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유리는 현대 건축에서 광선을 투과시켜 투명하고 아름다운 광택을 자랑하는 반영구적인 불연재료입니다. 유리는 품질이 균일하게 대량생산이 가능하고 표면 마감처리에 따라 다양한 표현이 가능한 재료이지만, 충격에 약하여 파손되기 쉽고 열에 대한 저항성이 떨어지는 단점도 있습니다. 하지만 현대에 들어서는 유리의 다양한 제품 개발과 생산, 시공 기술의 발달로 그 사용 범위가 점차 확대되고 있습니다. 따라서 유리는 실내 건축에서 장식적 측면과 아울러 디자인적 측면까지 고려하여 중요한 재료로 자리 잡고 있습니다.
유리는 주로 규산과 같은 산성 성분과 염기 성분을 혼합하여 1,400~1,600℃의 고온에서 용융한 후, 냉각시키면서 결정화되지 않게 고화하여 제작됩니다. 유리는 그 성질에 따라 다양한 종류와 특성을 가지며, 이에 따라 건축 및 실내 장식에서 광범위하게 사용됩니다.
1. 유리의 일반적 성질
비중: 일반적으로 유리의 비중은 약 2.5 내외입니다.
강도: 보통 유리의 강도는 풍압에 의한 휨강도로 측정됩니다. 일반적인 휨강도는 43~63MPa 정도입니다.
열전도율 및 열팽창률: 유리는 콘크리트의 약 1/2 정도의 열전도율을 가지고 있으며, 열팽창률이 낮습니다.
비열: 유리는 비열이 크기 때문에 급격한 온도 변화에 의해 쉽게 파손될 수 있습니다.
열에 대한 저항성: 얇은 유리보다 두꺼운 유리가 열에 의해 쉽게 파손됩니다. 일반적으로 두께 1.9mm의 유리는 105℃, 두께 3mm의 유리는 80~100℃, 두께 5mm의 유리는 60℃ 이상의 부분적인 온도 차가 발생하면 파손됩니다.
광선 투과성: 유리는 적외선은 잘 투과하지만 잘 투과되지 않습니다.
2. 유리의 열에 대한 성질
유리는 열전도율 및 열팽창률이 낮고 비열이 크기 때문에, 부분적으로 급격히 가열하거나 냉각하면 파손될 수 있습니다. 특히 두꺼운 유리는 얇은 유리보다 열에 의해 쉽게 파손될 수 있으며, 이는 유리의 사용과 시공에 있어 중요한 고려 사항이 됩니다.
3. 유리의 종류와 특성
유리는 다양한 종류가 있으며, 각 종류는 특정한 용도와 특성을 가지고 있습니다. 다음은 주요 유리의 종류와 그 특성입니다:
소다석회 유리
특징: 용융하기 쉽고 풍화되기 쉬우며, 산에는 강하지만 알칼리에 약합니다. 팽창률이 높고 강도가 높습니다.
용도: 건축 일반용 창호 유리, 병유리 등.
보통 판유리
특징: 박판 유리(6mm 미만)와 후판 유리(6mm 이상)로 분류되며, 기포와 규사 함유량에 따라 등급이 나뉩니다. 비중은 약 2.5이며, 열전도율은 콘크리트보다 작고, 연화점은 720℃~730℃입니다.
강도: 풍압에 의한 휨강도는 43~63MPa입니다.
글라스 블록 (유리블록)
특징: 사각형 또는 원형 모양으로 잘 맞추어 600℃에서 용착이며 일체화한 유리입니다. 열전도율이 벽돌의 1/4 정도이며, 실내 냉난방에 효과적입니다.
용도: 의장용, 방음용, 단열용.
망입 유리
특징: 유리 내부에 금속망(철, 놋쇠, 알루미늄 망)을 삽입하여 압착 성형한 것으로, 도난 방지 유리 창고나 방화문에 사용됩니다.
장점: 열을 받아도 유리가 파손되어도 떨어지지 않습니다.
강화유리
특징: 평면 및 곡면 판유리를 600℃ 이상의 가열로 균등하게 가열한 후 급랭시켜 제조합니다. 내충격성과 하중 강도가 보통 유리의 3~5배, 휨강도는 6배 정도입니다. 200℃ 이상의 고온에서 견디므로 '강철 유리'라고도 합니다.
용도: 무테 문, 자동차, 선박 등에 사용되며, 통유리벽에 쓰이는 착색 강화유리도 있습니다.
제한사항: 현장에서의 가공과 절단이 불가능합니다.
접합유리
특징: 2장 이상의 판유리 사이에 폴리비닐 필름을 넣고 150℃의 고온에서 강하게 접합하여 파손 시 파편이 떨어지지 않도록 만든 유리입니다. 접합 안전유리라고도 합니다.
장점: 필름의 인장력으로 인해 충격 흡수력이 높습니다.
복층유리
특징: 두 장의 유리를 겹쳐서 중간에 공기층을 넣어 만든 유리로, 단열, 방음, 방서 효과가 크며 결로 방지에도 우수합니다. 현장 가공이 불가능하여 주문 제작 시 치수 지정에 주의가 필요합니다.
용도: 안전유리로 분류되기도 합니다.
열선 반사 유리
특징: 판유리 표면에 금속 피막을 코팅하여 냉방부하를 경감하고 실내 온도를 균일화하는 데 효과적입니다. 밝은 편에서 보면 거울효과가 있습니다.
장점: 열선 에너지의 단열 효과가 매우 우수합니다.
열선 흡수 유리
특징: 판유리에 소량의 니켈, 코발트, 세엔, 철 등을 함유하여 열선의 흡수율을 높인 착색 투명 유리입니다. 색조의 종류에는 청색, 회색, 갈색 등이 있습니다.
장점: 일반 판유리보다 약 4~6배의 태양복사열을 흡수하므로 온도 차가 심할 경우 파손되기 쉽습니다.
프리즘 유리
특징: 좁은 천창을 통해 실내에 균일한 채광 효과를 얻기 위해 사용하는 유리입니다. 프리즘 이론을 응용하여 광선의 방향을 변화시키거나 집중 확산시킵니다.
용도: 지하실, 지붕 등의 채광용으로 사용됩니다. Desk Glass, Top Light, 포도 유리라고도 합니다.
스테인도 유리
특징: 각종 색유리의 작은 조각을 도안에 맞추어 조립하여 만든 유리입니다.
용도: 성당의 창문, 상업 건축의 장식용으로 사용됩니다.
스팬 그럴 유리
특징: 판유리의 한쪽 면에 세라믹 질의 도료를 코팅한 후 고온에서 융착시켜 반 강화된 불투명 색유리입니다. 내구성이 뛰어나며 일반 유리보다 강도가 몇 배 높고 열에도 강합니다.
장점: 다양한 색상의 세라믹 질의 도료가 코팅되어 중후한 느낌을 제공합니다.
결론
유리는 그 특성과 용도에 따라 매우 다양한 형태로 사용되며, 현대 건축에서는 실내 장식뿐만 아니라 구조적, 기능적 측면에서도 중요한 역할을 합니다. 유리의 특성과 종류에 대한 충분한 이해는 실내 건축 디자인과 시공에 있어서 매우 중요합니다. 유리의 다양한 특성과 기능을 적절히 활용하면 아름답고 기능적인 공간을 구현할 수 있습니다.