(사)한국판유리창호협회 고성능 안전유리의 새로운 기준 제시

현대 건축물에서 유리 자재 본연의 조망감과 개방감을 대체할 수 있는 방법은 없다. 초고층 건축물이 급증하고 혁신적인 디자인이 도입됨에 따라 대형 시공 유리구조물이 늘어나고 있다. 전통적으로 창호나 철재 프레임에 끼워져 사용되던 유리가 고정 부재를 최소화하거나 단독 설치되어 자립 부재(구조재) 역할을 하는 경우가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 일반 강화유리나 접합유리만으로는 확보하기 어려웠던 높은 수준의 안전성능이 요구되는 시기를 맞이했다. 그동안 국내에서는 개방감이 극대화된 유리 구조물이 확산되는 추세에도 불구하고 선진국과 달리 명확한 성능 기준이 없어 비구조용 안전유리가 그대로 적용되는 한계가 있었다. 전국 관광지의 투명 스카이워크, 랜드마크의 투명 엘리베이터, 신축 아파트 발코니의 1변 또는 2변 지지 형태 유리난간 등이 대표적이다. 이에 유리건축물의 안전설계를 체계화하고 선진화하기 위한 새로운 기준점이 마련되었다.

구조용 유리 단체표준의 제정 배경 및 정의
(사)한국판유리창호협회 김영주 본부장은 한국세라믹기술원과 산업통상자원부의 요청으로 2021년부터 유리건축물의 안전설계를 위한 연구용역이 수행되어 왔다고 밝혔다. 이어 2023년 1월부터 2025년 4월까지 구조용 유리 단체표준 연구 및 이해관계인 의견수렴, 심의회를 거쳐 2025년 4월 15일 ‘구조용 유리 단체표준(SPS-KFGIA 005-7641)’이 공식 등록되었다. 본 표준은 국토교통부가 제정한 유리구조설계기준(KDS 41 80 20)과 연계되는 핵심 제품성능 기준이다.
※ 구조용 유리의 정의 및 범위 : 주로 외창, 바닥, 계단, 난간, 천창 등 건축물의 내·외부에서 사용하는 자파방지시험(열간유지시험)을 거친 표면 압축 응력 90 MN/m² 이상 110 MN/m² 이하의 강화유리 2장 이상을 전단탄성계수 130 MN/m² 이상의 구조용 중간막으로 전면 결합하여 구조력이 요구되는 유리를 뜻한다.

구조용 유리 단체표준의 4가지 핵심 특징
① 국내 최초 ‘유리 파손 후 잔여구조력 시험’ 도입
가장 차별화된 특징은 시험 시 접합유리를 구성하는 모든 유리를 의도적으로 모두 파손한 뒤 구조력을 측정한다는 점이다. 유리가 충격을 받아 파손된 후에도 원형유지력과 탈락저항력을 유지해야 하기 때문이다.
원형유지력 시험 : 하부 1변 지지 형태로 완전히 파손된 유리 시료가 파손 원인 제거 최소 시간(약 10분) 동안 무너지지 않고 원형을 유지하며 손스침 하중 수준을 견디는지 점검한다.
탈락저항력 시험 : 점지지(Point glazing) 형태로 완전히 파손된 유리 시료에 수직 하중을 부여해도 30분 이상 쳐지거나 찢어지지 않고 볼트 하드웨어로부터 탈락하지 않는지 확인한다.

② 고정부재 최소화 및 가혹한 온도하중(50℃) 적용
기존 KS 규격(KS L 2002 등)은 4면 틀에 시료를 지지한 채 낙구 및 쇼트백 충격시험을 진행하며 파손 이후의 구조력은 확인하지 않는다. 반면, 구조용 유리 단체표준은 실제 시중 유통 하드웨어를 도입하여 1점 지지 또는 1변 지지 형태의 현실적인 지지 타입을 반영한다. 또한 하절기 고온 야외 환경을 모사하여 50℃에서 4시간 이상 승온한 후, 고온 상태가 유지되는 챔버 안에서 잔여구조력을 시험하는 악조건을 적용함으로써 최고 수준의 안전성을 보장한다.

③ 전단탄성계수 130 MN/m² 이상의 구조용 중간막 규정
유리구조설계기준(KDS 41 80 20)에 맞추어 설계하중 계산의 핵심 인자인 중간막의 물성을 규정하였다. 이 기준을 만족하기 위해서는 일반 비구조용 PVB 필름은 사용이 불가능하며, 특수 구조용 PVB 또는 아이아노플라스트(Ionoplast) 소재의 중간막이 필수적이다. 아이아노플라스트 중간막은 일반 PVB 대비 동일 3초 하중 기준 전단탄성계수가 30℃에서 약 50배, 50℃에서는 약 80배의 성능 차이를 보인다.

④ 강화유리 표면압축응력 범위 최초 정의 및 결합 내구성 강조
기존 KS 규격에서 다루지 않던 강화유리의 표면압축응력 수준을 90 MN/m² ~ 110 MN/m² 범위로 명확히 제시하였다. 또한 자파 위험성을 원천 차단하기 위해 열간유지시험(Heat Soak Test)을 거치도록 의무화했으며, 중간막과 유리의 결합 내구성(Bake, Pummel 품질 조건)이 잔여구조력 확보에 직결됨을 명시했다.

구조용 유리 용도구분 및 성능 시험 항목
※ 용도 예시 – 외창류 : 커튼월, 대형로비창 / 난간·바닥 I류: 계단 난간, 실내 유리바닥 / 난간·바닥 II류: 실외 유리바닥, 스카이워크 / 천창류: 캐노피, 방음터널 등

시장 전망 및 업계에 미치는 영향
전 세계 접합유리 시장(약 210억 달러 규모) 중 구조용 유리가 차지하는 비중은 16%를 상회하는 반면, 국내 구조용 유리 시장은 전체 접합유리의 5% 미만에 불과하며 이마저도 대부분 수입 완제품에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 향후 해외 고급 설계의 국내 도입이 대중화되고, 기존 비구조용 일반접합유리가 사용되던 위험 부위에 구조용 유리가 빠르게 대체 적용되면서 국내 시장은 급격히 성장할 것으로 전망된다.
정교한 강화가공 기술과 고성능 접합 노하우를 빠르게 확보해야 하는 국내 가공업체들에게는 하나의 과제일 수 있으나, 장기적인 관점에서는 건축물의 안전 수준을 선진국형으로 도약시키고 소비자 안전을 담보하는 획기적인 전환점이 될 것으로 기대된다. [최영순 기자]