📝 예상문제 & 모범답안
용어예상Unit 방식 커튼월에 대하여 설명하시오. (10점)
1. 정의
멀리언·트랜섬·유리를 공장에서 하나의 유닛으로 선조립한 뒤 현장에서 층별로 인양·부착하는 커튼월 조립방식이다.
2. 특징
① 공장 품질관리로 정밀도·기밀성 우수 ② 현장작업 최소화로 공기단축 ③ 초기 투자비(전용 제작설비)는 높음.
3. 유의사항
유닛 간 접합부(Stack Joint)의 기밀·수밀 성능이 전체 성능을 좌우하므로, 제작 단계의 치수정밀도 관리가 특히 중요하다.
용어예상Mock-up Test(실물모형시험)에 대하여 설명하시오. (10점)
1. 정의
커튼월 본공사 착수 전 실제와 동일한 사양의 시험체를 제작해 각종 성능을 사전 검증하는 시험이다.
2. 시험항목
내풍압성·수밀성·기밀성·층간변위 추종성·결로방지성능 5대 항목이다.
3. 의의
설계·자재·시공법의 결함을 본공사 이전에 발견해 하자를 예방하며, 불합격 시 원인분석 후 재설계·재시험을 거쳐야 한다.
용어예상커튼월의 층간변위 추종성능을 설명하시오. (10점)
1. 정의
지진·풍하중으로 상하 슬래브 간 수평 변위(층간변위)가 발생할 때 커튼월이 파손 없이 변위를 따라가는 성능이다.
2. 확보방안
Fastener에 장공(Slot)을 두어 회전·슬라이딩 여유를 확보하고, 부재 접합부에 신축줄눈을 반영한다.
3. 유의사항
층간변위 추종성이 부족하면 지진 시 유리 파손·탈락으로 이어질 수 있어, 내진설계 구조계산과 연동해 허용 변위각을 사전에 확인해야 한다.
용어예상커튼월의 Stick 방식과 Panel 방식의 특징을 비교 설명하시오. (10점)
1. Stick 방식
멀리언·트랜섬을 현장에서 순차 조립하는 방식으로, 초기비용이 낮으나 품질편차·공기지연 우려가 있다.
2. Panel 방식
창틀+유리가 일체화된 패널을 구조체에 부착하는 방식으로, 주로 저층·PC 복합 외벽에 적용된다.
서술형예상커튼월의 조립방식(Stick·Unit·Panel)을 비교하고 Mock-up Test의 성능시험 항목을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
커튼월은 건물 구조체와 분리되어 외벽 하중(자중·풍압)만 부담하는 비내력 외피 시스템으로, 조립방식에 따라 품질·공기·비용이 크게 달라지며, 본공사 전 Mock-up Test로 성능을 검증하는 절차가 필수적이다.
Ⅱ. 조립방식별 시공원리
고층화가 진행되며 현장 조립(Stick)만으로는 품질편차·공기 문제가 커져 공장 선조립(Unit) 방식이 발전하였다. Stick 방식은 부재를 현장에서 순차적으로 조립해 골조를 형성하는 반면, Unit 방식은 공장에서 미리 완성한 박스형 유닛을 층별로 인양해 걸어 거는(Hook-on) 방식으로 골조와 마감이 동시에 완성된다.
Ⅲ. 조립방식 비교
① Stick 방식 : 멀리언·트랜섬을 현장에서 순차 조립, 초기비용 낮으나 품질편차·공기지연 우려
② Unit 방식 : 공장 선조립 유닛을 현장 인양·부착(Hook-on), 품질균일·공기단축, 고층 표준
③ Panel 방식 : 창틀+유리 일체형 패널, 주로 저층·PC 복합 외벽에 적용
Ⅳ. Mock-up Test 성능시험 항목
① 내풍압성 : 설계풍압 재하 시 변형·파손 여부를 확인한다.
② 수밀성 : 정압/동압 살수시험으로 누수 압력을 확인한다.
③ 기밀성 : 압력차에 따른 통기량(누기량)을 측정한다.
④ 층간변위 추종성 : 지진·풍하중 층간변위 시 파손 없이 추종하는지 확인한다.
⑤ 결로방지성능 : 온도차 조건에서 표면결로 발생 여부를 확인한다.
⑥ 불합격 시 조치 : 원인분석 후 상세를 재설계하고 재시험을 거쳐 합격 시료를 시공기준(Standard)으로 확정한다.
Mock-up Test는 설계풍압·지진 변위각 등 실제 사용조건보다 다소 여유 있는 조건으로 가력해 안전율을 확보하는 것이 원칙이며, 시험체는 실공사와 동일 자재·동일 협력업체 시공분으로 제작해야 신뢰성이 확보된다.
Mock-up Test 없이 착공한 초고층 현장에서 준공 후 폭우 시 다수 유닛에서 동시 누수가 발생, 전면 재시공한 사례가 있다 — 공통 원인은 "사전 성능검증 생략".
Ⅴ. 맺음말
커튼월은 초기 조립방식 선정과 Mock-up Test를 통한 사전 검증이 준공 후 하자를 좌우하므로, 설계 초기 단계부터 시험 일정을 공정표에 반영해야 한다.
서술형예상커튼월의 층간변위 추종성능 확보방안과 지진 시 파손 방지대책을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
커튼월은 구조체와 별도로 거동하는 비내력 외피이므로, 지진·풍하중에 의해 상하 슬래브 사이에 층간변위(Story Drift)가 발생할 때 이를 흡수하지 못하면 유리 파손·부재 탈락으로 이어져 낙하물 사고의 원인이 된다.
Ⅱ. 층간변위 추종의 구조원리
커튼월 부재는 상하 슬래브에 Fastener로 긴결되는데, 지진 시 슬래브가 수평으로 상대변위를 일으키면 커튼월 골조는 평행사변형으로 변형(Racking)된다. 이때 부재 접합부가 강접합이면 변위가 그대로 부재 응력으로 전환되어 파손되므로, 접합부에 유격(Slot)을 두어 변위를 흡수하는 것이 기본 원리이다.
Ⅲ. 파손 유발 요인
① Fastener 장공(Slot) 미설치 또는 유격 부족 ② 유리와 프레임 사이 Edge Clearance 부족 ③ 실런트가 과도하게 경질이어서 변위 흡수 실패 ④ 설계 변위각과 실제 지진 변위각의 불일치 ⑤ 시공오차로 인한 초기 유격 잠식.
Ⅳ. 확보방안 및 대책
① Fastener 설계 : 장공(Slot)을 두어 회전·슬라이딩 여유를 확보하고, 설계 층간변위각 이상의 유격을 반영한다.
② 유리 Clearance : Edge·Face Clearance를 충분히 확보해 변위 발생 시 유리가 프레임에 직접 부딪히지 않도록 한다.
③ 실런트 선정 : 변위 추종이 가능한 저모듈러스 실리콘 등 유연한 실런트를 구조부에 적용한다.
④ Mock-up Test 반영 : 설계 단계에서 산정한 층간변위각으로 실물시험을 실시해 파손 여부를 사전 검증한다.
⑤ 시공관리 : 설치 시 유격 치수를 실측·기록해 시공오차로 인한 유격 잠식을 방지한다.
층간변위각(R = δ/h, δ: 층간 상대변위, h: 층고)은 내진설계 기준에서 용도별 허용치가 규정되며, 커튼월은 구조체의 허용 층간변위각보다 큰 추종성능을 갖도록 설계되어야 구조체 변형 시에도 파손되지 않는다.
Fastener 유격이 설계값보다 부족하게 시공된 고층 건물에서 지진 발생 시 다수의 유리패널이 파손·낙하한 사례가 있다 — 시공 단계의 유격 확인 절차 누락이 원인으로 지목되었다.
Ⅴ. 맺음말
층간변위 추종성능은 설계상의 수치만이 아니라 시공 단계의 유격 확보 여부로 실제 성능이 결정되므로, Mock-up Test와 시공 중 실측 관리를 통해 이중으로 검증해야 한다.
📚 출처·근거
- KCS 41 54 xx (커튼월)
- KS F 2278·2296 (창호·커튼월 성능시험)
- AAMA 501 (미국건축제조협회 시험기준)
※ 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.