메탈패브릭(스테인리스)의 열팽창 개요 자료입니다.
보다 상세한 자료와 설명을 원하실 경우, 당사로 연락주시면 성심 성의껏 답변 드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
“메탈패브릭의 열팽창에 의한 변형.”
REDM. SCIENCE FOR YOU!
2015.06.15 ReDM 기술부
메탈패브릭 원소재는 Stainless 300계열(系列) (오스테나이트계)을 그 근간(根幹)으로 하고 있으며,
이는 널리 알려진 바와 같이 그 소재의 경제성은 물론 내부식성 및 용이한 가공성, 표면의 미려함,
상대적으로 적은 열팽창에 의한 변형을 이유로 현대에 가장 각광 받는 소재의 하나라 할 수 있습니다.
하지만 알려진 바와 같이 Exterior 적용 시 외부 환경, 특히 온도에 의한 열변형으로 인한 제품의 손상 및 늘어짐 등에 대한
자료가 미비한 까닭에 미흡하지만 간략한 설명을 곁들여 더 나은 지식과 정보를 공유할 수 있는 동기로 삼고자하니 많은 전문 지식인들의 수정과 충고를 요청드리는 바입니다.
1. 메탈패브릭의 열팽창에 대한 이해
열(선)팽창율 : L=L0(1+a* △t)
L : 소재의 늘어난 길이
L0 : 원소재의 길이
△t : 온도변화
a : 스테인레스 열팽창계수 : 17.3 10-6 ℃)
여기에서 금속소재의 열팽창은 체(적)팽창, 선팽창 등으로 세분화 할 수 있으나 메탈패브릭의 소재가 Stainless 선재(ROD 및 ROPE)임을 감안하여 선팽창율을 기준하여 보기로 하였습니다.
※ ReDM 4305 패턴의 사양을 기준하여 산정한 사례입니다.
길이(mm)/ ℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
1.000 |
0.17 |
0.35 |
0.52 |
0.69 |
0.87 |
1.04 |
1.12 |
1.38 |
1.56 |
1.73 |
5.000 |
0.85 |
1.75 |
2.60 |
3.45 |
4.35 |
5.20 |
6.05 |
6.90 |
7.90 |
8.65 |
10.000 |
1.70 |
3.50 |
5.20 |
6.90 |
8.70 |
10.40 |
12.10 |
13.80 |
15.80 |
17.30 |
한 여름, 최고조의 금속 표면온도는 70℃이상으로 상승한다고 가정하면,
층고 3-4층의 일반 외장용 메탈패브릭은 길이 방향으로 약 12mm정도의 팽창 값을 가진다고 예측해 볼 수 있습니다.
(물론, 횡방향의 wire 역시 팽창을 하지만 이는 제품과 제품 사이 사이의 메지로 흡수되어진다고 가정하고,
또한 단순 선팽창뿐만 아니라 체적 팽창 등을 거론 할 수 있겠지만 이 또한 논외로 가정하여 임의로 추정한 값입니다.)
대부분의 메탈패브릭 설치 방식이 수직과 수평이 팽팽하게 당겨져서 설치되는 우리나라의 선호 스타일을 감안할 시
극단적으로 한여름의 뙤약볕 아래에서는 제품이 미미하게나마 늘어남을 알 수 있고 메탈패브릭 고유의 특성을 고려치 않는 일부 소비자로서는 제품의 Claim으로까지 확대 적용 할 수 있을 것으로 보입니다.
하지만 여기서 결정적으로 고려되지 않은 부분이 있어 아래에 추가 정리하여 보았습니다.
2. 메탈패브릭의 원소재(Wire Rope-Cable)의 구조에 대한 이해
1) 일반적으로 메탈패브릭에 사용되어지는 wire rope의 경우 2.0Ø 직경의 Rope는 7x7의 강선구조를 지닙니다.
즉, 얇은 세선형태의 49가닥의 얇은 스테인리스 선을 좌,우 방향(OS, OZ연)으로 서로 엇갈리게 꼬아 2.0Ø 직경의 rope를 만들어내는 것입니다.
이 과정에서 49가닥의 세선사이에는 엄밀히 말하면 소공간이 형성되는데 메탈패브릭의 실제구조를 이루는 주재료가 cable임을 고려하면
이렇게 발생된 공간에서 일부의 변형형태(수축, 팽창)를 상쇄, 완충 할 여지가 충분히 발생되어 있다는 것입니다.
2) 메탈패브릭 cable은 상술한 바와 같이 Rod형태가 아닌 세선으로 이루어진 묶음입니다.
이러한 구조는 외부의 압력에 의해 원형의 Ø 직경이 언제라도 유동적으로 변할 수 있는 구조라는 것입니다.
즉, 길이의 변형 시 충분한 완충 요소로 작용할 수 있음을 감안하여야 할 것 입니다.
3. 메탈패브릭의 시공법에 대한 이해
기본적으로 메탈패브릭의 시공은 10여년 이상의 숙련자들에 의해 시공되어 지고 있습니다.
워낙 다양한 패턴일 뿐 아니라 적용 대상 건물에 따라 가로, 세로 규격의 변화는 물론, 접합detail 역시 천차만별인 경우가 대부분입니다.
하여 기본적으로 다양한 패턴과 현장의 경험이 풍부한 아주 숙련된 전문가들로 이루어져 있으며, 축적된 경험치에 의해 최초 설치 시,
충분한 당김 값을 가지도록 설치하고 있습니다. 이러한 숙련 기술의 결과로 특수한 경우를 제외하고는 열팽창에 의한 늘어남으로 인한 하자는 10여 년 동안 아직 전무한 상황입니다.
또한 다양한 시공법 중의 하나인 설치 부위의 폭과 길이가 아주 넓고 길이가 아주 길 뿐 아니라 제반 풍압 등의 외부 환경 요인에 영향을 많이 받는 현장인 경우,
전문 기술 지원팀의 설계 지원에 의해 스프링형 타입(spring type, rod bar type)등의 다양한 detail 적용으로 근본적인 문제점과 우려를 해소하고 있습니다.
결과적으로, 정밀한 미리미터 단위의 제품이 아닐지라도 소비자가 우려하고 걱정하는 부분은
더욱 적극적인 연구와 개발로 대응, 대처해 나가는 것이 리디엠의 방침이자 철학입니다.
정밀한 제품 생산으로 디자인에 국한된 메탈패브릭을 확대, 적용함은 물론 이러한 노력이 또한 쌓이고 쌓여
결국, 기술력이란 이름으로 소비자의 이해와 믿음을 이끌어 낼 수 있는 유일한 방법임을 리디엠은 항상 잊지 않고
개발, 노력하여 항상 관심을 주시는 이들의 기대에 부응토록 하겠습니다.
