국내 커튼월 시스템의 기밀성능 요구수준 설정에 관한 연구

Abstract

Air-tightness of envelope in the building is essential for energy-saving. There are two kinds of air exchanges between outside and inside buildings. One is the ventilation which is intentionally conducted for the indoor air quality, the other is the air leakage which unintentionally occurs because of poor air-tightness performance. Air leakages, often called draft, take an significant impacts on the energy consumption of buildings because it means inevitable invasions of extremely hot or cold air into buildings in mainly summer or winter. Many developed countries have already enhanced airtightness performance demands such as mandatory airtightness measurements through Energy code. The office buildings with curtains wall systems have an inherent weakness in the aspect of airtightness because sporadic joints among frames make frequent unintentional infiltration. This study is for not only suggesting air-tightness performace qualification for domestic curtain-wall system by comparing international air-tightness standards of curtain-wall system with domestic ones but also identifying factor of airtightness effects by analyzing several cases. The domestic specification about curtain-wall fixing parts is 0.06 cfm/ft2@75 Pa for normal buildings quoted from AAMA501-05(The United States) which is equivalent to non class in DIN EN 12152(EU) or 0.06 cfm/ft2@300 Pa for special buildings requiring high air quality and humid control which is equivalent to Class A3 in DIN EN 12521. In the meanwhile, actual air-leakages of domestic curtain-wall fixing parts from mockup test are converted to Class A4. In addition, applying international standard such as SS381 and CWCT Standard and Guide, demanding air-tightness level for fixing parts of curtain wall for low-energy consuming and air-conditioned building is Class A4. Therefore, in the aspect of energy saving for air-conditioned buildings, the airtightness standard for fixing parts of domestic curtain wall shall be decided to be enhanced to Class A4. The domestic specification about curtain-wall opening parts is 0.25 cfm/ft@75 Pa or 0.25 cfm/ft@300 Pa which are equivalent to Class 3 and Class 4 in DIN EN 12207 respectively. Actual air-leakages of domestic curtain-wall opening parts from mockup test are converted to Class 4. In addition, applying international standard such as WAC and AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440-08, demanding air-tightness level for opening parts of curtain-wall for high rise buildings is Class 4. Therefore, in the aspect of energy saving for air-conditioned buildings, the airtightness standard for opening parts of domestic curtain wall shall be decided to be enhanced to Class 4. Moreover, the standards of fixing and opening parts of curtain-wall system in Korea shall be applied respectively for normal buildings and low-energy consumption buildings as international standards do. Being acquired from the actual cases of mockup test curtain wall system, the result of study which analyzes air-tightness performance factors is following. In the aspect of a lack of air-tightness, air-tightness has been enhanced with the Sealant process and gasket process plan set for frame joints and proper methods selected along with the areas of joints. In the manufacturing stage, Sealant processes in the joint areas, in the fixing bolt and in the connection point between components have been appropriately conducted considering air-tightness lines of design. In the delivery and storage stages, careful cares are required to prevent damages due to external loads. In construction stage, detailed guideline and checklist and training and inspection and supervision about manufacturing in factories, site delivery and storages and construction procedures are required in order to not only prevent problems such as unintentionally wrong locations of air-tightness components(gasket and sealant) especially in the joints areas but also obtain and sustain high air-tightness performance.;건물의 에너지절약에 있어서 외피의 기밀성능은 필수적이다. 건물에서의 실내외 공기교환 종류에는 실내 공기질 유지를 위해 의도되어진 환기와 의도되지 않았지만 외피기밀성능 미비로 인해 발생하는 침기가 있다. 흔히 외풍으로 불리는 침기는 특히 동·하계 열악한 열적 조건을 가진 외기의 실내 무단 침입을 의미하므로 열쾌적 유지를 위한 건물의 냉난방 에너지소비에 미치는 영향이 매우 크다. 이에 각국에서는 Energy Code 등을 통해 외피에서의 요구 기밀성능을 상향 조정하고 있으며, 요구기밀성능 측정 강제 등 점차 외피 기밀성능에 대한 기준을 강화하고 있다. 업무용건물에서 일반적으로 적용되는 커튼월 시스템은 유닛간의 조인트부위가 반복적으로 발생하여 기밀성능 측면에서 취약할 수 있다. 본 연구에서는 커튼월 시스템의 국내외 기밀성능 기준과 국내 업무용 건물의 기밀도 실제수준을 비교 분석하여 국내 커튼월 시스템 시방서상의 기밀성능 요구수준을 제안하고, 요구수준을 만족시키기 위한 기밀성능 향상방안을 사례분석을 통해 도출해 보고자 하였다. (1) 커튼월 고정부 기밀성능에 대한 국내의 건축공사 표준시방서는 미국의 AAMA501-05의 일반건물에 대한 0.06 cfm/ft2@75Pa 혹은 공기질 및 습도 제어가 중요한 건물에 대한 0.06 cfm/ft2@300Pa을 기준으로 하며, 각각 DIN EN 12152의 등급 분류상 무등급, Class A3에 해당한다. 반면, 국내 커튼월 고정부의 목업시험에 의한 실제 누기율은 Class A4에 해당하는 것으로 나타났다. 또한 국외 기준의 경우, SS381의 공조건물, CWCT Stadard and Guide의 저에너지 및 공조건물에 대한 커튼월 고정부의 요구 기밀성능 수준은 모두 Class A4이다. 따라서 에너지 절약적 측면에서 공조되는 건물을 대상으로 한 국내의 커튼월 고정부의 기밀성능 요구수준은 DIN EN 12152의 등급 분류상 Class A4로 상향조정할 필요가 있는 것으로 판단되며, 국내의 경우에도 국외와 마찬가지로 일반건물과 저에너지건물에 대한 기밀성능 요구수준이 마련되어야 한다. (2) 커튼월 가동부 기밀성능에 대한 국내 시방은, 보통 0.25 cfm/ft@75Pa 혹은 0.25 cfm/ft@300Pa로 하는 경우가 일반적이며 DIN EN 12207의 등급 분류상 각각 Class3, Class 4에 해당한다. 국내 커튼월 가동부의 목업시험에 의한 실제 누기율은 모두 Class 4를 충분히 만족시키는 것으로 나타났다. 또한 국외 기준의 경우, SS381의 공조건물, CWCT Standard and Guide의 저에너지 및 공조 건물에 대한 커튼월 가동부의 요구 기밀성능수준은 모두 Class 4이다. WAC와 고층건물에 적용되는 AW등급에 대한 AAMA/WDMA/CSA101/I.S.2/A440-08 시방상의 요구 기밀성능 수준 역시 모두 Class4에 해당한다. 따라서 에너지 절약적 측면에서 공조되는 건물을 대상으로 한 국내의 커튼월 가동부의 기밀성능 요구수준은 DIN EN 12207의 등급 분류상 Class 4로 상향조정할 필요가 있는 것으로 판단되며, 고정부와 마찬가지로 일반건물과 저에너지건물에 대한 기밀성능 요구수준이 마련되어야 한다. (3) 커튼월 시스템의 실제 시공 사례를 통해 기밀성능 영향인자를 분석한 결과는 다음과 같다. 기밀부재 측면에서, 프레임 접합부에 따라 실런트 처리와 가스켓 설치 공정이 계획되어 있으며 조인트 부위에 따라 적합한 방법을 채택하여 기밀도를 향상시키고 있었다. 제작과정에서는 설계단계의 기밀라인을 감안하여, 조인트 부위의 실런트 처리, 고정나사의 실런트 처리, 부재간 연결부위의 실런트 처리가 적절하게 이루어지고 있었다. 현장 반입 및 보관시에는 외부하중에 의한 실리콘이나 가스켓의 파손에 주의를 요하며, 시공 중에는 가스켓 등의 커튼월 유닛 조인트간 기밀 담당 부재들(가스켓, 실런트)이 계획된 대로 위치하지 않는 등의 문제점이 생길 수 있으므로 기밀성능 확보 및 유지 측면에서 커튼월 시스템의 공장 생산, 현장 운반, 적재 및 시공과정에 대한 상세한 가이드라인 및 체크리스트 작성과 교육 및 관리감독이 요구된다.