국토교통부는 건축물의 화재 안전성능 보강사업을 비롯해 정책 수립과 화재 안전기준 및 관리법 등 피난, 방화 관련 기준을 마련한 품질인정제도를 도입한다고 밝혔다. 이는 방화 성능시험 당시제품과 다른 불량품의 제조 및 유통 사례를 근절하기 위한 것으로 생산 또는, 공사현장에서 불량품 적발 시에 사용정지 등을 즉시 명할 수 있는 기준도 계획 중인 것으로 알려졌다.
건축물의 화재 시 정해진 시간 동안 방화성능이 나오는지 방화유리창에 대한 불신도 끊이질 않고 있다.
본지는 비차열 방화유리 국내 기준과 판별법을 비롯해 제대로 된 성능을 유지하기 위한 생산 설비 및 과정을 취재했다. 현재 국내에서 가장 많이 유통되는 방화유리는 비차열 갑종 1시간용으로 두께는 6~12mm다. 시장에 형성된 단가를 고려하면 플로트 판유리를 사용해 화학 및 물리적 열 강화 가공을 통해 1시간 이상의 방화유리를 생산, 공급하는 구조다. 문제는 플로트 판유리를 통해 1시간 이상의 방화 성능을 안전하게 보장 받기가 쉽지 않다는 것이다.

(주)정암안전유리에서 강조하는 비차열 방화유리 판별법?
국내 방화유리 관련 최고의 기술력을 확보하고 있는 (주)정암안전유리는 강화 가공을 거친 방화유리 제품의 검수단계에서 표면압축응력과 4변의 면취상태 및 파쇄 개수를 주목해야한다고 강조했다. 이 회사 최창호 상무는 “먼저 판유리의 표면압축응력을 중요한 지표로 보는데 최소 170Mpa이상은 나와야 한다”며 “확률적으로 최대의 방화성능을 보장 받기 위해 표면압축응력 200Mpa 이상을 요구하는 나라도 있다”고 전했다. 또 “긴 변으로부터 100mm인 거리에서 평행하게 그은 직선과 대각선의 교점 4곳의 표면압축응력을 측정하여 차이가 5% 범위 이내로 나와야 구조적 안정성과 뛰어난 방화성능을 갖출 수 있다”고 덧붙였다.
물리적 열 강화만으로 방화유리를 제조하는 방식은 통상 조건보다 고압의 압축 공기를 판유리 양면에 분사하여 급냉시켜 생산하는데 30분 내에서는 방화성능을 갖출 수 있으나, 1시간 이상은 크기의 제한과 실패율이 높아 성능이 불안정해 세계 유명 업체들의 경우, 이 방식을 권장하지 않고 있다. 일부 업체에서 사용하는 화학 약품을 스프레이 등으로 코팅한 후 퀜칭 존을 줄여 에어를 유리에 집중 분사하고, 두꺼운 유리를 사용하면 표면압축응력과 방화성능을 높일 수 있으나, 역시 크기 제한과 성공 확률 및 양산체재를 확보하긴 힘든 것으로 알려졌다.
전 세계 유명 업체들은 물리적 열 강화만으로 방화성능을 내기 위해서는 CERAMIC GLASS나 BOROSILICATE GLASS(저팽창유리) 사용을 권장하고 있다. BOROSILICATE GLASS를 사용한 방화유리는 표면압축응력 측정이 어려워 기계적 강도시험(압축하중시험)을 통해 120N/m㎡ 이상을 기준으로 삼는다. CERAMIC과 BOROSILICATE 유리는 고가 제품으로 국내 방화용 시장에 공급하기는 현실적으로 힘들다. 결국 플로트 판유리를 사용해 방화성능을 가져야 하는데 유리 자체가 연화점에서 어느 정도까지 견딜 수 있느냐가 문제다. 공인 테스트에서 유리 자체의 온도는 방화 성능 테스트 개시 20~30분경과 후 720~800도에 도달하며 이온도에서 Na(나트륨)계의 플로트 판유리가 온전한 상태를 유지하는 것이 힘들고, 저철분 백유리를 사용함으로써 방화 성능의 시간 연장은 가능하나, 이 또한 한계가 있어 30분용으로만 사용하는 것이 바람직하다. 이 문제를 개선하기 위해 개발된 기술이 화학강화 전처리 과정을 거친 이온치환 방화유리다. 플로트 판유리를 방화액에 딥핑하는 방식의 공정을 통해 Na이온을 반경이 큰 특수 이온(칼륨)으로 치환 처리 후 다시 물리적 열 강화를 이용하는 방식이다. 전처리 과정으로 방화액 딥핑 공정을 거치면 구조적 안정성과 뛰어난 방화성능을 갖출 수 있다. 그러나 복잡한 공정과 이온치환에 따른 특수 딥핑 설비 및 약품이 필요해 생산 원가는 올라 갈 수밖에 없다.
이온치환 방화유리의 제조공정을 살펴보면, 사이즈에 맞게 재단한 판유리의 에지부위는 CNC면취 가공설비를 통해 코너를 포함한 전 구간에 환면취 또는, 각면취 전처리 가공공정을 거치는데 코너 부위는 최소 5R 이상이 최적이다. 이후 세척 건조와 방화액 딥핑 처리를 거친 후 다시 세척 건조 과정과 9000파스칼 이상의 풍압으로 강화할 수 있는 풀 컨벡션 타입의 수평 강화로에서 생산하는 방식이 정석으로 알려졌다. 또 강화 가공을 거친 만큼 자연파손을 최소화 시킬 수 있는 열간유지시험(Heat Soak Test)도 후처리 공정으로 필요성이 제기되고 있다.

사이즈가 명시된 세부도면을 포함한 시험성적서 전체 확인도 필수
방화유리는 유통 및 시공업체와 허가권자도 성적서와 동일 제품인지를 확인하는 인식의 전환이 필요하다. 비차열 방화유리의 시험성적서를 발급하는 시험연구원은 KOLAS 인정 기관으로 발급받은 시험성적서를 소비자에게 제출할 때 사이즈가 명시된 세부도면을 포함한 시험성적서를 전체를 제출해야한다. 방화유리는 프레임과 일체형으로 테스트를 받는다. 회사에서 제출한 시료에 맞는 유리와 프레임, 부자재는 테스트에 통과한 시간과 성능시험 당시 규격만이 화재에 견뎌주는 것으로 보기 때문에 제출한 시료와 동일한 제품을 사용하여 일체형으로 공급돼야 한다. 그러나 테스트를 통과하여 인증서를 획득한 이후 당시 시험제품과 실제 생산하여 유통, 시공된 제품이 다른 경우가 많아 문제로 지적되고 있다. 생산 및 관리와 공급의 어려움으로 각각의 성능을 보장한 제품만을 서로 교차해 사용하는 것이 좋다는 의견도 있다.
방화유리는 무엇보다 화재를 지연시켜 인명의 안전과 재산 피해를 최소화 시킬 수 있는 중요한 제품으로 소비자가 믿고 사용할 수 있는 제대로 된 성능을 발휘할 수 있는 최적의 제품만을 사용 목적과 용도에 맞게 공급해야 한다. 이런 중요한 안전제품 생산자는 투철한 책임감을 가지고 성능이 보장되는 제대로 된 제품만을 공급해야한다.
한편, 방화유리는 건축법 상 갑종 1시간 이상, 을종은 30분 이상 화재 시 불속에서 견디도록 규정하고 있다. 화염의 확산을 막고 견디는 비차열 방화유리와 이 성능은 기본으로 불과 열의 전달까지 막아 판유리 이면의 온도 상승까지 막아주는 차열 방화유리로 나뉜다. 차열 성능까지 갖추기 위해서는 판유리와 판유리 사이에 층을 두고 특수 방화용 레진을 주입한 다중 적층, 접합하는 방식이 주를 이루고 있다.

유리저널 246호 발췌