유리와 알루미늄 커튼월(Glass & Aluminum Curtain Wall)의 특징 및 고려사항

 

유리와 알루미늄 커튼월은 건축물의 외피로서 두 가지 중요한 기준인 가벼움과 공사기간 절약을 충족시킵니다. 알루미늄의 가공 용이성과 다양한 형태의 멀리 온 압축 가능성은 다양한 디자인을 가능하게 합니다. 또한 커튼월은 대개 반투명한 유리와 스팬드럴 유리로 구성되어 시각적으로도 매력적입니다. 그러나 건축물의 외관뿐만 아니라 내부 구성과 인테리어 디자인에도 영향을 미치는 다양한 설계 요소가 고려되어야 합니다. 

 

유리와 알루미늄 커튼월(Glass & Aluminum Curtain Wall)의 특징

유리와 알루미늄 커튼월은 현대 고층건축물 전체에 있어 중요한 요소 중 하나입니다. 그것은 가벼운 외피와 공사기간의 절약이라는 건축에 있어서의 중요한 2가지 기준을 만족시킵니다. 

알루미늄은 제작할 때 쉽게 압출 성형되어 모양을 만들 수 있고, 다양한 형태의 멀리 온(Mullion) 압축이 가능합니다. 커튼월은 평탄하거나 경사, 또는 곡면일 수 있습니다. 이것은 대개 반투명의 유리와 스팬드럴 유리로 번갈아 구성되며, 지표면에서의 스토어프런트(Storefront)나 현관 디자인과 시각적으로 조화를 이룹니다. 커튼월은 근본적으로 내외부 마감을 동시에 만듭니다. 강풍과 지진 문제가 있는 지역에서는, 또는 큰 높이나 부정형의 창문을 요구하는 디자인에서는 구조와 커튼월 사이의 연결관계가 매우 중요합니다. 크립(Creep)이 중요한 요소가 되는 콘크리트 구조에 커튼월이 부착된 경우나, 또는 좀 더 유연한 철골 구조에 커튼월이 부착된 경우 등에 따라 디자인 해결책은 다양할 것입니다. 

일반적으로 아무리 커튼월의 외관을 강조한다 하더라도, 인테리어와 그것의 관계에 영향을 주는 설계 기준은 많이 있습니다. 예를 들어 멀리 온(Mullion)에 간격을 두는 것은 내부의 칸막이 배치에 영향 줍니다. 유리 선택은 내부 조명의 질에 영향을 줍니다. 어떤 마감재는 지속적으로 자외선에 노출되면 빨리 색이 바래고, 어떤 유리는 자외선을 걸러냅니다. 블라인드나 커튼의 사용은 건물의 효율성에 영향을 줍니다. 공기의 침투량은 건물 외주부에서 안락감의 정도를 결정하고 책상 위치에 영향을 줍니다. 

화재 안전 구정을 충족하기 위해서는 수직으로 연속된 커튼월의 패널과 각 층바닥구조 사이의 공간을 내화재료로 충진 하여야 합니다.  

 

고려 사항들

● 프레임

프레임을 구성하는 알루미늄의 단면은 스틱이나 튜브 형태입니다. 스틱형 프레임은 대체로 설치시간이 절약되지만 튜브형보단 하중 지지력이 낮습니다. 스틱형 프레임의 시각적 효과 역시 심사숙고되어야 하는데, 풍압에 저항하기 위해 더 많은 수직부재가 있게 되거나, 또는 튜브형이 필요한 것보다 더 깊은 단면의 부재를 필요로 하기 때문입니다.

 

● 마감

알루미늄 프레임은 도색하거나 아노다이징 할 수 있습니다. 잘 맞는 도색 재료를 탄화플루오르 폴리머(Fluorocarbon Polymer)나 플라스티졸(Plastisol), 실리콘 폴리머(Siliconized Polymer), 폴리메탄(Polymethane) 등이 있으며 롤러나 정전기 스프레이를 이용합니다. 아노다이징 마감은 투명하거나 도색될 수 있으며, 색은 일체형이거나 전기분해방식으로 도착된 것입니다.

 

● 구조적 통합

커튼월의 성공을 위해서는 구조하중과 풍하중에 저항하고, 주기적인 팽창과 축소를 수용하며, 공기와 물의 침투를 방지하도록 설계되어야 합니다. 프레임은 작업수행 시방서로나 소유주의 선호에 따라 선택되거나 시방서에 표기될 수 있습니다. 어느 경우든, 풍하중과 지진에 대한 요구조건을 명기하고, 팽창에 대한 조절, 내부 배수처리에 대한 조건 등을 포함하여야 합니다. 

고정 방법은 팽창과 풍하중 조건에 중요한 사항입니다. 클립 앵글(Clip Angle)은 구조물에 멀리 온을 부착하기 위해 사용됩니다. 이것은 풍압에 맞서 고정되어야 하며 수평으로 팽창될 수 있어야 합니다. 고정 위치와 기둥 간 구조의 처짐에 대한 수직 조인트의 위치 역시 고려되어야 합니다. 부언하여, 바닥과 바닥 사이에 하중과 처짐의 차이를 수용하는 수평 익스펜션 조인트를 위해 충분한 공간이 확보되어야 합니다.

 

● 유리 크기와 형태

유리의 최대 크기는 선택된 유리의 형태와 설계 풍하중에 달려있습니다.

 

● 스팬드럴

커튼월 스펜드럴은 유리나 메탈 패널로 구성되는데, 커튼월의 잔여 부분으로서 같은 알루미늄 프레임에 설치됩니다. 스팬드럴 재료를 선택할 때 프레임 디자인과 반투명 유리의 선정에서와 같은 기후 상황과 하중 조건이 고려되어야 하며, 새로운 재료는 벽 디자인에 설정되는 또 다른 팽창계수를 의미한다는 것을 추가로 고려합니다. 

 

● 유리설치 방법

유리설치 방법은 설치 속도와 커튼월의 기밀성에 직접적으로 관계가 있습니다. 일반적인 두 가지 방법은 기성형 개스킷을 이용하는 건식법과 씰링 컴파운드를 이용하는 습식법이 있습니다. 실리콘과 폴리우레탄, 그리고 폴리설파이드(Polysulfide) 등은 가장 많이 사용되는 높은 작업성의 씰런트 재료들입니다. 폴리설파인드는 가장 싼 재료이지만 섹 중에서 가장  제한된 작업수행 상의 특징을 가지고 있습니다. 주기적인 변이와 자외선 차단, 방수, 그리고 강도 모두 다 유리설치 방법의 선정에 영향을 줍니다. 덧붙여 건물의 방위와 그림자는 유리설치의 작업수행에 영향을 줄 수 있습니다. 조인트 부분에 장기간 그림자가 지거나 직사광선을 받을 경우 일부 유연한 팽창성의 유리설치 재료가 조인트 밖으로 흘러나오는 것을 발견할 수 있습니다.    

 

● 시험

한 가지 중요한 결정은 지역의 규정과 국가 표준에 열거된 풍하중을 따르느냐 아니면 건물의 풍동시험을 시행하는가의 여부입니다. 높이와 위치는 이를 위한 결정요소가 됩니다. 가급적 20층 이상 건물에 대해 풍하중 분석을 요구하며, 그러한 분석들은 때로는 낮은 건물에도 유용합니다. 최근 연구에 따르며 건물의 높이와 형태, 그리고 인접한 구조물과의 관계가 실제의 풍하중 조건에 현저한 영향을 미치며, 규정에 명시된 것보다 몇 배나 더 큰 풍하중이 발생할 수 있습니다. 

커튼월 부분의 실제 모형이 기밀성에 대해 연구실에서 시험될 수 있습니다. 비록 이런 테스트는 비용이 들지만, 모형에 대한 광범위한 테스트를 시행하고, 이를 통해 디자인을 병경함으로써 고 비용이 수리와 법적 소송을 피할 수 있습니다. 물과 공기의 침투를 알아보기 위한 테스트는 현장에서 씰런트난 개스킷에 122㎏/㎡(25 psf)의 압력으로 실시됩니다. 이러한 풍압은 실제 폭풍 시 하 특정 건물에서 발견되는 실제 상이할 수 있습니다. 

 

● 유지보수

외부나 내부에서 청소나 교체를 위한 접근성에 대해 고려해야 합니다. 고정 창의 고층건물은 종종 커튼월 부품에 수직 트랙을 설계하는데, 이로써 창호 청소용 플랫폼을 건물에 고정시킬 수 있습니다. 

 

● 점유

건물을 점유하는 과정에서 커튼월 공사에 문제를 야기할 수 있습니다. 가설하여 두 개의 사용하는 층 사이에 사용하지 않는 층이 있다면, 여기에 설치된 상호 맞물린 프레임 형태의 커튼월은 비점유된 층 상하에 있는 층의 동하중에 의해 처짐을 겪게 되며, 상부의 커튼월은 연결이 풀리고 아래의 커튼월은 눌릴 수 있습니다. 

 

● 누수

내부 배수를 위한 물구멍과 물받이는 커튼월의 성공적 설치에 매우 중요합니다. 다른 재료로부터의 화학물이나 광물질들을 밖으로 흘려보내며 유리를 얼룩지게 할 수 있다는 것에 주목하여야 합니다. 

열 전이를 줄이는 열차단 시스템 역시 디자인에 포함되어야 합니다. 열차단 시스템은 금속이나 유리의 내부 및 외부 면을 분리하는 단열재로 구성됩니다. 이것은 외부 온도가 내부로 즉시 전이되는 것을 막아줍니다. 

 

● 프라이버시

빌딩 사용자들이 요구하는 프라이버시의 정도는 유리 종류의 선택과 함께 유리 커튼월의 사용을 결정하는 데 영향을 줍니다. 층간의, 그리고 외부로부터의 음 전달 역시 특별한 주의를 필요로 합니다. 

 

마무리

유리와 알루미늄 커튼월은 현대 건축물에서 중요한 부분을 차지하며, 건축물의 외관뿐만 아니라 내부 구성과 인테리어 디자인에도 영향을 미칩니다. 프레임, 마감, 구조적 통합, 유리크기 및 형태, 유리 설치 방법 등 가양한 요소를 고려하여 설계해야 합니다. 또한 풍하중 테스트와 유지보수 가능성들을 고려하여 건물의 안전성과 기능성을 유지해야 합니다. 종합적으로, 유리와 알루미늄 커튼월은 건축물의 외관과 기능성을 높이는 중요한 요소임이 분명합니다.