콘크리트 골조 건축물에서 방수, 기밀과 관련한 창호의 마감방법과 시공품질은 콘크리트 외부를 감싸는 각종 마감자재와 외단열재의 시공순서에 따라 차이가 날 수 있다. 특히 창호와 외장마감재 접합부분은 방수를 위해 다양한 자재를 사용하여 마감 시공하는데, 잘 못 시공될 경우 여러 가지 하자사례가 발생할 수 있다. 이에 창호시공현장에서 가장 일반적이고 보편적인 방법이면서 반드시 알아야 할 마감자재와 시공방법에 대해 살펴본다.
건축용 실링 마감재
실리콘 실란트는 건축물의 방수마감재로써 가장 범용되는 제품이다. 누수와 기밀에 중요한 역할을 하기 때문이다. 아파트와 주택 등의 주거용 뿐만 아니라 주상복합빌딩, 고층빌딩과 초고층빌딩에서의 창호성능, 누수 및 유리이탈 방지 등의 안전성까지 책임져야 하기 때문에 그 역할이 매우 막중하다.
특히 초고층 빌딩의 외벽은 전부 커튼월 공법이 적용되고 있으며, 그 높이는 풍동에 의한 압력을 구조용 실란트가 충분하게 완충작용을 할 수 있도록 안정적인 두께로 시공해야 한다.
따라서 실링기술은 적용부위, 사용환경에 따라 재료(제품)를 선택을 할 수 있는 물성기준이 다르다. 창호 및 커튼월용은 프레임과 유리 이음부 줄눈 및 실링용도로써 적합한 물성과 제품들로 출시되고 있다.
조인트의 수밀·기밀성 확보 목적으로 사용되는 실란트의 요건
- 부재와 부재를 방수적으로 연속시킬 수 있는 물질을 이루는 기본 성능 : 수밀, 기밀성 유지성능
- 완전 경화된 도막이 조인트의 움직임에도 파열, 박리되지 않는 성능 : 탄성(내 MOVEMENT성), 조인트의 움직임 감당
- 우수한 내구성능
현재 사용되고 있는 건축용 실링 마감재료를 분석해 보면, 실리콘계, 변성 실리콘계, 폴리설파이드계, 변성 폴리설파이드계, 아크릴우레탄계, 폴리우레탄계, 아크릴계, SBR계, 부틸고무계 소재가 있다. 이들 중에서 실리콘계, 변성 실리콘계, 폴리설파이드계, 폴리우레탄계가 현장에서 가장 많이 사용되고 있다. 적용부위는 이음부 실링, 균열부 채음재로 주로 사용된다.
국토교통부 자료에 따르면, 약 2천억원으로 추산되는 국내 건축용 실링재 시장은 실리콘계가 약 80%, 폴리우레탄계가 약 10%, 기타 아스팔트계 및 고기능성 실링재 등이 약 10%를 차지하고 있다.
우레탄 실링재의 경우는 범용 실리콘 실링재(저가형) 제품과의 가격경쟁으로 사용량이 많이 감소되었으며, 최근에는 1액형 실링재가 2액형 제품을 지속적으로 대체해 가고 있다.
폴리설파이드계 실링재는 도로나 활주로 등의 토목용에 특화되어 일부가 사용되고 있으며, 일부 적용중인 복층유리용 용도에서도 지속적으로 감소하는 추세다. 최근 실리콘 공급 대표기업을 중심으로 일본에서 비오염성 분야에 사용량이 매우 높은 MS계 실링재 시장이 확대되고 있다. 아크릴계 실링재는 방화용 실링재(수성)로 일부 사용되고 있다. 기존의 용제형 제품은 실내 공기질과 관련된 규제와 함께 지속적으로 감소하고 있다.
실리콘 실란트의 종류
아크릴 실란트 : 수용성 실란트의 일종으로서 수용성이라 냄새가 심하지 않고 페인트 칠이 가능하다. 햇빛과 물에 약하고, 수성으로 작업이 용이하며, 시공 공구류를 물로 세척가능하다. 도배 이음면에 작업성이 우수한데, 표면도배 및 피착제가 젖어있어도 시공이 가능하다. 지속건조 및 경화성이 빨라 도배작업, 벽면 균열부위 실링과 목재 바닥재 이음새 실링, 일반 내부 벽면의 줄눈시공, 벽지 및 지물용의 마감시공용도로 사용된다.
무초산 실리콘 실란트(유성) : 가장 많이 사용하고 쉽게 구할 수 있는 실란트로서 창문의 유리 글레이징에 사용된 거의 모든 실리콘이 이 제품이다. 초산 실리콘보다 냄새가 덜하지만 없지는 않다. 변성 실란트를 제외한 실리콘 계열의 실란트는 대부분 페인트 칠이 되지 않는다. 유리글레이징 공사, 창호 유리공사, 각종 건축자재간의 실링, 쇼 윈도우 실링에 사용된다.
초산 실리콘 실란트(유성) : 무초산 실리콘과 비슷하지만 경화시간이 무초산 실리콘보다 빠르다. 초산이 포함되어 있으므로 피착물이 부식될 가능성이 있고, 무초산 실리콘과는 비교가 되지 않을 정도로 냄새가 심하다.
바이오 실리콘 실란트 : 곰팡이가 발생하지 않도록 항균성분이 포함된 실란트로서 욕실, 싱크대 등 습기가 많은 부위에 사용한다. 욕조, 세면대 주변의 코킹, 화장실 변기나 타일주위, 싱크대 주변, 기타 곰팡이가 서식하기 쉬운 개소에 사용된다.
비오염성 실리콘 실란트 : 실란트의 오일이 흘러 석재가 이상한 색으로 변하는데, 그것을 방지하는 실리콘 실란트로서 인조대리석으로 마감된 건물을 보면 대리석 조각 사이사이를 채우고 있는 검은색 실란트다.
하이브리드 실란트 : MS실란트, 변성 실리콘으로 부르는 실란트로, 우레탄 실란트의 장점(페인트 도장가능)과 실리콘 실란트의 장점(높은 내후성)을 다 갖추고 있다. 우레탄 실란트보다는 내후성이 강하지만 직사광선에 아주 강하지는 않아서 오랜 시간 햇빛에 노출되면 갈라지기도 한다.
방화용 실리콘 실란트 : 방화문, 방화셔터처럼 불이 직접 닿을 가능성이 있는 공간에 사용하는 실리콘 실란트로 도장이 되지 않는다.
방화용 아크릴 실란트 : 아크릴계 방화용 실란트로 수용성이며 페인트 도장이 가능하다.
내열성 실리콘 실란트 : 열을 견디는 성질이 있는 실리콘 실란트로, 주로 보일러 연통 밀폐에 많이 사용된다.
우레탄 실란트 : 폴리우레탄계열의 합성수지로 만들어진 실란트다. 접착력과 신장률이 실리콘 계열보다 높은 편이다. 우레탄 방수 보수공사에 많이 사용된다. 건조 속도가 매우 빨라서 접착제로도 사용되는 제품이 있다.
창호용으로 사용되는 실리콘 실란트는 일액형 중성경화형 비흐름성 제품이다. 일반 건축용 소재에 접착력이 우수하며, 창호 주위전용으로 만들어진 제품이다. 실링 도막두께에 따라 차이는 있으나 대기 중의 수분과 경화하여 72시간 안에 고무상이 형성되는 특징이 있다.
창호용 실리콘의 특징
창호용 실리콘 실란트는 일액형으로 사용이 간편하게 생산된다. 비부식성, NON-SAG 상온 경화형으로 무용제형 제품이다. 높은 신율과 복원력으로 온도변화로 반복되는 움직임에 대한 안전성이 우수하다.
창호용 실란트 종류와 시공
창호시공시 사용되는 실란트는 창틀과 외벽 사이의 틈새를 막아 습기, 비, 모래, 먼지 등의 외부 환경 물질이 건물 내부로 침입하는 것을 막아주는 역할을 한다.
KCC 기술연구소에 따르면, 창호에 사용되는 실란트가 제대로 된 기능을 발휘하기 위해서는 시공측면에서 실란트 3면 접착방지, 6mm 이상 적용, 자재의 열 팽창 계수를 고려한 조인트 폭 설계, 적절한 적용 깊이 등에 대한 검토가 필요하다.
또한 재료적인 측면에서는 실란트와 피착면과의 접착성 및 백업재, 가스켓 등과의 상응성 등에 대한 사전시험을 통한 접착성 및 상응성에 대한 검증이 이뤄진 후 실란트의 적용이 필요하다.
창호용 실란트는 실란트 시공절차에 맞게 실란트를 적용하는 것이 가장 중요하다.
KCC기술연구소는 창호용 실란트는 실란트 2면 접착, 6mm 이상 적용과 자재의 열 팽창 계수를 고려한 조인트 폭 설계, 조인트 폭(W)대 실란트 적용 깊이(D) 간의 간격이 2:1 정도가 되도록 시공 및 비통기성 백업재의 사용 등에 대한 검토 또한 필요하다고 강조한다.
이를 고려하지 않고 시공할 경우 실란트의 접착 탈락, 크랙(갈라짐), 배부름 현상, 기포현상 등이 발생할 수 있으며, 이는 실란트 시공의 가장 중요한 목적인 수밀, 기밀 등의 기능에서 문제를 야기할 수 있다.
특히 폴리우레탄 실란트의 경우, 대부분의 자재에 프라이머 사용없이는 접착력 발현이 어려워 실란트를 적용하기 전에 반드시 프라이머를 사전 적용하는 것이 창호 누수 방지를 위해 매우 중요하다.
실란트가 올바르게 시공되지 못할 경우 발생되는 문제
접착탈락 / Crack(갈라짐) /배부름 현상 / 변색 / 실란트 미경화
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| 다양한 재료에사용되는 실리콘/ 실란트 자료 : KCC |
구조용 실란트 글레이징
구조용 실란트 글레이징을 일컫는 Structural Sealant Glazing 이란 공법이 있다. 1946년 미국에서 Lock Strip Gasket Glazing이 처음 소개된 이후 실리콘 실링재를 사용, 외벽을 반사유리 등으로 마무리하여 금속 프레임을 외부로 노출시키지 않는 판유리 커튼월 공법을 말한다.
이 공법에는 AL-Frame(Mullion), Vision Glass, Structural Sealant 및 악세사리가 복합적으로 작용하게 되며, 특히 실란트로 잡아주는 2면지지공법과 4면 전부를 잡아주는 4면지지 공법의 두 가지가 있다.
SSG 공법 설계시 고려사항은, 빌딩과 같은 고층건물에서 높은 풍압이 걸릴 때 실란트의 Modulus로 인해 유리에 과다한 신율(Strain)이 걸리면 유리의 Bending이나 휨력에 영향을 줄 수 있으므로 중모듀러스나 저모듀러스 실란트는 사용하지 않아야 하며, 실란트 설계강도 1.4kgf/㎠가 적용할 때 실란트는 25%이하의 신율을 유지해야 한다.
안전인자는 유리 구조물에서 실란트가 풍압 등의 외부압력에 대해 어느정도까지 견딜 수 있느냐를 결정하는 중요한 요소이며, 실란트 설계 안전인자는 5:1 이상이 되어야 한다.
SSG공법은 일반적으로 스틸 커튼월이나 알루미늄 커튼월에 적용하기 위해서는 복층유리도 반드시 구조용 실링재를 2차 실링된 제품을 시스템으로 설계해야 한다.
또한 SSG공법은 유리에 대한 구조적 지지방법과 기밀, 수밀 실링시공이 중요하며, 열이나 지진 재해 등에 의해 서로 다른 자재들 사이에 발생되는 차별적 움직임을 수용하는 탄성체의 역할을 하도록 실링재가 설계되어야 한다.
구성.월간 창과문 편집부
자료.국토교통부, KCC
더 자세한 내용은 월간 <창과문> 2월호를 참고하세요.
기사출처 : 월간창과문
창호·커튼월 시공시 중요한 ‘실리콘 실란트’
