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결로없는 창호설계, 어떻게 해야할까? ②

사이버건축박람회 0 344
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창틀 주변의 단열 끊김 여부가 키포인트 


 

 

① 고성능창호, ② 창틀 주변의 단열 끊김 여부가 키포인트.
 

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결로없는 창호설계를 위해 창호제품을 선택하거나 시공할 때 검토되어야 할 매우 중요한 사항이 있다. 단열성능이 좋은 창호를 선택하고, 창호 주변의 단열공사 디테일을 신중하게 고려하는 것이다. 특히 시공시 창틀주변의 단열 끊김 여부가 결로를 최소화할 수 있다. 최근 정부와 협회, 전문기업에서 발표한 자료를 중심으로 자세한 내용을 살펴본다. 

 

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건축물의 결로를 방지하기 위해선 열교방지 계획을 통해서 건축물의 열손실을 줄여 냉·난방부하 저감 및 쾌적한 열환경 공간을 조성할 수 있다. 또한 열교로 인해 나타날 수 있는 결로발생 및 곰팡이를 미연에 방지하여 실내 공기질 및 쾌적성을 유지하는 것이 중요한 관리요소이다.


열교(Thermal Bridge)란, 건축물에서 실내·외의 온도차 발생 시 어느 한 부분의 단열이 약화되거나 끊김으로 인해 열흐름 현상이 발생하는데, 이때 열흐름 통로를 열교(Thermal Bridge)라고 한다. 실내온도를 기준으로 외기온도가 높은 여름에는 단열 약화 부위를 통해 외부에서 내부로 열유입 현상이 발생해 실내온도가 높아지고 냉방에 필요한 부하가 증가한다. 반대로 겨울에는 외부로 열유출 현상이 발생하면서 구조체나 창문의 온도가 낮아지고 부분적으로 결로현상이 생기는데 이를 냉교(Cold bridge) 또는 열교(Heat bridge)현상이라 한다.

그리고 결로란, 열교로 인해 온도가 낮아진 벽(유리창)면과 실내의 적정 습윤공기가 접촉하게 되면 공기 중의 수증기가 액체가 되어 표면에 이슬이 맺히는데, 이는 겨울에는 목욕탕 창문이나 여름에는 차가운 유리컵에 물방울이 생기는 현상과 같다.

이렇게 열손실 뿐만 아니라 결로로 인해 곰팡이가 생길 수 있는 환경을 제공한다는 점이 실내 공기질에 악영향을 미치게 되며, 이는 재실자의 건강에 해를 끼칠 수 있는 화학물질 및 포자를 방출하기 때문에 천식, 알레르기 비염 및 호흡기 감염 등의 건강에 매우 좋지않은 영향을 끼친다.

이를 방지할 수 있는 방안은, 재실자의 실내 환경 유지관리 측면과 창호 등 제품의 시공측면으로 해결할 수 있다. 특히 시공측면에서는 건축물의 단열 보강 및 방습층의 설치시 결로방지 조치 의무사항을 준수하여 시공(건축물 에너지 절약 설계기준 제6조 건축부문 의무사항)하거나 고온측에 방습층을 설치하는 등으로 해결할 수 있다.

대표적인 열교발생부위는 건물의 연결부인 건물 모서리, 창호 및 출입문, 슬래브와 벽체 연결부, 발코니, 테라스, 지하층 등이 있으며, 점형열교와 선형열교로 나타난다. 본지에서는 이와관련하여 결로없는 창호설계(제품선택과 설치 및 시공) 측면을 중점적으로 살펴본다.

 

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Point 2. 창호주변 단열공사 디테일에 따라 열교발생 차이 커!



한편 ㈜친환경계획그룹 ‘청연’의 ‘청연빌딩’ 그린 리모델링 사례를 담은 ‘<제로에너지그린리모델링>에 따르면, 결로방지를 위한 창호주변의 단열공사 디테일에 대해서는 다음의 사항을 고심해야 한다. 이에따라 열교발생의 차이가 크기 때문이다.

즉, 외단열 시스템으로 벽체를 구성하더라도 창호를 구조체 상부에 위치시키느냐 아니면 외단열재 상부에 위치시키느냐에 따라 열교 발생의 차이가 크게 날 수 있다.

열교 시뮬레이션을 이용해 창호가 구조체에 면해 있을 때와 단열재에 면해 있을 때의 차이를 비교해 보았다. 분석 프로그램은 Therm을 사용했으며 공동주택 결로방지를 위한 설계기준에 따라 실내외 조건 20℃, -15℃, 상대습도 50%를 기준으로 하였다.



리모델링 전후 청연빌딩 창호의 결로발생여부 및 에너지 변화량 분석 
 

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분석결과, 창호가 구조체에 면해 있을 때 결로는 발생하지 않으나 곰팡이가 우려됐다. 그러나 단열재가 위치한 면에 창호를 설치했을 경우에는 결로와 곰팡이가 발생하지 않는 것으로 나타났다.

이는 단열재에서 창틀로 이어지며 단열성능의 급격한 변화를 최대한 완화해 주었던 것이다. 분석결과를 바탕으로 ‘청연빌딩’ 사옥에서는 창호를 단열재 라인과 동일하게 설치하여 결로 발생을 최소화했고, 기밀테이프와 팽창테이프로 꼼꼼하게 마무리하여 기밀성도 확보했다.


<소규모 건축물 품질향상 가이드>에서도 창문 설치시 창문 주변에서 누수와 열교발생을 최소화하기 위한 ‘단열선’에 기초한 창문설치 및 공정순서, 창문이 설치되는 위치를 고려할 것을 강조한다.


이중창의 단열선이 최소한 단열재 중심선과 동일선상에 있어야 한다. 하지만 창문의 하중이 외단열쪽으로 치우친다. 이 편하중을 보완하기 위해 20mm 고강도 폴리우레탄을 깔거나, ㄱ자 브라켓을 사용하여 이중창을 올릴 수 있다. 창호를 달아매는 방식은 시공하지 말아야 한다. 





창문설치시 공정순서
 

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단열성능 고려한 창문설치 위치
 

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창문 주변부 외벽마감 현상 사진
 

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창문 주변부 외벽마감 현상 사진
 

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그런데, 외벽마감을 벽돌이나 석재로 할 경우, 창호와 만나는 부분에도 부피가 있는 벽돌로 마감을 하게 되므로 해당 부위에서 단열재가 누락되어 열교가 발생할 수 있다.


이를방지하기 위해 이중창은, 골조면에 방수테이프를 부착하고 단열재를 창문까지 오도록 설치한다. 세로면에는 얇은 벽돌타일을 부착한다. 창문 프레임과 타일 접합부에 코킹마감하여 단열재 속으로 빗물침투를 방지한다.

시스템창은, 골조면 끝에 창문의 개별을 맞춰, 방수테이프를 그 위에 붙이고 단열재가 창문 프레임을 감싸면 열교를 줄일 수 있다.


이와 관련해 <그린리모델링 시공 가이드라인>에서는 특히 창호 주변 단열시공시 밀실하고 정확하게 시공이 되어야 하며 창호주변은 틈새가 없도록 기밀테이프 및 팽창테이프 설치로 침기에 의한 단열성능이 감소되지 않도록 해야한다고 언급한다. 또한 에너지 절약 설계에 관한 기준, 기밀 및 결로방지 등을 위한 조치 내용에 따라 실내 측에 방습지를 부착한다.



발코니 열교
 

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- 우수가 많아지면 표면장력, 모세관작용, 풍압 등에 의해 내부로 침투
- 벽돌의 흡수율이 높거나 줄눈에 문제가 있다면 수분이 벽체 내부로 침투
- 물처리가 매끄럽지 않아 외벽 오염 발생


 

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분리형 발코니 예시 (국외 사례)





한편, 발코니 확장 부분에도 열교가 발생하여 결로로 인한 곰팡이가 발생한다. 발코니 확장, 발코니 창호 교체 후 유리면에 결로가 발생할 수 있다.


공동/다세대 주택의 발코니를 둘러싸고 있는 모든 벽체는 열교이며, 이는 애초에 단열재가 시공된 곳이 아니기 때문에 더욱 주의가 필요하다. 일반적으로도 건축물 몸체에서 빠져나간 발코니는 열교이므로 열교를 막는 조치가 필요하다.


이를 개선하기 위해, 발코니 확장시 4면(천장, 벽, 바닥) 모두 단열재를 설치하고, 확장부위는 건식난방패널을 사용할 수 있다. 발코니 부분을 모두 단열재로 두르거나(비효율적) 열교차단재 사용을 권장한다.




발코니 열교의 원인과 개선

 

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기사출처 : 월간창과문 

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