기술자료

6-11. 창호의 기밀성

M 관리자 10 20,451 2012.04.02 20:28
패시브하우스에서 창의 열적성능은 하한값이 정해져 있으나, 기밀성능에 대해서는 별도의 제한사항이 없다. 이는 창호의 기밀성이 떨어져도 된다는 뜻이 아니라, 최대한 기밀해야 한다는 뜻이다. 
이 "최대한 기밀" 이라는 정의가 정성적이기는 하나, 집 전체의 기밀성능의 제한인 50pa:0.6회/h 를 맞추기 위해서 경험적으로 말하자면, 통기량이 "0"이거나 "0"에 아주 가까워야 한다.

그러나, 단순히 "0"이라는 통기량에 대한 정의보다는 우리나라의 기밀성시험방법에 대한 글을 먼저 시작한다.

우리나라의 기밀성시험방법은 "창호의 기밀성 시험방법  KS F 2292:2008"에 의한다.

이 시험 방법은 1.52mx1.52m 크기의 시험체를 이용하여, 한 쪽에서 각각 10,30,50,100pa의 압력을 가하여 시험체를 통과한 누기량을 시험체의 면적으로 나누는 방법을 사용한다.


만약, 대기압상태에서 기준온도를 모두 맞추었다면, 통기량 산정식은 아래와 같이 매우 단순해 진다.

기밀성능(㎥/㎡h) = 누기량/실험체면적

즉, 실험체의 단위면적당 통기량의 값이 기밀성능인 것이다. 여기서 주목할 것은 시험자체는 10~100pa 까지 하나 기밀성능을 나타낼 때의 기준압력은 10pa에서의 통기량으로 표기를 한다.

예를 들면 어떤 창호 실험체의 순크기가 1.52mx1.52m 이고, 10pa에서의 통기량이 1.23㎥ 이라는 결과를 나타냈으면, 기밀성능은
1.23 / (1.52x1.52) = 0.53㎥/㎡h 이 되는 것이고, 현행법에 의해 1등급창호가 된다.

면적으로 나누어 단위면적당 기밀성능을 표현하는 현 제도가 일견 매우 합리적으로 보인다. 그러나, 여기에는 한가지 문제점이 존재한다. 실험체의 구성에 관한 제한사항이 없다는 것이다. 즉, 실험체의 열리는 창 구성을 신청자가 정해서 임의로 만들어 온다는 것이다.

예를 들면, 아래와 같은 모든 창이 다 동일한 기준으로 시험이 된다.

예1-A창호) 전체 여닫이식

예2-B창호) 부분 여닫이식


예3-C창호) 부분 프로젝트식



예4-D창호) 고정창


이 모든 창호가 동일한 면적(1.52x1.52)으로 나누어진다. 결과적으로 열리는 창을 크게 만든 회사의 결과가 좋지 않게 나올 수 있는 가능성이 높은 셈이다.

그러다 보니 시험을 신청하는 창호회사의 입장에서는 바보가 아닌 이상 열리는 부분을 최대한 작게 만드는 것이 유리하기 때문에 가급적 전체 면적의 1/4 정도로 열리는 부분을 만들어서 시험신청을 하게 되는 것이다.

예를 들어 상기 계산식의 창호가 실제로 열리는 부분을 면적의 1/4 만 만들어서 시험을 받았다면, 열리는 창호만의 통기량의 계산은 다음과 같이 하는 것이 옳다.

기밀성능(㎥/㎡h) = 누기량/(실험체면적/4) = 1.23 / (1.52x1.52/4) =  2.13 ㎥/㎡h

결과는 완전히 판이하게 나타나게 된다. 앞의 계산은 1등급이지만, 뒤의 계산은 3등급이 되기 때문이다.

현장에 설치되는 창호의 경우 시험체보다 열리는 부분이 매우 크고, 다양하게 설치되기 때문에 실제 통기량은 시험치보다 매우 커지게 된다. 또한 맨 앞페이지에 시험기준 압력중에 가장 낮은 10pa의 압력만 기록되게 되어져 있어 소비자가 심한 바람이 부는 겨울의 통기량을 추정하기 매우 어렵게 되어져 있다. (물론 시험성적서 전체를 확인하면 뒷페이지에 100pa까지의 통기량이 기록되어져 있기는 하나, 통상적으로 업체에서는 맨 앞페이지만 소비자에게 제공을 하기 때문이다.)

아래는 통상적으로 회사에서 보여주는 시험성적서의 뒷페이지에 있는 내용의 샘플이다. 모든 시험성적서는 이와 같이 내용이 같이 포함되어져 있다.

아래 내용은 10,30,50,100pa 마다의 통기량 성능 그래프이다.
아래 시험된 창호는 30pa에서 조금 통기량이 많아진 결과를 보여준다.


아래는 시험체의 사진과 시험 단계별 통기량 성능치를 나타낸다.




아래의 그림도 포함되어져 있기 때문에 소비자는 실제 시험체에서 열리는 창의 크기가 얼마인지는 볼 수 있다.

즉, 위의 설명과 같이 소비자가 알고자 한다면 시험성적서 전체를 요구하여 실제 열리는 창의 크기가 얼마인지, 고압에서의 통기량은 얼마인지를 알 수는 있다. 

상기 사례를 가지고 실제 통기되는 면적으로 계산을 해보았다.

시료A와 시료B의 평균을 해야 하나 편의상 시료A만으로 계산을 한다. 시료A의 열리는 창 크기는 위의 그림에서 확인 되듯이 0.75*0.9=0.675 ㎡ 이다.

시험성적서에 의하면 10pa에서의 통기량이 0.08㎥/㎡h 이므로, 
전체 통기량은 0.08 x (1.52 x 1.52) = 0.185㎥ 이 된다.

이 전체통기량은 열리는 창 면적으로 나누어주면 
0.185㎥ / 0.675 = 0.274 ㎥/㎡h 가 된다.
역시 1등급안에 들어오기는 하나, 0.08㎥/㎡h과 0.274㎥/㎡h는 분명 큰 차이가 있다.

이렇듯 시험성적서 전체를 확인하여 상대비교를 하면 크게 무리는 없다.  그러나 시장의 상황은 그리 녹녹하지 못하다. 민간에서 시험성적서 전체를 가지고 다니며 영업하는 창호회사는 전혀 없기 때문이다. 심지어 시험성적서에 위와 같은 내용이 포함되어져 있으리라고 알고 있는 일반 소비자는 전무하고, 건축사들 중에 과연 몇명이나 알고 있는지도 의문이다.

그럼 독일의 기준은 어떠한지 살펴보자.

독일은 기밀성능의 단위부터 다르다. 
우리는 ㎥/h 이지만, 독일은 ㎥/mh 이다. 즉, 분모의 단위가 다르다. 우리는 면적당의 통기량인데 반해 독일은 길이당의 통기량으로 표현된다. 또한 기준 압력이 100pa이다. 즉, 우리나라의 가장 높은 압력기준을 표준압력기준으로 사용하고 있다. 이는 아래와 같이 두가지 시사점을 준다.

첫번째, 실제적인 통기량을 비교할 수 있게 한다.
만약 두개의 다른 창호의 시험 결과가 똑같이 통기량이 8㎥ 인 결과가 나왔는데, 열리는 창은 각각 아래 그림과 같다.

이를 국내식으로 계산하면 다음과 같다.

기밀성능(㎥/㎡h) = 누기량/실험체면적
"가","나" 창호 동일 = 8 / (1.5 x 1.5) = 3.55 ㎥/㎡h (4등급 창호)


이를 독일식으로 계산하면 다음과 같다. (압력 단위가 다르나 편의상 일단 무시하였다.)

기밀성능(㎥/㎡h) = 누기량/실험체의 누기되는 길이
"가" 창호 : 8 / 1.9 =  4.21 ㎥/mh (5등급창호)
"나" 창호 : 8 / 7.5 = 1.07 ㎥/mh (2등급창호)

"나"창호가 "가"창호보다 성능이 월등히 좋다는 것을 알 수 있다.

두번째 장점은 표시되는 기준압력이 우리나라는 10pa인데 반해, 독일은 100pa을 기준으로 하고 있다는 점이다.이는 겨울같이 강한 바람이 불 때의 통기량에 가깝게 표시하려는 의도도 있고, 다른 하나는 압력이 높아지면서 성능이 형편없이 떨어지는 창호가 존재하기 때문에 이를 사전에 걸러내게 하기 위함이다.
즉, 압력이 높아져 가면 창호의 기밀을 유지하는 가스켓이 압력을 견디지 못하고 밀려나면서 통기량이 급격히 커지는 제품이 있는데.. 이런 제품을 소비자가 쉽게 알 수 있도록 기준 압력을 높게 설정해 놓은 것이다.

이런 계산 방식은 실제적으로 여러가지 장점이 있어 보인다.
독일이 항상 합리적인 것은 아니지만, 비교해 보고 우리가 고칠 것이 있다면 개선이 필요할 것이다.

우리나라 기밀성 시험방법보다는 통기량에 대해 실제 열리는 창호면적으로 나누어 주던가, 아니면 독일처럼 누기길이로 나누어주던가 하는 방법이 일단 타당해 보인다.

글이 길어졌지만, 패시브하우스에서 요구하는 창호는 그것의 단위가 얼마가 되던지 50pa이상에서의 통기량이 "0" 이거나 "0"에 가까워야 한다는 점에는 변함이 없다. 하물며 10pa의 낮은 압력에서는 더더욱 그러하다.


Comments

1 김준엽 2013.03.05 17:31
창호의 기밀 성능 측정 방법은 자료실에 있는 KS F 2292이 있고
 KSL ISO 9972에도 측정 방법이 정의 되어 있는 걸로 압니다
이때 같은 창호의 경우에도 사용 용도나 목적에 따라 측정 방법을 달리 하야 하는지요?
두 규격의 명확한 차이가 무엇인지 궁금합니다
M 관리자 2013.03.05 21:58
질문게시판에 답변드렸습니다.
감사합니다.
1 김영호 2014.01.16 17:50
글 잘 읽고 있습니다.

독일식 계산에서 열리는 길이가 '가' 창호에서 1.9라고 되어 있는데 잘 모르겠습니다.
어떻게 열리는 길이를 구하는 것인지요?

감사합니다.
M 관리자 2014.01.16 17:56
안녕하세요..

"가" 창호에서 열리는 창의 둘레 길이가 1.6m 이고, 중간에 수직바도 움직이는 것이므로 수직바의 길이 0.3m 를 더해서 1.9m 입니다.

감사합니다.
1 임윤성 2014.03.19 17:09
글 잘 읽었습니다. ^^ 한가지 여쭈어보겠습니다. 에너지성능지표에서 창호의 기밀성등급을 확인할 수 있는 자료를 요구하게되는데, 창의 종류가 여러개이고 기밀성등급도 여러개일 경우 비율계산을 하게되어있는데, 그중 고정창(FIX)의 경우 기밀성 등급에 대한 여부가 검토되어야 하는 걸까요? 아님 고정창의 경우 통기량이 없다고 보고 제외대상으로 봐야하는 걸까요?
M 관리자 2014.03.19 17:19
안녕하세요.
저희의 입장과 검토자(에관공 또는 승인기관)의 입장이 다를 수가 있을 것 같습니다.

저희의 의견은 당연히 제외해도 무방하다고 생각합니다. 물리적으로 따질만한 가치가 없기 때문입니다.

하지만, 실란트 코킹을 하지 않고, 가스켓을 사용한 프레임은 기밀성이 "0"이 아닐 수도 있습니다. 그 경우에는 검토 대상에 들어갈 수도 있지만, 우리나라 검증체계가 아직 그 정도로 정밀하지 못합니다.
즉, 시험성적서상에 가스켓 고정으로 되어져 있을지라도 현장에서 코킹을 할 수도 있고, 또 그 반대의 상황도 일어날 수 있는데, 이를 걸러낼 장치와 안목이 아직 마련되어져 있지 못합니다.
그러므로 현재로써는 검토대상에 올릴 만한 의미가 없다고 볼 수 있습니다.

감사합니다.
1 이승일 2015.04.28 16:25
"실험체의 단위면적당 통기량의 값이 기밀성능인 것이다. 여기서 주목할 것은 시험자체는 10~100pa 까지 하나 기밀성능을 나타낼 때의 기준압력은 10pa에서의 통기량으로 표기를 한다."라고 적혀있는데 KS F 2292 창호의 기밀성 시험방법에서도 기준압력이 10pa 이라고 나와있지는 않습니다. 근거가 되는 관련규격이나 규정이 있는지요??
M 관리자 2015.04.28 19:33
시험은 10~100Pa 까지 단계별로 진행합니다.
말씀드린 사항은 시험규정이 아니라 표기 시 10Pa의 결과로 표기가 된다는 의미였습니다.
즉, 현행 창호기밀등급 표기 방법이 10Pa의 결과로 표기되고 있습니다.
1 이승일 2015.04.29 20:02
KS F 2292 기밀성 시험방법에도 10 ~ 100 Pa로 시험을 한다고는 되어 있지만 표기 방법에서 10 Pa의 결과를 표기한다고 되어 있지는 않습니다. 물론 저희도 성적서 상에 10 Pa의 값을 가지고 창호기밀등급을 표기하고 있지만 문득 왜 그런지 궁금해서 질문드린것입니다. 
"현행 창호기밀등급 표기 방법은 10Pa의 결과로 표기하고 있다"라고 하는 특별한 규격이나 규정은 없는건가요???
M 관리자 2015.04.29 20:12
아..네.
그건 조금 역사가 깊은데요..
에너지관리공단 고효율기자재 인증에 창호 부문이 생기면서 그리 된 것입니다.
관례상 굳어진 것이구요.