판유리 가공과 시공- 35. 커튼월

커튼월(curtain wall)은 건축공학에서 건축구조 및 설계에 해당되는 대표적인 현대 건축 공법으로 하중을 지지하지 않은 칸막이 외벽의 구조로 설계에 따라 패널의 틀을 규격화와 통일화로 공장에서 빠른 시간에 대량생산 제작이 가능하여 고층 건축에 많이 사용하는 건축 공법이다.

 

건물의 주체 구조인 기둥과 보의 골조만으로 건물에 가해지는 수직하중과 바람이나 진동에 의한 수평하중을 지지하는 구조에서 외부 벽체는 단순히 공간을 칸막이 하는 커튼 구실을 가진 벽체를 커튼월이라고 하며,비내력 칸막이벽 이라고 한다.

 

 

커튼월 구조 복층유리 시공

 

 

외부로부터의 비나 바람을 막고 소음이나 열을 차단하는 구조로 기둥과 보가 외부에 노출되지 않고 판유리을 사용한 벽체는 근대적인 건축 공법으로 세련되고 미려한 외장(外粧)기능을 갖는다.

 

커튼월은 특히 초고층건축에 많이 사용되는데 높이가100 m이상의 건물이 커지면 외부에 비계 조립이 어렵기 때문에 공장에서 규격화하여 제작한 외벽 패널를 들어 올려서 연이어 붙이는 기본 구조 설계로 되어 있다.

 

그리고 고층 건물의 자체중량이 기둥이나 보의 굵기에 큰 영향이 있으므로 중량을 줄이기 위하여 커튼월에는 가벼운 재료가 사용되는데 외벽에 사용하는 마무리 재료에는 일반적으로 스테인리스강,알미늄,청동,법랑철판 등의 금속판이 사용되며,내부 단열재로는 암면(岩綿) ·유리솜 등의 가볍고 효율 기능이 우수한 재료를 사용한다.

 

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커튼월에 개구부(開口部)는 유리창을 사용하기도 하지만 일반적인 고층 건축에서는 실내 공기를 내부 공조 시스템으로 조절하는 건물이 많은데 개폐되는 창은 붙박이 창이나 프로젝트 형태의 창을 사용하며 유리는 열손실을 방지하는 차원에서 이중유리 또는 열선흡수(熱線吸收)유리를 주로 사용한다.

 

커튼월 건축 구조

건물 설계에서 커튼월(curtain wall) 구존느 건물의 하중을 모두 기둥, 들보, 바닥, 지붕으로 지탱하고, 외벽은 하중을 부담하지 않은 채 마치 벽면에 커튼을 치듯 건축자재를 돌려쳐 외벽으로 삼는 건축법으로 진보된 현대식 건축 구조이다.

 

커튼월 시스템에서 가공한 판유리를 외벽이 대체된 구조의 건물에 장점은 자연광이 건물 내부로 더 깊숙이 침투할 수 있으며 커튼 벽 외관은 자체 하중 중량 이외에는 건물로부터 구조적 하중을 받지 않는 구조로 또한 건물의 바닥이나 기둥들 간의 연결을 통해 건물에 입사하는 횡방향 풍하중을 주요 구조물에 전달할 수가 있다.

 

 

즉, 커튼월은 외부 환경(기후, 습도, 비, 눈 등)의 자연적 요소와 지진과 바람에 의해 건물에 가해지는 흔들림을 흡수하는  풍하중을 구조로 그 밖에 건물 자체 하중을 지지하기 위해 고안된 외벽 처리 기법인 것이다.

 

커튼월 시스템의 초기에는 주로 강철 프레임으로 만들어졌지만, 현재는 일반적으로 알루미늄 프레임으로 제작되어 복층  강화 유리로 채워지는데, 이는 위에서 언급한 채광과 같은 이점 뿐만 아니라 건축학적으로도 쾌적한 환경을 제공하는 우수한 건축 구조를 제공한다.

 

하지만, 태양에 의한 복사열은 물론 빛으로 인한 눈부심과 같은 역외 효과들은 많은 양의 유리를 사용하면 통제하기가 힘들어지는 단점 또한 존재하며 이외의 커튼월 재료로는 돌 베니어, 금속판, 루버, 그리고 통제 가능한 창문이나 환기구 등 다양한 요소가 커튼월 구족에서 부가적으로 포함되어 사용하고 있다.

 

그렇지만 커튼월은 열 팽창 및 수축, 흔들림과 움직임, 물 순환 구조, 건물의 효율적인 냉난방, 그리고 건물의 조명과 같은 설계 요건을 고려하여 다중층으로 설계된 스토어프론트 시스템과는 다른데 다음 기회가 되면 이에 관하여 보충 설명하는 시간을 가져보기로 한다.

 

 

 

커튼월 건축 구조와 이해

 

 

커튼월 건축 이해

커튼월은 영국에서1864년과1866년에 리버플에 두 건물에서 외벽을 유리를 사용한 첫 번째 커튼월로 알려져 구조적인 체계를 보완하여 현대 건축에서 대표적인 공법으로 보편화되었다.

 

커튼월은 외부 벽체의 기본 구조를 모듈 형태로 규격화하여 빠른 대량 생산과 효과적인 방음,단열 기능을 보강하여 특히 고층 건물의 시각적인 세련미와 미적 효과가 우수하고 동시에 정기적인 건물 외벽 유지보수와 청소가 필요한 구조이다.

 

이처럼 현대 건축에서 커튼월의 구조는 유리 사용에 특화되어 기능성 복합 판유리를 사용하여 모듈 형태의 뼈대의 구조에 고정하기 위한 연결과 설치가 용이하도록 시스템 구조로 설계되었다.

 

 

커튼월 건축 구조

건축물은 고층으로 올라갈수록 수평하중의 영향이 커지고 특히 바람에 의한 하중 부담이 크기때문에 단순히 커튼월의 구조는 외벽에 부착된 마감재의 무게만 지지해서는 안되며고층에서 강하게 불어대는 바람에 하중까지 흡수할 수 있는 공학적 시스템 구조를 가져야 한다.

 

 

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이때 커튼월 구조를 강하게 지지해주는 역활은 콘크리트 구조물인 슬래브이며수평하중의 저항을 분리된 단면이 일체로 작용하도록 분리된 단면 사이에 두는 간격재다이어프램(diaphragm) 공학적 기능을 갖추어커튼월 구조의 콘크리트 슬래브와 고정 철물(Fastener)로 연결하여어 바람과 진동의 하중을 흡수하는 특수한 구조를 가진다.

 

 

커튼월 건축 구성

멀리언(Mullion)

• 커튼월 구조에서 기둥이 되는 세로 바의 형태로 보와 같은 역활을 하며 콘큰리트 구조물의 상하층 슬래브에 걸쳐 안전하고 튼튼하게 연결하는 구조로 설치한다.

 

트랜섬(Transom)

• 트랜섬은 기둥이 되는 세로바 형태의 밀리언과 멀리언을 수평으로 연결하여 보강하는 가로 바의 형태로 커튼월 구조에 서 밀리언을 견고하게 받쳐주는 역할을 한다.

 

판유리(Plate glass)

• 커튼월 구조에서 판유리가 들어가는 비젼(Vision)에 해당되는 구간으로판유리를 끼워 건물의 외벽에 미려한 채광과 조망, 단열, 방음 등 확보에 목적이 있다.

 

스팬드럴(Spandrel)

• 커튼월 구조에서 콘크리트 슬래브에 걸쳐지는 구간이나 또는 건물의 내부를 가리는 용도로 설치하기도 하는데 건물 설계 필요에 따라 제외하는 경우도 있다.

 

 

이처럼 커튼월은 멀리언과 트랜섬에 의해 분할이 된 형태이면서 시스템적 건축 공학 구조로 멀리언과 트랜섬을 연결하여 보강하는 것이 가장 안정된 분할법이기 때문이다.

 

커튼월의 시스템적으로 복합 기능과 함께 효과적인 새로운 커튼월 구조에 대한 도전은 내구성과 더 나은 품질 시공이 가능해지고 더불어 지속적인 유지보수와 함께 건물에 미적 아름다움을 안정적으로 추구하는 치밀한 구조 설계를 채택함으로써 우수한 가능성과 전략에 있다.

 

 

결과적으로 커튼 월은 실용적인 목적 일뿐만 아니라 투명성과 공리주의를 옹호하며 동시에 물리적,이타 적으로 내부를 유리가 가진 독톡한 빛으로 채울 수 있도록 창의력을 더한 커튼월의 제작 및 설치 유연성은 고층 건물의 외관을 인상적이고 상징적인 랜드 마크로 바꿀 수 있기때문이라고 생각한다.

 

 

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