본문내용
1. 커튼월 개요
1.1. 커튼월(Curtain Wall)의 정의
커튼월(curtain wall)은 장막벽이라고도 하는 비내력 외주벽으로, 철근콘크리트조, 철골조, 철골철근콘크리트조 등의 구조에서 기둥, 보, 바닥판으로 형성되는 구조부(frame)의 외부를 금속재 또는 무기질 재료로써 공간의 수직방향으로 막아대는 비내력벽(non bearing wall)을 말한다."
1.2. 커튼월의 배경 및 발전
우리나라의 커튼월은 초기에는 미국 및 일본의 영향을 받았으며 현재는 내화성 골조구법의 발달에 의한 건물의 고층화, 대형화에 따라 더욱 그 기술이 진보되어 초고층을 비롯한 고층, 중저층 건물에도 많이 사용되고 있다. 이러한 커튼월의 외벽 성능은 한국 최초의 커튼월 공법이 시도된 무역센터(회현동 소재)를 비롯해 현존하는 고층건물에서 그 보전상태가 확인되고 있으며, 기술상으로도 완벽한 성능치와 이를 입증할 수 있는 시험과정을 거치는 등 이제 커튼월은 보편화된 건축물 외장재로 정착되어 가고 있다."
1.3. 커튼월의 종류
커튼월(curtain wall)은 크게 금속재 커튼월과 P.C. 커튼월로 구분된다.
금속재 커튼월은 알루미늄, 강재, 스테인리스강, 내후성강, 구리 등 다양한 금속재로 구성되며, 내식성·경량성·가공성·착색성 등 각 재료의 특성을 활용하여 다양한 설계와 시공이 가능하다. 알루미늄은 내식성과 가공성이 우수하지만 알칼리에 약하고 내열성이 낮으며, 강재는 저가이면서 고강도와 가공성이 양호하지만 내식성을 보강하기 위한 표면처리가 필요하다. 스테인리스강은 내식성과 내열성이 우수하지만 가공성이 탄소강보다 낮으며, 내후성강은 탄소강에 비해 4~8배 높은 내식성을 가지고 있어 재도장이 불필요하다는 장점이 있다. 구리는 내식성이 우수하고 안정된 산화피막을 형성하지만 고가의 단점이 있다.""P.C. 커튼월은 프리캐스트 콘크리트 패널에 타일, 석재 패널 등을 부착하여 마감처리한 패널을 사용한다. 프리캐스트 패널 공법, 성형판 공법, 그라나이트 패널월 시스템 등이 이에 해당한다. P.C. 커튼월은 콘크리트의 구조성능과 마감재의 다양한 적용이 가능하지만 금속재에 비해 중량이 크고 시공성이 떨어진다는 단점이 있다.""
2. 커튼월의 특성
2.1. 외벽 경량화
외벽 경량화는 커튼월의 특성 중 하나이다. 커튼월은 기존의 타 건축 외장재에 비해 경량화되어 있어 건물의 전체 무게(자중)을 줄이는데 주요한 역할을 한다. 콘크리트나 벽돌과 같은 재료로 이루어진 기존 외장재에 비해 커튼월은 금속 프레임과 유리 등의 경량 재료로 구성되어 있어 건물의 기초나 구조에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 또한 커튼월의 경량화로 인해 가설공사를 간략하게 진행할 수 있는 장점도 있다. 기존 외장재에 비해 크레인 등의 대형 장비가 필요하지 않아 가설공사가 간소화되고, 이에 따른 공사비 절감 효과도 얻을 수 있다. 이처럼 커튼월의 경량화는 건물의 구조적 안전성과 경제성 향상에 기여하는 주요 특성이라고 할 수 있다.
2.2. 현장작업의 간소화
커튼월 공법의 현장작업 간소화는 다음과 같다.
커튼월은 공장에서 완전히 제작되어 현장에 반입되므로 현장에서의 작업이 크게 간소화된다. 커튼월의 구성부재들을 공장에서 유니트화하여 공장제작으로 완성한 후 현장에 반입하는 유니트 월 공법은 현장작업을 최소화할 수 있다. 현장에서는 유니트를 구조체에 취부하는 작업만 수행하면 되므로 공기단축과 가설공사의 절감도 가능하다. 또한 층간배수처리 등의 작업도 유니트 공법을 통해 용이하게 처리할 수 있다.
한편 구성부재를 현장에서 조립하는 스틱월 공법 또는 녹다운월 공법은 건물 입면이 복잡한 경우에 적합하지만, 현장에서의 조립작업으로 인해 품질의 균일성 확보가 어려워 하자발생 가능성이 높다. 또한 익스팬션 처리가 어렵고 전체 공기가 길어지는 단점이 있다.
이처럼 커튼월 공법은 공장제작을 통해 현장작업을 크게 간소화할 수 있어, 시공의 효율성과 작업 안전성을 향상시킬 수 있다. 공장제작과 현장 조립의 조합 방식도 활용되는데, 이는 대형 단면의 건물이나 외부 머리온을 강조하고자 할 때 사용된다.
2.3. 기계화에 따른 생산성 향상
커튼월은 현장시공의 기계화에 힘입어 생산성이 크게 향상되었다. 우선 커튼월의 제작공정이 자동화되면서 작업시간이 단축되었다. 특히 절단, 압출, 용접 등의 공정이 기계화되어 부품의 정밀도가 향상되고 작업속도가 빨라졌다. 이에 따라 공장에서의 생산량이 증가하여 전체 공기가 단축되었다. 또한 현장 시공 시에도 타워크레인, 리프트 등의 중장비를 활용하여 부재 운반 및 조립 작업을 기계적으로 수행함으로써 공사기간을 단축할 수 있게 되었다.
특히 유니트 월 공법의 경우 공장에서 완전 조립된 유니트를 현장에 반입하여 설치하는 방식이므로, 기계화를 통해 공장에서의 생산과 현장에서의 조립이 모두 효율화되어 공사기간을 크게 단축할 수 있다. 반면 스틱월 공법은 현장에서 직접 조립하므로 기계화의 효과가 상대적으로 작지만, 이 또한 크레인과 리프트 등의 장비를 활용하여 부재 운반과 조립 속도를 높일 수 있다.
이처럼 커튼월 공사에서 기계화는 공장 생산과 현장 시공 모두에서 작업 속도를 높이고 정확성을 향상시켜 전반적인 생산성 향상에 크게 기여하고 있다.
2.4. 프리패브화에 따른 건식화
프리패브화에 따른 건식화""는 커튼월의 주요 특성 중 하나이다. 커튼월은 건식공법을 통해 제작되어 현장에 반입 및 설치되며, 이를 통해 작업의 간소화와 공기단축, 품질 향상 등의 장점을 얻을 수 있다.
먼저, 프리패브화는 커튼월의 구성부재를 공장에서 미리 조립하여 완성된 유니트 형태로 제작하는 방식을 의미한다. 이러한 유니트 형태의 커튼월은 현장에서 간단히 취부하기만 하면 되므로 현장작업의 간소화와 공기단축이 가능하다. 또한 공장에서 제작되므로 작업의 기계화와 품질관리가 용이하여 균일한 품질의 확보가 가능하다.
한편, 프리패브화에 따른 건식화는 커튼월 시공에서 콘크리트 타설 등의 습식공법이 필요 없어지는 것을 의미한다. 기존의 벽돌, 블록, 콘크리트 등을 사용하는 습식공법과 달리 커튼월은 금속, 유리, 실란트 등의 건식 부재를 조립하는 방식으로 시공된다. 이를 통해 건식화가 실현되며, 공사기간 단축, 건조 및 양생 작업의 생략, 오염 감소 등의 장점이 있다.
또한 건식화는 커튼월의 반복가능성과 표준화를 높여 생산효율을 향상시키고, 공장제작을 통한 품질관리가 용이하다는 장점이 있다. 특히 유리, 실란트, 금속 프레임 등의 건식부재는 공장에서 균일하게 제작되어 현장에 반입되므로 품질 균일성 확보에 유리하다.
종합하면, 커튼월의 프리패브화와 건식화는 공사기간 단축, 작업의 기계화와 생산성 향상, 균일한 품질 확보 등의 장점을 제공한다. 이를 통해 커튼월은 기존의 습식 외장공법에 비해 시공성과 품질 측면에서 우수한 성능을 발휘할 수 있게 되었다.
2.5. 공장제작에 따른 품질 균일성
공장제작에 따른 품질 균일성은 커튼월 공사에서 매우 중요한 특성이다. 커튼월은 대부분 주문생산되는 건축물의 외장재로, 공장에서 제작되어 현장에 반입되어 설치된다. 따라서 공장에서의 제작 과정을 통해 커튼월의 품질 수준을 균일하게 유지할 수 있다.
커튼월의 공장제작 특성은 다음과 같다. 첫째, 공장 내에서 자동화된 생산 라인을 통해 커튼월 부재를 정밀하게 제작할 수 있다. 기계화된 가공 설비를 활용함으로써 치수 정밀도와 마감 품질을 높일 수 있다. 둘째, 품질 관리 체계를 구축하여 제품의 균일성을 확보할 수 있다. 체계적인 품질 검사 과정을 거침으로써 불량품을 사전에 걸러낼 수 있다. 셋째, 작업 환경의 통제가 가능하다. 공장 내부에서 작업이 이루어지므로 기상 여건이나 작업 환경의 변화에 따른 품질 저하 요인을 최소화할 수 있다.
이와 같이 커튼월의 공장 제작 방식은 품질의 균일성을 확보하는 데 매우 효과적이다. 현장 조립 공사와 달리 공장에서 철저한 품질 관리 아래 제작이 이루어짐으로써 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있다. 이를 통해 커튼월의 기능적 성능과 미적 품질을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다.""
3. 커튼월의 요구성능
3.1. 기능성능
커튼월의 기능성능은 건물의 내외부 환경을 차단하고 조절하는 중요한 역할을 담당한다. 커튼월의 주요한 기능성능에는 내풍성능, 단열성능, 차음성능, 내파손성능, 수밀성능 등이 있다.
내풍성능은 태풍이나 강풍에 견디어 건물을 보호하는 것으로, 설계풍압에 대한 저항성능이 요구된다. 내풍압에 견딜 수 있도록 커튼월의 구조적 강성과 부재간 접합부의 내력이 충분해야 한다.
단열성능은 실내 냉난방의 효율을 높이고 결로를 방지하기 위해 필요한데, 커튼월 패널과 유리부분의 단열성능 개선이 중요하다. 단열재의 성능향상, 이중창 등의 기술 적용으로 단열성능을 확보한다.
차음성능은 실내의 소음을 차단하여 쾌적한 실내환경을 조성하는 것으로, 유리의 두께 증가나 복층유리 사용 등으로 향상된다. 특히 커튼월의 유리 면적이 크므로 차음성능 확보에 유리부분이 주요하다.
내파손성능은 외부충격이나 전도에 의한 파손을 방지하는 성능이다. 유리의 충격강도 향상, 안전유리 사용 등으로 내파손성을 확보한다.
수밀성능은 비바람으로부터 실내를 보호하는 것으로, 커튼월 조인트부의 밀봉 설계와 배수 처리가 중요하다. 정압수밀시험과 동압수밀시험을 통해 수밀성능을 검증한다.
이와 같이 커튼월의 기능성능은 건물의 환경성능과 사용성을 결정하는 핵심적인 역할을 담당한다. 따라서 설계 단계에서부터 각 요구성능을 면밀히 검토하고, 시공 및 실험을 통해 성능을 확보하는 것이 중요하다."
3.2. 시공성능
커튼월의 시공성능은 커튼월 시공 과정에서 나타나는 다양한 요구사항들을 만족시켜야 함을 의미한다. 먼저 부재의 운반(양중), 부재 간 접합, 가설 계획, 공정 관리, 안전 관리 등이 시공성능의 주요 항목들이다.
부재의 운반(양중)은 공장에서 제작된 커튼월 부재들을 현장까지 운반하여 소정의 위치에 하역하는 ...
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