이 글이 다루는 것
커튼월·유리 파사드 현장에서 구조용 실리콘 실란트를 쓸 때 반복적으로 나오는 계산 네 가지다.
- 소요량 — 자재를 얼마나 발주할 것인가
- 구조 바이트(structural bite) — 풍하중을 접착부가 버티려면 접착 폭이 얼마여야 하는가 (ASTM C1401)
- 자중 지지(deadload) — 패널 무게를 실란트가 지지하려면 수직 접착 길이가 얼마여야 하는가
- 열팽창 조인트 폭 — 이종 자재의 온도 변위를 흡수하려면 조인트 폭이 얼마여야 하는가 (ASTM C1472)
수치는 Dow 구조용 실리콘 기술자료의 표준값을 기준으로 한다. 실제 설계는 반드시 사용 제품의 TDS와 구조 검토를 따라야 한다.
1. 실란트 소요량
조인트 하나의 단면적은 폭(W) × 깊이(D), 여기에 시공 길이(L)를 곱하면 체적이 나온다. 현장 손실률은 보통 5~20%를 더한다.
소요 체적(L) = W(mm) × D(mm) × L(m) ÷ 1000 × (1 + 손실률)
예: 폭 12mm, 깊이 8mm, 시공 길이 100m, 손실률 10%
= 12 × 8 × 100 ÷ 1000 × 1.1
= 10.56 L
카트리지 환산:
- 300ml 카트리지:
10,560 ÷ 300 ≈ 36개 - 500ml 소시지팩:
10,560 ÷ 500 ≈ 22개
백업재(백커로드) 직경은 통상 조인트 폭의 약 1.25배를 써서 압축 삽입한다. 폭 12mm면 15mm 백업재.
2. 풍하중 구조 바이트 (ASTM C1401)
패널에 작용하는 풍하중은 4변의 실란트 접착부가 인장으로 나눠 받는다. 단변(short span)이 지배적이다.
Dow 표준은 허용 동적 인장응력을 140 kPa (20 psi) 로 본다.
구조 바이트(mm) = (단변 길이 × 설계 풍하중) ÷ (2 × 140 kPa)
예: 단변 1,200mm, 설계 풍하중 2.0 kPa
= (1200 × 2.0) ÷ (2 × 140)
= 2400 ÷ 280
≈ 8.6 mm
최소 구조 바이트는 6.4mm다. 공식 결과가 그보다 작아도 6.4mm 아래로는 내려가지 않는다.
글루라인(접착 두께)은 구조 바이트에 연동해서 잡는다. 대략적인 매핑:
| 구조 바이트 | 최소 글루라인 | 최대 글루라인 |
|---|---|---|
| 6.4 mm | 6.4 mm | 9.5 mm |
| 12.7 mm | 6.4 mm | 12.7 mm |
| 19.1 mm 이상 | 9.5 mm | 12.7 mm |
3. 패널 자중 지지 (Deadload)
수직 유리에서 패널 자중은 하부 접착부가 전단으로 지지한다. 지속하중이므로 허용 응력이 훨씬 낮다 — 7.0 kPa (1.0 psi).
필요 수직 접착 길이(mm) = (유리 두께 × 유리 높이 × 유리 밀도 × g) ÷ (허용 전단응력 × 2변)
유리 밀도는 2,500 kg/m³로 본다. 실무에서는 구조 바이트로 이미 확보된 접착 폭이 자중 지지에도 충분한지 역검토하는 방식으로 쓴다. 부족하면 세팅 블록으로 자중을 별도 지지한다.
4. 열팽창 조인트 폭 (ASTM C1472)
알루미늄 프레임과 유리, 콘크리트는 온도가 같아도 늘어나는 양이 다르다. 선팽창계수(CTE):
| 자재 | 선팽창계수 (1/℃) |
|---|---|
| 알루미늄 | 23 × 10⁻⁶ |
| 강재 | 12 × 10⁻⁶ |
| 콘크리트 | 12 × 10⁻⁶ |
| 유리 | 9 × 10⁻⁶ |
두 자재가 만나는 조인트의 상대 변위:
상대 변위(ΔL) = |CTE_A − CTE_B| × 스팬 길이 × 온도차(ΔT)
예: 알루미늄–유리 조인트, 스팬 2,000mm, 극한 온도차 80℃
= |23e-6 − 9e-6| × 2000 × 80
= 14e-6 × 2000 × 80
≈ 2.24 mm
이 변위를 실란트 신축 능력으로 나눈다. ±25% 급이면:
필요 조인트 폭 = 2.24 ÷ 0.25 ≈ 9.0 mm
±50% 급 실란트면 약 4.5mm로 줄어든다. 신축 능력이 높은 제품을 쓰면 조인트를 좁게 갈 수 있다는 뜻이다.
계산기로 만들어 두면 편하다
이 네 가지는 KCT 프로젝트에서 웹 계산기로 구현해 뒀다. 숫자만 넣으면 위 공식이 바로 돌아가고, 규격 하한(구조 바이트 6.4mm 등)도 자동으로 반영된다.
- 계산기: KCT 실리콘 공학 계산기
- 기술자료(TDS/MSDS): KCT 기술 센터
- ASTM D638 / C1401 시편 제작: KCT 시편제작 센터
정리
구조용 실란트 계산의 핵심은 세 가지다. (1) 지배 하중을 맞게 고른다 — 풍하중은 단변, 자중은 지속하중 낮은 허용응력. (2) 규격 하한을 클램프한다 — 구조 바이트 6.4mm처럼. (3) 실란트 신축 능력을 안다 — ±25% vs ±50%가 조인트 폭을 두 배 차이 나게 만든다.
이런 산업용 계산 로직을 웹·앱에 옮기는 작업이 필요하면 반응형 웹 & SaaS 개발 또는 기술 컨설팅을 참고하면 된다.