국토교통부는 녹색건축 로드맵에 따라 올해까지 패시브하우스 수준으로 건축기준을 올릴 계획이다. 이에 따라 건축물 외피시스템의 에너지절약 성능을 높이기 위한 연구개발 필요성이 제기된다. 현재 업무용 건물을 비롯해 사실상 주거목적으로 사용되는 오피스텔 등에서 외피시스템으로 폭넓게 적용하는 커튼월의 국내기술 수준은 다소 미흡하기 때문이다.

우리나라 커튼월 외피시스템의 단열성능은 2.0~3.0W/㎡K 정도다. 외벽 단열성능기준은 물론 ‘건축물의 에너지절약설계기준’이 정하는 중부지방의 외기와 직접 닿는 창 및 문의 열관류율인 1.5W/㎡K에도 미치지 못하는 수준이다.

이에 따라 한국에너지기술평가원은 커튼월 등 전반적인 외피시스템의 에너지절약성능을 끌어올리기 위해 ‘고기능성/능동형건물 외피시스템 개발 및 단열 신소재 상용화, 실증’과제를 진행하고 있다.

외피요소기술 종합적 개발·개선
(주)이건창호(대표 안기명)를 주관기관으로 한국건설기술연구원, 한국건설생활환경시험연구원 등이 참여한 이번 과제의 총 사업비 120억원 규모다.

최종목표는 건물외피에 관련된 다양한 요소기술 개발 및 성능향상이다. 이를 위해 △고효율 커튼월 외피시스템 △능동형 차양시스템 △유리용 열선차단 필름 △자기소화성 친환경 단열재 등을 개발했다.

고효율 커튼월 외피시스템은 열관류율기준 0.8W/㎡K를 달성했다. 이는 세계최고로 평가받는 독일 슈코(SCHUCO)사에 버금가는 성능이다. 이밖에 Stick 커튼월프레임 단열성능(Ucw)은 0.8W/㎡KW, Unit 커튼월프레임 단열성능(Uf)은 1.4/㎡K, 유리단열성능(Ug)는 0.7W/㎡K, 패널단열성능(Ueff)은 0.15W/㎡K이다.

능동형 차양시스템은 단순히 태양광·열을 차단하기만 하는 것이 아니라 일사에너지투과율(SHGC)과 조명에너지 절감을 고려했다. 주로 주간에 사용되는 업무용건축물은 냉방부하 저감을 위해 일사차단이 중요하기 때문에 외부차양하면서도 조명부하를 낮추기 위해 블레이드를 기하학적으로 조형하고 슬롯을 다중각도로 구성해 빛을 천장으로 보내 실내조도를 높였다.

유리용 열선차단필름은 리모델링 등 시설개선이 어려운 기축건물의 유리 성능개선을 위해 개발됐다. 기존 열선차단필름은 근적외선 50%, 원적외선 60%를 차단했지만 이번 개발품은 무기산화물 기반으로 열선 85%를 차단하는 필름기술이 적용됐다.

자기소화성 친환경단열재 개발은 단열재에 불이 붙어도 시간이 지나면 스스로 소화시킬 수 있는 단열재를 친환경 소재로 생산하는 연구였다. 특허등록된 종이·전분이용 발포단열재를 개량해 흑연·수산화알루미늄·수산화마그네슘을 혼합하는 방식으로 난연기술을 더한 ‘셀룰로오스 폼 단열 신소재’를 개발했다.

엄재용 이건창호 개발팀과장은 “이번 연구결과 외피시스템의 열적성능을 상당히 강화하는 기술이 개발됐지만 최대성능 제품이 상용·양산되기 위한 비용문제를 해결하기까지는 시간이 걸릴 것”이라고 전망했다.