외장재에 대한 기존의 연구는 디자인 측면에서 계획적인 접근이 많아 외장재의 성능보다 외장재의 색채나 질감 등에 초점을 맞춘 연구가 많았으며 용도에 따른 공학적인 접근에서는 환경과 설비, 화재 구조 등 일반적인 연구 주제들에 국한되어 건물 유형에 적합한 외장재 선정과 성능제시에 관한 연구는 많지 않았다. 물론 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 친환경적인 관점에서 건축물 외장재의 연구가 이루어지고는 있으나 친환경적인 외장재 선택에 대한 실무적인 관점에서의 연구는 초보적인 단계이다. 따라서 본 연구에서는 최근 10여 년간 국내에서 사용된 외장재에 대한 사용 현황을 분석하고 건물용도별 외장재의 특성과 친환경적인 요소를 도출하여 향후 국내 건설업체 및 설계사무소 등이 친환경적이면서 성능이 적합한 외장재를 선택할 수 있도록 기본적인 정보를 제공하고자 하였다. 외장재 사용현황은 정량적인 빈도수 분석, 친환경 성능은 복합적인(정성+정량) 분석을 통하여 이루어 졌다. 조사된 건물의 외장재종류 개수의 평균은 2.59개로 나타났으며 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토 순서로 많이 사용되고 있었다. 4개의 친환경 외장재 특성에 의거하여 5종류의 고친환경재료를 선정하였으며 8가지 친환경적인 요소를 제시하였다.
외장재에 대한 기존의 연구는 디자인 측면에서 계획적인 접근이 많아 외장재의 성능보다 외장재의 색채나 질감 등에 초점을 맞춘 연구가 많았으며 용도에 따른 공학적인 접근에서는 환경과 설비, 화재 구조 등 일반적인 연구 주제들에 국한되어 건물 유형에 적합한 외장재 선정과 성능제시에 관한 연구는 많지 않았다. 물론 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 친환경적인 관점에서 건축물 외장재의 연구가 이루어지고는 있으나 친환경적인 외장재 선택에 대한 실무적인 관점에서의 연구는 초보적인 단계이다. 따라서 본 연구에서는 최근 10여 년간 국내에서 사용된 외장재에 대한 사용 현황을 분석하고 건물용도별 외장재의 특성과 친환경적인 요소를 도출하여 향후 국내 건설업체 및 설계사무소 등이 친환경적이면서 성능이 적합한 외장재를 선택할 수 있도록 기본적인 정보를 제공하고자 하였다. 외장재 사용현황은 정량적인 빈도수 분석, 친환경 성능은 복합적인(정성+정량) 분석을 통하여 이루어 졌다. 조사된 건물의 외장재종류 개수의 평균은 2.59개로 나타났으며 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토 순서로 많이 사용되고 있었다. 4개의 친환경 외장재 특성에 의거하여 5종류의 고친환경재료를 선정하였으며 8가지 친환경적인 요소를 제시하였다.
Existing studies of building exterior materials have focused on the colors or textures of cladding, and in terms of a design planning approach, have focused on the use of the environment and equipment and fire safety topics from an engineering perspective. As a result, little research has been done ...
Existing studies of building exterior materials have focused on the colors or textures of cladding, and in terms of a design planning approach, have focused on the use of the environment and equipment and fire safety topics from an engineering perspective. As a result, little research has been done on performance guidelines for exterior materials, specifically according to the building type. Research into eco-friendly cladding materials is also in the rudimentary stage in a practical sense. In this study, the use of exterior materials over the last ten years in domestic construction was analyzed. The usage status of building exterior materials was evaluated quantitatively by frequency analysis, and its environmental performance is proposed through complex (qualitative + quantitative) analysis. The average value of the exterior material type number used for all analyzed buildings was 2.59. Glass, metal, stone, resin, cement, wood, and clay were used in that order with regard to the usage status. The analysis found that five of the materials satisfied the high efficiency and eco-friendly grading in terms of the four characteristics of an eco-friendly exterior. A list of eight eco-friendly elements was also proposed. The eco-friendly elements and characteristics of the exterior materials were derived to provide basic guidelines for domestic construction companies and design offices.
Existing studies of building exterior materials have focused on the colors or textures of cladding, and in terms of a design planning approach, have focused on the use of the environment and equipment and fire safety topics from an engineering perspective. As a result, little research has been done on performance guidelines for exterior materials, specifically according to the building type. Research into eco-friendly cladding materials is also in the rudimentary stage in a practical sense. In this study, the use of exterior materials over the last ten years in domestic construction was analyzed. The usage status of building exterior materials was evaluated quantitatively by frequency analysis, and its environmental performance is proposed through complex (qualitative + quantitative) analysis. The average value of the exterior material type number used for all analyzed buildings was 2.59. Glass, metal, stone, resin, cement, wood, and clay were used in that order with regard to the usage status. The analysis found that five of the materials satisfied the high efficiency and eco-friendly grading in terms of the four characteristics of an eco-friendly exterior. A list of eight eco-friendly elements was also proposed. The eco-friendly elements and characteristics of the exterior materials were derived to provide basic guidelines for domestic construction companies and design offices.
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문제 정의
2. 또한 다음과 같이 친환경적인 외장재 특성을 파악하고 외장재로 가장 많이 사용하는 재료들의 친환경성을 평가하였다. 그리고 가장 친환경이 높은 재료를 찾아내고 정량적인 값을 제시하였으며 외장재의 친환경적인 요소를 도출하였다.
따라서 본 연구에서는 국내 건설업체 및 설계사무소 등이 친환경적이고 성능이 적합한 외장재를 선택할 수 있도록 기본적인 정보를 제공하기 위하여 기존에 시공된 다수의 건축물에 반영된 외장재의 현황을 파악하고 다양한 건축물의 특성에 맞는 친환경적인 외장재의 요소를 도출하여, 건축물의 외장재가 가져야할 친환경적인 성능 및 요소를 제시하고자 한다.
제안 방법
1. 최근 10여 년간 국내에서 사용된 외장재의 사용 현황을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
또한 다음과 같이 친환경적인 외장재 특성을 파악하고 외장재로 가장 많이 사용하는 재료들의 친환경성을 평가하였다. 그리고 가장 친환경이 높은 재료를 찾아내고 정량적인 값을 제시하였으며 외장재의 친환경적인 요소를 도출하였다.
이러한 이유는 외장재의 종류가 매우 많으며 각각의 재료에 대한 친환경 성능에 대한 구체적인 정량적 지표가 결정되지 않았기 때문이다. 외장재의 친환경 성능에 대한 평가는 앞서 2.1장의 외장재의 현황에 근거하여 각각의 재료에 대한 공인된 정량적 값을 사용해야 하나 축적된 자료의 한계로 본 연구에서는 Table 7과 같이 정량적인 값과 정성적인 면을 고려하여 사용이 빈번한 외장재를 대상으로 친환경성을 평가해 보았으며 그 중 친환경성이 가장 우수하다는 재료를 대상으로 정량적인 값을 제시하였다. 외장재가 갖추어야할 요구성능으로 미관성(외관이 미려하고 깨끗함), 기능성(시설물의 성격이 외관과의 조화), 단열성(4계절의 기후 변화에 에너지 절약이 가능), 내구성(외부의 충격이나 환경에 변화가 없어야 함), 유지관리성(시설관리에 있어서 용이성)을 꼽을 수 있다[14,15].
한 건물에 1개 이상의 재료가 사용되므로 유리를 포함하고 중복하여 440개의 외장재가 사용되었다. 현재까지 정확한 외장재료에 대한 구분방법이 없어 재료의 성질로 구분하여 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토, 기타로 구분하였다. 재료의 명칭이 문헌마다 상이한 경우가 적지 않고 표기방법도 표준화된 방법이 없어 주 재료성질에 근거하여 마감재료를 구분하였으며 문헌에 나와 있는 모든 재료명칭을 표기하였다.
대상 데이터
외장재에 관한 사례 건축물의 대상을 결정하는 일은 용도, 구조, 지역, 건축물 높이 등 다양한 요소가 변수가 될 수 있기 때문에 쉽지 않다. 이러한 이유로 본 연구에서는 외장재와 관련된 사례대상 건축물의 선정을 2000년부터 2013년까지의 대한건축학회지 Project report[16], 건축시공학회지 공사기록[17]과 현장탐방[18] 자료로부터 추출하였으며 외장재가 정확하게 명기된 문헌을 위주로 170개를 선별하였다.
유리는 모든 건축물의 외장재로 사용되며 최근 디자인 재료로서 매우 인기가 높고 다양한 성능을 가진 유리의 개발로 인하여 그 사용성이 더욱 확대되고 있다. 전체 조사된 건축물에서 유리종류를 정확히 알 수 있는 건축물은 122개였으며 특수한 몇몇 유리를 제외하고 117개가 복층유리였다. 그중 로이복층유리는 76개로서 65%이상을 차지하고 있었다.
Table 4는 건축물 170개에 대한 외장재의 종류를 7가지로 구분하고 특수한 재료인 경우는 기타로 구분하였다. 한 건물에 1개 이상의 재료가 사용되므로 유리를 포함하고 중복하여 440개의 외장재가 사용되었다. 현재까지 정확한 외장재료에 대한 구분방법이 없어 재료의 성질로 구분하여 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토, 기타로 구분하였다.
성능/효과
- 업무시설인 경우 유리+석재와 유리+금속이, 공동주택인 경우 유리와 유리+석재가, 교육연구시설인 경우 유리+시멘트, 유리+석재와 유리+금속, 판매시설인 경우 유리+금속이 가장 많이 사용하고 있어 건축물 용도별로 외장재의 사용이 다양하다는 것을 알 수 있었다.
이 경우는 외장재로서 유리 커튼월만이 사용되고 있다. 외장재의 개수가 많이 사용될수록 건축물의 층수는 보편적으로 낮아지는 경향이 뚜렷하며 5개의 재료를 사용하는 경우는 모두 20층 이하의 건축물에 사용이 되는 것을 알 수 있었다.
건물의 용도에 따라 외장재의 선택이 달라지기 때문이다. 용도별 외장재 빈도를 살펴본 결과(Table 3) 문화집회시설이 2.94개, 공동주택이 2.22개라는 결과를 보여주어 문화집회시설인 경우가 외장재 종류를 가장 다양하게 사용한다는 것을 알 수 있으며 공동주택이 가장 적은 수의 외장재를 사용하고 있었다.
3은 외장재 종류에 따른 빈도를 나타내었다. 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토 순서로 사용되고 있는 것을 알 수 있으며, 금속재 중에서는 알루미늄 패널이 20%, 알루미늄 시트가 15% 정도를 점하고 있었으며, 석재는 화강석이 85%, 제주 현무암이 7%정도를 사용되고 있었다. 시멘트계는 노출콘크리트가 80%정도를 차지하고 있다.
유리에서는 로이복층유리, 석재에서는 화강석, 점토에서는 점토벽돌, 금속에서는 알루미늄 복합패널, 시멘트에서는 압출성형시멘트 패널이 친환경과 관련하여 가장 우수한 결과 보여주었다. Table 8은 이러한 친환경 성능이 가장 우수하다고 판단된 재료의 구체적인 성능을 제시하였다.
후속연구
향후 본 연구의 타당성을 높이기 위해서는 외장재 사용현황 분석에서 조사대상 건축물의 확대가 필요하며 각각의 외장재의 친환경 특성 및 요소에 대한 정량적 분석이 다수의 연구문헌이나 실험을 통하여 검증되는 노력이 필요하리라 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건축물의 외장재는 재료구성, 구조, 제조방식에 따라 어떻게 구분되는가?
재료구성에 의한 방법으로 무기질재료(광물: 천연석재, 콘크리크, 유리, 벽돌, 금속: 금속류)와 유기질 재료(목재, 역청, 플라스틱)로 구분할 수 있으며, 구조적으로는 무형재료(유리, 플라스틱, 역청), 결정성재료(금속류, 점토, 벽돌), 섬유재료(목재)로도 구분할 수 있다. 또한 생산 방식에 따라 천연재료와 인공재료로도 구분이 가능하다.
국내에서 건축물 외장재에 대한 연구들이 활발하게 이루어지는 이유는 무엇인가?
국내에서도 건축물 외장재에 대한 연구들은 활발하게 이루어져 왔다. 외장재가 건축 공사비에 차지하는 비중이 적지 않으며 우리나라의 경제적인 발전과 더불어 고급 외장재에 대한 수요가 계속적으로 증가해 왔기 때문이다. 이러한 연구의 대부분은 실제적으로 외장재를 개발하고 판매하는 관련회사에서 자체적으로 자사 제품에 대한 연구로 한정되어 이루어져 왔다.
이세현은 친환경 건설재료를 어떻게 정의했는가?
이는 친환경 개념이 너무 포괄적이고 보는 관점에 따라 다르며 매우 다양한 재료와 제품이 건축재료로 사용되기 때문이다. 이세현은 친환경 건설재료로 “자원과 에너지 소비를 줄이고, 자연환경을 보전하며, 쾌적한 거주환경의 조성을 통하여 지속가능한 건설산업구현에 사용되는 건설재료 및 자재”라고 정의하였으며 저에너지형, 환경부하저감형, 첨단기능성 건설재료로 분류하였다[12]. 친환경과 유사한 개념으로 “지속가능한(sustainable)”이라는 용어를 사용하는데 제이슨맥레넌은 “지속 가능한 설계란 건축환경의 기능과 효용을 극대화하면서, 건축환경이 자연환경에 미치는 악영향이 전혀 없거나 최소화하기 위한 설계 철학이다”라고 정의하였으며 외장재와 관련된 지속가능한 설계요소기술로서 풍력발전, 건물일체형 태양광발전 (BIPV, Building integrated photovoltaic), 휘발성 유기화합물(VOCs) 저함유 도장재와 마감재, 친환경인증목재, 슈퍼글래이징(특수유리창)을 추천하고 있다[13].
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