화단열의 블로그에서는

건축물의 외벽을 구성하여

외부와 실내공간을 구획하는 비내력벽인

<커튼월>

을 주제로 포스팅을 진행해보도록 하겠습니다.

 

 

19세기 말을 기점으로

철과 콘크리트 및 유리를 사용하는 건축이 시작되며

주체구조가 기둥과 보의 골조이면서

건축물의 벽체는 단순히 외부와 내부의 공간을 구분하는

장막벽의 역할을 하는 벽체가 나타나기 시작합니다.

 

시간이 흘러 외부와 내부를 구분하는

커튼월 (curtain wall) 이라는 공법이

정식적으로 개발이 되었는데,

건축물의 벽체는 단순히 공간을 칸막이하는

'커튼' 구실만 하기 때문에

구조적 하중을 분담하지 않으며

외관에 제약이 많지 않고

곡선으로 마감이 가능한 장점이 있어

현재는 고층 건축물의 설계에

상당히 많이 사용되고 있습니다.

 

 

커튼월은 대부분 상업용 건물에 많이 시공되어 왔으나,

최근에는 공동주택 계단실을 비롯해

실 거주공간까지 커튼월이 적용되는 사례가

부쩍 늘고 있습니다.

 

 

실제 부산 해운대의 마린시티에 있는

고층 주상복합건물 및

롯데월드타워, 엘시티, 63빌딩, 타워팰리스 등은

대표적인 커튼월 설계 공법 건물로

바깥의 벽이 하중을 지지하지 않고

건축물의 벽이 커튼 역할만 하는

비내력벽이라 볼 수 있습니다.

 

 

커튼월의 특징을 간단하게 정리해보자면

 

1. (외벽 경량화 가능)

콘크리트 및 벽돌에 비해 경량으로

건물 자중을 감소할 수 있습니다.

커튼월 공법은

건물 외벽까지 철골 구조로 이루어져

건물의 중량이 비대해지는 약점을

극복할 수 있는 건축방식으로

외벽은 이름 그대로 커튼처럼

건물 바깥을 차단하는 역할만 하기 때문에

가벼우면서 효율성이 큰 소재를 사용해야 합니다.

 

2. (공사기간 단축 가능)

커튼월에 사용되고 있는

외벽의 일부 및 전부가 공장에서 미리 제작되기 때문에

시간적인 측면에서 다른 공법에 비해 효율적이며

골조공사와 함께 병행이 가능합니다.

 

3. (가설공사 절감 가능)

커튼월은 내부에서 시공이 가능하기 때문에

대형 발판 및 비계 등

가설공사를 간소화 할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

4. (고성능 및 고효율)

재료에 따라 성능이 다양해질 수 있는

커튼월은 태풍이나 지진, 직사광선, 외부소음 등

실내환경에 영향을 미치는

모든 외력의 흐름을 조절 및 차단하는 필터로써

조정기능이 탁월합니다.

 

5. (미관성과 디자인의 다양화)

커튼월은 기둥 및 보가 외관에 노출되지 않으면서

금속이나 유리로 외벽을 마감할 수 있어

외관이 화려해 보인다는 장점을 가지고 있습니다.

또한 주위환경과 사회성, 시대성을 반영해

다양한 디자인으로 설계가 가능합니다.

 

 

커튼월은 구조형식에 따라

멀리온 방식과 판넬방식으로 분류를 할 수 있습니다.

 

 

멀리온 방식은

강성을 가지고 있는 멀리온을

슬라보 및 보에 부착 후

샤시나 스팬드럴 판넬등의 외장재를

멀리온에 부착하는 방법 입니다.

 

멀리온 방식의 장점으로는

중량이 가볍고 포장이 용이하며

열팽창이나 변형에 효과적으로

대응이 가능하다는 점을 들 수 있겠습니다.

 

멀리온 방식의 단점으로는

현장조립 작업이 많다는 점을 들 수 있습니다.

 

 

판넬 방식은

단일 부재로 형성 되어있는 PC패널로

패널 내 단열재 및 창호 틀, 석재나 타일 등 최종 마감까지

공장에서 모든 작업이 이루어지기 때문에

현장에서 패널 설치 및 창호만 설치하면 되는

간단한 시공과정을 가지고 있습니다.

 

하지만 초고층의 경우

PC의 큰 하중이 부담스러운 단점을 가지고 있습니다.

 

 

커튼월은 구조형식 외 조립공법에 따라서도

분류가 가능한데

유니트월 방식과 스틱월 방식이 대표적입니다.

 

 

유니트월 방식은

커튼월 구성부재를 공장에서 완전히 유니트화해

현장에 반입 후 취부하는 방식입니다.

 

유니트월 방식의 장점으로는

모든 제작이 공장에서 이루어지기 때문에

품질이 우수하고

모든 작업이 내부작업으로 이루어져서

안전에 용이하다는 점을 들 수 있겠습니다.

 

또한 상부층의 골조가 진행되는 과정이어도

저층부터 시공이 가능하며

현장에서는 패널만 설치하면 되는 장점이 있습니다.

 

하지만

커튼월을 구성하는 재료들을 공장에서 조립 후

패널화 한 뒤 유리까지 취합 해 코킹 양생을 하기 때문에

부피가 커져 운반이 힘들다는 단점이 있습니다.

 

 

스틱월 방식은

녹다운월 이라고도 불리며 유니트월 방식과는 반대로

현장에서 조립하여 창틀을 만드는 공법입니다.

 

스틱월 방식의 장점으로는

가공이 단순해 현장출하가 빠른 시간 내 이루어지며

부피가 작기 때문에 운반이 용이한 장점이 있습니다.

 

반대로 현장조립이 많은 스틱월 방식은

현장에서 공정이 많아 관리감독이 힘들고

시공속도가 느리며 품질저하의 우려가 있습니다.

 

 

한편

커튼월 공법에 사용되는 대표적인 단열재로는

그라스울, 미네랄울, 수성연질폼, 셀룰로오스 단열재,

저방사 복합 단열재 등이 있습니다.

 

 

언급한 단열재들은

과거 태화단열의 블로그에서

디테일하게 다룬 단열재들이지만

간략하게 다시 한번 더 짚어 보도록 하겠습니다.

 

 

-그라스울-

 

그라스울은 커튼월에 가장 일반적으로 사용되는 단열재로

미세한 유리 섬유로 만들어지는데

배트 및 롤 등 다양한 형태로 제조가 가능합니다.

그라스울은 커튼월 공법에서 설치가 쉽고

다양한 모양과 다양한 크기의 외벽 캐비티에

맞춰서 시공할 수 있는 특징이 있습니다.

 

-미네랄울-

 

미네랄울은 암석 및 슬래그와 같은 천연 혹은 합성 재료로

만들어지는데

내화성과 뛰어난 방음 성능은 너무나 유명합니다.

그라스울과 마찬가지로 배트 및 롤 형태로 제조가 가능하며

커튼월 캐비티 모양에 맞게끔 절단이 가능합니다.

 

-수성연질폼-

 

수성연질폼은 분사 후 팽창하여 단단한 폼으로 굳어지는데

커튼월 캐비티에 구석구석 폼을 쏠 수 있기 때문에

시밀시공이 가능합니다.

 

-셀룰로오스 단열재-

 

재활용 종이로 만들어져 있는 셀룰로오스 단열재는

뛰어난 방음 특성 및 단열성능을 가지고 있으며

전용 기구를 이용해 커튼월 캐비티에 시공이 가능합니다.

 

-저방사 복합 단열재-

 

열반사단열재 및 저방사복합단열재는

열을 흡수하는 대신 반사 시키는 유형의 단열재로

커튼월 시공 시

다층 단열 시스템을 구축하기 위해

다른 유형의 단열재들과 함께 사용되기도 합니다.

 

 

외벽 전면을 유리 마감재로 처리하는 커튼월 공법은

상대적으로 단열성과 기밀성이 떨어지는것으로 알려져 있어

계절에 따른 에너지 유입과 차단에

상당히 취약한 특성을 가지고 있습니다.

 

커튼월 공법은 유리 하단부 가스켓이 없는 구조이기 때문에

이 공간에서 발생하는 대류의 영향을 받아

단열성능이 저하되기도 합니다.

 

또한 유리하부 구조체를 타고

외부로부터 물이 쉽게 침투할 수 있기 때문에

내부 프레임에 영향을 줄 수 있습니다.

 

 

오늘 포스팅을 마루리 하기 전

다음의 논문을 잠시 살펴보도록 하겠습니다.

 

논문

<커튼월 형태 및 단열재 형상에 따른 단열성능 분석에 관한 연구>

-공주대학교 건축공학과 석사과정 유남규, 홍상훈, 김해나, 서은석 님-

-공주대학교 건축학부 교수, 공학박사 김봉주 님-

-(주)중앙알텍 기업부설연구소 연구원, 공학박사 정의인 님-

 

논문 내용 中

 

커튼월은 크게 Vision과 스팬드럴 (Non-Vision) 으로 나뉘며,

가로부재인 트랜섬과 수직부재인 멀리온으로 구성된다.

커튼월의 형태로는 외부에 마감이 노출되는 캡 형태와

노출되지 않는 히든 형태로 분류된다.

 

시뮬레이션 분석 조건은 커튼월의 두 가지 형태인

노출 타입과 비노출 타입을 비교하였으며,

추가로 노출타입 내부 단열재 형상에 따른

단열성능을 비교 분석하였다.

 

중략

 

커튼월 형태 및 단열재의 형상에 따른

시뮬레이션 분석결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.

1) 노출되는 캡 타입이 비노출 되는 히든 타입과 비교하여

프레인 U-Factor 값과 일사열취득 계수에서

유리한 것으로 나타났으며, 단열재 형상의 경우,

열전달과 열 흡수 면적이 증가한 PA형 단열재가

단열측면에서 유리한 것으로 나타났다.

 

2) 분석결과 커튼월 단열성능의 향상을 위해서는

내외부로부터 전달되는 온기(혹은 냉기)가

지연 혹은 흡수될 수 있는

면적량의 증가가 필요한 것으로 판단된다.

 

 

유리 마감으로 인해

미관상의 장점을 얻은 커튼월 공법은

상대적으로 단열부분에서는

아쉬운 점을 드러냈습니다.

 

 

태화단열 온라인팀에서

준비한 커튼월에 관한 내용은

여기까지 입니다.

 

 

다들 남은 시간 조금만 더 힘내시고

오늘도 행복한 하루 되시기를 바라겠습니다.

 

 

태화단열 온라인팀은

다음시간 더욱 흥미롭고 디테일한

단열재에 관한 이야기들로

다시 돌아오도록 하겠습니다.

 

 

긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.

 

 

이상

건축용단열재 전문기업

태화단열의 온라인팀 이었습니다.

 

 

*커튼월

에 관한 포스팅은

특정 회사 및 특정 회사 제품의 홍보와 광고,

비난과 비방을 목적으로 작성되어진 내용이 아니며,

소비자의 알 권리와 건축업계에 종사하시는 분들과의

단열자재 정보공유를 목적으로 작성되어진 포스팅 입니다.

태화단열 블로그에서는 사실적이고 객관적인 내용만을

다루기 위해 노력하겠습니다.