[시평]창호 에너지효율등급제 개선 필요하다
[시평]창호 에너지효율등급제 개선 필요하다
  • 투데이에너지
  • 승인 2017.02.26
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▲ 서울과학기술대
건축학부
김영일 교수

[투데이에너지] 우리나라는 4계절이 뚜렷해 냉난방 및 환기에 소요되는 에너지가 전체 에너지사용량의 약 15%나 될 정도로 많은 편이다.

2015년 기준 에너지사용량은 2억8,800만toe, 이 중 수입 비율은 95%에 이르고 있다. 에너지원은 석유, 석탄, LNG, 원자력 등 다양하지만 사용량을 단순하게 석유로만 환산하면 이 양은 21.2억배럴(159리터)이고 배럴당 가격이 당시 평균인 51달러라고 가정하면 2015년 에너지비용은 1,081억달러다.

에너지원의 대부분을 수입하는 국내 실정으로는 에너지를 절약하고 신재생에너지를 적극 활용하며 대체에너지를 개발하는 것이 무엇보다도 시급하다.

창호는 기능적으로도 채광, 환기, 조망 등 다양한 기능을 제공하며 건물의 미관을 결정짓는 주요 요소이므로 최근 창호회사는 아름다운 디자인과 색상 개발에 심혈을 기울이고 있다.

그러나 에너지 관점에서 창호는 열손실, 열취득 그리고 침기의 주된 경로이므로 건물의 냉난방 및 환기 에너지소비 절감을 위해서는 설계, 제작 단계부터 시공 및 사용에 이르기까지 창호의 단열 및 기밀 성능에 대한 세심한 고려가 필요하다.

일반적인 건물에서는 창호의 열손실은 외피 전체 손실의 45%에 이르고 건물의 에너지절약은 곧 창호의 열성능 개선을 의미한다고 해도 과언이 아니다. 기밀성의 영향을 살펴보면 공동주택의 경우 겨울 조건에서 1등급 창의 사용하면 완전 밀폐된 이상적인 창 대비 난방부하는 3.9%만 증가하지만 5등급 창을 사용하면 난방부하는 무려 19.5% 증가한다.

정부에서는 창호 열성능을 평가하기 위해 창호에너지효율등급제를 실시하고 있다. 열을 전달하는 능력인 열관류율(W/m2K)과 실내외 압력차에 대해 창호를 통과하는 통풍량(cmh/m2)을 공인기관에서 측정, 그 결과를 창호에 부착하도록 하고 있다. 열관류율은 작을수록 좋으며 이를 단열성능, 통풍량은 작을수록 좋으며 이를 기밀성능이라고 한다.

창호 성능시험은 공인된 기관에서만 수행할 수 있으며 그 기준 또한 엄격하다. 기밀성시험에서는 창호 양 측에 일정한 압력차를 형성하고 통과하는 통풍량을 측정한 후 그 값을 창호 면적으로 나눠 기밀성능을 표시한다.

기밀성능을 높이기 위해 인증용 시료에는 창짝과 창틀, 창짝과 창짝 사이의 틈새를 메우는 모헤어를 밀집되고 높게 과도하게 설치하는 경우도 있다. 그 경우 일반적인 개폐력 20∽30N(2∽3kgf)을 크게 초과해 현장에는 적용하기 어렵다. 그러므로 기밀성 시험에서는 개폐력 시험도 동시에 행하는 것을 제안한다.

창호의 현장 시공 수준에 따라 창호의 열성능은 크게 달라진다. 창을 설치하기 위해서는 창틀 면적보다 큰 벽의 개구부가 필요하게 되는데 벽과 창틀 사이의 충진 방법에 따라 단열성, 특히 기밀성은 큰 성능 차이를 보인다.

패시브하우스 기술이 가장 앞선 독일에서는 창틀의 시공 방법의 표준화가 정해져 있다. 국내도 창의 시공 표준화가 필요하며 창 자체 제품은 물론 시공도 평가할 수 있는 창호의 현장 열 및 기밀 성능 평가도 수행돼야 한다.

현재는 열관류율과 기밀성은 별도로 시험하고 별도로 표시하고 있는데 이 2개 성능은 공통적으로 공조부하에 영향을 미치므로 하나의 지표로 통합하는 것이 맞다. 예로 현재 등급제로는 열관류율 3.5W/(㎡K), 기밀성 0.01m3/m2h인 창호의 등급은 5등급에도 못 미치지만 실제 공조부하 관점에서는 2등급보다도 우수한 창이다.

이 창은 온도차에 의한 열손실은 많지만 대신 침기에 의한 열손실은 매우 작기 때문이다. 다른 예로는 열관류율 2.7W/(㎡K), 기밀성 10m3/m2h인 창의 등급은 현재 등급제로는 4등급이지만 실제 현장 설치 시 침기에 의한 열손실이 막대해 현장 설치에는 부적합하다.

열관류율과 기밀성을 동시에 고려하는 통합지표가 개발되면 위 사례와 같은 모순도 해결하면서 디지털 아닌 연속적인 값으로 표시할 수 있어 합리적이다. 디지털방식의 문제점은 작은 차이가 큰 차이를 발생시킬 수 있다는 점이다. 예로 열관류율 0.99W/(㎡K)와 1.01W/(㎡K)는 그 차이가 미미함에도 디지털식 등급제에서는 한 등급 차이가 나게 된다.

요약하면 창호에너지효율등급제의 개선을 위해 기밀성시험 시 개폐력 시험도 동시에 수행, 시공 표준화, 현장 열 및 기밀 성능시험 수행, 열관류율과 기밀성을 통합한 통합지표 개발이 필요하다.


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