창호 선택 시 고려할 창호 요구 성능과 설계요소

창호, 특히 창문 하면 예전엔 공기나 햇빛을 받고, 밖을 내다볼 수 있도록 벽이나 지붕에 낸 문 정도로 인식했다. 단열과 기밀에는 신경 쓰지 않다 보니 창문으로 들어오는 외풍에 벽에 건 달력이 펄럭일 정도였다. 그러던 창문을 고유의 기능인 통풍과 채광, 조망뿐만 아니라 쾌적한 실내 공기의 질과 냉난방비 절감, 그리고 방범 면에서도 중시하고 있다. 이젠 창문을 말할 땐, 기능과 성능을 빼놓을 수 없다.

글 백홍기 기자
참고자료 국토교통부 <건축물 에너지 절약을 위한 창호 설계 가이드라인>
도움말 ㈔한국패시브건축협회 www.phiko.kr

창호 성능 요소
열관류율[U-factor 또는 U-value]_전도, 대류, 복사에 의한 열전달의 모든 요인을 하나의 값으로 나타낸 것이다. 열관류율은 표면적이 1㎡인 물체를 사이에 두고 온도 차가 1℃일 때 물체를 통한 열류량을 W(와트)로 측정한 값으로 정의한다. 단위는 W/㎡·K로 표시한다. 창호의 열관류율 기준은 <건축물의 에너지절약 설계기준> ‘제2조 건축물의 열손실 방지 등’ 조항 관련 별표1에 지역별 열관류율이 제시돼 있다.

일사획득계수[SHGC, Solar Heat Gain Coefficient]_창호를 통한 일사획득 정도를 나타내는 지표로 직접 투과된 일사량과 유리에서 흡수된 후 실내로 유입된 일사량의 합으로 계산한다. 유리창을 통한 일사량을 나타내는 데는 일사획득계수와 차폐계수[SC, Shading Coefficient] 두 가지 방법이 있다. 차폐계수는 일반적으로 3㎜ 투명 유리를 통한 일사획득에 대한 해당 창호의 일사획득 비율로 계산한다. 반면, 일사획득계수는 입사각의 영향을 반영하고 창호 시스템 전체에 관한 성능 표현이 가능하므로 일사획득에 관한 정확한 지표라 할 수 있어 차폐계수를 대신해 사용한다. 일사획득계수는 0부터 1까지 수치로 표현하며, 높은 일사획득계수 값은 창호를 통한 일사획득이 많음을, 낮은 일사획득계수 값은 일사획득이 적음을 의미한다.

가시광선투과율[VT, Visible Light Transmittance]_태양의 복사에너지 가운데 파장 영역 380~780㎚인 가시광선이 유리를 투과할 때 투과되는 비율을 표현한 값으로 0부터 1까지 무차원 수치로 표현한다. 가시광선 투과율이 낮을수록 일사획득계수도 낮아져 좀 더 많은 일사량이 차단된다. 또한, 가시광선 투과율이 낮아지면 눈부심 감소율이 높아져 눈부심 감소에 보다 효과적이다.

기밀성능[Air Tightness]_실내외에 온도 차 또는 풍압에 의해 일정한 압력 차가 발생하면, 창호 틈새를 통해 공기가 빠져나가게 되므로 원하지 않는 열획득 또는 열손실을 유발할 수 있다. 창호의 기밀성능은 이와 같이 압력 차가 발생하는 조건에서 공기 흐름을 억제하는 성능을 말한다. 건축물 전체 기밀성능을 결정하는 주요 인자로 냉난방 에너지 소비에 직접 영향을 미친다. 창호의 기밀성능은 창의 내외 압력 차에 따른 통기량으로 나타내며, 단위는 ㎥/㎡·h로 표시한다.

지역별 단독주택 창호 열관류율 (단위 : W/㎡ㆍK)

패시브하우스의 창호 정량적 요구 조건 (단위 : W/㎡ㆍK)

창호 설계 요소
일반적인 남·북향 창호는 차양에 의한 일사 차단이 쉬우며, 동·서향 창호에 비해 여름철 일사 획득과 눈부심이 적다.

향_향에 따라 건축물 외피를 통해 유입되는 일사에너지의 양이 달라지므로, 냉·난방에너지 절약을 위해 향에 따라 창호 면적을 줄이거나 차양을 계획하는 등 다각적인 접근이 필요하다. 남향은 태양 고도가 낮은 겨울에 다량의 일사 획득을 유도해 난방에너지 절감에 유리하다. 일반적인 남·북향 창호는 차양에 의한 일사 차단이 쉬우며, 동·서향 창호에 비해 여름철 일사 획득과 눈부심이 적다. 반면, 동·서향은 여름철에 과도하게 일사 획득한다. 특히, 서향은 가장 더운 오후 시간에 최대 일사량이 유입돼 가능한 창 면적을 제한하는 게 좋다.

우리나라 5월부터 12월까지 매월 15일 오후 2시 남향 창 일사 시뮬레이션

창 면적비[WWR, Window-to-Wall Ratio]_창 면적비란 세대 내 전용 부분에 설치하는 창의 면적을 천장과 바닥 면적을 제외한 전용 부분 모든 벽과 창호 면적을 합한 값으로 나눈 값을 말한다. 창호는 재실자에게 조망과 자연 환기, 햇빛을 제공하지만, 동시에 유리를 통한 건물 열손실의 가장 큰 요인이다. 이와 같이 창호의 긍정적인 측면과 부정적인 측면을 냉·난방 및 조명에너지 절약 측면에서 종합해서 고려해 에너지 효율적인 창 면적비를 ‘지붕과 바닥을 제외한 건축물 전체 외피 면적에 대한 창 면적비’(창면적비 = [창 면적/(외벽 면적+창 면적)]×100)로 정의한다.

차양_차양은 태양 일사의 실내 유입을 차단하는 장치다. 차양 위치에 따라 외부 차양과 내부 차양 그리고 유리 사이 차양으로 구분하고 가동 유무에 따라 고정식과 가변식으로 나뉜다. 가변식은 수동식과 전동식, 센서 또는 프로그램에 의해 가변 작동된다. 외부 차양은 방위별 실내 유입 일사량이 최대인 시간에 외부 직사 일사량 70% 이상을 차단해야 한다. 가장 이상적인 차양은 조망과 환기를 최대한 허용하면서 적절한 일사 차단 또는 취득하는 것이다. 이러한 관점에서 내부 차양은 일사에 의한 열이 건물 내로 입사된 후에 차단되기 때문에 일사가 창에 도달하기 전에 차단하는 외부 차양이 더 효과적이다.

내부 차양보다 외부 차양이 일사가 창에 도달하기 전에 차단하기에 효과적이다.

기능과 멋으로 승부하는 ‘창호’ 춘추전국시대
01 알쏭달쏭 창호, 그 정체를 찾아서
02 미국식 vs 유럽식 시스템창호, 무엇이 다른가
03 창호, 기능과 성능으로 말한다
04 빛을 담고 열을 차단하다
05 IoT 기술 접목 스마트 창문과 도어락
06 창호 선택, 이것만은 체크하자