미래 교통 C-ITS 기술 동향_149

그린 리모델링을 위한

창 유리용 필름기술 동향

한국건설기술연구원 | 강재식 연구위원

Ⅰ. 개 요 ········································································ 151

Ⅱ. 동향 분석 ································································· 153

1. 국내 동향 ································································ 153

2. 해외 동향 ································································ 154

Ⅲ. 향후 전망 ································································· 156

<참고문헌> ······································································· 156

미래 교통 C-ITS 기술 동향_151

그린 리모델링을 위한 창 유리용 필름기술 동향

한국건설기술연구원 | 강재식 연구위원

Green Technology Trend Report

Ⅰ. 개 요

에너지다소비형 건물을 포함한 대부분의 공공건물과 사무실 건물에 적용하는 커튼월 외피의

경우, 상대적으로 면적이 큰 유리 투과체를 통한 냉방부하 증가가 에너지비용과 실내 열환경

악화뿐만 아니라 국가 전력수급에까지 직접적인 영향을 미치고 있다. 일반적으로 창의 단열성능을

2배 향상시킬 경우, 30%까지 건물 에너지절감 효과가 기대되나 사실상 기존 건물에서 전면 철거

없이 창의 단열성능을 높이는 것은 경제성과 시공 측면에서 많은 어려움이 있다.

창은 2008년 고효율기자재 성능기준이 30% 상향 조정되었고, 같은 해에 건축법 에너지절약

설계기준 30% 강화, 2011년 30% 재강화가 이루어졌다. 또한 2013년 7월, 기존에 임의제도였던

고효율기자재 인증제도에서 의무화 인증제도인 창 세트 에너지소비효율 등급 제도를 신설하여

창의 단열성능을 보다 체계적으로 강화하고 있다.

그러나 이러한 제도와 정책은 신축건물을 대상으로 하는 것이며, 사실상 건물 에너지소비의

대부분을 점유하는 기존 건물에 대해서는 합리적인 성능강화 방안이 미흡한 실정이다. 본 보고서

에서는 기존 건물의 그린 리모델링을 위한 기술로 최근 국내외에서 생활 밀착형 기술로서 주목

받고 있는 창 유리용 필름 기술과 시장 동향에 대해 살펴보고자 한다.

창 유리용 필름은 과도한 태양 복사열 유입으로 인한 실온 상승과 눈부심 현상을 방지하기

위하여 유리 표면을 일체화 하는 다층 구조 폴리에스테르계 필름을 통칭한다. KS L 2016 규격에

의하면 태양열 차폐와 유리 비산방지 및 복합 기능을 목적으로 하며, 건물 외관을 변형시키지

않으면서 쉽고 경제적으로 활용할 수 있다는 장점으로 인해 최근 시장 수요가 급격히 증가하고

있다.

창 유리용 필름은 태양 복사열 차단 원리에 따라 흡수형, 반사형, 방사형 필름으로 구분할 수

있다. 흡수형은 방사율 수치가 큰 재료 특성, 즉 어두운 색상 계열의 필름으로 태양 복사열의

투과율은 낮출 수 있으나 필름에 흡수된 열이 시간차를 두고 실내측에 재 방사되는 특성을 지닌다.

반사형 필름은 일반적으로 실내로 유입되는 가시광선 투과율은 최대로 허용하면서, 적외선 파장

영역의 유입을 차단하여 하계 주간시간대의 경우 태양 복사열의 실내 유입을 차단하고, 동시에

동계 야간시간대에는 실내 복사열의 실외 유출을 방지함으로서 냉난방 부하를 줄이는 특성을

지닌다. 방사형 필름의 기본 원리는 반사형과 유사하나 필름면이 낮은 방사율의 특성을 가진다.

국제 윈도우필름 협회(IWFA) 자료에 따르면, 신축과 기존 건물에 대한 유리용 필름의 에너지

152_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

효과는 Annual ROI(연간 투자수익률)이 34~68% 수준으로 나타났고, 기존 상업용 건물의 커튼월

외피에 필름을 설치할 경우 에너지 효과가 가장 높은 것으로 분석되었다.

자료 : 국제 윈도우필름 협회(IWFA), Annual Report, 2010

<그림 1> 창 유리용 필름의 열차단 원리

100%

90%

76%

55-65%

55-85%

40-65%

20-60%

20-60%

30%

30%

25-30%

15-20%

20%

자료 : 국제 윈도우필름 협회(IWFA), Annual Report, 2010

<그림 2> 하계 태양 복사열 차단을 기술사례 비교

미래 교통 C-ITS 기술 동향_153

Ⅱ. 동향 분석

1. 국내 동향

국내에서 창 유리용 필름이 본격적으로 시장에 진입한 것은 1990년대 초 자동차용을 중심으로

유기염료 소재에 기초한 필름이 시선 차단 용도로 도입되었고, 건물 창 유리용 시장은 2000년대

초반 이후 메탈을 증착한 필름 중심으로 시장이 형성되어 왔다.

필름은 염료 첨가형, 금속증착 또는 스퍼터링형, 나노세라믹, 무기금속소재 코팅형 등으로

분류되는데, 90년대 초기에는 금속증착 또는 스퍼터링형과 열선흡수 염료 첨가형이 주를 이루었

다가, 현재는 내후성(Proof against climate)이 증진된 나노세라믹, 무기금속소재 코팅형과

스퍼터링형 또는 이의 복합 방식이 주를 이루고 있다. 핵심기술은 가시광 투과율이 높은 반면

근적외선에 해당하는 열선의 반사율 또는 흡수율이 높은 소재를 이용하여 제조한 열차단 필름이다.

현재 필름의 세계시장 규모는 2011년 기준 약 2조원으로 예상되며, 국내시장은 약 1,800억원

내외로 추산하고 있다. 그 중 건물용 필름시장은 45% 내외로 추정되어 800억원 내외로 예측된다.

최근 기존 건물의 에너지효율화를 위한 리모델링 시장 확대를 고려할 경우 가까운 미래에 필름

시장규모는 급격히 증가할 것으로 예상된다.

<표 1> 국내외 기능성 필름의 시장 규모

(단위:억원)

구 분 현재 시장 규모 (2011년) 예상 시장 규모 (2016년)

세계 시장 규모 20,000 억원 40,000 억원

국내 시장 규모 1,800 억원 2,800 억원

자료 : BCC Research, “Green Technologies and Global Markets”, 2011.

국내 생산기업으로는 1990년대 초기에 자동차용으로 ㈜SKC가 처음 개발하여 판매하였으며,

현재는 ㈜넥스필, ㈜상보, ㈜코앤코, ㈜윈텍, ㈜미래나노텍 등 10여개 중소기업에서 생산하고

있다. 국내에서는 넥스필, 솔라가드, 베카르트, 3M, 솔라메이트, 마프로, 상보, 씨에프테라메이트

등 50여 개의 산업계가 구축되어 있으며, 해외 생산기업은 루마(LLumar), 3M, Lintec,

Saint-Gobain 등이 시장을 선점하고 있다.

연간 800억원 규모의 국내 창 유리용 필름시장을 고려할 때, 필름과 관련한 합리적인 제도기준

마련이 시급한 실정이다. 이에 따라 2013년 고효율기자재 인증제도(안) 신설과 KS 산업표준의

현실적인 개정은 국내 산업계에 매우 중요한 의미를 갖는다. 현재 진행되고 있는 국내 관련

제도에 대해 살펴보면 다음과 같다. 국내에서는 2012년 7월부터 시행 중인 창 세트 에너지 효율

등급 제도에서 향후 우선적으로 성능 개발과 향상이 필요한 지표로 태양열취득률(SHGC)이 논의된

바 있다. 또한 2013년 말까지 창 유리용 필름에 대한 신규 고효율기자재 인증이 추진되고 있다.

현재 창유리용 필름의 광학적 성능평가 방법으로 사용되고 있는 KS L 2016 규정은 일본의

154_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

JIS A 5759 규격과 유사하며, 성능평가 방법 대부분이 KS L 2514 규정을 인용하고 있어서

창유리용 필름의 성능 인증은 KS L 2016, JIS A 5759, KS L 2514, ISO 9050를 기반으로

한다. 다만, 규격에 따라 파장에 따른 투과율 및 반사율의 가중계수 차이가 있으나, 이는 계산결과

값에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 현재 창 유리용 필름과 관련한 제도 정비는 2013년

이내에 고효율기자재 인증제도 출범과 함께 관련 규정의 전체적인 정비가 이루어질 것으로 예상

된다.

2. 해외 동향

창 유리용 필름은 국가별 기후 조건에 따라 요구 성능과 제품 성능에 다소 차이가 있으나 최근

세계 공통적으로 에너지절약형 필름 중심으로 시장이 성장하고 있다.

일본은 2009년 환경성이 제정한 그린 구입법의 특정 조달품목에 필름이 추가되면서 인지도가

높아졌으며, 기존 상업용 건물에서부터 편의점, 일반 상점의 진열대까지 필름 사용처가 급격히

확대되고 있다. 일본에서는 금속산화물을 이용한 단열 필름이 개발되면서부터 스미토모 오사카

페인트(스미토모 금속)를 필두로 미쯔비시 머티어리얼, 닛산, 테이진 등이 시장에 참여하고 있다.

일본의 필름 시장은 2011년 기준으로 1,670만㎡로 추정되며, 자동차 유리용이 15%, 기타

창 유리용이 85%를 점유한다. 특이점은 자동차 유리용의 경우 전년대비 7.5% 감소하였으나

창 유리용 필름은 153.5%로 대폭 성장하였다. 창 유리용 필름 중 에너지절약형 필름의 구성비는

2010년 44.4%에서 2011년은 55.6%로 확대되고 있다. 일본에서 에너지절약형 필름은 열관류율

값이 4.9W/㎡K 이하인 제품으로 구분되는데, 2009년 30만㎡에서 2010년 45만㎡, 2011년

67만㎡으로 나타났다.

<표 2> 일본의 기능성 필름 시장 규모

(단위 : 만㎡)

구 분 2009년 2010년/전년비(%) 2011년 추정/전년비(%) 2012년 예상/전년비(%)

자동차용 (구성비)250

(21.7%)270

(22.6%)108.0%

250(15.0%)

92.6%240

(14.4%)96.0%

건축용

업무용(구성비)

700(60.9%)

720(60.3%)

102.9%1,080

(64.7%)150.0%

1,042(62.7%)

96.5%

소비자용(구성비)

200(17.4%)

205(17.2%)

102.5%340

(20.4%)165.9%

380(22.9%)

111.8%

합 계 (구성비)1,150

(100.0%)1,195

(100.0%)103.9%

1,670(100.0%)

139.7%1,662

(100.0%)99.5%

자료 : 일본 Yano 경제연구소, “2011년 윈도우필름 시장전망 및 전략”, 2011

미국은 2006년 기준으로 기능성 필름 시장규모가 580억 달러에 이르 고, 2009년까지 4.8%의

연평균 성장률을 기록하였다. 대표적인 기업으로는 CPF필름, 3M, Johnson Laminating &

미래 교통 C-ITS 기술 동향_155

Packaging, Solar-Gard 등이 있으며, 이들 기업은 우수한 원천기술을 바탕으로 세계적으로 높은

점유율을 보유하고 있다.

중국의 필름 시장은 산업통계가 없으나 창 유리용 보다는 자동차 유리용이 활성화되고 있으며,

최근 주거용 건물의 고급화 차원에서 수요가 증가하는 것으로 추정된다. 중국의 필름 시장은

사생활 보호 중심으로 제품이 개발되어 어두운 계열의 색상인 가시광 투과율이 20% 내외의 필름

중심으로 시장이 전개되고 있다.

동남아시아 지역은 고온 다습한 열대성 기후로 인해 필름 수요가 많으며 차량이나 상업용

건물의 유리 대부분에 일사열 차단용 필름을 사용하고 있다. 시장 규모는 상업용 고층건물과

주거용 건물의 성장률을 고려할 때, 연평균 5% 이상 성장하고 있는 것으로 추정된다.

해외 관련 제도 중 2009년 미국 에너지부(Department of Energy, DOE)가 공개한 건물에너지

보고자료에 따르면 건물에서 사용하는 전체에너지 사용량 중 냉난방에너지가 차지하는 비율은

40%로 나타났고, 이 가운데 창호에서 발생하는 열획득, 열손실에 의하여 발생하는 에너지 사용

량은 난방시 22%, 냉방시 32%로 건물 전체에너지 사용량 저감을 위하여 냉방부하를 줄일 수

있는 방안이 필요한 것으로 나타났다.

따라서 최근 선진국의 경우 기존에 창의 에너지성능측면에서 다루어왔던 열관류율과 기밀성능

외에 G value(일사유입 취득계수)와 SC(차폐계수)를 도입하여 냉방부하를 줄이는 건물기준을

제도화하는 추세이다.

미국 NFRC에서는 창 유리용 필름에 대해 Energy Performance Label제도를 시행하고 있으며,

Window Film 제조업체는 NFRC 프로세스에 따라 제품인증을 시행하고 있다. NFRC에서 인증한

필름 인증서를 근거로 소비자는 제품의 유형 및 성능에 대한 정보를 비교하여 필요한 성능에 따라

제품을 선택한다. 이 인증제도를 통하여 창 유리용 필름 제조업체는 소비자에게 제품에 대한

신뢰성과 가치를 증명할 수 있고, 제조기업은 신뢰성을 지닌 제품의 에너지성능을 소비자에게

직접 제공한다. 미국의 다른 제도 중 하나는 Green Seal 제도이다. 미국의 비영리 환경단체인

Green Seal에서 부여하는 친환경 제품 인증제도로서 NFRC 인증방법에 따라 Double Glazing

적용시 SHGC 성능 대비 가시광선 투과율(VLT/SHGC) 값이 1 이상일 때 인증한다.

영국은 창호인증위원회(BFRC)가 창호 에너지등급을 소비자가 쉽게 알아볼 수 있도록 교통

신호체계와 같은 색을 사용하여 A-G등급으로 표시하여, 소비자에게 창호의 에너지 효율성에 대한

정보를 제공한다. 열관류율, 침기에 의한 유효열손실 및 태양열획득(g-value) 값이 라벨에 함께

표시된다. BFRC의 라벨은 창호 제품이 겨울철 건물의 열손실 억제, 외기 차단, 결로 저항성,

방음 향상 등의 기능을 얼마만큼 잘 수행할 수 있는지 정보를 제공한다.

AFRC(Australian Fenestration Rating Council)는 호주 창호인증위원회로 지역 기후에 따라

열관류율과 SHGC 요구성능을 High, Low로 표기하여 소비자에게 제공한다. 창호 타입별 냉방 및

난방 성능에 따라 10스타 등급(난방-5 star, 냉방-5 star)을 사용하며, 등급은 유리 및 프레임을

포함한 전체 창호시스템에 해당된다.

156_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

Ⅲ. 향후 전망

선진국의 경우 창 유리용 필름은 신규 수요에 따른 신소재 건축자재로서 인정받고 있으며, 관련

기술개발과 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 최근 창 면적비가 지속적으로 증가하고, 유리

투과체를 통한 일사 유입으로 인한 하계 냉방부하를 고려하여 유리 부위에 기능성 필름을 리트

로핏 시공으로 단열성능을 개선하고자 하는 사례가 증가함으로서 수요자 중심의 시장이 확대되고

있다.

가까운 미래의 창 유리용 필름은 그린 리모델링 시장에서 가격과 성능 최적화에 의한 고도화를

통해 실질적인 생활밀착형 고효율 기자재로 사용될 전망이다. 가시광선 투과율이 높고, 태양

복사열 투과를 보다 효과적으로 차단하는 고기능성 제품이 부각될 것으로 예상되며, 국내외 관련

제도, 정책의 정비가 진행될 것으로 전망된다.

<참고문헌>

1. 김태중, 강재식, 최경석, “Development and evaluation of SHGC measurement system for

cooling energy saving in buildings”, 2nd International Conference on Green Buildings

Technologies and Materials (GBTM), 2012

2. 장민선, 최경석, 강재식, “Analysis on the Optical Performances of Window Film in Korea”,

2nd International Conference on Green Buildings Technologies and Materials (GBTM),

2012

3. 최경석, 장민선, 강재식, 이용준, 이승언, 정광섭, 양관섭, “Energy and Environmental

Performance Simulation of Buildings with Corresponding and Converged Envelop and

Glazing System”, International Journal of Sustainable Building Technology and Urban

Development, 2012

4. 강재식, 최보혜, 최경석, 이승언, “Evaluation on the Characteristics of Cooling Energy

Consumption in Blind-Integrated Window System”, Sustainable building 2011(SUSB

2011), 2011

5. 강재식, 최보혜, 최경석, 이승언, “Energy Performance Evaluation of Multifamily Housing

in Case of Applying a Blind Integrated Window System”, International Conference on

Building Envelope Systems and Technologies(ICBEST2010), 2010