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■ 개요 커튼월이라 함은 자체적으로 구조를 부담하지 않으면서 건축물의 외벽을 구성하는 비내력벽 을 말한다. 커튼월을 구성하는 재료는 ALUMINUM, STEEL, STAINLESS STEEL, GLASS 등이 있을 수 있으나 ALUMINUM부재는 경량성, 구조성, 가공성, 내구성이 타 재료에 비해 우수한 관계로 가장 널리 사용되고 있는 커튼월의 부재라고 할 수 있다. 근래에 대규모 주상복합 건물을 비롯한 건축물의 대형화 추세에 맞춰 ALUMINUM 커튼월 또한 외형이 증대되고 기능 또한 복잡해지고 있는 추세에 獵? 일반적으로 건축물의 외벽 자체를 ALUMINUM 커튼월로 구성할 경우 전체 공사금액대비 약 10%를 차지하는 중요한 부분으로서 원가절감을 위한 여러 대안들이 제시되고있으나 상대적으로 기능 및 성능의 저하를 우려하는 목소리 또한 높다. 현실적으로 원가 절감 자체가 그리 간단한 문제만은 아니나 본 검토서에서 언급하는 내용들이 건축 설계 초기부터 반영이 된다면 최소한 과도한 설계를 방지하고 가장 경제적인 단면으로 요구되는 성능을 만족하는 커튼월 부재를 설계할 수 있을것으로 판단된다. 따라서 본 검토서는 ALUMINUM 부재로 구성된 커튼월의 원가절감 요인에 대해 연구해 보기로 한다. ■ 커튼월의 원가를 결정하는 요소 1) 원자재 : 커튼월의 구조를 담당하며 뼈대를 구성하는 요소
2-1) 풍압 : ◎ 풍압의 산정 : 건물의 풍동시험 시험결과치 또는 법규에 의한 산정방법으로 구분 ◎ 풍압의 구분 : 바람의 방향 : 정압(POSITIVE PRESSURE)과 부압(NEGATIV PRESSURE)으로 구분 위치별 : TYPICAL ZONE 과 EDGE ZONE 으로 구분 (EDGE ZONE은 주로 건물의 코너, 옥상 돌출부을 말하며 부압이 작용) ◎ 풍압의 적용 : 가장 경제적인 방법은 건물의 풍동시험 결과치를 반영하는것임.풍동시험을 실시하지 않았을 경우 법규에 의해 산정하는데, 일반적으로 건물의 최상층에 작용하는 풍압을 건물 전체에 적용함. 이렇게 할 경우 상대적으로 풍압이 낮은 저층부 및 TYPICAL층에서는 과설계가 되어 비용상승의 원인이 될 수 있음. ◎ 경제적 설계를 위한 풍압산정 :․ 건물전체 높이를 일정구간으로 ZONING ․ 예를 들어 지상 100M 건물이면 30M 50M 80M 100M로 구분하여 각 높이별 풍압 적용하면 경제적인 BAR의 설계가능 ◎ 설계적용 예
특히 DEFLECTION 값은 지점간거리의 4승에 비례 하여 커지므로 층고가 0.5M만 높아져도 구조부재의 단면에 매우 큰 영향이 미칠 수 있음을 예측할 수 있음.
◎ 따라서 건물의 설계시 외장을 커튼월로 고려한다면 층고를 최소화 하여 ANCHOR 와 ANCHOR간의 거리를 최소 화 방법이 경제적인 설계의 기본적인 요소임을 알 수 있음.
2-3) 입면상의 모듈 ◎ MULLION간격에 따른 하중 분포
- 모듈이 1/2로 줄면 정비례해서 하중이 줄어들게됨. ◎ 수평재의 간격에 따른 하중 분포
- 수평재에는 풍하중 및 유리자중의 2가지 하중이 작용. - 수평재의 간격이 커지면 풍하중은 물론 유리의 자체 하중이 커져서 단면이 증대되어야함.
커튼월의 수직부재는 세장비(SLENDERNESS RATIO)를 고려하여 좌굴에 대응할 수 있는 설계를 해야하고, 이러한 세장비를 결정하는 요소 중의 하나가 수평재와 수평재간의 간격 즉 “Lb” 값임.
상기 공식에와 같이 Lb 값이 클수록 세장비가 커져서 부재의 허용응력값은 작아지게 되므로 부재의 단면 및 두께는 증가하게 됨. 따라서 건축입면의 설계시 수평재 간의 간격을 적절히 조절할 수 있다면 경제적인 설계가 가능 할 수 있음. 2-5) 부재의 이음매와 ANCHOR
그림 A 는 ANCHOR와 EXPANSION JOINT 간의 거리가 너무 가까워서 부재 중앙부의 MOMENT가 많이 걸리게 됨. 그림 B 는 ANCHOR와 EXPANSION JOINT 간의 거리가 너무 멀어서 지점에 MOMENT가 많이 걸리게 됨. 따라서 MOMENT를 DOWN 시키기 위해서는 적절한 간격을 두고 ANCHOR와 EXPANSION JOINT가 형성되어야 하는데 그에 대한 판단은 많은 경험을 필요로 함.
보통 층고가 3～4M 일 경우 거리는 300～400mm정도가 가장 적당함. 이러한 구조설계를 실시할 경우 경제적인 BAR단면을 설계할 수 있음.
2-6) 스판드랄 부분의 수평재 설계
2. 절감비용의 산출 절감비용의 산출은 당현장 커튼월중 가장 TYPICAL 한 창호 1SET를 기준으로 M2당 절감비용을 산출후 전체 창호 면적을 곱하여 산출한 것임.
2-1) (CAW-1 : 495.5M2)
합계 : 22,472/M2
2-2) 당 현장 커튼월 총 면적 : 약 38,360 M2 2-3) 절감금액 : 38,360M2 * 22,272원 = 862,025,920원 2-4) 기존 알미늄 업체 견적금액 : 약 8,700,000,000원
결론적으로 약 10% 정도의 원가절감을 실시함. 3. 절감비용의 활용 당현장은 이와 같이 원가절감된 비용을 커튼월의 성능 향상을 위하여 기존 건축도면상의 커튼월 자재 사양을 다음과 같이 변경하여 금액의 증감없이 품질의 향상을 꾀한 좋은 사례임.
1) 유리 : 기존의 일반 LOW-E 유리---------> 저반사 로이 복층유리 2) HARD WARE : 국산 일반제품 ----------> 외산 ARM 및 HANDLE 3) 단열 및 결로성능 향상 : SILL 부분의 유리하부 코킹 4) ANCHOR : 기존의 일반 SET ANCHOR-------> 매립형 CHANNEL 5) 개폐창 : 일반 BAR -------> 단열BAR ■ 결 론
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