해외과학 기술 동향/일본, `창유리`와 전기요금의 관계 해명
2013년 11월 25일
 
일본에서 고성능 공조 설비를 도입하거나 조명을 LED로 교환하는 것으로 에너지 절약을 진행시켜 전기요금을 억제하는 움직임이 활발하다. 그러나 건물 설비 그 자체도 에너지 절약에 효과가 있다. 열의 출입을 억제하여 공조에 필요한 전력을 줄이는 효과가 있기 때문이다. 그 일례가 `창유리`로, 유리 1매로부터 구성되는 알루미늄 새시(aluminium sash)와 비교하여 최고 성능의 창은 어느 정도 열의 출입이 적게 되는 것일까?

도쿄(Tokyo)도 도시 정비국이 2009년 4월 공표한 `주택의 에너지 절약 리폼 가이드 북(reform guide book)`에는 주택 개선에 의해서 단독 주택의 단열성능을 높이는 수법이 나타나고 있다. 창 등의 개구부의 단열성능 향상이 가장 중요하다고 한다(<그림 1>).

(<그림 1>)의 (좌)는 일본 겨울철 일례로 외기온이 -2.6도, 실내가 18도였다고 가정하면 실외로 빠져나가는 열의 58%는 창 등의 개구부를 통과한다. 하계에 외기온이 33.4도, 실내가 27도였다고 가정하면 개구부로부터 침입하는 열은 전체의 73%나 된다. 일본은 남북으로 긴 지형을 하고 있어 지방에 따라 기후가 다르다. 따라서 주택의 에너지 절약 기준에서는 일본 국내를 6개의 지역으로 나누어 각 지역에서 필요한 단열성능을 요구하고 있다.

이 수치를 보면 `창으로부터의 열의 출입을 억제하는 것(공조비용 삭감)`이라고 하는 공식이 성립된다. 그리고 창은 지붕이나 마루와 비교하여 리폼하기 쉽다.
도쿄 도의 자료는 창마다의 단열성능 차이도 나타내고 있다. 이용한 데이터는 일본 건재?주택 설비 산업 협회가 공표한 값으로, 가장 염가인 창은 알루미늄 새시와 단판 유리의 조합일 것이다. 알루미늄 새시는 열전도성이 좋아 유리 1매만이 실내와 실외를 격리하기 때문에 열의 출입이 크다.

이러한 경우의 열이 빠져나가는 정도(열 관류율 : m?k/W)를 100으로 하면 복층 유리로 바꾸는 것만으로 수치가 71.4로 내려간다. 다음에 알루미늄을 통한 열전도가 의외로 크기 때문에 알루미늄 새시 부분을 알루미늄 수지 복합 새시로 바꾸면 53.5로 내려간다.

그리고 단열성능을 높이는 수법도 있다. 복층 유리의 유리 부분을 개선한 고단열 복층 유리이다. 열이 빠져나가는 정도는 35.7로 내려간다. 고단열 복층 유리에는 다양한 종류가 있어 가장 폭넓게 사용되고 있는 것은 다른 한쪽의 유리 표면에 매우 얇은 금속막을 코팅한 저방사(Low-E : Low Emissivity) 유리를 이용하는 것이다.
아사히 유리(Asahi Glass), 일본 판유리, 센츄럴(Central) 유리 3개사는 Low-E 복층 유리를 `에코 유리`라고 부르고 있다고 한다. 아사히 유리에 따르면 1매의 판유리(두께 3 mm)의 열 관입률(貫入率)(U값)을 5.1로 하면 복층 유리(3 mm, 12 mm의 공기층, 3 mm)는 2.5, 에코 유리(Low-E의 3 mm, 12 mm의 공기층, 3 mm)는 1.5까지 내려간다고 한다.

Low-E 유리의 사용법에는 두 종류가 있다. 단열성능을 높이는 목적과 차열성능을 높이는 목적이다. 단열성능을 높이려면 실내 측 유리의 공기층 면에 금속막을 붙인다. 그러면 실내의 열(원적외선)이 빠져나가 태양광 대부분은 투과하기 때문에 한랭 지방에서 사용한다.

차열성능을 높이려면 실외 측 유리의 공기층 면에 금속막을 붙인다. 그러면 여름철에는 태양광을 차단하는 효과가 강하게 작용하고 겨울철에는 실내의 열이 밖에 빠져나가기 어려워 일 년 동안 사용하게 된다고 한다.
그리고 2매 유리의 빈 공간에 있는 건조공기를 아르곤 가스로 주입함으로써 보다 더 공기 자체의 열전도를 억제한 제품도 출시되고 있다고 한다.
(출처: http://radar.ndsl.kr/, http://www.itmedia.co.jp/)
 
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