우리나라는 세계 10대 에너지 다소비 국가로 에너지소비 저감에 대한 대응책이 시급하다. 그 중 건물에서 소비되는 에너지가 국가 전체 소비량의 약 24.5%를 차지한다. 이를 절감하기 위하여 가장 큰 비중을 차지하는 난방을 감소시키는 것이 건물 에너지 소비량 저감을 위한 핵심 방안 중 하나이다. 이에 정부에서 건물에 적용된 각종 자재의 고성능, 고효율화를 위한 정책을 강화하고 그중 건물에서 열 손실이 가장 많은 부분인 창호에 대해서도 규제가 되고 있다. 이에 맞춰 유리 시장이 꾸준히 성장 중이다.

유럽 등 선진국을 중심으로 각국 정부 차원에서 Passive House 건축물에 대한 지원이 활성화되고 있으며 고기밀, 고효율 에너지 건축자재에 대한 정책이 강화되어 단열 및 기능성 유리 세계시장은 매년 5% 이상 꾸준히 증가하고 있다. 가까운 나라인 일본의 경우 진공 유리를 포함한 단열유리 시장은 세계시장과 유사한 패턴으로 증가하고 있으며 특히 건축용 진공 유리 신규시장은 10% 이상 급성장한 것으로 조사되었다.

여러 고성능 고효율 유리가 있지만 그중에서 기존 단열유리보다 단열 성능이 매우 우수한 진공유리에 대해 알아보자.

진공 유리는 기존 로이유리보다 단열 성능이 3배 이상 뛰어나고 현재 기술 수준에서 진공보다 우수한 단열층을 개발하기 힘들기 때문에 진공 유리의 성능 및 품질 등이 확보되면 단열유리 시장에서 그 수요가 증가할 것으로 예상된다. 진공 유리가 적용될 수 있는 시장은 건물 에너지 관련 정부 정책이 적용되는 광범위한 주택시장 전체가 될 수 있으며, 이외에 건물의 단열 성능이 중요하게 요구되는 숙박시설 및 정주 시설이 적용 대상으로 볼 수 있다. 건축물 이외에는 아래 그림처럼 산업용 냉장고 쇼케이스 유리 및 유리 온실 등에도 진공 유리를 적용할 수 있다.

진공 유리 기술

진공 유리란 2장의 유리 사이에 진공 층을 형성해 전도 및 대류에 의한 열전달 및 소음 차단을 극대화한 유리로 단열유리 중 가장 높은 에너지 효율 제품이다. 진공도 5.5*10^-5 torr 이하에서 단열 성능이 0.54W/(m^2*k)이며, 단열유리 기술로는 현존 최고의 성능을 보유하고 있다. 진공 유리는 배기홀 Cap이라는 캡 부분의 봉합재로 진공 유리를 제조할 때 진공 층을 형성하기 위해 유리 사이 공기 입자를 빼낸다. 또한 배기홀 Cap은 진공 층 형성 후 진공상태가 유지되도록 하는 역할도 수행한다. 진공 층을 만든 후 Frit Seal이라는 기밀재를 이용하여 2장의 유리를 밀봉해 진공을 유지하고 Pillar라는 소재를 사용하여 2장의 유리 간격을 균일하게 유지하고 열응력 및 기계적인 충격에도 진공 층의 두께를 일정하게 유지한다. 진공유리는 현재 상용화가 가능한 제조방식이 1세대 방식이라 부르는 펌핑감압방식과 2세대 방식이라 부르는 인베큠 방식이다. 펌핑감압방식은 호주와 미국의 연구팀에 의해 개발되어 상용화 되었고 현재 일본, 중국 등의 국가에서 양산화 중이다. 인베큠 방식은 한국과 독일 등에서 개발된 바 있으며 한국에서는 소규모의 양산화를 이뤘다.

펌핑 감압방식은 인라인 제조방식으로 배기 튜브를 통해 2장의 판유리 사이를 감압하여 진공층을 형성하는 방식으로 약 15가지의 제조공정을 거쳐 진공 유리가 제작된다. 반드시 배기 튜브 및 배기캡이 장착되어있는 것이 특징이다.

인베큠 방식은 진공 유리 구조를 대기상태에서 조립한 후 조립된 진공 유리를 진공 챔버에 투입하고 진공 챔버 내부를 진공하여 진공 층을 형성하는 면배기 방식이다. 펌핑 감압방식에는 반드시 장착되어있는 배기 튜브 및 배기캡이 필요 없다.

출처:국가 기술 표준원

(https://www.kats.go.kr/content.do?cmsid=302&cid=19038&mode=view)

-강원권, 유영준 학생기자-

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