공동주택의 기계환기 급기 덕트내 분진비산에 관한 연구

Abstract

기계환기장치는 외기 또는 실내 재순환되는 공기의 분진을 제거하기 위한 필터를 가지고 있다. 선행 연구결과를 보면 기계환기를 하였을 때 자연환기를 하였을 때보다 실내 미세 입자 또는 초미세입자의 분진농도가 낮은 것으로 조사되었다. 그러나 대부분의 거주자들은 팬과 난방에너지 비용증가 등의 이유로 기계환기장치를 간헐적으로 운전하는 것으로 조사되었다. 또한 환기장치를 사용하지 않을 때 덕트내 침착된 분진은 환기장치를 가동시 비산되어 실내로 유입된다. 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 환기설비 가동현황과 팬 가동시 급기덕트내 비산 분진량의 관계에 대해 분석하고, 급기덕트에서 비산된 분진이 실내 공기질에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 총 6장으로 구성되었으며, 각 장의 내용은 다음과 같다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 필요성과 목적 그리고 연구의 범위 및 방법에 대하여 기술하였다. 제2장에서는 덕트에서 분진의 침착과 비산의 개념, 덕트 오염 및 국내·외 위생기준에 대해 기술하였다. 제 3장에서는 현장측정에 대한 내용으로서 조사대상건물의 개요, 측정방법, 설문조사 항목 및 분석방법에 대하여 기술하였다. 제 4장에서는 현장측정결과에 대하여 기술하였다. 환기장치를 가동하였을 때 취출구 및 실내 분진농도 변화량을 파악하고, 비산 분진량을 추정하였다. 제 5장에서는 덕트내 분진 비산량과 실내분진농도의 관계에 대하여 기술하였다. 건축적 요소에 따른 분진 비산량과 분진비산이 실내공기질에 미치는 영향을 파악하였으며, 비산량과 실내공기질만족도에 대해서 분석하였다. 제 6장에서는 본 연구에서 도출된 결론을 기술하였으며, 내용을 요약하면 다음과 같다. 1) 환기장치를 가동하였을 때 취출구와 실내의 분진농도 변화를 살펴보면 입경 1㎛이하에서는 취출구의 분진농도는 환기장치 가동 시 급격히 증가하는 경향을 보였으며, 실내 분진농도는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 입경 1.0㎛이상에서는 환기장치 가동 시 취출구와 실내 분진농도는 증가하였다 감소하는 경향을 보였다. 취출구 PM10 질량농도는 또한 증가하였다 시간이 지나면서 감소하는 경향을 보였다. 2) 측정했던 대부분의 세대에서 비산이 발생한 것으로 나타났으며, 비산량은 환기장치 가동 후 증가하였다 시간이 지나면서 감소하는 것으로 나타났다. 입경별 비산비율은 입경 0.3~0.5㎛은 81.4%, 0.5~1.0㎛은 17.2%, 1.0~2.5㎛은 1.1%, 2.5~5.0㎛은 0.2%, 5.0~10㎛은 0.1%로 나타났다. 3) 비산시간은 평균적으로 입경 0.3~0.5㎛은 30분, 0.5~1.0㎛은 40분, 1.0~2.5㎛은 45분, 2.5~5.0㎛은 37분, 5.0~10.0㎛은 32분, 10.0㎛은 17분, PM10은 38분으로 10㎛이하의 입경에서는 대부분 45분 이내에 비산이 완료되는 것으로 나타났으며, 10㎛이상의 분진의 경우 17분 이내에 완료되는 것으로 나타났다. 4) 건축연도와 입경별 비산량을 보면 입경 2.5㎛이하에서는 건축연도에 관계없이 세 단지에서 비산량이 비슷한 값을 보였으며, 입경 2.5㎛이상에서는 건축연도가 최근일수록 비산량이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 환기장치를 가동하지 않은 세대와 간헐적인 가동한 세대에서 비산된 분진의 입경별 차이를 보면, 입경 2.5㎛를 기준으로 비산량 차이를 나타냈다. 5) 비산량에 따른 초기 실내 분진농도 증가비율은 입경 2.5㎛이하에서는 비산량에 관계가 없는 것으로 나타났으며, 입경 2.5㎛이상에서는 비산량이 증가할수록 초기 실내 분진농도도 증가하는 경향을 보였다. 6) 비산량에 따른 완화시간을 보면 입경 2.5㎛ 이하의 완화시간은 3분 이하로 나타났으며, 입경 2.5~10.0㎛는 분진 비산량이 증가하면 완화시간도 증가하는 경향을 보였다. 입경 10.0㎛이상의 분진은 비산량에 관계없이 20분 이내에 완화시간에 도달하는 것으로 나타났다. PM10 질량농도는 완화시간과 비산량과의 상관관계는 보이지 않았다. 본 연구에서는 공동주택에서 건축연도에 따른 급기덕트에서의 분진 비산이 실내공기질에 미치는 영향에 관하여 알아보았다. 향후 추정된 덕트에서의 비산량을 통해 덕트에서의 분진 침착량을 추정한 후 쾌적한 실내공기질을 위한 공동주택의 환기덕트의 유지관리를 위한 가이드라인을 제시할 필요가 있다.