📝 예상문제 & 모범답안
용어예상로이유리(Low-E Glass)의 원리와 코팅 방식. (10점)
1. 원리
유리 표면에 은(Ag) 등 저방사 금속산화막을 코팅해 장파장 열복사를 반사시켜, 실내외 열 이동을 차단하는 유리이다.
2. 코팅 방식
① 하드코팅(Pyrolytic) — 제조 시 고온 코팅, 내구성 우수·노출 가능 ② 소프트코팅(Sputtered) — 성능 우수하나 내구성 약해 공기층 내부면 전용.
3. 유의사항
코팅면 방향에 따라 동계 단열 중시(#3면)와 하계 차양 중시(#2면)로 성능 목표가 달라지므로, 지역·향(向)에 따라 코팅면 위치를 다르게 설계해야 한다.
용어예상복층유리의 간봉(Spacer)과 Warm-edge 공법. (10점)
1. 간봉
복층유리 두 장 사이 공기층 간격을 유지하고 내부 건조제를 담는 테두리 부재이다.
2. Warm-edge 공법
기존 알루미늄 간봉(열전도율 높음)으로 인한 모서리부 결로를 저감하기 위해 스테인리스·폴리머 등 저열전도 소재 간봉을 사용하는 공법이다.
3. 유의사항
간봉 자체가 열교가 될 수 있으므로 고성능 창호에는 Warm-edge 간봉 적용 여부를 사양서에 명기해야 한다.
용어예상복층유리 시공 시 실런트(Sealant) 2단 시공의 목적. (10점)
1. 1차 실런트
부틸실런트 — 수분·수증기 투과를 차단해 공기층 내부결로(이슬맺힘)를 방지한다.
2. 2차 실런트
폴리설파이드·실리콘 실런트 — 구조적 접착력과 기밀·수밀성능을 확보하여, 풍압·자중에 대한 유리 고정력을 제공한다.
3. 유의사항
1차·2차 실런트는 화학적 상용성이 검증된 조합을 사용해야 하며, 부적합 조합 시 실런트 열화·박리로 내부결로가 촉진될 수 있다.
용어예상복층유리의 내부결로(안개현상) 발생원인을 설명하시오. (10점)
1. 정의
밀봉된 복층유리 공기층 내부에 수분이 응축되어 안개처럼 뿌옇게 보이는 현상이다.
2. 발생원인
실런트 밀봉 불량 또는 간봉 내부 건조제(분자체)의 흡습 포화·열화로 인해 외부 수분이 공기층으로 유입, 응축되며 발생한다. 한번 발생하면 세척으로 제거되지 않아 유리 전체를 교체해야 한다.
서술형예상복층유리·로이유리의 시공기준과 하자 방지대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
복층·로이유리는 창호 단열성능의 핵심 구성요소이나, 코팅면 방향·간봉·실런트 시공 부실 시 내부결로·박리 등 하자로 이어지므로 세심한 품질관리가 필요하다.
Ⅱ. 구성 및 성능 원리
유리-공기층(건조공기·아르곤)-유리 구조로, 공기층의 낮은 열전도율과 Low-E 코팅의 복사 차단 효과가 결합되어, Low-E 코팅 적용 시 단판유리 대비 열관류율을 1/3~1/4 수준(약 1.2~1.9 W/m²K)까지 저감한다.
Ⅲ. 시공기준
① 코팅면 방향 : 소프트코팅은 반드시 공기층 내부면(#2 또는 #3면) 배치 ② 간봉 : Warm-edge 간봉 + 내부 분자체 건조제 ③ 실런트 : 1차 부틸(방습)+2차 폴리설파이드/실리콘(구조) 이중 시공 ④ 운반·설치 : 코팅면 손상·충격 방지 보양.
Ⅳ. 하자 방지대책
① 내부결로(안개현상) : 실런트 밀봉 불량·건조제 열화가 원인이므로 정기 품질검사, 이슬점 시험(KS L 2003)을 준수한다.
② 코팅 박리 : 소프트코팅 노출 시공을 금지하고 반드시 밀봉된 내부면에 적용한다.
③ 파손 : 고지대 설치 시 모세관(캐필러리 튜브)을 적용하고, 강화·접합유리 병용을 검토한다.
④ 운반·시공관리 : 코팅면 스크래치 방지 보양, 실런트 경화 전 진동·충격을 금지한다.
⑤ 반입검사 : 이슬점 시험 성적서와 실런트 경화상태를 반입 단계에서 확인한다.
공기층의 열저항은 대류·복사·전도 3가지 열전달이 복합 작용하며, Low-E 코팅은 복사에 의한 열전달을 선택적으로 차단해 대류층 두께(통상 12~16mm 최적)와 함께 성능을 결정한다.
간봉 실런트 시공불량으로 준공 수년 후 복층유리 내부에 안개(결로)가 발생해 유리 전체 교체가 필요했던 하자 사례가 다수 보고된다.
Ⅴ. 맺음말
복층·로이유리는 제조·시공 전 과정의 정밀 품질관리가 성능을 좌우하므로, 반입검사와 이슬점 시험을 통한 사전 검증이 중요하다.
서술형예상로이유리 코팅면 위치 선정(#2면 vs #3면)이 냉난방 성능에 미치는 영향을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
로이유리는 코팅면의 위치(#1~#4면 중 어디에 두는지)에 따라 동일한 유리라도 동계 단열 성능과 하계 차양 성능이 상반되게 나타나므로, 건물의 용도·향·기후조건에 맞는 코팅면 선정이 에너지성능을 좌우한다.
Ⅱ. 유리면 번호 체계와 코팅 원리
복층유리는 실외측부터 #1·#2면(실외유리 양면), #3·#4면(실내유리 양면)으로 번호가 매겨지며, 소프트코팅은 반드시 밀봉된 공기층 내부면(#2 또는 #3면)에 위치해 산화·손상을 피한다. 코팅막은 장파장 복사열을 반사하는 원리이므로, 반사 방향을 실내로 향하게 하는지 실외로 향하게 하는지에 따라 효과가 달라진다.
Ⅲ. 위치별 성능 차이
① #3면(실내유리 외측) 코팅 — 실내 난방열의 복사를 실내측으로 반사시켜 동계 단열(열손실 방지)에 유리 ② #2면(실외유리 내측) 코팅 — 태양복사열을 실내 진입 전에 반사시켜 하계 차양(냉방부하 저감)에 유리 ③ 이중 Low-E(트리플 유리 등) — 양쪽 성능을 동시에 확보하나 가시광 투과율이 낮아지는 절충이 발생.
Ⅳ. 선정 시 고려사항 및 대책
① 기후·향 검토 : 중부지방 남향은 동계 난방부하가 크므로 #3면 위주, 서향·남향의 냉방부하가 큰 건물은 #2면 위주로 검토한다.
② 용도별 구분 : 주거는 동계 난방비 비중이 커 #3면, 업무시설은 내부 발열이 많아 하계 냉방비 비중이 큰 경우 #2면을 우선한다.
③ 에너지 시뮬레이션 : 설계 단계에서 냉난방부하 시뮬레이션으로 코팅면 위치별 연간 에너지소요량을 비교한다.
④ 시공관리 : 코팅면 방향이 도면과 반대로 시공되면 성능이 역전되므로, 반입 자재의 코팅면 표시 스티커를 반드시 확인 후 설치한다.
태양열취득계수(SHGC)와 열관류율(U값)은 코팅면 위치에 따라 서로 다른 조합으로 나타나며, #2면 코팅은 SHGC를 낮춰 일사 차단에, #3면 코팅은 U값을 낮춰 열손실 방지에 유리하다는 트레이드오프 관계가 성립한다.
남향 위주로 설계된 공동주택에 하계 차양형(#2면) 로이유리를 잘못 적용해 동계 난방비가 예상보다 크게 증가한 사례가 있다 — 설계 단계에서 향별 코팅면 검토가 누락된 것이 원인이었다.
Ⅴ. 맺음말
로이유리 코팅면 선정은 단순 자재 규격이 아니라 건물의 향·용도·기후를 반영한 에너지설계의 일부이므로, 설계 단계에서 시뮬레이션을 통해 결정하고 시공 단계에서 방향 오류가 없도록 관리해야 한다.
📚 출처·근거
- KS L 2003
- KCS 41 xx xx (건축공사 표준시방서: 방수·조적·미장·타일·석·도장·수장)
- KS F·KS M (건축재료 규격)
※ 본 정리는 위 기준을 바탕으로 학습용으로 재구성한 것으로, 세부 수치·조항은 최신 개정본 확인 필요. 예상문제 출처는 "예상"이며, 실제 출제 회차는 기출 수집(/crawl) 후 표기됩니다.