비용대비 단열효과 높아 복층유리 시장 보편화

건축물의 에너지절약 정책이 강화되면서 창호를 통해 빠져나가는 열손실을 줄이기 위한 방안이 복층유리 업계에서도 중요한 이슈로 떠오르고 있다.

전 세계적으로 저탄소녹색성장의 기조 속에서 우리나라도 건축물의 에너지 사용을 줄이는 친환경 주거공간의 구현을 위해 정부에서도 강도 높은 에너지절약 정책을 내놓고 있다. 이 중에서 창호를 통해 빠져나가는 열손실을 줄이는 것이 건축물 에너지절약의 핵심 과제로 인식되고 있다. 창호의 에너지소비효율등급제를 비롯하여 궁극적으로 제로에너지하우스까지의 로드맵을 구성하고 있으며 창호를 통해 빠져나가는 열손실을 잡기 위해서는 복층유리의 역할이 무엇보다 중요하다. 단열을 위한 창호의 가장 기본이 복층유리이며 복층유리를 통해 에너지 절감 및 차음등의 효과도 동반된다. 건축물에서 외기와 맞닿는 부분에 적용되는 유리가 복층유리고 국내 주거용 유리시장에서 복층유리의 사용 비중은 전체 70%에 이를 정도로 그 비중이 크다. 

이러한 복층유리에서의 단열성을 높이기 위해서는 기본적으로 적용되는 유리를 단열효과가 우수한 로이코팅유리의 적용은 기본이다. 로이유리와 더불어 복층유리에서 유리와 유리 사이에 공기층을 아르곤 및 크립톤 가스를 주입하여 열전도율을 낮추어 단열효과를 극대화하는 것이 필요하다. 복층유리 시장은 급격한 변화를 맞고 있으며 로이복층유리를 기본으로 가스주입단열유리 시장은 계속 커지고 있다.

고단열 복층유리 시장의 성장, 가스주입단열유리 적용 확대

창호의 단열성을 높이기 위해 가장 중요한 부분이 복층유리 이며, 복층유리 시장은 고단열의 고기능성 복층유리 시장으로 성장해 가고 있다. 단열에 핵심이 될 수 있는 로이유리를 적용하며 복층유리 사이에 공기층에 열전도율이 낮은 비활성 기체인 아르곤가스 및 크립톤 가스를 주입해 줌으로써 단열성을 더욱 높이는 노력이 보편화 되면서 가스주입단열유리의 적용은 큰 폭으로 확대되고 있다. 

아르곤 가스는 비활성 기체로 무색·무취·무독성의 기체로 공기보다 밀도가 높고 열전도율이 낮으며 압력이 높아 대류현상을 감소시키고 열전도율을 저하시키며 높은 압력을 유지하여 복층유리의 단열성능을 높이는데 매우 효과적이다. 창호의 열관류율을 낮추기 위해 로이유리만으로는 한계가 있기 때문에 아르곤가스를 주입한 가스주입단열유리는 고단열 복층유리 시장의 기본으로 자리잡고 있다. 

복층유리에 가스주입 적용은 높아지고 있으며 전체 복층유리의 30%이상이 가스주입단열유리 제품으로 제작되고 있다. 단열에 대한 기준이 계속 높아지고 있는 시점에서 향후 복층유리의 50%까지도 가스주입단열유리가 차지할 것이라는 예상이 나오고 있다. 시장의 확대는 복층유리 가공업체들의 큰 변화를 가져오고 있다. 

가스주입단열유리를 제작하기 위한 설비증설과 생산시스템의 도입이 줄을 잇고 있으며 가스주입단열유리에 대한 품질 기준에도 관심이 높아지고 있다. 복층유리에 가스주입은 단순히 가스만 주입한다고 끝나는게 아니다. 가스는 기본적으로 센다는 전제를 갖고 가야하기 때문에 가스가 세지 않게 정확한 품질 기준을 갖추고 제작하는 것이 무엇보다 중요하다. 생산자는 품질에 대한 정확한 기준을 인지하고 있어야 하며, 가스가 세어 나가지 않게끔 1차 접착인 부틸과 2차 접착인 실란트의 적용기준을 반드시 지켜줘야 한다.

올바른 가스주입에 기준을 마련하고 정확한 품질 검수 필수 

가스 주입단열유리는 제대로 밀봉이 되지 않은 제품이 3년이내에 대부분의 아르곤가스가 누출이 된다. 85% 충진의 기본을 지키고 3∼5년 사이 70%이상을 유지하면 품질은 그대로 유지된다. 아르곤가스는 초기에 제대로 밀봉하는 것이 품질을 유지하는 관건이 된다. 

복층유리에 가스가 체워지는 공간에 가스와 밀접하게 접촉하는 스페이서, 부틸부위등의 품질을 유지하는 것이 중요하다. 스페이서와 부틸의 접착력이 약화되면 가스는 세게 되어 있다. 이를 위해 스페이서와 부틸의 접착력을 높이고 부틸의 압착폭을 4mm이상으로 생산해야 된다. 부틸에 단선이 없어야 하며 코너부위쪽은 더욱 관리를 잘해야 한다. 부틸이 오염됐을 시 접착력이 떨어질 수 있기 때문에 제작시 손자국이나 이물질등은 절대 묻게 하면 안 된다. 

스페이서와 부틸의 제작 외에도 정확한 밀봉을 위해서 복층유리 2차 실란트의 도포 깊이도 중요하다. 폴리설파이드계의 실란트는 도포 깊이를 8mm이상, 실리콘 실란트는 10mm이상 적용해야 하며 코너키 사이로 실란트가 충분히 도포되어야 한다. 제품 생산 방법에 있어 품질 차이도 많이 나타나고 있으며 스페이서는 일반적인 수동의 코너키 타입보다는 자동의 오토밴딩시, 봉착재 재질은 실리콘 실란트보다는 치오콜이 우수했으며 가스 주입에 있어서는 수동보다는 자동이 균일한 품질을 유지하는데 우수하게 나타나고 있다. 

정확한 밀봉의 중요성은 가스의 특성상 새어 나가기 때문이다. 제품을 생산하고 끝나는 것이 아닌 적용 후 수년이 지나도 가스가 새지 않고 원래의 효과를 유지하는 것이 관건이 되고 있다. 이를 위해 정확한 제품의 생산과 사후 관리 시스템이 연계되어야 한다. 

가스주입단열유리 제작에서 가장 중요한 점은 가스를 정확히 많이 주입하는 것보다 주입된 가스가 세어 나가지 않게해야 고품질의 가스주입단열유리가 완성이 된다. 복층유리에 가스주입을 위해서는 정확한 매뉴얼을 갖추고 지속적인 테스트를 통해 품질에 대한 데이터를 도출하는 노력이 필요하다. 생산시스템의 자동화도 중요하지만 공정별 검수과정읅 꼭 거쳐야하며 제작 이후에도 상태를 체크하여 품질에 이상이 없는 부분을 확인해야 한다.

가스주입 방법 - 판프레스타입의 자동화 및 일반 주입기를 이용한 수동 주입

복층유리 제작시 가스주입을 위한 생산시스템은 복층유리 생산라인의 프레스부분에 자동 가스주입형인 판프레스 타입과 복층유리 코너부분에 구멍을 내고 강제로 주입하는 일반 주입기 타입으로 제작이 진행된다. 

복층유리 생산에 있어 자동화 생산라인이 보편적으로 보급되면서 대다수의 가스주입단열유리 제작은 판프레스 타입의 자동주입으로 진행되는 경우가 많아지고 있다. 복층유리 업체들도 이를 위해 라인의 교체 및 증설을 단행하고 있으며 프레스 구간에서 자동으로 가스를 주입하여 2차씰링까지 이어지는 복층유리 생산라인을 사용하고 있다. 자동 주입인 판프레스 타입은 프레스 부분으로 유리가 투입되면 투입된 공간을 막고, 하단에 가스주입 노즐을 통해서 자동으로 가스가 주입된다. 

내부에 센서가 장착되어 있어 유리 사이즈에 맞춰 가스를 주입하고 프레스 과정을 거쳐 나오는 형식이다. 판프레스 타입은 자동라인에 연결되어 있어 연속 작업이 가능하고 빠른 생산 속도를 나타내기 때문에 보편적으로 제작시 이용하는 방법이다. 프레스 방식은 가스의 손실이 발생하지만 아르곤가스의 비용이 비싸지 않고 생산성이나 정확한 품질 기준을 맞추기 위해서는 가장 효율적인 방법이다. 

일반 주입식 방법은 가스 주입기를 이용한 방법이다. 가스주입기는 과거 복층유리의 모서리에 구멍을 뚫고 위쪽에 공기를 빼주는 구멍을 통해 가스를 강제로 주입하는 방법이다. 초창기 주입기는 주입시 가스가 얼만큼 들어갔는지 확인이 잘 안되어 가스를 부족하게 넣거나 너무 많이 넣는 경우도 있었다. 하지만 최근 공급되고 있는 가스주입기는 빠른 가스주입과 함께 정확한 양의 주입을 확인할 수 있어 고품질을 유지할 수 있다. 가스주입을 위한 전용 코너키도 공급되기 때문에 코너키에 구멍으로 가스를 주입하고 밀봉을 하는 방식이다. 프레스 타입에 비해 생산속도가 늦고 작업자들의 숙련도 및 품질 기준을 지켜줘야 한다. 

일반적인 대량생산의 복층유리 생산에는 자동화라인인 판프레스타입의 가스주입설비의 적용이 보편화 되고 있으며, 복층유리의 사이즈가 각기 다른 맞춤형 복층유리 및 이형 복층유리, 소량의 복층유리 생산시에는 주입기를 이용한 수작업이 병행되고 있다. 대규모 복층유리 생산업체들은 판프레스타입으로 많이 제작하며, 소규모 업체들은 주입기를 통해 가스주입단열유리를 생산하고 있다. 대형업체들도 프레스방식을 기본으로하며 상황에 따라 주입기를 병행하여 제품을 생산한다. 

가스주입단열유리 제작에 있어 방식이 중요한 것이 아니라 생산자가 얼마나 품질에 대한 정확한 인식을 갖고 꼼꼼히 가스 주입과 마감을 하느냐에 품질이 좌우된다.

가스주입단열유리의 제작 후 지속적인 테스트를 통해 가스의 양을 측정하는 것 중요 

가스주입단열유리가 제 역할을 하기 위해서는 가스가 세면 안되기 때문에 제대로 만드는 것도 중요하지만 완성 된 제품을 지속적으로 체크하여 복층유리 내에 가스의 양을 확인하는 것이 중요하다. 

국내의 가스주입단열유리의 테스트 방법은 파괴방법과 비파괴방법이 있다. 파괴방법은 유리를 깨서 진행하는 방식으로 현재는 많이 사용하지 않고 있다. 비파괴 방법으로 핀란드 스파크라이크사에서 공급하는 측정기가 보편화 되어 있고, 이미 국내에 300대 이상 공급하여 건설사등도 수시로 가스의 양을 체크하고 있다. 

Gasglass Handheld V2는 신광학 부품으로 개발 된 센서가 내장되어 있는 특징을 갖고 있다. 새로운 센서의 가장 큰 특징은 측정기가 측정 시 발생하는 스파크 상태를 정확하게 반복적으로 측정하며 Gasglass Handheld가 이 부분을 정확히 계산하여 일반적인 측정오류를 발견, 기존 제품보다 더 신뢰할 수 있는 측정결과를 나타낸다. 특히 사용자는 스파크 상태를 관찰하지 않아도 되기 때문에 사용자의 측정 오류를 줄일 수 있다. 원리는 5만볼트의 전기 스파크를 쏘아서 아르곤의 양을 측정하는 방식으로 유리에 접촉하여 보더만 누르면 측정이 자동으로 되는 편리한 방식이다. 

현재 건설사를 비롯하여 연구기관, 창호, 복층유리 업체등 가스측정기를 갖추고 복층유리에 가스를 측정하고 있다. 제작시 정확하게 만들지 않으면 현장에서 하자가 발생하고, 가공업체들은 하자보수로 인해 큰 피해를 입을 수 있어 주의를 기울여야 한다. 

현재 복층유리 제작시 저단가 경쟁으로 마진율이 극히 낮은 상황에서 가스가 세어나가 현장에서 하자가 걸린다면 하자 보수비용을 감당할 수 없는 상황이 생길 수 있다. 복층유리 업체들도 측정기를 구비하고 생산 완료된 제품을 수시로 측정해서 품질 검수과정을 반드시 거쳐야 한다. 지속적인 제품 테스트를 통해 데이터 값을 저장하고 최상의 품질의 가스주입단열유리를 생산할 수 있는 기틀을 반드시 마련해야 한다.