커튼월 공사(커튼월의 역사와 구성 부재 그리고 시공)

1. 커튼월의 역사

커튼월의 역사에 건축물의 외벽은 외부공간과 내부공간을 구획하는 차단재의 역할을 하는 것으로서 건축물이 고층화됨에 따라 더욱 우수한 성능이 요구된다. 커튼월은 1890년대 시카고의 고층 건축물에서 그 기원을 찾을 수 있는데 철골조라고 하는 새로운 구조체의 출현과 자유로운 파사드를 만든다는 근대건축의 이념이 결합하여 커튼월이 탄생되었는데 그 후 제2차 세계대전 이후 공업 제품화된 외주벽으로써 급속하게 발전하게 되었다. 커튼월은 콘크리트나 블록, 벽돌 등의 외장재에 비하여 경량이기 때문에 건축물의 자중을 감소시킬 수 있어 건축물의 고층화에 적합하며 현장 시공과 함께 외벽체의 공장 제작이 동시에 진행되므로 공기단축과 생산성 향상에 유리하고 공업 제품화된 부재를 사용하므로 품질의 균질화와 고급화가 가능하다.
커튼월의 분류에서 재료의 종류, 외관의 형태, 구조 방식, 조립 공법에 따라 분류에는 수직 부재인 멀리언을 노출시키고 그 사이에 창호나 스팬드럴 패널을 끼우는 방식인 멀리언 방식, 수평을 강조하는 창과 스팬드럴의 조합으로 이루어지는 스팬드럴 방식, 수직과 수평의 격자형 외관을 보여주는 격자 방식, 구조체가 외부에 노출되지 않도록 패널로 은폐시키고 새시는 패널 안에서 끼워지는 피복 방식 등이 있다. 재료에 따른 분류에는 금속 커튼월(강제 커튼월, 알루미늄 커튼월, 스테인리스 커튼월)과 프리캐스트 커튼월(GPC 커튼월, TPC 커튼월) 및 기타 커튼월로 금속제와 콘크리트제를 병용한 복합 커튼월, 섬유보강 콘크리트, 플라스틱, 석재, 유리 등의 재료를 사용한 커튼월이 있다. 구조 방식에 따른 분류에는 멀리언 방식, 패널 방식, 커버 방식 등이 있고 조립 공법에 따른 분류로는 커튼월 구성 부재를 공장에서 완전히 유닛화하여 현장에 반입 및 시공하는 유닛월 공법과 멀리언, 트랜섬, 스팬드럴 패널 등을 공사 현장에 반입해서 부탁 위치에 조립하여 세우는 스틱월 공법이 있다. 스틱월 공법은 녹다운 공법이라고도 한다.

2. 커튼월의 구성 부재

커튼월의 구성 부재는 커튼월 본체를 구성하는 단면부재와 각종 패널이 있는 데 사용하는 재료, 가공방법, 표면마감 등은 그 종류가 다양하다. 건물의 층과 층 사이에 수직으로 설치되어 커튼월에 가해지는 풍하중 등을 슬래브에 전달하는 주 구조부재인 멀리언, 수평부재로 멀리언과 멀리언을 수평으로 연결하는 부 구조재인 트랜섬, 커튼월의 창호와 창호 사이에 조망이 필요하지 않은 부분에 설치되는 패널로 주로 알루미늄 복합 패널 또는 석재 등의 재료가 설치되고 내부는 뒤판이 설치되는 스팬드럴 패널, 채광과 전망 등의 역할을 하는 유리가 설치되는 비젼, 패널 시스템과 기둥커버 스팬드럴 시스템에서 비젼부분에 설치하는 새시, 수직부재 연결하는 스택 조인트 등이 있다. 패스너는 외벽 커튼월과 골조를 연결하는 중요한 부품으로 커튼월에 가해지는 외력을 지탱하므로 충분한 강도를 가져야 하고 층간 변위가 큰 철골조에서 횡력이 작용할 때 건물의 변형에 추종할 수 있어야 하며 현장 공사의 오차와 부재의 열팽창 등을 흡수할 수 있어야 한다. 패스너의 접합방식에는 커튼월 유닛 상부를 지지 단으로 하고 하부는 상하좌우 자유인 슬라이드 단으로 하여 변위에 추종하는 슬라이드 방식, 유닛 상부에 핀 패스나를 채용하고 하부는 상하 자유인 루즈단 방식인 회전 방식, 포든 패스너를 고정하고 변위는 커튼월 유닛의 변형으로 흡수하는 고정방식이 있다. 실링재는 접합부의 수밀성과 기밀성을 확보하기 위해 사용하는 것으로 정형 실링재와 부정형 실링재가 있다. 정형 실링재는 탄성이 큰 고무질계로 만들며, 반발 탄성으로 커튼월의 움직임이나 물의 침투를 방지한다. 부정형 실링재는 백업재, 매스킹 테이프, 청소재, 프라이머 등의 부자재를 사용한다. 커튼월의 설계 및 제작 시에는 설계, 실물모형 시험, 커튼월 부재 생산 및 제작, 시공 등의 단계로 진행되며 건축물에 대한 기본설계를 실시하고 이 설계안을 바탕으로 커튼월 전문업체가 종류, 자재, 구조 등을 고려하여 시공도를 작성한다. 커튼월은 접합부의 누수방지가 매우 중요하므로 정밀한 설계와 시공으로 접합부의 구조적 안전과 기밀성 및 방수성을 확보해야 한다. 커튼월의 누수발생 원인에는 중력, 운동에너지, 표면장력, 모세관 현상, 공기의 흐름, 압력차 등이 있으며 설계도서를 보고 대체로 누수 여부를 예측할 수 있으나 압력차에 의한 누수는 판단하기 어렵다. 누수를 방지하기 위해서는 시공과정에서 보다 철저한 시공관리 및 품질관리가 요구된다.

3. 커튼월의 시공

 커튼월의 시공에서는 운반 및 양중이 매우 중요한데 공장에서 제작된 커튼월 부재는 포장되어 현장에 반입되며, 설치작업이 시작될 때까지 스톡야드(stock yard)에 보관된다. 현장에서 불필요한 포장재나 운반용 컨테이너 등은 작업을 방해하므로 제거해야 한다. 현장에 반입된 부재는 하역, 현장 내 소운반, 양중을 거쳐 설치 위치와 가까운 장소에 보관하고 양중 및 설치방법은 직접양중 동시설치 방식, 집중양중 분리설치 방식, 외부양중 방식, 내부양중 방식 등이 있다. 커튼월 공사의 단계별 문제점 및 대책으로 공사의 흐름은 크게 전문업체를 선정하고 계약에 이르는 착공 전 단계와 사전 성능검증 단계, 제작 및 운반 단계, 현장설치 및 시공 단계 등으로 구분할 수 있으며, 사전 성능검증 시 문제점으로는 발주처 승인기간 지연, 최적 시스템 여부, 동절기 작업지연, 해외 시험의 경우 추가공기 소요가 있으며, 설치 시 문제점으로는 자재운송 보양 미비로 인한 커튼월 변형, 현장 적재방법 불량으로 인한 변형 및 파손, 검수 불합격으로 인한 수정작업, 적정 시공인력 조달 문제, 불량 보양재 적용으로 인한 마감 손상 등이 있으며 이러한 문제점들은 사전 철저한 계획과 준비, 검수로 인해 최소화해야 하며, 특히 커튼월 공사가 건축물의 전체 공사기간에 미치는 영향이 클 수 있으므로 많은 관심을 가져야 한다.