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커튼월은 건축물의 하중을 부담하지 않고 구조체에 매달린 가벼운 벽체라는 의미에서 붙여진 이름입니다. 벽체를 구성하는 창, 마감재, 부속품 등의 부재를 공장에서 제조하고 현장에서는 연결 철물 등으로 접합하는 방식으로 만들어집니다. 커튼월의 기본적인 구조를 살펴보겠습니다.

▶ 커튼월의 지지

커튼월의 구성 부재

건축물은 고층으로 올라갈수록 수평하중의 영향이 커지고 특히 풍하중이 상대적으로 중요해집니다. 커튼월은 외부에 껍질처럼 부착되는 마감재이기 때문에 자신의 무게만 지탱하면 되지만, 고층에서 강하게 불어대는 풍하중에 저항해야 합니다. 세게 부는 바람은 커튼월에 강한 충격을 주기 때문에 커튼월은 구조체에 의지해서 이 힘에 저항해야 합니다.

▶ 슬래브와 수평하중

▶ 슬래브에 대한 이해

커튼월 뒤에서 커튼월을 지지해주는 구조체는 슬래브입니다. 슬래브는 수평하중에 대해 다이어프램 작용을 하고 수평하중을 전단벽으로 전달하는 기능을 합니다. 커튼월은 슬래브에 고정 철물(Fastener)로 연결되고 풍하중을 슬래브로 전달합니다. 풍하중을 슬래브로 매끄럽게 전달하려면 커튼월에 몇 가지 부재가 필요합니다.

1) 멀리언(Mullion)

두께가 얇은 슬래브에 강성이 큰 보를 덧붙여 보강하듯이 커튼월도 보와 같은 부재를 덧붙여 지지합니다. 슬래브와 보를 90° 회전해서 수직으로 세우면 커튼월의 구조 형태가 되는데, 커튼월에서 보와 같은 역할을 하는 것이 멀리언(Mullion)입니다. 멀리언은 상하층 슬래브에 걸치는 방식으로 수직으로 세워서 부착합니다.

2) 트랜섬(Transom)

트랜섬은  멀리언과 멀리언을 수평으로 연결하는 부재로 일종의 작은보 역할을 합니다.

3) 비젼(Vision)

비젼은 커튼월 중에서 유리를 끼워 채광과 조망이 가능한 부분을 말합니다. 아래 사진을 보면 유리 색상을 선택하기 위해 유리 견본이 설치되어 있습니다.

4) 스팬드럴(Spandrel)

스팬드럴은 커튼월 패널 부분에서 슬래브와 가까운 쪽에 조망이 필요 없는 부분을 말합니다. 보통 내부가 보이지 않도록 가리는 방식으로 설치합니다.

커튼월의 앵커 부분

슬래브에 설치하는 앵커 부분은 커튼월을 지지하는 기초에 해당합니다. 따라서 멀리언이 부담하는 풍하중이 슬래브에 전달될 수 있도록 충분한 강도가 있어야 합니다.

커튼월의 앵커 부분은 매입 철물(Embedment), 앵커 클립(Anchor clip), 고정 철물(Fastener) 등으로 구성됩니다. 매입 철물은 앵커 클립을 슬래브에 고정하기 위해 슬래브에 매설하는 것이며, 슬래브 콘크리트를 타설하기 전에 매입합니다. 앵커 클립은 멀리언과 슬래브를 연결하는 구조체로 앵글, 채널, 플레이트 등의 형태로 되어 있습니다. 고정 철물은 커튼월 앵커에서 각 부재들을 연결하는 볼트, 너트, 와셔, 스크류 등으로 구성됩니다.

고정 철물 설치 방식

슬래브에 설치하는 매입 철물은 슬래브 콘크리트를 타설하기 전에 커튼월 설치 위치에 맞추어 콘크리트 속에 매입하는 방식으로 설치됩니다. 매입 철물과 멀리언을 연결하는 고정 철물은 다양한 성능을 갖추어야 합니다. 우선 구조적으로 패널의 자중, 지진하중, 풍하중을 지지할 수 있어야 합니다. 또한 고층건물은 수직과 수평 방향으로 변형이 발생할 수 있고 온도 변화에 따라 신축을 반복하기 때문에 다양한 변형을 흡수할 수 있어야 합니다. 게다가 제작 오차나 시공 오차를 흡수할 수 있어야 합니다.

규모가 작은 건축물이라면 고정 방식(Fixed system)으로 가능하지만, 규모가 큰 건축물은 변형과 오차를 흡수할 수 있는 구조를 갖추어야 합니다.

커튼월은 주로 슬라이딩 방식(Sliding system)이나 회전 방식(Locking system)으로 고정됩니다.

슬라이딩 방식은 수평 방향으로 층간 변위가 발생할 때 수평 방향으로 패널이 이동하도록 만든 것입니다. 고정 철물은 한쪽을 고정해서 구조체와 같은 방향으로 움직이도록 하고 다른 한쪽은 수평 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 구조로 되어 있습니다. 슬라이딩 방식은 가로로 긴 패널에 유리합니다.

회전 방식은 구조체가 횡 방향으로 변형될 때 패널도 구조체와 같은 방향으로 회전하도록 한 것입니다. 하중을 지지하는 고정 철물에 매달린 패널이 상하로 움직일 수 있는 구조로 되어 있기 때문에 층간 변위가 발생하면 고정 철물을 축으로 패널이 회전합니다. 회전 방식은 세로로 긴 패널에 적합합니다.