한여름 강화유리 파손, 원인은 ‘열응력’

40도에 가까운 불볕더위가 이어지는 가운데 건물 창문과 외벽 강화유리가 갑자기 깨지는 사례가 잇따르고 있다. 지난 2일 서울 중구의 한 고층 건물에서는 15층 난간에 설치된 강화유리가 파손돼 일부 파편이 아래로 떨어졌다. 인명 피해는 없었지만, 최근 일본에서도 고층 건물 유리 파손 신고가 이어지면서 여름철 안전 우려가 커지고 있다.

강화유리는 제조 과정에서 표면에 압축응력을 형성해 일반 판유리보다 충격 저항성이 약 4~5배 높고, 유리 전체가 고르게 가열되면 200도 안팎의 온도 변화도 비교적 잘 견딘다. 그러나 가운데는 직사광선으로 뜨거워지고 창틀에 끼인 가장자리는 낮은 온도를 유지하면 팽창 정도가 달라져 내부에 열응력이 쌓인다. 열전도율이 높은 알루미늄 창틀의 팽창과 부분적인 그늘도 가장자리를 압박해 균열 가능성을 높인다.

외부 충격이 없어도 강화유리가 깨지는 경우가 있다. 제조 과정에서 내부에 극미량 남을 수 있는 황화니켈 입자의 부피가 시간이 지나며 미세하게 변하면, 강화 처리로 응력이 걸린 유리의 균형이 무너져 산산조각 날 수 있다. 다만 이런 자연 파손은 전체 강화유리 중 극히 일부에서 나타난다. 자동차 유리도 햇볕 아래 장시간 주차해 실내 온도가 70도 안팎까지 오른 상태에서 강한 냉방이나 찬물에 노출되면 기존 흠집과 미세 균열이 커질 수 있다.

파손 위험을 줄이려면 유리 표면에 큰 온도 차가 생기지 않도록 관리해야 한다. 직사광선이 오래 비치는 창은 커튼이나 블라인드로 부분적인 열 집중을 줄이고, 유리에 응력을 전달할 수 있는 창틀과 실리콘 고정부의 손상 여부를 정기적으로 살필 필요가 있다. 차량은 가능한 한 그늘에 주차하거나 햇빛 가리개를 사용하고, 장시간 밀폐를 피해야 한다. 에어컨도 처음부터 최저 온도로 세게 가동하기보다 실내 온도를 단계적으로 낮추는 편이 부담을 줄인다.