[건축시공학] 커튼월 시공 - 경량화·고성능 외피 시스템의 이해와 적용

커튼월 시공  - 경량화·고성능 외피 시스템의 이해와 적용

 

1. 커튼월의 개념과 건축적 의의

 

커튼월(Curtain Wall)은 건축물의 외벽을 구성하는 비내력 외피 시스템으로, 구조체 하중을 지지하지 않고 외부 하중(풍압, 온도차, 강우 등)을 차단하면서도 채광성과 디자인 요소를 확보하는 역할을 한다. 일반적으로 철골 또는 철근콘크리트 구조의 골조와는 분리되어 설치되며, 건물의 경량화와 공장 제작화(프리패브리케이션)에 유리하다. 고층 건축물에서 전면 유리 커튼월은 도시적 이미지와 시각적 통일성을 제공하며, 내부에서는 자연채광을 통해 에너지 절감과 쾌적한 실내환경을 조성하는 장점이 있다.

 

 

2. 커튼월의 주요 구성과 시스템 종류

 

커튼월은 구성 방식에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다:

• 스틱 시스템(Stick System)
  수직 부재(Mullion)와 수평 부재(Transom)를 현장에서 조립하는 방식이다. 초기 설치비용은 낮지만, 현장 조립과 정밀 작업이 필요하여 인건비가 상승할 수 있다. 특히 중저층이나 비정형 입면에서 유리한 방식이다.
• 유닛 시스템(Unitized System)
  모듈 단위로 공장에서 미리 제작하여 현장에서 레일 고정 방식으로 설치한다. 현장 작업 시간이 짧고 시공 품질이 우수하지만, 제작 및 운송 비용이 증가할 수 있다. 주로 고층 건축물이나 정형화된 대형 파사드에 적합하다.

이 외에도 복합패널을 이용한 패널 커튼월 시스템, 유리의 지지 없이 금속 브래킷으로만 고정하는 점지지 유리 시스템(Point Supported Glass), 유리를 케이블에 매다는 텐션 구조 글래스 월(Tension Rod System) 등도 있다.

 

 

3. 커튼월의 구성 부재 및 구조적 기능 — “외피 시스템을 지탱하는 골격과 접합기술”

 

커튼월 시스템은 단순히 유리나 금속패널을 붙이는 외장 시공이 아니라, 정교한 프레임 구조와 기밀·수밀·열적 성능을 갖춘 고기능 외피 시스템으로 이해해야 한다. 각 부재는 단순한 조립요소가 아닌, 구조적 하중 분산, 기후 대응, 외관 통일성, 유지보수성 등을 고려하여 설계된다.

1) 멀리언(Mullion) - 수직 구조의 핵심

멀리언은 커튼월의 수직 프레임으로, 커튼월 전체 하중(유리 자중 + 외력)을 주 구조체(슬래브 또는 기둥)에 전달하는 골격 역할을 한다. 일반적으로 알루미늄 압출재(Aluminum Extrusion)로 제작되며, 설계 시 다음 요소를 고려한다:

 

• 풍압, 자중, 지진 하중에 대한 구조해석 후 단면 크기 및 벽 두께 설정
• 열팽창을 고려한 이음부 조인트 처리 및 상하단 브라켓 고정
• 내부에 단열재 및 열 차단 바(Thermal Break) 삽입 가능
• 일부 고층 건물에서는 강재(스틸) 멀리언 사용으로 강도 보완

2) 트랜섬(Transom) - 수평 부재로 하중 분산

트랜섬은 수평 방향 프레임으로, 멀리언 사이에 설치되어 유리 패널을 수평으로 지지하고, 풍압 등의 횡력 분산을 돕는다. 트랜섬 역시 알루미늄 압출재를 사용하며, 아래와 같은 역할을 한다:

 

• 유리 하부 지지 및 하중 분산
• 물받이 역할로서 배수 드레인 경로 형성
• 미려한 수평 디자인 구성 요소
• 유리 고정 시 수평 프레임을 기준으로 글레이징 깊이 확보

트랜섬과 멀리언은 사전 제작 시 접합부에 T조인트 커넥터 또는 볼트 체결 방식으로 결합되며, 일정 간격으로 배수홀과 통기홀이 설치된다.

3) 글레이징(Glazing) — 유리 삽입과 밀착 기술

글레이징은 유리 또는 패널을 멀리언 및 트랜섬 프레임에 삽입하고, 밀착시키는 작업이다. 크게 드라이 글레이징(Dry Glazing)과 웻 글레이징(Wet Glazing)으로 나뉜다.

• 드라이 글레이징: EPDM 고무 가스켓 또는 PVC 패킹을 사용해 유리를 프레임에 밀착. 시공성 우수하고 유지보수 편리
• 웻 글레이징: 실리콘 실란트(Structural or Weather Sealant)를 사용하여 유리와 프레임 사이를 밀봉. 기밀성과 수밀성이 높고, 디자인상 유리 외관이 깔끔함

글레이징 깊이는 구조 계산에 따라 결정되며, 유리의 풍압에 대한 저항, 열팽창, 진동 등을 고려하여 보통 유리 두께의 1.5배 이상으로 확보한다. 또한 글레이징 후 **내부 수평 고정 클립(Setting Block)**과 외부 압착 캡으로 유리의 위치를 고정한다.

 

4) 실링 및 드레인 시스템 — 방수와 기밀성의 핵심

유리와 프레임, 프레임과 프레임 사이에는 공기 및 수분 침투를 방지하기 위한 실링 처리가 반드시 필요하다.

• Weather Seal: 외부 기밀을 위한 실리콘 처리. 자외선, 열, 진동에 강한 특수 실란트를 사용
• Structural Seal: 유리를 구조적으로 지지하는 실리콘 본딩 (특히 프레임이 노출되지 않는 구조에 적용)
• 배수 시스템(Weep Hole & Drain Path): 프레임 하부에 물을 유도하는 경로를 확보하고, 물받이 구조나 수직 드레인 파이프를 통해 배출

방수 성능 확보는 단순히 실란트 품질에 의존하는 것이 아니라, 이중 실링(Double Sealing), 계단식 프레임 구성, 배수 경로 확보 등 종합적 설계가 필요하다.

 

4. 커튼월 시공 절차와 공정관리

 

커튼월의 시공은 정확성과 안전성을 요구하는 공정으로, 일반적으로 다음과 같은 절차를 따른다:

 

1)앵커 설치 및 기준점 측정
구조체에 고정되는 앵커를 정밀하게 설치하며, 수직 및 수평 기준선(좌표계)을 설정한다.

 

2)프레임 조립 및 설치
멀리언과 트랜섬을 설계 도면에 따라 조립하고, 커튼월 레벨에 맞춰 고정한다. 유닛 시스템은 모듈 단위로 크레인 또는 리프트로 설치된다.

 

3)글레이징 및 실링 시공
유리나 패널을 삽입 후 고정하며, 실란트나 가스켓으로 이음부를 처리한다. 실링은 반드시 일정 두께와 밀착성을 확보해야 하며, 기상 조건(온도, 습도)에 따라 양생 시간도 관리해야 한다.

 

4)마감 및 품질검수
최종적으로 평활도, 반사율, 기밀·수밀 성능 등을 검사하며, 필요 시 물분사 테스트(스프레이 테스트)나 열화상 테스트 등을 실시한다.

 

5. 커튼월 시공 시 고려사항과 품질관리

 

커튼월 시공의 품질은 구조적 안정성과 기밀성 확보에 달려 있다. 특히 외부 기후의 영향을 직접 받기 때문에 다음과 같은 요소를 철저히 관리해야 한다:

 

• 풍압 및 하중 대응
  구조계산을 통해 멀리언 및 트랜섬의 강도 확보가 필수. 앵커 고정력과 이격 거리도 설계에 반영되어야 함.
• 열교 차단(Heat Bridge Prevention)
  금속 프레임을 통한 열전달을 줄이기 위해 열 차단재(Thermal Break)를 삽입. 단열 성능 확보에 중요.
• 방수·기밀 처리
  모든 연결부와 유리 가장자리는 실란트 또는 2중 실링으로 마감. 특히 커튼월 하부는 드레인 시스템 확보가 중요하며, 유리 이음부의 간격 조절도 팽창·수축을 고려해야 한다.
• 외관 품질관리
  반사 유리의 파사드에서는 시공 오차나 실링 불량이 외관에서 쉽게 드러나므로, 정밀 시공과 청결 관리가 필수이다.

 

6. 최근 트렌드와 커튼월의 미래

 

커튼월 시스템은 점점 더 첨단화되고 있다. 대표적인 트렌드는 다음과 같다:

• BIPV(Building Integrated Photovoltaics)
  태양광 패널을 커튼월에 일체형으로 설치하여 외피 기능과 발전 기능을 동시에 수행. 친환경 건축물에 적용 증가.
• 스마트 글라스 커튼월
  전기신호로 유리의 투과율을 조절하여 채광과 시야 확보를 최적화. 에너지 소비 절감에 기여.
• 복합 커튼월
  알루미늄, 유리, 복합패널, 테라코타 등을 혼합하여 구조적 다양성과 디자인 요소 강화

커튼월은 단순 외장재를 넘어, 건축물의 기술적 완성도와 환경 대응력을 보여주는 핵심 요소가 되었다. 지속가능한 건축이 강조되는 흐름 속에서, 커튼월은 고성능 외피 시스템으로서 건물의 에너지 성능과 생애주기 가치를 결정짓는 중요한 요소로 더욱 진화하고 있다.