Research Article

Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 30 August 2022. 241-252
https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20220021

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 연구의 방법 및 범위

  • 실험 대상 공간과 실험 조건

  •   실험 대상 공간과 측정 장비

  •   CO2 제거 실험 및 측정 장비

  •   라돈 제거 실험 및 측정 장비

  • 실험진행

  •   환기 횟수별 CO2 제거 실험

  •   환기횟수별 라돈 제거 실험

  • 실험 결과 및 토의

  • 결 론

서 론

관련 법에 따라 기계환기설비가 설치된 공동주택은 매년 늘어나고 있고(MOLIT, 2006; 2020), 현재 실내공기질은 일반인에게도 익숙한 이슈가 되어 기설치된 기계환기장치의 급기 필터를 고성능 필터로 교체하여 공기청정 효과를 얻으려는 거주자도 증가하고 있는 상황이다(Kharn, 2019). 하지만 주거용 기계환기장치는 법정 최소 환기횟수 기준인 시간당 0.5회(Air Change per Hour, 이하 ACH)를 포함하여 3단 풍량으로 제어하도록 제작된 제품들이 보급되고 있는데, 이 풍량으로는 주거공간의 실내공기질을 청정하게 유지하기 어려울 수 있다(Bae and Jung, 2017). 공기청정기를 설치하는 거주자도 많은데 이 공기청정기는 환기장치에 비하여 풍량이 크지만 실내공기를 자체 정화하여 순환시키는 방식이므로 실내외 공기 교환으로만 그 농도를 낮출 수 있는 CO2 같은 가스상 오염물질의 제거가 불가능하다.

실내공기 중 CO2 가스는 재실자가 대사 과정에서 일정한 농도로 호기하여 배출하는 물질로 적정 환기량을 산정하기 위한 지표로 사용되고 있다. 특정 농도 이상의 CO2가스에 장시간 노출되면 어지럼증, 피로, 집중력 저하와 같은 증상을 유발할 수 있고 특히 고농도에 장시간 노출될 경우 호흡곤란, 심박수 증가, 혈압 상승, 부정맥 증가 등과 같은 건강장애를 일으킬 수 있다(Myhrvold et al., 1996). 보통 2,000 ppm 이상이 되면 졸음, 두통 등의 증상이 나타날 수 있고, 실내 공기질 악화에 따른 건강상의 영향은 민감 계층인 어린이나 노약자, 임산부 등에게 더욱 큰 영향을 미치므로 실내공기 중 CO2 농도를 적정수준으로 관리할 필요가 있다(Myhrvold et al., 1996).

실내외 공기 교환으로만 그 농도를 낮출 수 있는 가스상 물질 중 최근까지 이슈인 또 하나의 대표적인 오염물질은 라돈이다(Sisajournal, 2018). 라돈은 지반 암석이나 광물 원료의 건축 자재 등에서 기인하는 천연 방사성 물질로, 비흡연자의 가장 중요한 폐암 원인 물질로 알려져 있으며, 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서는 충분한 역학적 근거에 따라 라돈을 1급 발암물질로 지정하여 관리하고 있다. 더욱이 라돈은 천연 방사성 물질의 특성상 오염원 제거가 거의 불가능할 뿐만 아니라(Lim et al., 2017), 거주자가 장기간 반복적으로 노출되는 주거 환경에서의 실내 공기질이 인체에 미치는 영향을 고려하면 방사선 방호의 관점에서 실내 라돈 농도를 달성 가능한 한 낮은 수준으로 유지 관리할 필요가 있다(ICRP, 2006).

위와 같은 이유로 건축물의 설비기준에 관한 규칙에서 제시하는 0.5 ACH 및 3단 풍량 제어에 의한 실내오염물질의 제거 정도, 특히 환기로만 제거가 가능한 CO2와 라돈의 제거정도가 정량적으로 분석되고 비교될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 CO2 와 라돈을 중심으로 주거용 기계환기설비의 오염물질 제거 성능을 확인하였다.

연구의 방법 및 범위

본 연구에서는 거주 환경에서 발생 가능한 오염물질 농도 환경에서 주거용 기계환기설비의 풍량 조절을 통해 이를 제거한 후 아래와 같은 순서로 그 결과를 비교 분석하였다.

1.실험 대상 공간은 현재 국내에서 가장 선호되는 규모인 85 ㎡ 타입 공동주택의 침실이다. 본 실험 전, 예비 실험을 통해 대상 공간의 침기율을 확인하고 외부 환경으로부터 받을 수 있는 영향을 정량적으로 확인하였다.

2.공동주택에 설치하는 기계환기설비는 관련 법에 따라 0.5 ACH를 만족해야 하며, 3단계 혹은 그 이상으로 환기할 수 있어야 한다. 국내 5대 업체의 상용화된 제품을 조사하여 단계별 풍량을 확인한 결과, 0.3 ACH부터 1.5 ACH의 범위에서 3단계 풍량을 설정하고 있었다. 이 중 최대 환기횟수인 1.5 ACH와 법정 최소 환기횟수인 0.5 ACH를 각각 최대와 최소로 하고 그 중간값인 1.0 ACH를 중간 단계로 하여 실험을 수행하였다.

3.기존 문헌과 예비 실험 등을 통해 측정 오염물질인 CO2와 라돈이 거주 환경에서 발생가능한 수준을 파악하였다. 그리고 실험 대상 공간에서의 실내 농도를 해당 수준으로 조성한 후 기계환기설비를 통해 대상 공간 환기 풍량을 조절하여 오염물질 제거 성능을 확인하였다.

실험 대상 공간과 실험 조건

실험 대상 공간과 측정 장비

Figure 1은 실험 대상 세대의 평면도와 실험 대상 공간의 천정 평면도를 확대한 것으로, 본 연구는 3.6 m × 3.5 m × 2.3 m 크기의 R2에서 수행되었다.

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Figure 1.

The floor plan of an apartment house for experiments

R2는 남측에 기밀성능 1등급의 2.3 m 높이 시스템 창과 외기에 면해있으며, 거실로 연결된 0.9 m × 2.1 m의 목재 문으로 구성된 공간이다. R2의 모든 문을 닫고 KS F 2603 (2016)에 따라 침기량 산출을 위한 실험을 5회 수행한 결과, 실험 대상 공간의 침기율은 0.15 ACH ~ 0.25 ACH으로 산출되었으며, 중간값인 0.2 ACH를 결과 예측을 위한 분석에 이용하였다.

실별로 제공되는 급배기 풍량은 태흥엠앤씨의 에어트론에 의해 확인되었다. 에어트론은 미차압센서와 CPU가 내장된 고성능 풍량측정기로, 피토튜브 값에 의해 덕트의 정압을 측정하고 풍량을 계산하는 장치이다 (Figure 2(a)). 제조사가 제공하는 오차범위는 ±0.5% of FS이다. 또한, R2의 복도측 벽에 R2와 복도의 대기압 차이를 측정할 수 있는 Space pressure monitor DP200을 설치하여 실내가 양압이나 부압이 걸리지 않도록 급배기량 모니터링이 가능하게 하였다(Figure 2(b)).

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Figure 2.

Experimental systems for mechanical ventilation

CO2 제거 실험 및 측정 장비

통계 자료에 따르면 85 m2 규모의 주택에는 4인 가구가 거주하는 것이 일반적이다(Statistics Korea, 2020a). 이에 본 실험 대상 주택의 거주인 수를 부부와 자녀 2인으로 구성된 4인가구로, 실험 대상 공간인 R2에 자녀 1인이 거주하는 것으로 하였다. 2019년 생활조사시간 결과에 따르면(Statistics Korea, 2020b) 위 거주자들은 7시 30분에 집을 떠나 19시 30분에 귀가하는 것이 일반적이다. 실내 CO2 농도는 재실 패턴에 영향을 받으므로 먼저 실험 대상 공간에서 발생 가능한 거주 행위를 분석하였다.

2019년 생활조사시간 결과에 따라 분석된, R2의 CO2 농도가 가장 높아질 것으로 예상되며 R2에서 발생 가능한 행위는 3시간 2인 재실 경작업, 8시간 1인 수면으로 정리될 수 있다.

CO2 발생량 계산은 재실자의 호기량을 기준으로 하므로 ASHRAE 62.1 (2019)에서 제공하는 성인 1명 경작업에서의 CO2 호기량 18 L/h, 수면시 CO2 호기량 12 L/h을 분석에 활용하였다.

(1)
Ventilationrequirement=GCL-Co

Co :CO2 level outside (ppm)

CL :CO2 level inside requirement (ppm)

G :CO2 generation (ppm

초기 농도는 국립기상과학원(NIMS, 2021)에서 발표한 2020년의 외부 평균 CO2 농도를 참조하여 420 ppm으로 가정하고 침기 외의 별도의 환기가 없는 R2에 2인이 20시부터 재실한다고 가정하면 식 (2)에 따라 3시간 후인 23시 CO2 농도는 3,222 ppm까지 오를 수 있다.1)

(2)
VCt=QCo-QCi+G

V :Space volume (m3)

T :Time (h)

Q :Air change volume (m3/h)

C :CO2 level (mg/m3)

Co :CO2 level outside (mg/m3)

Ci :CO2 level inside (mg/m3)

G :CO2 generation (mg/h)

단, 상기 통계에 따르면, 19시30분에 귀가하여 샤워, 저녁식사 준비 등으로 30분~1시간이 지난 후 저녁식사를 하는 것이 일반적으로 예상되어 R2에서 실제 가능한 연속 거주시간은 2시간~2시간 30분 정도로 분석되었다. 이에 CO2 농도가 최고 약 3,000 ppm까지 상승하는 것으로 계산되어 3,000 ppm을 환기성능 실험을 위한 목표 농도수준으로 설정하였다.

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Figure 3.

Experimental equipments for CO2 measurement

CO2 농도는 Graphtec (Figure 3(b)) 데이터로거에 CO2용 EE820 센서(Figure 3(a))를 연결하여 측정하였다. 덕트의 말단 부위에서 측정된 이 풍량을 실용적으로 나누어 실별 환기횟수를 계산하며 이는 별도의 모니터에 디스플레이 된다.

라돈 제거 실험 및 측정 장비

거주 환경에서의 실내 라돈은 현행법 상 신축공동주택에 대한 단발성 측정에 한정되므로 공인된 측정자료가 다소 부족한 실정이나, 국립환경과학원에서 전국 7,241가구를 대상으로 진행된 주택 실내 라돈조사에 따르면, 산술평균 농도는 72.4 ± 82.5 Bq/m3 이었고, 대수분포를 보이는 측정사례 중 극단적인 결과를 제외하면 측정값의 90%가 144.7 Bq/m3 이하의 범위에 분포하였다(NIER, 2018). 동 보고 사례를 참조하여 본 연구에서는 실내 라돈 농도를 100 Bq/m3을 상회하면서 권고기준과 유사한 수준으로 조성하고, 하한의 10%에 해당하는 측정값인 20 Bq/m3 미만으로 낮아질 때까지 기계환기를 지속하면서 농도 변화를 관측하였다.

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Figure 4.

Experimental equipment and sampling point for indoor radon measurement

라돈 측정은 실내공기질 공정시험 기준에 부합하는 연속측정방식인 이온화챔버 검출 방식의 AlphaGUARD (DF2000 model, Bertin Technologies, Germany, 이하 AlphaGUARD)를 사용하였다. AlphaGUARD는 매질의 간섭없이 2~2,000,000 Bq/m3 범위에 적용가능하며, 1 Bq/m3의 측정해상도와 ±3% 불확도를 제공하는 고정밀 측정장비이다. 본 연구에서는 실험실 교정작업을 통하여 대상범위인 1,000 Bq/m3 미만에 대하여 ±1.58% 이내의 측정정확도를 확보한 이후 본 실험에 사용하였고, 측정위치는 거주자의 호흡선인 실 중앙의 바닥면으로부터 1.5 m 높이로 하였다(Figure 4(b)).

실내 라돈 저감율은 아래의 식 (3)에 따라 산정하되, 측정값의 불규칙한 변동에 의한 편차를 상쇄하고자 해당 시점 전후의 3개 측정값을 산술평균하여 저감율을 계산하였다.

(3)
Removalrate(%)=Ct-C0C0×100

C0 = Radon (Rn-222) concentration at time = 0 (Bq/m3

Ct = Radon (Rn-222) concentration at time = t (Bq/m3)

실험진행

환기 횟수별 CO2 제거 실험

실험 조건에서 정리한 바와 같이 먼저 성인 남성 2인이 R2에서 사무 업무를 수행하는 상태로 0.0 ACH, 0.5 ACH, 1.0 ACH, 1.5 ACH의 환기량에서 CO2 농도를 측정하였다. 본 실험은 총 3회 반복하여 실시되었다.

실험 전 식 (2)를 활용하여 실내 CO2 농도를 예측하였으며, 이를 위하여 입력값 중 하나인 외부대기 중 CO2 농도를 측정하였다. 그 결과, 외부 농도는 430 ~ 450 ppm인 것으로 측정되었으며, 가장 높은 값인 450 ppm을 실험 결과와 비교하기 위한 입력값으로 이용하였다. 식 (2)를 이용한 계산값과 실험값은 Table 1과 같다. 실험의 최대값과 최소값은 계산값과 비교하였을 때 약 –12%~+8%의 차이를 보였다. 본 실험 결과에 따르면 계산값 대비 10% 내외의 차이가 나타나기는 하나, R2에 성인 남자 2인이 2시간 이상 거주하는 경우 실험 조건 중 최대 풍량인 1.5 ACH로도 실내 CO2 농도를 1,000 ppm 이하로 유지하기 어려울 것으로 분석된다.

Table 1.

Comparisons of calculated and measured values of CO2 levels depending on the occupants and ACHs

Air exchange rate 0.0 ACH 0.5 ACH 1.0 ACH 1.5 ACH
Calculated value 2,467 ppm 1,757 ppm 1,361 ppm 1,126 ppm
Measured value (max) 2,664 ppm 1,862 ppm 1,401 ppm 1,182 ppm
Measured value (min) 2,294 ppm 1,704 ppm 1,293 ppm 991 ppm

다음 실험으로 CO2 농도를 약 3,000 ppm까지 상승시킨 후(3,000~3,100 ppm) 모든 문을 닫은 상태에서 0.0 ACH, 0.5 ACH, 1.0 ACH, 1.5 ACH 의 풍량으로 해당 실의 CO2 농도를 1,000 ppm 이하로 저감하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 본 실험은 총 3회 반복되었으며 Table 2는 약 3,000 ppm 농도에서 법정 기준인 1,000 ppm 이하로 감소되는 데에 걸린 시간의 최대값과 최소값을 정리한 것이다.

0.0 ACH 조건에서 407분~424분, 0.5 ACH 환기조건에서는 123~128분, 1.0 ACH가 93분~84분, 1.5 ACH는 54분~60분이 소요되었고, 예측값과 실험값의 중간값은 약 –9%~+16%의 차이를 보였다.

Table 2.

Comparisons of calculated and measured values of CO2 reducing time depending on various ACHs

Air change rate 0.0 ACH 0.5 ACH 1.0 ACH 1.5 ACH
Calculated value 460 min 131 min 77 min 54 min
Measured value (max) 424 min 128 min 91 min 59 min
Measured value (min) 407 min 123 min 87 min 56 min

Figure 5는 환기 횟수별 3,000 ppm에서 500 ppm까지 CO2 농도의 변화를 도식화한 것이다.

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Figure 5.

The trends of indoor CO2 concentrations by operating mechanical ventilation system

환기횟수별 라돈 제거 실험

본 실험은 실내 라돈 농도가 약 148 Bq/m3까지 상승된 것을 확인한 후 모든 문을 닫은 상태에서 0.0 ACH, 0.5 ACH, 1.0 ACH, 1.5 ACH 의 풍량으로 해당 실의 환기를 실시하며 농도 변화를 10분 간격으로 연속 측정하였다.

0.0 ACH, 즉 기계환기를 실시하지 않은 조건에서는 초기 약 110 Bq/m3 가량의 라돈 농도가 16시간 경과 후에도 약 90 Bq/m3 수준에 그쳐, 자연감소에 의한 실내 라돈 저감량은 미비하였다(Figure 6(a)). 0.5 ACH 환기조건에서는 환기실시 이전에 증가 추세에 있던 실내 라돈 농도를 기계환기설비 가동을 기점으로 감소시킬 수 있었으나, 초기 1시간 동안은 증가세를 완전히 제어하지 못하였다. 1.0 ACH의 경우, 0.5 ACH보다 가파른 감소경향을 보이며, 환기를 약 4시간 가량 지속하였을 때 실내 라돈이 20 Bq/m3 미만까지 낮아졌다. 그러나 환기를 중단하면 라돈 농도가 다시 상승하여 1시간 이내에 60 Bq/m3 수준을 회복하였다. 이와 달리, 1.5 ACH는 환기 직후부터 빠르게 실내 라돈이 감소되었고, 환기를 중단한 이후에도 수 시간동안 실내 라돈 농도 상승이 억제된 것을 확인할 수 있었다. 이는 실물실험주택에서 기 수행된 결과(Jeong et al., 2022)와 유사하며, 실내 라돈 농도가 라돈 방출량과 실내공간의 침기 및 환기량, 온도, 습도 등의 영향을 복합적으로 받아 변화하기 때문인 것으로 추정된다. 라돈 방출은 입자에 함유된 라듐(Ra-226) 원자의 붕괴과정에서 라돈이 생성되어 입자 공극에 도달하는 과정(emanation)과, 입자의 공극에서 방출원 표면으로 라돈이 탈출하는 과정(exhalation)으로 구분할 수 있는데(ISO, 2019), 일정 습도 범위 내에서는 방출원의 함습량이 많을수록 라돈 방출량이 많은 경향을 보인다(Lee, 2021). 본 연구에서는 환기량이 증가하면서 실내 온습도가 변하였고, 이로 인하여 방출원으로부터의 라돈 방출량 또한 영향을 받았을 가능성이 있다.

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Figure 6.

The trends of indoor radon concentrations by operating mechanical ventilation system

동일한 환기 지속 시간대의 제거율을 비교하면, 환기실시 초반에는 제거율이 환기횟수에 비례하여 증가하였다. 구체적으로, 1시간 경과 후의 제거율은 0.0 ACH에서 4.1%, 0.5 ACH는 23.5%, 1.0 ACH가 30.4%, 1.5 ACH에서는 39.7%이었고, 6시간 동안 기계환기를 지속하면 모든 환기조건에서 약 75% 가량의 제거율로 수렴함을 확인하였다(Table 3 참조). 이는 실내 라돈을 측정의 검출한계 미만까지 완전히 제거할 수 없으며, 환기하여 도달할 수 있는 최저농도가 외부 환경대기 중 라돈 농도와 유사한 10 Bq/m3 안팎이기 때문인 것으로 추정된다.

Table 3.

Removal rates of indoor radon depending on ACHs and ventilation time

Time (h) 0.0 ACH 0.5 ACH 1.0 ACH 1.5 ACH
1 4.1% 23.5% 30.4% 39.7%
2 2.1% 44.8% 48.6% 58.1%
3 7.5% 51.9% 66.7% 68.2%
4 4.5% 61.2% 76.0% 72.1%
5 -0.1% 72.5% 77.6% 78.7%
6 6.9% 76.5% 77.6% 77.5%
7 11.6% 77.5% 81.7% 78.1%
8 11.5% 74.7% 81.7% 78.7%
9 14.5% 76.4% 75.4% 77.8%

실험 결과 및 토의

실내 CO2는 재실자의 수나 행위 및 강도에 영향을 받고, 라돈은 건축물이 위치한 지반암석이나 건축 골재, 실내 마감재 등에서 방출되어 건물의 기밀성능, 침기량 등의 영향을 받아 실내 농도가 달라진다. 이에 CO2는 통계자료를 토대로 발생 가능한 상황을 분석하고 실제 재실자를 통하여 오염물질의 농도를 조절하였다. 라돈의 경우, 국내 사례조사 결과를 바탕으로 보편적인 거주 환경에서의 농도 수준을 파악하고 라돈이 발생하는 실내 마감재를 밀폐된 실험 공간에 적치하여 농도를 조성하였다. 실험 결과는 아래와 같다.

CO2의 경우, 거실로 통하는 방문을 닫은 R2에 성인남자 2인이 2시간 이상 거주하는 조건에서는 본 실험의 최대 풍량인 1.5 ACH로도 실내공기 중 CO2를 1,000 ppm 이하로 낮추기 어려웠다. 또한, 3,000 ppm까지 높아진 R2의 CO2를 1,000 ppm까지 저감하는데 0.0 ACH, 0.5 ACH, 1.0 ACH, 1.5 ACH 조건에서 각각 416분, 126분, 89분, 58분이 소요되었으며, 이는 미리 계산된 예측값과 -9~+16%의 오차를 보여 신뢰성있는 값으로 판단된다.

라돈의 경우, 환기를 실시하면 감소 경향이 즉각적으로 나타나지만, 0.5 ACH는 방출강도가 환기효과를 상회하는 시점에서 실내 라돈을 효과적으로 제거하지 못하였다. 1.0 및 1.5 ACH에서는 라돈 저감 효과가 환기 초반부터 빠르게 나타나 약 4시간만에 20 Bq/m3 가량의 양호한 실내 공기질을 확보할 수 있었다. 그러나 모든 조건에서 환기를 중단하면 다시 실내 라돈이 상승하는데, 환기횟수가 증가할수록 상승세를 효과적으로 억제할 수 있었다. 또한, 환기실시 초반에는 제거율이 환기횟수에 비례하여 증가하였고, 6시간 이상 기계환기를 지속하면 모든 조건에서의 제거율이 약 75% 가량으로 수렴하였다.

실내공기 오염물질 중에서 CO2는 독성물질로 분류되지 않지만, 미국 직업안전위생연구소(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH)에서는 노출 농도와 노출 시간을 중요한 변수로 보고, 작업시간을 고려하여 8시간 임계노출 한계치를 5,000 ppm으로 제시하고 있다(NIOSH, 2007). 주거 환경에서의 CO2는 5,000 ppm에 달하는 농도가 축적되는 사례가 드물지만, 1,000~3,000 ppm 이라 할지라도 노출시간의 관점에서 보면 신체적 혹은 심미적인 부의 영향이 발현되지 않도록 고농도 CO2를 빠르게 배출할 수 있는 적정 환기량을 확보하여야 한다. 라돈 역시 실내공기질 관리법의 권고기준인 148 Bq/m3을 초과하지 않더라도, 라돈 노출과 폐암발병의 기울기가 100 Bq/m3 당 1.11로 보고된 바(UNSCEAR, 2009), 해당 농도에 장시간 노출되는 거주자는 라돈에 의한 폐암 발병 가능성을 배제할 수 없으므로, 실내 라돈을 달성가능한 한 낮은 수준으로 유지할 수 있는 저감 조치가 필요하다.

결 론

본 연구는 현재 공동주택에 설치되는 주거용 기계환기설비의 풍량 범위를 대상으로 , 환기로만 제거가 가능한 실내공기 오염물질의 제거 정도를 정량적으로 분석하는 것을 목표로 하였다. 대표 오염물질 두 가지는 CO2와 라돈이며 실험 대상 공간은 현재 국내에서 가장 선호되는 규모인 85 ㎡ 타입 공동주택의 침실이다. 본 실험의 진행과 실험 분석 결과를 요약하면 아래와 같다.

첫째, 실험 환경을 정량적으로 평가하기 위해 실험 대상 공간의 침기율을 KS F 2603에 따른 CO2 감소법으로 산정하고, 실험 전 내·외부 오염물질 농도를 확인하여 외부 오염물질이 내부 오염물질의 농도에 미치는 영향을 분석하였다.

둘째, 공동주택에 설치하는 기계환기 시스템의 법정 풍량 기준과 국내 5대 업체 제품 풍량을 분석하여 실험 대상 세대인 85 ㎡ 타입 공동주택에 설치되는 기계환기장치 풍량 범위를 확인하였다.

셋째, 통계자료와 기존 문헌을 통하여 실험 조건이 되는 오염물질 농도를 정의하고 기설정한 기계환기장치 풍량범위 조건에서 오염물질 제거 실험을 실시하였다.

넷째, CO2의 경우 실험 대상 공간에서 최대 풍량으로도 법정 기준 농도인 1,000 ppm을 유지할 수 없었다. 또한, 실험 대상 공간에서 발생 가능한 최대 CO2 농도인 3,000 ppm을 1,000 ppm 수준으로 저감하는데 필요한 시간은 0.0 ACH 조건 약 416분, 0.5 ACH 조건 약 126분, 1.0 ACH 조건 약 89분, 1.5 ACH 조건 약 58분으로 측정되어 최대 풍량으로도 약 58분의 시간이 소요됨을 확인하였다.

다섯째, 라돈의 경우, 자연 감소만으로는 실내 농도를 낮추기 어렵고, 기계환기를 실시하여도 법정 환기 풍량으로는 실내 라돈을 단시간 내에 효과적으로 제어하지 못하였으며, 1.0 ACH 이상의 풍량을 확보하여야만 20 Bq/m3 수준으로 낮출 수 있었다. 제거율은 환기횟수에 비례하여 2시간 경과 시점에서 0.5 ACH는 23.5%, 1.0 ACH가 30.4%, 1.5 ACH는 39.7%로 나타났고, 6시간 이상 기계환기를 지속하면 약 75% 가량으로 수렴하였다.

위 결과는 통계 등을 통해 발생 가능한 상황을 모사하여 실험을 실시한 결과로 실제 거주 환경에서 상시 발생하는 상황이라고 보기는 어렵다. 다만, 0.5 ACH의 법정 환기로는 권고 수준 이하의 양호한 공기질을 확보하기 어려운 상황이 발생할 수 있음을 보여준다는 시사점이 있다. 특히 라돈의 경우 반감기에 따라 방사성 붕괴하여 일부 자연 감소하나, 실내 공간에 영향을 미치는 방출원으로부터의 유입 및 축적 또한 동시다발적으로 이루어지기 때문에 적극적인 환기를 통하여 실내 농도 수준을 낮춰야할 필요가 있었다. 뿐만 아니라, 상황에 따라 실내 라돈 농도가 양호한 수준을 유지하기 위해서는 1.5 ACH 이상의 환기횟수도 요구될 수 있는 것으로 분석되었다.

Acknowledgements

본 논문은 2022년도 국토교통부의 재원으로 국토교통과학기술진흥원의 연구비 지원을 받아 수행한 연구과제 결과의 일부임(과제번호: 22SHTD-C157111-03).

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각주

[1] 1) KS F 2603 (2016)에 따라 성인남자 사무 업무 18L/h를 식 (2)의 G에 적용, Q는 실험값인 0.2 ACH 적용

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