새로운 조류 친화적 유리의 개발 – 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소

에너지 효율성, 스마트 유리, CO2를 절감하는 제품을 비롯해 조류 친화적 유리는 지속 가능한 건축의 핵심 요소다. 10월 22일 개최되는 Glasstec 국제 유리전시회 참가사 중 이 주제에 집중하는 기업의 수가 증가하고 있는 것에서도 확인할 수 있다. 또한 전시회의 특별행사인 ‘유리 기술 라이브(Glass Technology Live)’에서도 여러 혁신과 새롭게 개발된 제품이 선보일 예정이다. 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, 프라이부르크)는 비행 터널 테스트에서 조류의 4%만 충돌한 고효율 조류 친화적 유리를 개발했다. 동시에 프라이부르크 개발자들은 내부에서 발생하는 투명도 손실을 최소화했다.
내부에서 본 조류 친화적 유리. 창밖의 고르지 않은 풍경에 대하여 반투명 패턴은 의도적으로 눈에 띄지 않고 거의 알아볼 수 없다.
유리의 시각적 특성을 변경하지 않고 효과적으로 새를 보호하는 것은 현재 기술로는 아직 불가능하다. 90~100밀리미터 간격으로 직경 9~12밀리미터 크기의 점을 격자로 처리하고, 저반사 유리에 밝은 반사를 일으키는 금속 코팅으로 처리하여 효과적으로 조류를 보호할 수 있다. 프라이부르크 연구진은 또한 외부에서 봤을 때 반사율이 높은 도트 그리드를 사용하고 있다. 여기서 특별한 점은 PVD(물리증착법) 코팅을 적용하여 내부에서 볼 때 매우 높은 투명도를 자랑한다. 가시광선의 약 70%를 투과하기 때문에 그림자가 거의 생기지 않는다. 프라운호퍼 ISE의 코팅 기술 및 시스템 그룹 책임자인 토마스 크로이어 박사는 무엇보다도 새들이 쉽게 식별할 수 있는 도트 그리드와 창밖을 내다볼 때의 시각적 인상 사이의 충돌을 해결할 중요한 발전이라고 생각한다.
“수년간의 연구를 통해 우리는 내부의 시야를 최대한 방해하지 않고 새의 시야를 최대한 확보할 수 있는 조류 친화적인 유리를 위해 2019년에 특허 받았던 방식을 지속적으로 발전시켜 왔다. 이제 이를 실용화하기 위해 열심히 노력하고 있고 아직 수많은 테스트가 진행 중이다.”

외부에서 볼 때 새를 보호하기 위한 표시가 밝게 반사돼 쉽게 알아볼 수 있다.
상용화를 위해서 거쳐야 할 인증에는 오랜 시간이 걸린다. 신제품 제조사는 조류 친화적 유리로서의 적합성을 입증하기 위해 비행 터널 테스트에 대한 보고서를 제출해야한다. 그러나 현재 전 세계적으로 이러한 테스트를 수행하는 기관은 미국에서는 파우더밀 항공 연구 센터 PARC와 협력하여 비행 터널을 운영하는 미국 조류 보호 협회 ABC, 유럽에서는 프라운호퍼 ISE의 테스트를 수행한 오스트리아의 ‘생물학 연구소 호헤나우-링겔스도르프’ 두 곳 뿐이어서 신제품 인증에 오랜 대기 시간이 소요된다. 유럽의 제조업체와 연구소는 조류친화적 유리나 새로운 조립품을 테스트하기 위해 1년 이상 기다리는 경우가 많은데, 이는 비행 터널의 용량이 계절과 같은 자연적인 한계에 따라 달라지기 때문이다. 두 터널 모두에서 소위 ‘선택 테스트’를 실시하는데, 최소 80여 종의 새를 터널의 어두운 부분에 배치해 본능적으로 밝은 곳으로 도망가게 한다. 밝은 쪽 끝에는 테스트할 표시된 화면과 명확한 기준 화면이 배치된다. 새들은 어느 쪽을 향해 날아갈지 선택하지만, 스크린에 부딪히기 전에 특수 그물에 안전하게 잡히게 된다. 조류 친화적 유리의 효과는 비행 방향의 비율을 통해 유추할 수 있다.
유럽에서는 호헤나우가 ‘사실상 표준’이다. 호헤나우는 투명도와 반사율을 모두 테스트하는 반면, ABC는 투명도만 테스트하기 때문에 국제 시장을 대상으로 생산하는 많은 제조업체는 테스트 조건이 아직까지 표준화되지 않았다고 우려하고 있다. ABC는 이미 30% 미만의 새가 표시된 스크린을 선택할 때 유리를 조류 친화적/효과적인 것으로 평가하는 반면, 호헤나우의 경우 가장 높은 카테고리인 “매우 효율적/무조건 권장” 조건은 10% 미만일 때만 달성할 수 있다. 일반적으로 미국의 건축 당국은 ABC에 따라 조류 친화적/효과적 분류를 요구하며, 많은 곳에서 이에 대한 명시적인 법률이 있다. 또한, 대기 시간을 줄이기 위해 솔루션의 복사/재구축이 가능하고 자동으로 승인을 받을 수 있도록 정의되어 있다. 그러나 독일에서는 자연 보호 협회가 더 엄격한 호헤나우 제도에 따라 가장 높은 카테고리 A만 허용해야 한다고 주장하고 있다. 또한 각 개별 제품의 효과를 테스트해야 합니다. 따라서 어떠한 제조사의 유리가 조류 친화적인 것으로 알려져 있고 이전 테스트에서 일반적으로 알려진 특정 디자인 특성을 가지고 있다고 할지라도, 이것만으로는 충분하지 않다. 향후 이 과정을 간소화하고 단축하기 위해 “Bundesverband Flachglas e.V.”(독일 판유리 제조업체 협회)는 현재 “조류 친화적 유리” 작업반에서 조류 친화적 유리 사용에 대한 지침서를 작성하고 있다. 장기적으로는 한 번 수행된 수정된 조립 테스트의 향후 허용 여부를 규정하는 규칙도 정의하는 것이 목표다.
2024년 10월 22일부터 25일까지 뒤셀도르프에서 열리는 Glasstec과 특별 전시회 ‘유리 기술 라이브’에서 이 주제와 다른 많은 기술 혁신에 대해 자세히 알아볼 수 있다. http://www.glasstec-online.com  [기자.최영순]