기술자료

6-02. 우리나라 패시브하우스용 유리의 g-value 기준

M 관리자 35 16,582 2013.08.08 00:07
g-value (SHGC)는 유리가 일사에너지를 얼마만큼 통과시키는 것인가의 정량적 표현이다.
(g-value에서 "g"는 소문자로 표기해야 한다.)

SHGC는 solar heat gain coefficient 의 약자이다.

일사에너지는 아래 그림과 같이 자외선,가시광선,근적외선의 파장을 합쳐서 이야기한다.


독일 PHI에서는 패시브하우스가 되려면 이 g값이 0.5 이상이어야 한다라고 정의해 놓았다.

이는 일사에너지의 50% 이상이 투과되어야 한다는 것이다. 우리나라에 패시브하우스가 소개된지 상당한 시간이 흘렀지만, 이 "g값 0.5이상"이라는 수치는 우리나라에서도 유효하게 사용되어져 왔다.

협회에서는 조심스럽기는 하나, 우리나라의 g값 제한이 다르다는 것을 이야기하려 한다.

아래 그림은 중부유럽 표준기상데이타의 월평균 일사량과 서울의 일사량을 비교한 그래프이다.
유리의특성_g5.jpg
<서울과 중부유럽 월평균일사량 비교>

표를 보면 아시겠지만, 우리나라의 겨울 일사량이 약 3배 가까이 많고, 여름은 오히려 적음을 알 수 있다. 이런 유럽은 겨울 일사량을 최대한 받기 위해 높은 g값이 필요했다. 
그러나, 열관류율을 매우 낮춘 삼복층유리가 g값을 올리는 데는 한계가 있었고, 기술적 한계에 거의 다가간 0.5 로 그 값이 정해졌다고 보아야 한다.

이를 우리나라와 직접 비교하기 위해 PHPP 로 몇가지 계산을 해 보았다.

특정 크기의 집을 구성한 후, 동/서/북 창을 모두 없애고, 오로지 남향창만을 남겨놓았고, 이 남향창이 없는 것 부터, 남향벽의 90% 정도까지 서서히 키우면서 년간난방에너지요구량을 계산하였다. 
유리의 열관류율은 0.8 W/㎡K 로 고정을 하였고, 오로지 g값의 변화만을 고려하였다.

아래는 모델링한 주택의 그림이다.
유리의특성_g1.jpg


이 집을 중부유럽 표준 기상데이타로 결과를 내 보았다.

유리의특성_g2.jpg

그래프에서 보다시피 g값 0.35 이하의 유리는 남향창 면적이 커질 수록 에너지성능은 나빠졌다.
맨 아래의 점선이 패시브하우스 표준인 U=0.8 W/㎡K, g-value=0.5 인 선이다.

이와 똑같은 주택을 우리나라 서울의 기상데이타로 같은 그래프를 만들어 보았다.

유리의특성_g3.jpg


우리나라 서울은 g값이 0.25 만 되어도 남향창이 커지면 커질 수록 난방에너지가 줄어 들었다.

이번엔 위의 중부유럽 표준 기상데이타로 산출된 그래프의 맨 아래 선(U=0.8 W/㎡K, g-value=0.5)을  서울 결과 그래프에 올려보았다.

유리의특성_g4.jpg

중부유럽 그래프의 U=0.8 W/㎡K, g-value=0.5 와 거의 동일한 추세치를 보이는 서울의 g값은 0.36정도로 나타났다.

이 이야기는 우리나라의 패시브하우스는 g값이 0.36을 넘으면 독일의 패시브하우스와 동일한 성능을 낼 수 있다는 뜻이다.

그러나, 한가지 변수가 있다.
우리나라는 남향창이 큰 것을 선호한다. 그러나, 독일 패시브하우스에서 설계하는 남향창 크기와 비교하면 우리나라 남향창은 작은 편이다.

아래 사진은 영국의 패시브하우스 사례 중 하나이다.

larch-house-passivhaus-passive-zero-carbon-code-6-ebbw-vale-1_1_0.JPG

차이는 침실 등의 남향창을 우리나라의 경우 바닥까지 내려서 크게 하는 것을 꺼려하기 때문이다. 아마도 심리적으로 침실의 창이 너무 커지면 프라이버시가 침해된다고 느끼는 듯 하다. 
그렇기에 우리나라 패시브하우스의 남향창 중에서 마음놓고 키울 수 있는 것은 거실창밖에 없다. 

이를 감안한다면 중부유럽과 동일한 결과를 보이는 유리의 g값이 비록 0.36 정도라는 결론을 낸 다 하더라로 우리나라에서 남향 창의 키울 수 있는 취향이 다르므로 협회에서는 다음과 같이 계산하였다.

우리나라 침실 등의 창호 크기를 고려할 때, 유럽의 패시브하우스보다 유리면적이 약 15% 정도 적은 것이 한계라고 보고, 이 작은 유리면적으로 중부유럽의 g값:0.5 와 동일한 성능을 내는 g값을 추정해 내면, 약 g값:0.4 정도의 값이 나올 수 있으며, 조금 더 여유치를 둔다면 g값:0.42 정도면 된다.

결론적으로 우리나라 패시브하우스의 g-값은 0.40 이상이면 될 것이다.

이 결론은 시장에서 나름 중요성을 가지는데, 우리나라의 표준을 떠나서 지금까지 우리나라에서 패시브하우스를 지향하는 설계/시공사는 이 g값 0.5 를 맞추어야 한다는 강박관념으로 독일에서 유리를 들여와야 했다. 우리나라에서 생산되는 유리는 가격을 고려하지 않는다면 현재까지 최대한 g값:0.46 정도만 가능했기 때문이다.

프레임을 들여오는 것은 크게 상관없으나, 유리를 들여오는 것은 물류량도 많고, 혹 운송 중에 깨질 경우 이를 위해 또 몇달을 기다려야 했기 때문에 현장에서 고충이 이만저만이 아니었다.
프레임의 경우 미리 들여와서 주문 후 맞춤 제작이 가능하지만, 유리는 미리 들여온 다는 것이 불가능하기 때문이다. 이게 패시브하우스의 창호 가격을 올리는데 크게 영향을 준 요소였다.

g값 0.42 정도만 하더라도 독일산 유리보다 훨씬 저렴한 가격에 구입이 가능하므로, 이 것은 우리나라에서 패시브하우스를 만드는 비용이 더 내려갈 수 있다는 것과 동의어가 될 수 있다.

물론 정밀한 수치는 연구자의 몫일 것이다.

현재 우리나라에서 생산되는 유리 중 열관류율 0.8 W/㎡K 와, g값 0.4 이상을 맞출 수 있는 유리는 아래와 같다. (물론 더 높은 성능도 있지만, 경제성을 고려하였다.)

제조사 : 한글라스
제품명 : 
품명
 두께(mm)
IGDB 넘버
5PLA113
 5
11402
5PLA FN(II)
 5
11321
5CL
 5
6958

상기 제품으로 Window 7.0으로 시뮬레이션한 성능은 다음과 같다. (조건은 EN 673)
두가지 제품을 각각 중공층의 두께를 16mm와 12mm로 변경하여 4가지 조건을 만들었다.

 구성 전체두께 
(mm)
열관류율 
(W/㎡K)
g값  VLT 
 5PLA113 + 16Ar + 5CL + 16Ar + 5PLA113  47  0.679   0.416  0.642
 5PLA113 + 12Ar + 5CL + 12Ar + 5PLA113  39  0.812  0.412  0.469 
 5PLA FNII + 16Ar + 5CL + 16Ar + 5PLA FN  47  0.607  0.437  0.698
 5PLA FNII + 12Ar + 5CL + 12Ar + 5PLA FN  39  0.753  0.433  0.698

결과에 의하면, 5PLA113 제품의 경우 중공층을 12mm로 하면 기준 성능에 조금 미달되는 것으로 나타났으며, 5PLA FNII 제품의 경우 중공층이 12mm 가 되어도 조건을 충족하는 것으로 계산되었다.

(혹시 이 글을 보시는 LG하우시스나 KCC 직원분이 계시면, 귀사에 위와 같은 성능이 가능한 유리조합을 알려주시면 글에 반영토록 하겠습니다. 현재까지는 한글라스제품만을 찾아서 한글라스만 올려두었습니다. 혹시라도 오해가 없으셨으면 합니다. 다만 주실 때 단위면적당 단가-간봉종류명기-를 알려주셔야 합니다. 혹시 독일산 유리와 가격차이가 별로 없다면 죄송스럽습니다만, 올려드리는 의미가 없음을 미리 양해부탁드립니다.) 


Comments

G 홍도영 2013.08.08 01:34
개인적으로는 두가지 변수를 더 고려했으면 합니다.

1. 독일은 우리보다 상대적으로 먼지가 적습니다. 더불어 우리보다 유리청소를 더 자주하는 편입니다. 즉 g값에 부수적인 영향을 미치는 요소에 속하기에 만일 그렇다면 이 계수도 마찬가지로 변경을 해야한다고 봅니다.

2. 평균적인 대지의 크기가 우리는 너무 작고 주변 이웃건물로 인한 음영으로 인한 영향이 더 크다고 볼수 있습니다.

이 두가지로 앞으로 더 연구되어야 할 분야로 보여집니다.
M 관리자 2013.08.08 09:02
네.. 홍선생님..안녕하세요. 독일도 계속 비가 오던데.. 편히 계신지요?

일단 PHI에서 접근한 방법론을 그대로 따라서 우리나라의 g값을 추정해 낸 것에 의의를 두고 있습니다.
먼지는 기상청 데이타에 이미 반영되어 있으므로 변수에서 제외하였고, 유리 청소와 대지 크기로 인한 음영은 ... 난방도시에 관한 글도 정리하고 있습니다만, 경기 북부나 강원도 일부 지역을 제외하고는 난방도시가 중부유럽보다 많이 작습니다.
그러므로, 추측컨데 음영 등의 손실과 어느 정도 상쇄를 할 수 있으리라는 생각이 듭니다. 현재 6채 저에너지주택의 실내외 온습도를 모니터링 하고 있으므로 그리 멀지 않은 시간내에  결론에 근접한 결과를 이끌어 낼 수 있으리라 생각하고 있습니다.

생각치 않은 곳까지 조언을 주셔서 감사드립니다.
1 이우현 2013.11.24 13:54
남향창의 크기를 한국의 보편적인 크기보다 더 키운다면 g값이 더 적은 0.36 정도가 되어도 비슷한 효과를 볼 수 있다는 말씀이시군요. 세밀한 데이타를 바탕으로 한 이런 시도가 좋습니다. 감사합니다.
1 조용상 2014.10.13 14:21
비밀글입니다.
M 관리자 2014.10.13 15:15
비밀글은 답변드리지 않습니다.
1 김송도 2016.01.11 22:00
이글 보다 갑자기 생각나서 질문 드립니다.
남향창은 태양광을 받아들이기 위하여 g값이 중요하다면
북향창은 태양광을 받아들이지 않기때문에 열관류율값만 중요하고 g값은낮아도 상관 없는지요?
M 관리자 2016.01.11 22:20
네.. 두가지로 봐야 하는데요..
1. 직달일사외에도 산란일사가 있습니다. 산란일사는 향과 상관없이 거의 동일하므로, 북향으로도 일사량이 존재하긴 합니다.
2. 대게의 경우 열관류율이 낮으면, g값도 낮아지게 됩니다. (삼중유리, 로이코팅 등등의 이유로)
패시브하우스용 유리는 열관류율이 낮지만, 로이코팅의 특성으로 최대한 g값을 올린 유리를 사용합니다. 즉, 삼중유리+로이코팅은 같으나 로이코팅의 특성이 달라 g값에서 차이가 나게됩니다. (로이코팅의 위치는 별게의 논의로 하고... ) 그러므로 이론상 g값이 낮든, 높든 유리 가격은 별차이가 없습니다.
그러므로 이 두가지 이유로 인해서 북향에도 남향의 같은 유리의 창을 사용하고 있습니다.
물론 이론적으로는 북향은 남향보다 열관류율이 낮을 수록 더 유리해 지므로, 북향의 유리를 별도로 선택할 수 있다면 더 좋겠지만, 대규모 현장이 아니라면 북향의 유리만을 별도로 주문하면 가격적 측면에서 오히려 불리해 지는 경향도 있습니다.
1 김송도 2016.01.12 01:02
g값은 유리가격에 큰 영향을 미치지 않는군요. 저는 g값이 높으면 유리가격이 비쌀줄 알았거든요.
그럼 유리의가격은 열관류율값에 따라 좌우지 되는가요?
M 관리자 2016.01.12 09:41
꼭 그렇지는 않습니다.
유리 가격은 (판유리+로이코팅의 종류+회사관리비)로 정해질 텐데요.. 로이코팅 중에서 비싼 것이 있습니다만, 대게의 경우 시장의 크기가 가격을 좌우합니다. 즉 많이 팔리면 내려가는 경우죠.

현재 유리시장에서 로이코팅유리는 업무시설의 시장이 더 큽니다. 그러므로 g값이 낮은 유리가 많이 팔리고 있기 때문에 이에 해당하는 유리가 비교적 저렴합니다. (그렇다고 큰 차이가 있는 것은 아닙니다.)

각 건물 측면에서 볼 때도, 결국 공급 물량이 가격을 크게 좌우하며, 작은 건물일 경우 향에 따라 별도의 유리를 주문하면 그 것이 오히려 가격 상승의 원인이 될 수 있다는 점을 말씀드린 것입니다.
1 김송도 2016.01.12 22:05
좋은 답변 해 주셔서 감사합니다. ^^
M 관리자 2016.01.20 10:04
안녕하세요
SHGC와 g값은 동일한 개념입니다.
둘다 프레임의 면적을 제외한 순수 유리로만 계산에 반영됩니다.
1 김송도 2016.01.29 19:27
관리자님 위의 독일과한국의 일사량 그래프에서
독일의 일사량은 베를린 기준인가요?
M 관리자 2016.01.29 19:37
프라운호퍼 연구소가 있는 Holzkirchen 데이타입니다. 베를린도 별반 다르진 않습니다.
1 김송도 2016.01.30 13:20
네 알겠습니다.
항상 수고가 많으 십니다.
1 김송도 2016.02.04 00:34
g값에 궁금한점이 많아서 이렇게 또 문의 합니다. 위에 글을 보면 g값0.5가 기술적 한계에 거이 다가간 수치라고 하셨는데, 협회에서 올린 사례집들을 보면  g값0.5를 초과하는 창문들이 있어요, 0.6되는것도 있구요. 그전까진 이글보고 0.5가 최고 수치인줄 알았는데 사례집 보고 혼돈되네요.
M 관리자 2016.02.04 01:32
네. 과거 수입유리를 사용할 때는 g값이 0.55 인 것이 있었으나, 현재는 대부분 0.42~0.49정도입니다.
다만, 현재 우리나라 유리도 0.55 정도는 가능하나 비용 때문에 이 정도의 유리를 사용하고 있습니다.
0.6 은 아마도 없을텐데요.. (오타일 수도 있습니다..)
어느 건물인지 기억나시면 링크 부탁드려도 될까요? 저는 한참을 찾았는데 못찾았습니다.
1 김송도 2016.02.12 14:17
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_02&wr_id=50&page=2
여기 개요에 유리 g값 0.577 / 0.611  이렇게 대 있어요.
1 김송도 2016.02.12 14:19
그럼 수입유리도 g값 0.55가 최고치 인가요?
g값의 최고치가 얼마 되는지 궁금 합니다.
M 관리자 2016.02.12 14:32
네... 보니까..
0.577 은 3중유리, 0.611 은 복층유리입니다.
그리고, 이 프로젝트의 유리 성능은 저희가 확인한 것이 아닌, 받은 값을 그냥 적어 드린 거라.... 측정 기준 등은 알지 못하여.. 약간의 오차는 날 수 있습니다.

그리고, 수입유리라 할지라도.  0.55 내외 정도를 거의 최고치로 보셔도 무방합니다. 0.577 와 0.55 가 그리 유의미한 차이는 아니거든요..
그러나, 기술은 발전하고 있어서.. 더 나은 제품이 나올 수는 있습니다.
1 김송도 2016.02.12 14:44
패시브하우스설계기준을 보면 유리 g값 0.5이상으로 표기 되여 있는데,
유리 g값 0.5 안되는 유리 써도 패시브하우스로 인증 되나요?
협회에서 올린 사례집 보니깐 0.42~0.47 되는 창문이 있기에...
M 관리자 2016.02.12 15:17
네.. 이 본문이.. 왜 0.4 이상이어도 우리나라에서 인증될 수 있는가를 설명한 글입니다.
1 김송도 2016.02.12 15:23
그럼 협회에서 올린 패시브사례집들은 국내에서 인증 된건가요?
독일 인증 받을려면 유리 g값 0.5이상은 꼭 사용 해야 되는가요?
1 김송도 2016.02.12 15:26
인천 서구 원창동 - 노유자시설 (1.2리터, 패시브하우스) 는 유리 g값 0.45인데
국내최초 패시브하우스(독일) 비주거 부문 인증 획득 으로 되어 있어서
좀 혼돈 되네요.
M 관리자 2016.02.12 15:35
네.. 협회 사례집은 몇개 요청에 의해 올린 것을 제외하고는 모두 저희 협회에서 인증된 사례입니다.
인천 서구 노유자시설은 저희 협회에서 진행된 프로젝트가 아니라서 정확한 정황은 알지 못하나...
유리 0.5 는 독일에서도 절대적 값은 아닙니다.
1 김송도 2016.02.12 16:15
공부를 하면 할수록 어렵네요~
패시브하우스 요구성능 설계기준이 절대적으로 지켜야할 사항인줄 알았는데...
오늘 관리자 말씀 듣고 좀 혼돈 스럽습니다.
제 짧은 소견으로 <<연간난방에너지소요량, 1차에너지소비량, 기밀성, 벽체및창문 열관류율, 환기시스템효율은 무조건 설계기준을 따르고 창문 g값은 어느정도 조절 할수 있단 말씀이신가요?>>
아니면 인증 기준이 따로 있는건지...
M 관리자 2016.02.12 19:33
절대기준은 두가지 분류입니다.
1. 에너지조건
2. 쾌적조건

에너지조건은 명확합니다. 집 전체의 성능에 대한 정의이기 때문입니다.
그러나, 쾌적조건은 말그대로 "쾌적"하냐? 입니다. 이 부분은 쾌적한 조건을 맞춘다면 그 각 개별 성능은 가변적입니다.

특히 g-값은 쾌적조건이라기 보다는 에너지조건에 가까운데.. 에너지 중에서도 한 부분입니다.
이 것이 무너지면, 전체 성능에 도달하는데 불가능하겠지만, 이 것이 조금 모자라도 전체 성능 구현에 문제가 없다면.. 이 숫자는 가변적입니다.
다만, g값이 0.5 인 것이 더 경제적이기 때문에..이를 기준으로 삼고 있는 거구요..
그러므로, 절대값은 아닙니다. 당연히 인증기준이 따로 있는 것도 아니구요..
1 김송도 2016.02.13 01:51
<<g값이 0.5 인 것이 더 경제적이기 때문에>> 이건 창문 가격측면에서 경제적이라기보다
일사량을 더 많이 투과하기 때문에 에너지사용 측면에서 더 경제적이라는 뜻이죠.
제가 이해 한거 맞나요?
M 관리자 2016.02.13 12:33
제가 질문을 드려야 할 듯 한데요..
같은 두께의 삼중유리라 할 때, g값 0.4 유리와 0.5 유리의 가격차이가 얼마큼 날까요?
1 김송도 2016.02.18 19:34
기술력이 더 들어 갈수록 상품이 더 비쌀거란 개인 소견에
g값 0.5가 좀 더 비싸지 않을 까요?
위에 올리신 글대로 라면 기술적 한계에 도달 할수록 비용이 더 비싸지 않을까요.
M 관리자 2016.02.18 19:47
그럼 두번째 질문을 드리면...
같은 두께의 판유리에
같은 두께의 로이코팅인데, 0.4가 나오는 제품이 있고 0.5가 나오는 제품이 있습니다.
유리는 같을 것으므로 물리적 차이가 없다고 보고,
차이를 내는 것은 로이코팅인데, (로이코팅을 한 횟수는 같다고 보면...)
여기서 최고의 기술과 일반 기술사이에 가격차이가 얼마큼 날까요..
또 이 것이 전체 창호에 미치는 가격이 대략 몇 % 정도 일까요?
1 김송도 2016.02.18 21:31
어렵네요. 관리자님의 말씀대로시면 시장수요가 가격을 좌우지 한단 말씀인데...
그럼 독일에서 g값 0.5가 시장에서 더 많이 공급되기에 가격이 더 저렴하단 말씀이신가요?
M 관리자 2016.02.18 21:34
그런 의미는 아닙니다.
그저. 그 가격 차이란 것이 시장 수요 기반이기 때문에.. 아무런 의미가 없을 정도의 차이라는 것입니다.
1 김송도 2016.02.18 22:47
저는 기술력이 높을수록 제품도 비쌀거란 생각에 g값 0.5가 0.4보다 많이 비싼줄 알았어요.
그래서 위에 적어주신 <<g값이 0.5 인 것이 더 경제적이기 때문에>> 이한마디가 잘 이해가 안댔어요. 매번마다 이렇게 답글 해주셔서 감사합니다.
M 관리자 2016.02.19 08:13
네. 감사합니다.
그리고, 혹시나 앞으로 질문이 있으시면 질문게시판에 올려주세요.~
1 늉기 2016.06.15 09:08
좋은정보 감사합니다.
스크랩좀하겠습니다^^