고층 오피스 빌딩의 매끈한 유리 외벽은 대부분 커튼월로 만들어진다. 커튼월은 건물 하중을 받지 않는 비내력 외피다. 이름 그대로 구조체 바깥에 커튼처럼 걸린 얇은 껍질이며, 자기 무게와 바람·지진 같은 수평력만 감당해 이를 슬래브 가장자리로 전달한다. 벽돌이나 콘크리트 벽처럼 위층 하중을 떠받치지 않기 때문에 가볍고 얇게 만들 수 있고, 유리 면적을 크게 확보해 개방감 있는 외관을 낼 수 있다. 대신 하중을 안 받는다는 것은 곧 바람에 흔들리고 온도에 따라 늘고 줄며, 물과 공기가 새기 쉽다는 뜻이기도 하다. 3D 모델로 커튼월을 뜯어 보면 이 얇은 외피가 어떤 부재들의 조합으로 그 역할을 해내는지 분명해진다.

■ 커튼월을 이루는 부재

커튼월의 뼈대는 알루미늄 프레임이다. 수직으로 서는 부재를 멀리언, 그 사이를 수평으로 잇는 부재를 트랜섬이라 한다. 멀리언과 트랜섬이 격자를 짜고, 그 안에 유리나 스팬드럴 패널이 끼워진다. 유리는 시야가 통하는 비전 부분에, 층과 층 사이 슬래브·보를 가리는 불투명 스팬드럴 부분은 백패널과 단열재로 채운다. 유리 뒤에 덧대는 백프레임과 백패널은 실내가 들여다보이지 않게 하고 단열·결로 성능을 보완한다. 프레임과 유리 사이, 패널과 패널 사이는 개스킷과 실런트로 밀봉해 빗물과 바람을 막는다. 3D 모델에서 이 부재들을 분해해 보면, 겉으로는 매끈한 유리 한 장처럼 보이는 외피가 실제로는 프레임·유리·단열·밀봉재가 층층이 겹친 조립체임을 알 수 있다.

■ 스틱식과 유닛식

커튼월은 현장에서 어떻게 조립하느냐에 따라 스틱식과 유닛식으로 나뉜다. 스틱식은 멀리언·트랜섬·유리를 하나씩 현장에서 조립해 붙여 나가는 방식이고, 유닛식은 공장에서 한 층 높이의 완성된 패널로 미리 제작해 현장에서는 걸기만 하는 방식이다. 두 방식의 차이를 정리하면 다음과 같다.

초고층으로 갈수록 고소 작업이 위험하고 공기 압박이 커지므로, 현장 작업을 줄이는 유닛식이 유리하다. 반대로 저층이거나 입면 형상이 불규칙해 표준 패널을 쓰기 어려운 부위는 스틱식이 경제적이다. 실제 프로젝트에서는 기준층은 유닛식, 저층부나 특수부는 스틱식으로 혼용하는 경우도 많다.

■ 결로와 단열

커튼월의 성능을 좌우하는 두 축이 단열과 결로 방지다. 알루미늄은 열을 잘 전달하는 금속이라, 프레임이 실내외를 그대로 관통하면 겨울철 그 면이 차가워져 물방울이 맺힌다. 이를 막으려고 프레임 중간에 열전도가 낮은 소재를 끼워 실내측과 실외측을 끊는 열교 차단(써멀 브레이크)을 둔다. 유리도 한 장이 아니라 두 장 사이에 공기층이나 아르곤을 넣은 복층유리, 여기에 저방사 코팅을 더한 로이유리를 써서 열 손실을 줄인다. 그럼에도 스팬드럴 뒤 단열이 부족하거나 프레임의 열교가 남으면 그 지점에 결로가 생긴다. 3D 모델과 단면 상세를 함께 검토하면 열교가 우려되는 부위를 미리 짚어 단열 보강 위치를 정할 수 있다.

■ BIM 외피 모델링·물량·간섭

커튼월을 BIM으로 다루는 이유는 반복되는 대량 부재를 정확히 세고, 구조체와의 관계를 미리 맞춰 보기 위해서다. 커튼월은 멀리언·트랜섬·유리·패널이 수천 개 단위로 반복되므로, 패널 하나를 정확히 모델링해 입면 전체에 전개하면 유리 면적, 프레임 길이, 패널 수량을 자동으로 집계할 수 있다. 더 중요한 것은 구조체와의 간섭 검토다. 커튼월은 슬래브 가장자리에 앵커로 고정되는데, 이 고정 위치가 보나 철근, 설비 배관과 부딪히지 않는지 3D에서 미리 확인해야 한다. 층간 방화 구획을 위한 스팬드럴 뒤 방화 채움, 슬래브와 외피 사이 틈의 마감도 모델에서 함께 검토한다. 이렇게 하면 현장에서 앵커 위치를 바꾸느라 공정이 밀리는 일을 줄일 수 있다.

■ 눈여겨볼 것

커튼월은 건물의 인상을 좌우하는 얼굴이면서, 동시에 에너지 성능의 약한 고리이기도 하다. 유리는 벽체보다 열을 훨씬 잘 통과시키므로, 유리 면적을 넓힐수록 여름 냉방과 겨울 난방 부하가 커진다. 개방감과 조망을 위해 통유리를 택한 건물이 정작 냉난방비로 대가를 치르는 경우가 적지 않다. 그래서 최근에는 무작정 유리를 키우기보다, 스팬드럴과 단열 패널의 비율을 높이고 차양이나 이중 외피를 더해 열 부하를 잡는 방향으로 설계가 바뀌고 있다. 커튼월을 볼 때 매끈한 외관만이 아니라 유리와 불투명 패널의 비율, 차양의 유무를 함께 보면 그 건물이 외관과 성능 사이에서 어떤 균형을 택했는지 읽을 수 있다. BIM 모델은 이 비율과 방위별 일사량을 미리 검토하는 도구로도 쓰인다.

■ 유리와 패널이 만드는 표정

같은 격자 프레임이라도 어떤 유리와 패널을 끼우느냐에 따라 건물의 표정은 완전히 달라진다. 투명도가 높은 유리는 실내가 드러나 개방적이지만 사생활과 냉방 부하에 불리하고, 반사율이 높은 유리는 낮에 거울처럼 하늘을 담아 도시 경관과 어우러지되 주변에 빛 반사 문제를 낳기도 한다. 색을 입힌 착색유리, 세라믹 점을 인쇄한 프릿유리는 일사를 걸러 주면서 입면에 무늬를 만든다. 스팬드럴 부분의 색과 유리 비전 부분의 색을 맞추느냐 대비시키느냐에 따라 층의 구획이 드러나기도 감춰지기도 한다. 커튼월 설계는 결국 성능 수치와 이 시각적 선택을 동시에 다루는 작업이며, BIM 모델에 실제 유리·패널 사양을 입혀 두면 준공 전에 입면의 인상을 미리 확인하고 조정할 수 있다.

■ 이런 분께 도움이 됩니다

• 고층 건물 외장에 관심 있는 예비 건축주·기획자 — 커튼월의 원리와 스틱·유닛 차이를 알면 외장 방식 선택의 근거를 이해할 수 있다
• 건축·인테리어 전공 학생 — 멀리언·트랜섬·스팬드럴 등 외피 용어와 구성은 건축 재료·시공에서 반복되는 기본이다
• BIM으로 외피를 다루는 실무자 — 패널 전개와 앵커 간섭 검토는 커튼월 물량 오류와 현장 재작업을 줄여 준다

■ 참고

커튼월의 단열·기밀·방수 성능은 유리 종류, 프레임 열교 차단, 실링 시공 품질에 따라 크게 달라진다. 외관만으로 성능을 판단하지 말고, 유리 사양과 프레임 단면, 방수 상세를 도면과 시험 성적으로 확인하는 것이 안전하다.