폐열회수유닛을 사용한 고층아파트의 환기성능평가에 관한 연구

Abstract

국내외에 건설되고 있는 공동주택, 다중이용시설(사무소, 백화점) 및 집회시설은 냉난방설비뿐만 아니라 환기설비를 설치하고 있다. 각종 건축자재에서 배출되어 질환을 유발시키는 오염물질인 포름알데히드류 및 인간의 실내생활로 발생되는 이산화탄소 등의 오염도를 낮출 수 있는 효과적인 방법으로 환기방안을 강구함으로써 달성할 수 있다. 이러한 목적을 달성하고 실내공기질(Indoor air quality)을 효과적으로 관리하도록 여러 표준규격과 법규들이 제정되었다. 국내에서는 2005년부터 공동주택 및 다중이용시설의 실내공기질 관리법에 의하여 아파트에 환기 횟수 0.7회/h의 능력을 가지며 강, 중 및 약으로 환기 장치의 성능을 조절할 수 있는 환기설비를 설치하도록 강제하였으나 최근, 환기 횟수를 0.5회/h로 낮췄다. 이는 환기설비의 성능이 과도하다고 판단되기 때문이다.

본 연구는 실내공기질을 청정도 높게 유지하기 위해, 공동주택의 천정에 덕트형으로 설치된 강제 환기설비가 강, 중 및 약으로 운전될 때, 각 실에 공급되는 풍량의 적정성을 TAB를 통하여 평가하고 이러한 신선외기가 실내공기질에 미치는 영향을 분석하기 위함이다. 이와 더불어 외풍에 의해, 소풍량을 처리하는 폐열회수형 환기유닛을 설치하는 강제환기설비의 성능에 미치는 영향을 분석하여 환기설비 설치의 타당성을 검토하기 위해, 전산유체역학(CFD)기법을 사용하여 환기성능 평가를 수행하였다. 연구결과, 환기설비를 운전함에 따라 각 실로 공급되는 풍량은 불균일 하였으며, 필수적으로 환기덕트의 풍량발란싱을 설정하기 위해 TAB가 필요하고 고층건물에 적용되는 폐열회수형 환기유닛의 운전타당성을 검토하기 위해, 외풍을 0m/s에서 10m/s까지 변화시켜 환기설비에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 외풍이 7m/s이상 유지되는 경우, 실내는 과도한 양압이 유지되며 이로 인해, 배기팬은 150Pa이상의 고압으로 실내오염물질을 배출하지만 외풍에 의해 외벽체에 작용하는 압력이 높아서 배기능력이 급격히 저해될 수 있음을 확인하였다. 이러한 문제는 공동주택에 설치되는 폐열회수형 환기유닛이 처리하는 풍량이 적어 낮은 풍압이 작용되는 저층용에 적합하며 고층용으로 적용하기 위해선 이러한 문제를 극복할 수 있는 추가적인 시스템이 필요한 것을 확인하였다.