창호(복층유리)의 결로 특성

복층유리의 결로 현상


겨울철 실내 습도가 높아지게 되면 단열성능이 낮은 제품이 설치되어 있을 경우 겨울철 바깥 기온이 내려갈 때 유리 표면이 이슬점에 도달하게 됨으로서 표면에 이슬이 맺히는 현상이 발생하게 되는데 이러한 현상을 결로라 한다.

결로 현상은 여름철 얼음을 넣은 음료수 잔의 바깥 표면에 이슬이 맺히는 현상과 동일한 현상으로 이러한 결로 현상이 유리창에 발생하는 것을 방지하기 위하여 복층유리의 단열성 향상에 다양한 기술들이 접목되어 발전해 왔다.

복층유리를 구성하는 물질들은 아래 그림과 같이 다양하며, 이들 중에서 특히 간봉이나 창호의 프레임으로 사용되는 물질의 종류에 따라 국부적으로 유리창의 온도가 이슬점에 도달하게 되면 일정한 부위에서 결로가 생기는 현상이 발생할 수 있다.

복층유리를 제작할 때 사용되는 물질들의 역할을 살펴보면 1차 실란트(부칠)은 복층유리 내부로 외기의 수분이 침투하지 못하도록 하는 역활을 담당하며, 2차 실란트는 간봉으로 간격을 유지하도록 설계된 복층유리의 두 장 또는 세 장의 유리들이 견고하게 부착되어 구조적으로 복층유리가 잘 고정될 수 있도록 하는 역할과 수분이 직접 1차 실란트에 접촉하지 못하도록 하는 일을 담당하고 있다.

2차 실란트의 종류
1. 실리콘 실란트 (Silicon Sealant)
2. 치오콜 (Poly Sulfide)
3. 우레탄 (Poly Urethane)

또한 간봉 내부에 들어 있는 흡습제는 복층유리 내부에 있는 기체(공기 또는 불활성가스)를 항상 건조한 상태로 유지시켜 복층유리 내부 표면의 온도가 이슬점에 도달 하더라도 내부에는 이슬이 발생하지 않도록 하는 역할을 담당한다.

하지만 복층유리로서 각 기능들의 특징을 잘 살려 만든 좋은 품질의 복층유리라 할지라도 복층유리 자체의 단열성능이 좋지 않거나 국부적으로 표면온도가 낮아지는 원인을 가지고 있다면 겨울철 실내 습도가 증가하게 될 때 결로가 발생할 수 있다.

건구온도 및 상대습도에 따른 이슬점 온도

예를들어 실내온도가 25도씨이고 실내습도가 50% 이면 이슬점온도는 13.9도이고 여기에서 습도가 60%로 증가하면 이슬점온도는 16.7도 습도가 70%로 증가하면 이슬점온도는 19.2도로 증가하게 된다.

즉, 실내온도가 25도씨이고 실내 습도가 70% 일때 유리창의 온도가 19.2도가 되는 부위가 있다면 이곳에서 결로가 발생하는 것이고 복층유리가 단열성이 좋아서 실내쪽 유리창의 표면온도가 영하의 날씨에도 불구하고 19.2도 보다 높다면 실내 습도가 70%가 되더라도 이슬이 맺히는 현상이 발생하지 않는 것이다.

복층유리에서 열이 전달되는 현상은 전도, 대류, 복사에 기인하지만 국부적으로 표면온도가 저하되는 원인은 구성된 물질의 열전도도에 영향을 받는 경우가 많다.

위 표는 창호나 간봉으로 사용되는 대표적인 물질의 열전도도를 나타낸 것이며 알루미늄(237 W/m K)의 경우 다른 물질에 비하여 열전도도가 매우 높은 것을 알 수 있다.

알루미늄 재질의 창틀이나 간봉으로 만들어진 창호 제품을 건물에 설치할 경우 높은 열전도도로 인하여 유리 표면이 국부적으로 낮아질 가능성이 있으므로 결로가 발생할 가능성 또한 높아진다 할 수 있다.