식물을 이용한 실내공기질 개선에 관한 연구 : 폼알데하이드를 중심으로

권민재 아주대학교 2007 국내석사

국문 초록 도시에 거주하는 현대인은 하루 일과 중 대부분을 실내에서 보내지만, 실내공기질에 대해 사회가 관심을 갖기 시작한 것은 불과 몇 년 전부터이다. 과거에 비해 실내공기질문제가 중요하게 대두된 원인으로는 1970년대 에너지 위기로 건축물 단열성능의 중요성이 크게 부각되어 건축물은 점차 고기밀화 되고, 건축 자재의 화학 물질 사용이 크게 늘어 각종 오염물질에 거주자가 무방비로 노출되면서 새집증후군과 화학물질과민증 등의 증상이 사회적인 문제로 부각되었기 때문이다. 이러한 실내공기질 오염에 대한 정부의 대책으로 ‘다중이용시설 등의 실내공기질관리법’이 시행되었고, 2003년 이를 개정하여 신축공동주택의 입주 전 공기질 측정 및 공고가 의무화되었다. 이에 따라 국내에서는 실내공기질 개선에 관한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 주로 ‘적정 환기 계획 및 환기 설비에 대한 연구’와 ‘건축자재의 친환경성 검증에 관한 연구’등을 중심으로 이루어지고 있다. 또한 외국의 경우, 우리나라보다 앞서 1980년대 이러한 실내공기오염문제가 사회적으로 크게 대두되어 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중 1980년 미 항공우주국에 의해 식물을 이용한 실내공기질 개선 연구가 시작되어 현재는 여러 종류의 식물이 갖는 정화 능력에 대한 검증이 이루어지고 있다. 실내공기질 개선방안의 일환으로 식물을 이용하는 것은 일반 가정에서 쉽게 적용할 수 있으며, 관상적인 효과와 더불어 온도 및 습도에 영향을 미치므로 오염물질뿐만 아닌 종합적인 개선 효과도 기대할 수 있다. 또한, 겨울철 환기가 어려운 우리나라의 실내 여건상 부가적인 실내공기질 개선의 대안이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 겨울철 신축공동주택을 가정한 실물 크기의 실험체를 조성하여 식물의 유무에 따른 실내공기 오염도를 폼알데하이드를 중심으로 비교하며, 식물에 의한 온도 및 습도 변화를 알아보았다. 또한 신축 건물과 1년 경과 후의 실내공기질을 비교함으로써 폼알데하이드의 감소 경향을 파악하였다. 마지막으로 식물에 의해 발생할 수 있는 이산화탄소의 양을 측정하여 이의 안전성에 대한 검토가 이루어졌다. 실험은 동일한 일조 조건과 크기를 가지는 두 실험실을 조성하고 식물이 배치된 곳과 그렇지 않은 곳을 각각 A와 B로 구분하여 진행하였다. 각 실험실은 우리나라의 일반적인 주거형태인 아파트를 가정하여 발코니와 거실로 구분되었으며 이를 각각 1과2로 구분하여 A1, A2, B1, B2의 네 지점으로 측정 지점을 선정하였다. 실험은 총 5회에 걸쳐 실시되었으며, 실험의 개요와 결과를 정리하면 다음과 같다. 1) 식물 배치 실험에 앞서 두 실험실이 가지는 폼알데하이드 초기농도와 습도 및 온도를 파악하여 차후 식물 실험과의 비교에서 기초자료로 사용하였다. 2) 앞서 이루어진 실험에서 얻어진 측정값을 기준으로 A1에 식물을 배치하고 A와 B의 각 실에서 폼알데하이드 농도, 온도, 습도의 변화를 관찰하였다. 그 결과 식물을 배치한 A의 온도가 B에 비해 낮에는 낮고 밤에는 높아 변화폭이 작은 것으로 나타났다. 습도의 경우는 식물에 의해 A가 B보다 높게 나타나 건조한 겨울철 실내공기질에 유리하게 나타났다. 폼알데하이드의 경우 A1이 B1보다 평균 0.26ppm 낮아 식물에 의한 정화효과가 확인되었다. 3) 식물에 의한 온도, 습도 조절 효과와 폼알데하이드의 농도 저감 효과를 증진하기 위해 발코니와 거실 사이에 인공 환기장치를 설치해 두 공간의 공기 순환을 활발히 한 결과, 식물만 배치한 경우보다 발코니와 거실의 온도, 습도 변화폭이 추가로 감소하였으며, 폼알데하이드 농도 또한 추가로 저감되었다. 4) 신축 건물을 가정한 기 실험 결과와 1년이 경과한 시점에서는 폼알데하이드 농도가 1년 전보다 크게 줄어 완전밀폐 상태에서 0.2ppm 수준으로 확인되었으며, 식물을 설치하였을 경우 0.1ppm으로 줄어드는 것을 확인하였다. 5) 마지막으로 식물에 의해 야간에 주로 발생하는 이산화탄소 농도가 식물이 없을 경우와 비교한 실험에서는 식물이 있을 경우가 낮에는 약 100ppm 낮게 나타났고, 밤에는 약 200ppm 높게 나타났으나 ‘다중이용시설 등의 실내공기질관리법’에서 기준치로 삼은 시간당 발생량 1000ppm에 크게 못 미치는 것으로 나타났다.

서울지역 미적용 다중이용시설의 실내공기질에 관한 연구

최인석 서울시립대학교 2011 국내석사

본 연구는 서울지역에 위치하는 ‘공중위생관리법’의 대상시설이면서 미적용 다중이용시설인 학원, 업무시설, 복합건축물, 공연장, 혼인예식장, 실내체육시설 등 총 40개소의 공중이용시설에 대하여 ‘실내공기질공정시험기준’에 준하여 실내공기질 유지 및 권고기준 10개 항목을 측정 분석하여 공중이용시설의 실내공기질 특성을 평가하며, 실내공기오염물질간의 상관성을 분석하여 실내공기의 오염원을 규명하고 관리방안을 마련함에 있어 기초자료를 제공하고자 수행하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 연구대상시설의 실내공기오염물질 평균값은 모두 기준 이내인 것으로 조사되었으나 총휘발성유기화합물은 11개 시설(27.5%)에서, 이산화탄소는 9개 시설(22.5%)에서, 포름알데히드는 3개 시설(7.5%)에서 기준을 초과하였고 미세먼지와 이산화질소는 1개 시설(2.5%)에서 기준을 초과하였다. 또한 연구대상시설별로 학원은 8개 시설(80%)이, 공연장은 2개 시설(66.7%)이, 혼인예식장은 3개 시설(60%)이, 실내체육시설은 1개 시설(50%)이, 복합건축물은 6개 시설(40%)이, 업무시설은 1개 시설(20%)이 기준을 초과하였으며 총 21개 시설인 52.5%의 기준 초과율을 나타내었다. 이산화탄소는 평균농도가 812.2 ppm으로 기준치인 1,000 ppm의 81.2%를 나타내었고 총휘발성유기화합물은 평균농도가 403.0 ㎍/㎥으로 기준치인 500 ㎍/㎥의 80.6%를 나타내어 중점관리 오염물질로 평가되었다. 총휘발성유기화합물의 경우에는 학원의 평균농도가 531.9 ㎍/㎥로 기준치인 500 ㎍/㎥을 초과하여 중점관리 오염물질로 재평가되었다. 또한 학원, 공연장, 혼인예식장의 경우에는 연구대상시설의 60% 이상이 기준치를 초과한 것으로 조사되어 실내공기의 오염도가 다른 대상시설에 비하여 상대적으로 높은 것으로 나타났으며 개별시설의 기준 초과율이 50%를 초과하여 중점관리 대상시설로 평가되었다. 공중이용시설의 대상시설에 따른 실내공기오염물질의 농도 차이는 10개 항목에서 모두 통계적으로 유의할 만한 차이(p 〉0.05)를 보이지 않았으며, 실내공기오염물질간의 상관성은 TAB와 CO2는 0.439, CO와 NO2는 0.456, HCHO와 TVOC는 0.412의 높은 상관계수 값을 보이고 있고 PM10과 CO, TAB와 습도는 일정 수준 이상의 상관계수 값을 보이고 있다. 이는 CO와 NO2, PM10과 CO가 동일한 발생원(예를 들면, 자동차, 난방 등 연료의 연소생성물)과 연계되어 있다는 것을 보여주며, HCHO와 TVOC는 실내건축자재, 가구, 페인트 등 휘발성유기화합물의 공통적인 배출원이 존재하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 TAB와 습도는 부유세균의 증식에 습도가 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 실내공기오염물질의 평균값은 CO2와 TVOC가 각각 실내공기질 기준의 81.2%, 80.6%로 다른 항목에 비해 실내공기의 오염도가 높게 나타났으며, 대상시설에 따른 항목별 평균값은 미세먼지는 학원이, CO2는 학원과 혼인예식장이, TVOC는 학원이 가장 높게 나타났다. 조사결과 학원, 공연장, 혼인예식장의 항목별 실내공기의 오염도가 높은 것은 공중이용시설의 이용 특성상 한정된 공간에 일시에 많은 사람들이 이용하여 나타난 결과로 판단되며, 이들 대상시설은 수업이나 행사가 진행되는 시간에 환기나 공기정화설비의 가동 등 중점적인 시설관리가 필요한 것으로 판단되어진다. In order to supplement the indoor air quality management at public facilities, this study was conducted to evaluate the distribution of indoor air pollutants, such as PM10, carbon dioxide (CO2), formaldehyde (HCHO), total airborne bacteria (TAB), carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO2), radon (Rn), total volatile organic compound (TVOC), ozone (O3) and asbestos in public facilities in Seoul. This study was performed from May to August, 2010 and included 40 public facilities, such as theaters, complex buildings, gymnasiums, offices, academies and wedding halls. The results of this study showed that the average concentrations of the indoor air pollutants were less than the indoor air quality standards. However, the excess rates for standard of indoor air pollutants in public facilities were as follows 2.5, 22.5, 7.5, 2.5 and 27.5% for PM10, CO2, HCHO, NO2 and TVOC respectively. Also the excess rates for standard of each type in public facilities were as follows 20, 40, 80, 66.7, 60 and 50% for offices, complex buildings, academies, theaters, wedding halls and gymnasiums respectively. No relationship was observed between the indoor air pollutants and the types of public facilities. Correlation analyses of the indoor air pollutants, temperature and humidity in public facilities showed that TAB and CO2, CO and NO2, HCHO and TVOC, PM10 and CO, and TAB and humidity had positive relationships. As a result of study, It was evaluated that TVOC and CO2 were special management pollutants, and that academies, theaters and wedding halls were special management facilities, which exceeded the recommended limits by relatively high levels. So It is especially necessary to manage TVOC and CO2 in public facilities and the indoor air quality at academies, theaters and wedding halls.

강원지역 다중이용시설의 실내공기질 특성 비교

윤경채 상지대학교 일반대학원 2019 국내석사

최근 우리나라에서 국민들의 환경에 대한 인식이 향상됨에 따라 대기오염 못지않게 새로운 환경문제로서 실내공기 오염에 대해 높은 관심도를 나타내고 있다. 본 연구에서는 강원지역 다중이용시설의 실내공질 특성 비교를 통하여 일반 다중이용시설과 취약계층 다중이용시설의 실내공기질을 측정하여 환경부에서 지정하고 있는 유지기준 실내오염물질(미세먼지, 초미세먼지, 폼알데하이드(HCHO, Formaldehyde), 일산화탄소(CO, Carbon Monoxide), 이산화탄소(CO2, Carbon Dioxide), 총부유세균)과 권고기준 실내오염물질 (휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds), 라돈(Rn, Radon), 이산화질소(NO2, Nitrogen Dioxide)) 측정분석 하였으며, 2018년 ~ 2019년 측정 자료를 활용하였다. 강원지역의 일반 다중이용시설의 PM 10의 농도 범위는 7.8 ~ 99.3 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 33.4 μg/㎥, PM 2.5 농도 범위는 6.0 ~ 26.9 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 14.2 μg/㎥, 폼알데하이드(HCHO, Formaldehyde)의 농도 범위는 0.5 ~ 90.2 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 18.4 μg/㎥, 일산화탄소(CO, Carbon Monoxide) 농도범위는 0.7 ~ 8.0 ppm, 전체 시설의 평균농도는 2.0 ppm, 이산화탄소(CO2, Carbon Dioxide)의 농도 범위는 240.2 ~ 2177.6 ppm, 전체 시설의 평균농도는 647.1 ppm, 총부유세균의 농도 범위는 26 ~ 1,246 개, 전체 시설의 평균농도는 265 개, 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)의 농도 범위는 2.3 ~ 1648.2 ㎍/㎥의, 전체 시설의 평균농도는 139.5 ㎍/㎥, 이산화질소(NO2, Nitrogen Dioxide)의 농도 범위는 0.001 ~ 33.213 ppm의, 전체 시설의 평균농도는 0.654 ppm, 라돈(Rn, Radon)의 농도 범위는 4.7 ~ 230.5 Bq/㎥, 전체 시설의 평균농도는 46.2, Bq/㎥로 나타났다. 강원지역 취약계층 다중이용시설 PM 10의 농도 범위는 13.1 ~ 41.2 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 26.0 μg/㎥, PM 2.5의 농도 범위는 5.7 ~ 23.7 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 13.4 μg/㎥, 폼알데하이드(HCHO, Formaldehyde)의 농도 범위는 8.5 ~ 85.7 μg/㎥, 전체 시설의 평균농도는 26.4 μg/㎥, 일산화탄소(CO, Carbon Monoxide)의 농도 범위는 0.4 ~ 5.8 ppm, 전체 시설의 평균농도는 1.2 ppm, 이산화탄소(CO2, Carbon Dioxide)의 농도 범위는 456 ~ 3,242 ppm, 전체 시설의 평균농도는 925.2 ppm, 총부유세균의 농도 범위는 37 ~ 1,635 개, 전체 시설의 평균농도는 462 개로 나타났다. 일반 다중이용시설과 취약계층 다중이용시설 중 초과 된 시설은 일반 다중이용시설 수는 더 많았지만 각 항목의 평균값은 취약계층 다중이용시설이 미세먼지를 제외한 항목에서 높게 나타났다. Recently, people’s awareness on indoor environment has been increased in South Korea Indoor air quality of general multi-use facilities and vulnerable class multi-use facilities was measured from 2018 to 2019. Indoor air quality characteristics of multi-use facilities in Gangwon-do was studied for fine dust, ultra-fine dust, formaldehyde (indoor pollutants specified by Ministry of Environment) and for total volatile organic compounds, radon, nitrogen dioxide (recommended pollutants). The concentration range of fine dust (PM 10) in general multi-use facilities in Gangwon was 7.8 ~ 99.3 μg/㎥ with the average concentration of 33.4 μg/㎥. Ultrafine dust (PM 2.5) concentration range was 6.0 ~ 26.9 μg/㎥ with the average concentration of 14.2 μg/㎥. The concentration range of formaldehyde (HCHO, Formaldehyde) was 0.5 ~ 90.2 μg/㎥ with the average concentration of was 18.4 μg/㎥. Carbon monoxide (CO, Carbon Monoxide) concentration range was 0.7 ~ 8.0 ppm with the average concentration of 2.0 ppm. The concentration range of carbon dioxide (CO2, Carbon Dioxide) was 240.2 ~ 2177.6 ppm with the average concentration of 647.1 ppm. The concentration range of total air borne bacteria was 26 ~ 1,246 with the average concentration of 265. The concentration range of the (VOCs, Volatile Organic Compounds) was 2.3 ~1648.2 ㎍/㎥ with the average concentration of 139.5 ㎍/㎥. The concentration range of (NO2, Nitrogen Dioxide) was 0.001 ~ 33.213 ppm with the average of 0.654 ppm. The radon concentration range was 4.7 ~ 230.5 Bq/㎥ with the average of 46.2, Bq/㎥. Concentration range of fine dust (PM 10) in the vulnerable class multi-use facility in Gangwon was 13.1 ~ 41.2 μg/㎥ with the average of 26.0 μg/㎥ and the range for ultrafine dust (PM 2.5) was 5.7 ~ 23.7 μg/㎥ with the average 13.4 μg/㎥. The concentration range of formaldehyde (HCHO, Formaldehyde) was 8.5 ~ 85.7 μg/㎥ with the average was 26.4 μg/㎥, and the concentration range of carbon monoxide (CO, Carbon Monoxide) was 0.4 ~ 5.8 ppm with the average concentration of 1.2 ppm and the concentration range of carbon dioxide (CO2, Carbon Dioxide) was 456 ~ 3,242 ppm with the average concentration of 925.2 ppm. The concentration range of the total airborne bacteria was 37 ~ 1,635 with the average concentration of 462. Among the multi-use facilities and vulnerable multi-use facilities, the number of excess multi-use facilities was higher, but the average concentration of each pollutant was higher in the vulnerable multi-use facilities except the fine dust.

부산지역 보육시설과 의료시설의 실내공기질 분석에 관한 연구

김성훈 부산대학교 대학원 2021 국내박사

최근 들어 산업화의 고도화로 인해 환경오염문제가 심각하게 대두되고 있으며, 세계적으로 많은 국가들이 미세먼지와 가스를 배출시키고 이로 인해 공기오염을 심각한 환경오염 중에 하나로 생각하고 있다. 보통 사람들은 실외공기오염이 더 심각하다고 생각하지만 WHO에 따르면 세계적으로 건설되고 있는 건물들의 약 30%에서 실내공기오염이 심해 사람들의 건강에 매우 안 좋은 영향을 미칠 수 있다고 경고하고 있다. 우리나라도 도시지역의 대기오염으로 인한 사람의 건강악화 및 개선에 대한 많은 연구는 진행되고 있으나, 대부분의 사람들은 전체 활동시간 중 95%이상을 실내에서 활동한다. 그럼에도 불구하고 수많은 사람들은 실내공기오염이 인체에 얼마나 영향을 미치는지 인식하지 못하고 있다. 그러나 최근 들어 국내 연구진들은 실내환경에 대한 오염물질 및 건강영향에 관한 연구를 활발하게 진행하고 있으며, 따라서 실내공기오염의 개선을 위해 어떠한 요인들이 실외뿐만이 아닌 실내에서 영향을 미치는지 보다 명확하고 체계적인 연구가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 부산지역 소재 건강민감계층 다중이용시설 중 보육시설 24개소와 의료시설 35개소를 선정하여 6가지 오염물질인, 미세먼지(Particulate Matter 10, PM10), 초미세먼지(Particulate Matter 2.5, PM2.5), CO, CO₂, HCHO, 총부유세균(Total Suspended Bacteria, TSB)의 실내농도를 2017년부터 2019년까지 총 708회 측정·분석하였으며, 이 실측자료를 연도별과 시설유형별로 통계분석 하였고, 오염물질의 상관관계 분석을 병행하여 진행하였다. 또한 환기시설 설치 유무가 실내공기질에 미치는 영향에 대해서도 조사하였다. 분석결과, PM10과 PM2.5의 경우는 최근 3년간 감소추세이지만 기준치에 근접하는 시설이 있어 관심이 필요한 것으로 나타났으며, CO₂는 보육시설과 의료시설 모두 최근 3년간 지속적으로 증가하는 경향을 보여 환기시설의 설치 및 운영이 필요한 것으로 분석되었다. HCHO는 기준치에는 미달이지만 건물 리모델링 및 시설 확충에 따른 관리가 필요하며, TSB는 보육시설이 의료시설보다 농도가 높은 것으로 분석되었다. 또한, 각 오염물질간 상관관계에서는 PM10, PM2.5와 TSB 사이에 양의 상관관계가 나타났고, CO와 CO₂는 상호 영향을 주는 것으로 조사되었다. 본 연구는 오염물질들의 상관관계와 환기시설 설치유무에 따른 실내공기질의 분석을 진행하여 보다 명확한 시설운영관리에 관한 기초 데이터를 제공할 수 있었으며, 이로부터 민감이용시설의 실내환경을 쾌적하게 유지 관리하기 위해서 실내환기시설의 설치 및 가동이 필요하다고 조사하였고, 또한 민감이용시설의 실내공기질 실태를 파악하여 건강 위해성평가 및 효율적 실내공기질 관리방안 설정을 위한 기초자료로 활용함으로써 실내공기질 오염물질 저감대책에 도움이 될 수 있을 것으로 판단되었다. Recently, environmental pollution problems have increased due to the advancement of industrialization. Numerous countries are discharging fine dust and gas. Because of this, air pollution is consider one of the most serious environmental pollutions. People usually think that ambient air pollution is a serious problem. However, according to WHO, indoor air pollution in about 30% of buildings being constructed in the world can have a very negative impact on people's health. The Korean government has also been studying in-depth the effects of air pollution in recent years. In particular, many studies are being conducted on the deterioration and improvement of human health due to air pollution in urban areas. Most people work indoors more than 95% of the time. Nevertheless, many people are unaware of how much indoor air pollution affects human health. However, domestic researchers have been actively studying pollutants and health effects in an indoor environment. Therefore, a more clear and systematic study is needed to find out what factors affect not only outdoors but also indoors to improve air pollution. To this end, 24 childcare facilities and 35 medical buildings were selected among the multi-use facilities for a heatlh-senstive class in Busan. The indoor concentrations of six pollutants, fine dust (particulate matter 10; PM10), ultrafine dust (particulate matter 2.5; PM2.5), CO, CO₂, HCHO, and total suspended bacteria were analyzed from 2017 to 2019. In addition, this survey data was analyzed by year and facility type. Furthermore, a correlation analysis of pollutants was conducted, In addition, the effect of a ventilation facility installation on the indoor air quality was investigated. As a result of the analysis, the PM10 and PM2.5 have been decreasing for the past three years, but there are facilities close to the standard value, so they need attention. The CO₂ has been continuously increasing in both childcare facilities and medical buildings over the past three years, and the installation and operation of ventilation systems are necessary. The HCHO does not meet the standard value, and it needs management according to building remodeling and facility expansion. Moreover, TSB was analyzed, and childcare facilities had a higher concentration than medical buildings. In addition, a positive correlation was found between the PM10, PM2.5, and TSB, and a mutual effect was found between the CO and CO₂ in the analysis of relationship between pollutants. The analysis of indoor air quality according to the correlation of pollutants and the installation of ventilation systems was carried out to provide clearer data in this study. After all, the installation and operation of indoor ventilation systems are necessary in order to comfortably maintain the indoor environment of sensitive-use facilities. Therefore, this study will be helpful to reduce indoor air pollutants by suggesting basic data for evaluating health hazards and setting an efficient indoor air quality management plan by identifying the actual condition of indoor air quality of sensitive-use facilities.

학교 교실의 실내공기질 측정 및 평가에 관한 연구

류지웅 충주대학교 산업대학원 2008 국내석사

현대에 들어 인간은 하루 일과의 80%이상 실내에서 생활하고 있으며, 생활수준과 건강의식의 향상과 더불어 쾌적하고 건강한 실내 환경에 대한 요구가 증대되고 있어 대기오염의 심각성은 널리 인식되고 있으나 상대적으로 실내공기의 오염이 인체에 더욱 유해할 수 있다는 사실은 간과하고 있다. 최근 학교 건축물은 에너지절약 대책의 일환으로 고단열화, 고기밀화가 더욱 진행되고 있으며, 특히 고기밀화에 의해 외부 공기의 도입이 어려워져 자연환기량의 저하로 인하여 하루의 대부분을 교실에서 생활하고 있는 학생들은 실내환경의 영향을 크게 받는다는 점을 고려하면 학생들의 건강과 쾌적한 학습환경을 위한 연구가 시급하다고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 초등학교 교실 실내공기질의 현장측정을 통하여 실내공기질을 개선할 수 있는 방안들을 제안하고 충주인근 초등학교 실내공기질의 기초자료를 제시하고자 한다. 우선적으로 실태 조사를 위하여 건축연한과 건물특성이 차별화된 충주시의 6개 초등학교를 선정하여 계절중 가장 온도가 높은 8월과 비교적 온도가 낮아진 9월에 재실자 유·무상태에 따라 상부층과 하부층으로 나누어 온·습도, CO, CO₂, PM_(10), 포름알데히드의 농도를 측정하여 유지기준과 비교하여 분석하였다. 1) 교실내의 실내공기환경은 주로 교수학습 기자재나 건축 마감재와 같은 건물 내에 존재하는 많은 공기 오염원에 의해 결정된다는 사실을 알게 되었다. 교실내의 CO의 농도는 외부와 유사한 값으로 측정되었으며 이는 교육인적자원부의 학교보건법 유지기준에 만족하는 수준으로서 나타났다. 2) CO2, PM10의 농도는 학생들의 인원수, 활동성, 과밀학급, 분필사용, 청소, 난방, 학습활동 등 복합적인 요인에 의하여 영향을 받고 이러한 요인은 환기 여부에 따라 많은 차이가 측정됨으로써 교실내 공기의 질적 문제는 건축 계획적 변수와 사용자의 환기여부에 의해 주로 결정되는 것으로 볼 수 있다. 3) 포름알데히드는 건축연한과 반비례하여 신축 건물일수록 높은 값을 나타내었고, 하부층 보다 상부층에서 높은 값을 나타내었다. 이는 건축 마감재의 건조과정에서 방출되는 것으로서, 건물 내부에 친화경 천연 마감재 사용의 필요성을 의미하며 동시에 신축 교실의 경우 일정 기간 사용을 유예하여 유해 물질 방출량이 낮아질 때까지 충분한 건조와 환기를 위한 안정화 과정이 필요하고, 하부층에 비해 상부층에서 방출량이 높아진 것으로 보아 옥상 슬래브의 방출되는 복사열에 의해 온도가 현저히 높아짐에 따라 포름알데히드 방출량이 증가한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 충주시 인근 6개 초등학교의 실내공기질 농도는 교육인적자원부의 학교보건법 시행규칙 기준 값 보다 낮은 값을 나타내어 만족스러운 결과를 가져왔다. 하지만 지속적인 환기활동과 친환경자재를 적극적으로 사용하여 쾌적한 실내환경을 조성해야 한다. In the contemporary society, people spend more than 80% of the time in indoor space, and the demand for pleasant and healthy indoor environment is increasing as the standard for quality of living and health advances. While the problem of air pollution is widely known to people, it is often overlooked that the poor quality of indoor air can be even more harmful to a human body. Recently, as a part of energy saving policy, school buildings have become more insulated and airtight, and consequently it became harder to bring in the outdoor air. The decreased amount of natural ventilation significantly impact students’ health as they spend many hours in a school building. Therefore, the need is urgent to conduct a research on creating healthy and pleasant studying environment for students. This research paper suggests plans to improve the indoor air quality, and provides basic data for indoor air quality of classrooms in the elementary schools in the Chungju area. The air quality of classrooms in the elementary schools was measured to provide research data. Primarily, six elementary schools were chosen in the Chungju area that were built in different years and have distinctive architectural features to examine the current situation of the class rooms. The survey was taken in August, the hottest month, and in September, which is relatively cooler and thus provides comparable data. The classroom was divided into upper layer and lower layer, and due to whether the classroom was occupied or not, the following conditions were measured: temperature, humidity, CO, CO₂, PM_(10), and formaldehyde density. The result was analyzed compared to the stipulated standards. 1) The indoor air quality mostly depends on the pollutants within the building such as teaching tools, and finishing materials of the building. The CO density turned out to be on the same level with the outdoor, which met the standard of the School Sanitation Act set by the Ministry of Education Human Resource Development. 2) The density of CO and PM10 is influenced by complex variables that include the number of students, degree of their activity, density of the classroom, use of chalk, cleaning, heating, and academic activities. The result differed significantly depending on how often the classroom is ventilated, and it can be assumed that the quality of indoor air is decided by the architectural features of a school building and occupants’ ventilation pattern. 3) In regard to formaldehyde, the density was higher for newer buildings, and the upper layer of a class room showed higher density than the lower layer. As the substance is generated while drying finishing materials of a building, it is desirable to use environment-friendly finishing materials in a building. Also, it is required to secure enough time after finishing the construction for drying and ventilation to stabilize the building, and lowering the density of harmful substances. Judging from that the density was higher in the upper layer than in the lower layer, it is drawn that the generation of formaldehyde increases due to the higher temperature of the radiant heat emitted from the rooftop slab. The research result shows that the indoor air quality of the six elementary schools meets the standard of the School Sanitation Act set by the Ministry of Education Human Resource Development. Yet continued efforts should be made to promote pleasant indoor environment by actively using environment-friendly materials and sufficient ventilation.

울산지역 건강민감계층 이용시설 실내공기질 특성 및 건강위해성평가 연구

김원미 울산대학교 산업대학원 2019 국내석사

현대인들은 하루 중 70~90%에 이르는 대부분의 시간을 실내에서 생활하고 있다. 때문에 실내 환경이 건강에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 일반 성인들에 비해 호흡기 계통이 취약하고, 면역 기능이 상대적으로 약한 건강민감계층의 경우 성인에 비해 실내에서 활동하는 시간이 길다. 만약 이들이 오염된 실내공기에서 오래 활동한다면 만성질환에 노출될 가능성이 월등히 높다. 그럼에도 불구하고 건강민감계층 이용시설에 대한 실내공기질 오염도 파악 및 그에 따른 건강위해성평가에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 울산광역시 관내 건강민감계층 이용시설 중 의료기관, 어린이집, 노인요양시설을 대상으로 실내공기오염물질 PM10, 폼알데하이드, 이산화탄소, 총부유세균, PM2.5, 부유곰팡이, VOC(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스타이렌) 등 11개 항목을 측정하여 실내공기의 오염도 특성을 분석하였고, 이러한 오염물질 분석을 통해 건강위해성평가도 진행하여 건강민감계층 이용시설의 실내공기질에 관한 기초자료를 제시하였다. 건강민감계층 이용시설(의료기관, 어린이집, 노인요양시설)의 실내 평균온도와 습도는 계절별로 봄(3.21~6.21) 23.3±2.6℃, 48.5±10.9%, 여름(6.22~9.23) 25.5±1.2℃60.4±10.1%, 가을(9.23~12.21) 21.2±1.9℃51.9±5.6%로 조사되었다. 연구대상시설의 각 지점별 실내공기오염물질 평균값으로 기준 초과 여부를 조사한 결과, 32개소 64개 지점 중 PM10은 1개 지점(1.6%)에서, 폼알데하이드는 2개 지점(3.1%)에서, 총부유세균은 7개 지점(10.9%)에서, 부유곰팡이는 14개 지점(21.9%)에서 기준을 초과하였다. 또한 연구대상시설별로 의료기관 20개 지점 중 2개 지점(10%)이, 어린이집 36개 지점 중 13개 지점(36.1%)이, 노인요양시설 8개 지점 중 3개 지점(37.5%)이 기준을 초과하였으며, 총 64개 지점 중 18개 지점인 28.1%의 기준 초과율을 나타내었다. 실내공기에서 폼알데하이드는 온도가 높은 환경에서 방출량이 지속되며(p<0.01), 습도의존성은 온도의존성보다는 명확하지 않다.(p<0.01) 부유곰팡이는 온도나 습도의 주효과가 유의하지 않았는데, 이러한 결과는 부유곰팡이가 환경인자보다 구조 등 내부인자에 따른 영향을 더 받은 것으로 판단된다. 또한 오래된 건물일수록 PM10, 총부유세균이 높았는데(p<0.05), 이는 건물이 노후화됨에 따라 먼지가 증가하여 PM10, 총부유세균에 영향을 준 것으로 판단된다. 발암 위해도 평가 시 허용 위해도를 ~로 설정하였다. 비발암성 물질의 경우 단위 유해지수를 산출하여 이용자의 경우 0.1, 근로자의 경우 1의 허용 위해도를 적용하였다. 발암 및 비발암 정보의 확인이 어려운 일반규제물질에 대하여서는 질병사망위해도(이용자 : 0.01, 근로자 : 0.1) 및 Safety Factor(기준 : 1)로 계산하였다. 본 연구대상시설의 건강위해성평가 결과, 발암물질(폼알데하이드, 벤젠) 평생 초과발암위해도는 근무자와 이용자 모두 중간 농도 값으로 계산하면 안전한 수준이나, 의료기관, 어린이집의 근무 최빈자 및 어린이집을 이용하는 영아의 경우는 최대 허용기준()을 초과하여 근무환경개선 및 환기시설 개선 등의 위해도 관리 조치가 필요할 것으로 판단된다. 비발암물질의 건강위해성평가 결과 또한 근무자와 이용자 모두 중간 농도 값으로 계산하면 각 물질들에 대한 유해 영향 유발 확률이 낮으나, 자일렌과 스타이렌 물질을 95% 농도로 흡입할 경우 근로자와 이용자에게 위해한 작용을 일으킬 수 있으므로, 이 물질에 대한 예방차원에서의 관리가 필요할 것으로 판단된다. 질병사망위해도로 계산한 PM10의 건강 위해성평가 결과, 근로자와 이용자 모두 중간 농도 값으로 계산하면 대부분 위해도가 낮은 것으로 조사되었고, PM10을 95% 농도로 흡입하고, 그 시설에 가장 오래 있는다고 가정할 경우 기준이 초과되는 것으로 나타났다. 일반규제물질(이산화탄소, 총부유세균, PM2.5, 부유곰팡이)의 건강 위해성평가 결과 또한 근로자와 이용자 모두 중간 농도 값으로 계산하면 대부분 기준이내로 조사되었고, 실내공기질 오염도 검사시 기준 초과율이 높았던 총부유세균과 부유곰팡이에 대해서는 95% 농도값을 대입했을때 기준이 초과 되는 경우가 나타났다. 위해성평가는 수용체의 현재 건강상태를 반영할 수 없으며, 건강위해성평가 결과 안전한 수준일지라도 시설의 특성상 건강민감계층이 이용하는 시설이니 만큼 모든 실내공기 오염물질로부터 적극적인 실내공기질 관리가 필요할 것으로 판단된다.

강원지역 일반 다중이용시설과 취약계층 다중이용시설의 실내공기질 측정과 비교에 관한 연구

나현민 가천대학교 사회정책대학원 2018 국내석사

강원지역 일반다중이용시설과 취약계층다중이용시설의 실내공기질 측정과 비교에 관한 연구 본 연구는 최근 공기질에 대한 국민적 관심이 높아지고 있는 상황에서 일반아동이 주로 이용하는 실내공간과 취약계층의 아동이 이용하는 실내공간에서는 어떤 차이가 있는지 확인하기 위한 목적을 가지고 있다. 일반아동이 주로 이용하는 시설과 취약계층아동이 주로 이용하는 시설 간의 실내공기오염 정도와 원인에 관하여 비교 분석을 하기 위해 강원지역 다중이용시설 총 20개소(일반다중이용시설 10개소, 취약계층 다중이용시설 10개소)를 선정하여 실내공기질을 측정하고 시설 유형별 실내공기질의 차이점과 원인에 대한 유의미성을 제시하고자 하였다. 연구방법은 두 비교그룹별로 실내공기질을 측정하고, 시설의 현황과 특징, 실내공기질 개선을 위한 노력(공기청정기, 실내 인테리어 등) 등에 관한 사항을 파악하여 상관성을 파악하였다. 그 결과 일반아동 이용 다중이용시설은 실내공기질 측정 모든 항목에서 적합판정을 받은 반면, 취약계층아동 이용 다중이용시설은 4개 시설 5개 항목에서 기준치를 초과하는 부적합 판정이 나왔다. 이에 대한 상관성 분석에서는 아동 1인당 사용면적이 작을수록 TSB가 높게 나타나는 경향이 있음을 알 수 있었고, 1인당 사용면적의 증감에 따라 PM10과 HCHO는 통계적으로 유의미한 농도의 변화를 나타내고 있었다. 또한 실내 인테리에 여부에 의해 HCHO의 항목값 변화가 크게 나타났다. 시설의 개별적 현황을 살펴보면 2개 항목에서 기준치를 넘는 부적합 판정을 받은 B6의 경우 일반적 시설현황에서는 별다른 특이점이 없었으나, 비록 공기청정기가 있지만 아동들의 주 활동공간에 창문이 없어서 환기가 어렵다는 점이 특이사항으로 나타났다. 따라서 단순 면적보다는 1인당 사용면적에 따라 두 비교그룹간 차이점을 찾아볼 수 있었고, 건물수명보다는 실내 인테리어와 공기청정을 위한 개별적 노력이 더 중요한 것으로 판단된다. A Study on the Measurement and Comparison of Indoor Air Quality between General Multi-use Facilities and Vulneralble Multi-use Facilities in Gangwon Province Hyunmin, Ra National Safety Management in the Department of Administrative Science Gachon University Graduate School of Social Policy The purpose of this study is to identify the differences between multiuse facilties used by ordinary children and those used by vulnerable children amid the growing public interest in air quality. To conduct a comparative analysis on indoor air quality and causes of the two groups, a total of 20 sites (10 general use facilities and 10 facilities for the vulnerable class) were selected to measure indoor air quality. The study methods measured the indoor air quality in each of the two comparison groups and identified the conditions and characteristics of the facilities, and the items related to efforts to improve indoor air quality (air cleaner, interior, etc.). As a result, general multi-use facilities for child were judged to be acceptable in all categories of indoor air quality measurement, while those of the vulnerable multi-use facilities were found to exceed five categories over the standard values in four facilities. The correlation analysis showed that the smaller the use area per child, the higher the TSB is, and the higher the use area per person, the higher the variation in PM 10 and HCHO showed statistically significant changes in concentrations. The correlation analysis showed that the smaller the use area per child, the higher the TSB was, and the PM 10 and HCHO showed changes in concentration depending on the areas used per person. And this is statistically significant with P > 0.005. In addition, there was a large change in the value of HCHO, depending on whether or not it has been a renovation. Looking at the individual status of the facility, there was nothing unusual about the general status of the facilities for B6, which was judged to exceed the standard values in two categories. But it was noted that children's main activity areas had no windows, making ventilation difficult. Therefore, it was possible to find differences between the two comparison groups depending on the size of each person used rather than the simple area. and individual efforts for indoor interior design and air purification are considered more important than building age.

지하역사 내 공기질 모니터링과 오염물질의 제어 및 에너지 최적화 통합시스템 개발 : Development of an integrated system for IAQ monitoring control of air pollutants, and energy optimization in an underground station

강온유 경희대학교 2013 국내석사

Since Korean subway system plays an important role as a main public transport mode, indoor air quality (IAQ) in subway stations considerably affects public health. It is necessary to develop a smart ventilation system which can make a trade-off between minimizing energy consumption and maintaining the level of IAQ. In addition, the IAQ in subway stations has periodic variations in indoor air pollutants, depending on the numbers of passengers and trains, seasons as well as the previous IAQ. Therefore, the objective of this study is to develop an integrated management system with the feature of monitoring and controlling the IAQ and of optimizing a ventilation system considering the IAQ dynamics for achieving both healthy air and minimum energy consumption in a subway station. The proposed method consists of two main components: construction of a multivariate IAQ monitoring system using parallel factor analysis (PARAFAC) and development of a control system using system identification. For this reason, global and seasonal models have been developed and then, the IAQ in the subway station is monitored using parallel factor analysis to consider the periodic characteristics owing to differences in the passengers’ travel patterns. The IAQ data used for the integrated system are measured from a tele-monitoring system (TMS) located in a subway station in Seoul. The measurement variables contain an input (an extractor fan), two disturbances (a train schedule and outdoor air quality) and an output (IAQ). Since the identified process model should be as simple as possible for the realization of the system, the model used for ventilation system control is identified by first order plus time delay (FOPTD). For consideration of the dynamics of the IAQ, gain scheduling is applied to control system using PID controller with several tuning rules. Then, model predictive control (MPC) is applied and multi-objective optimization (MOO) is used to control the IAQ and to minimize the energy consumption. The MPC set points are determined by MOO. Using the proposed method, an energy saving of around 30% is achievable and the maintenance of IAQ in the subway station is better than the conventional ventilation system. 국내 지하철 시스템은 주요 교통수단으로서의 역할을 하게 되면서 지하역사 내 실내 공기질은 공공의 건강에 상당한 영향을 주는 요소로 꼽히고 있다. 따라서 에너지의 소비와 적정 공기질 수준을 유지하는데 있어 균형을 유지하는 스마트 환기 시스템의 개발이 필요하다. 또한, 지하역사 내 실내 공기질을 결정하는 주요오염물질이 열차와 승객들의 수, 이전의 실내 공기질에 의해 영향을 받음으로써 주기적으로 변화하는 패턴을 가지고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 실내 공기질의 동역학을 고려한 모니터링, 제어 및 환기시스템을 최적화함으로써 정상적인 실내 공기질을 유지하면서도 최소의 에너지 소비를 이끌 수 있는 통합관리 시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서 제안된 방법은 크게 두 부분; 1) PARAFAC을 이용한 다변량 실내공기질 모니터링 시스템의 구축과 2) 공정 동특성 규명을 이용한 제어시스템의 개발로 나눠진다. 먼저, 승객들의 지하철 시스템의 이용 패턴에 따라 주기적인 특성을 가지는 실내공기질을 고려하기 위해 PARAFAC을 이용한 글로벌, 계절모델이 개발된 후, 실내 공기질이 모니터링 되었다. 통합 시스템 구축을 위해 사용된 실내 공기질 데이터는 서울시의 한 지하역사에 위치한 텔레 모니터링 시스템을 통해 측정되었다. 측정변수로는 시스템의 입력으로 사용되는 환기팬 속도와 두 외란 변수 열차 일정, 외기 공기질(미세먼지 농도), 그리고 시스템의 출력인 승강장 내 미세먼지 농도가 사용되었다. 규명된 동특성 모델은 시스템의 실현을 위해 가능한 간단해야 하므로, 환기시스템 제어에 사용된 모델은 일차시간지연모델을 사용하여 규명되었다. 실내 공기질의 동역학을 고려하기 위해, 시스템의 영역이 변화함에 따라 환기시스템 내 존재하는 PID 제어기의 파라미터를 변경하는 gain scheduling이 적용되었다. 또한 실내 공기질을 제어하고 소비전력을 최소화하기 위해 다중목적 최적화를 사용하여 모델예측제어기의 최적 설정치가 결정하였다. 본 연구에서 제시된 방법을 통해 실내 공기질의 적정수준 유지와 기존의 환기시스템에 비해 약 30 %의 에너지 절약을 달성하였다.

대형챔버를 활용한 재실자 호흡역 중심 실내공기질 제어 시스템에 관한 연구

박성우 국민대학교 일반대학원 2022 국내석사

Recently, with gradual increases in the time spent on indoor activities, the interests and technological demands regarding indoor air quality (IAQ) have also increased. And quarantine is increasing due to the recent spread of COVID-19 virus. In particular, the harmfulness of fine-sized particulate pollutants such as PM2.5 to the human body has been reported, the need for indoor air quality control centered on the human body has emerged regardless of the source of pollution. With this trend, the air purifier market has expanded, and research on the performance and effect of air purifiers has been actively conducted. However, there are insufficient cases of research on the performance of reducing the concentration of fine dust in the local area using air purifiers. Therefore, in this study, the characteristics and harmfulness of fine dust were conducted, and the area where the human body breathed was defined. In addition, it was proposed to reduce the concentration of fine dust inhaled through the breathing of the occupant regardless of the concentration of fine dust indoors by using an air purifier. An experiment using a chamber was conducted to quantitatively review the effectiveness and performance of such in room air quality control. The chamber for the experiment was examined for proper performance by performing performance evaluation. After that, an air purifier was installed inside the chamber, and an experiment was conducted to verify the performance of fine dust reduction centered on the occupant through the case and scenario. The results of this study are summarized as follows; 1) Fine dust is classified and managed according to the size of particles because the finer the particle size, the greater and harmful the effect on the human body. In particular, if the human body is exposed to PM2.5 (Ultrafine dust) with a particle diameter of 2.5 μm or less for a long time, it penetrates the body through the respiratory tract and passes through the circulatory system, which directly affects the lungs. Absorption into the body along the blood vessels is likely to cause fatal diseases such as stroke and heart attack and was classified as a carcinogen. Accordingly, countries and institutions around the world have announced recommended fine dust standards in consideration of the harmfulness of fine dust to the human body. Considering the harmfulness of fine dust to the human body, it is judged that air purifiers should be operated and indoor air quality control strategies should be established around the breathing zone of people staying regardless of indoor pollutants. 2) A chamber experiment was proposed to perform experiments on various variables in a controlled environment. In addition, performance evaluation was performed to determine whether this 8-m³ large chamber had the performance suitable for the experiment. It was reviewed whether it was a chamber with appropriate performance through ventilation performance evaluation and airtight performance evaluation, and as a result, it was determined that it had appropriate performance. In the chamber after performance evaluation, the existing upper discharge method and the air quality control method centered on the living room breathing zone were compared and experimented, and the conclusions drawn from the experimental results are as follows. When indoor air quality is controlled around the living room breathing zone through an air purifier, the time when fine dust concentration is reduced by at least 10% compared to the existing upper discharge method based on the breathing position. In addition, the effect of reducing the concentration of fine dust at other points in the space was not reduced. Accordingly, the air quality control focused on the respiratory area of the occupant showed significant performance of reducing the concentration of fine dust centered on the human body without affecting the space. In addition, even when controlling the airflow of the air purifier through the blade, it showed sufficient performance at a level that did not cause discomfort of the occupant due to the cold draft. 3) Experiments through scenarios were conducted in the 8-m³ chamber to examine the effectiveness of the residential respiratory area centered air quality control plan according to indoor conditions and situations. Based on the experimental results, a plan to operate the air purifier was suggested, and the results are as follows. When pollutants are generated between the air purifier and the occupant, the discharged air of the air purifier transports the pollutants and increases the concentration of fine dust in the location of the occupant's breathing area. If the source of contamination can be specified, it is possible to control indoor air quality by installing an air purifier at the location, and in this situation, there is no need to control air quality around the breathing zone of the occupant. In addition, when the source of contamination and the occupant are close to each other, an experiment was conducted to discharge fresh air through the air purifier blade centered on the occupant breathing zone. Through this experiment, it was reviewed that the concentration of fine dust can be effectively reduced, focusing on the human respiratory area. As a result, it was found that when find dust occure according to the behavior of resident, the air quality should be controlled on the are respiratory area using an air purifier blade to effectively control air quality. However, if the source of contamination cannot be specified, the air purifier should be used according to the indoor environment by introducing ventilation to control indoor air quality or tracking the location of the occupant. 현대인들의 실내에서 활동하는 시간이 점차 늘어나고 최근 COVID-19 바이러스의 전파로 인하여 실내공기질 및 방역에 관한 관심이 늘어나고 있다. 특히 PM2.5 와 같이 미세한 크기의 입자상 오염물질이 인체에 끼치는 유해성이 보고되면서 오염원과 관계없이 인체를 중심으로 하는 실내공기질 제어의 필요성이 대두되었다. 이러한 흐름에 따라 공기청정기 시장이 확대되었고 공기청정기의 성능과 효과를 규명한 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 공기청정기를 활용하여 국부적인 영역의 미세먼지 농도 저감 성능에 대하여 연구를 진행한 사례는 미비한 상태이다. 이에 본 연구에서는 미세먼지의 특성과 유해성을 고찰하고 인체가 호흡하는 영역을 정의하였다. 이와 함께 공기청정기를 활용하여 실내에서 변화하는 미세먼지 농도와 관계없이 재실자의 호흡을 통하여 흡입되는 미세먼지 농도를 저감시키고자 하였다. 이와 같은 재실자 중심의 공기질 제어의 효과 및 성능을 정량적으로 검토하기 위하여 챔버를 활용한 실험을 수행하였다. 실험을 위한 챔버는 성능평가를 수행하여 적절한 성능의 챔버인지 여부를 검증하였다. 이후 챔버 내부에 공기청정기를 설치하고 Case 및 시나리오를 통하여 재실자 중심의 미세먼지 저감 성능 검증 실험을 수행하였다. 본 연구의 내용의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 미세먼지는 입자의 크기에 따라 분류하고 관리하는데 이는 입자의 크기가 미세할수록 인체에 미치는 영향이 더 크고 유해하기 때문이다. 특히 인체가 입경 2.5 ㎛ 이하의 PM2.5 (초미세먼지)에 장시간 노출될 경우 호흡기를 통해 체내로 침투하여 호흡기 및 순환계를 통과하여 폐에도 직접적인 영향을 끼친다. 혈관을 따라 체내로 흡수되는 경우 뇌졸중, 심장마비 등의 치명적인 질병을 유발할 가능성이 있으며 발암물질로 분류되었다. 이에 따라 세계 각 국가와 기관에서는 미세먼지가 가지는 인체에 대한 유해성을 고려하여 미세먼지 권고기준을 발표하였다. 미세먼지가 인체에 끼치는 유해성에 고려하여 실내오염원에 관계없이 재실하는 인원의 호흡 영역을 중심으로 공기청정기를 운용하고 실내공기질을 제어 전략을 수립해야할 것으로 판단된다. 2) 다양한 변수를 제어된 환경에서 실험을 수행하기 위하여 챔버 실험을 제안하였다. 또한 본 8m³ 대형챔버가 실험에 적합한 성능을 갖추었는지 성능평가를 수행했다. 환기성능평가와 기밀성능평가를 통하여 적절한 성능의 챔버인지를 검토했으며 그 결과 적절한 성능을 갖추었다고 판단되었다. 성능평가를 마친 챔버 내에서 기존 상부토출 방식과 재실자 호흡역 중심 공기질 제어 방식을 비교 실험을 수행했으며 실험 결과를 통해 도출한 결론은 다음과 같다. 공기청정기를 통하여 재실자 호흡역 중심으로 실내공기질을 제어할 경우 호흡하는 위치 기준으로 기존의 상부토출 방식보다 미세먼지 농도가 저감되는 시간이 최소 10% 이상 줄어들었다. 또한 공간 내 다른 지점에서의 미세먼지 농도 저감 효과가 감소되지 않았다. 이에 따라 재실자 호흡역 중심 공기질 제어가 공간에 영향을 주지 않으면서 인체 중심으로 유의미한 미세먼지 농도 저감 성능을 보였다. 이와 함께 블레이드를 통하여 공기청정기의 기류를 조절할 경우에도 Cold draft로 인한 재실자의 불쾌감이 유발되지 않는 수준에서 충분한 성능을 보였다. 3) 실내 조건 및 상황에 따른 재실자 호흡역 중심 공기질 제어 방안의 효과 유무를 검토하기 위하여 8 m³ 챔버에서 시나리오를 통한 실험을 수행하였다. 실험 결과를 바탕으로 공기청정기 운용 방안을 제시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 공기청정기와 재실자 사이에 오염물질이 발생할 경우 공기청정기의 토출 공기가 오염물질을 수송하여 재실자 호흡역 위치에 미세먼지 농도를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 오염발생원을 특정할 수 있을 경우 공기청정기를 해당 위치에 설치하여 실내공기질을 제어할 수도 있으며 이와 같은 상황에서는 재실자 호흡역을 중심으로 공기질을 제어하지 않아도 무방하다는 결과를 얻었다. 또한 오염발생원과 재실자가 근접할 경우 재실자 호흡역 중심으로 공기청정기 블레이드를 통하여 신선공기를 토출하는 실험을 수행하였다. 이 실험을 통하여 인체 호흡역을 중심으로 미세먼지 농도를 효과적으로 저감시킬 수 있음을 검토했다. 이에 따라 재실자가 미세먼지를 발생시킬 수 있는 행동을 할 경우 공기청정기 블레이드를 활용한 호흡역 중심 공기질 제어만으로도 효과적으로 공기질을 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 오염발생원을 특정할 수 없는 경우에는 환기를 도입하여 실내공기질을 제어하거나 재실자의 위치를 추적하여 실내환경에 따라 공기청정기를 기존 상부토출 방식을 활용하여야 한다.

신축 공동주택의 실내 공기질에 관한 기초 연구

문경식 동명정보대학교 건축대학원 2005 국내석사

Purpose of this study is to present basic data about IAQ of new construction apartment house measuring and analyze concentration reduction degree of pollutant measuring concentration of formaldehyde and volatility organic compound among indoor pollutant of apartment house which is newly built on present domestic through investigation of characteristic and domestic of indoor air pollution source, standard of outside the country IAQ administration law etc. and constructs material for concentration reduction. This study wish to quote basic data about IAQ of new construction apartment house through concentration measurement of pollutant after construct reduction material by countermeasure for reduction of concentration measurement and pollutant of indoor pollutant of new construction apartment house. Is same wave and next time that execute measurement of concentration after concentration and reduction material construction of formaldehyde and volatile organic compounds that happen on indoor choosing sample house of new construction apartment house. 1. Formaldehyde. Concentration Test of Formaldehyde reduced to 0.01~0.02ppm as increase and decrease of concentration is repeated after reduction material construction than norm 0.1ppm(120㎍/㎥) of concentration reduction material construction ago on concentration results of measurements indoor of formaldehyde. Concentration decrease percentage of formaldehyde reduced 78~82% after reduction material construction. 2. Volatile Organic Compounds Concentration 8~10 ship High concentration of toluene standard 0.1ppm(500㎍/㎥) of advice standard Test and there was no increase of concentration than reduction material construction ago after reduction material construction reduction material construction ago on concentration results of measurements indoor of volatile organic compounds but change deflection of concentration appeared greatly. But, concentration decreased to 85~99% in concentration decrease percentage. Formaldehyde and Volatile Organic Compounds among indoor pollutant of new construction apartment house concentration change of pollutant was concentration decrease about 78~99% through fluctuation after reduction material construction through measurement and concentration reduced greatly by same time of ventilation. This is considered that can increase reduction effect if secure plenty amount of ventilation after reduction material construction. 본 연구는 실내 공기 오염원의 특징과 국내·외 실내 공기질 관리법의 기준 등의 조사를 통하여 현재 국내에서 신축되는 공동주택의 실내 오염물질 중 포름알데히드와 휘발성유기화합물의 농도를 측정하고 농도 저감을 위한 물질을 시공하여 오염물질의 농도 저감 정도를 측정, 분석하여 신축 공동주택의 실내공기질에 관한 기초 자료를 제시하고자 한다. 실내에서 발생하는 오염물질의 종류와 특징을 조사하였으며 특히 포름알데히드는 강한 자극적인 냄새를 내며 가연성 무색기체로 물에 잘 녹고 살균방부제에 이용되며 주로 건축 마감재나 가구 접착제, 단열재, 원목, 가죽쇼파에 사용되는 방부제인 붕산염, 색을 내는 염화메틸렌 등과 집안에서의 흡연이나 방향제, 살충제와 플라스틱 제품 등의 사용으로 포름알데히드의 방출량이 늘어나고 있으며 포름알데히드와 함께 실내공기질에 영향을 많이 주는 휘발성유기화합물(VOCs)은 도장시설, 정유사 및 저유소의 저장시설, 주유소, 세탁소, 인쇄소등에서 많이 오염물질을 배출하게 되며 스프레이나 페인트, 접착제, 흡연, 운전 등에서도 배출이 된다. 이러한 여러 가지 휘발성 유기화합물을 합쳐서 총휘발성유기화합물(TVOC)이라하고 대표적인 물질로는 톨루엔, 벤젠, 에틸벤젠, 자일렌 등이 있다. 이들 오염물질을 효과적으로 관리하기 위하여 현재 국내에서 시행되고 있는 다중이용시설 등의 실내 공기질 관리법은 2003년 5월 29일 입법되어 1년 경과 후 2004년 5월 30일부터 시행하는 법으로써 지하생활공간 공기질 관리법에서 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법으로 변경 된 것이다. 포름알데히드는 유지기준에 속하는 것으로 120(㎍/㎥)을 유지해야 하며 권고기준에 속하는 휘발성유기화합물은 500(㎍/㎥)으로 권고기준을 만족해야 한다. 환경부에서 고시한 공정시험 방법은 30분 환기, 5시간 밀폐, 30분간 측정 하는 것으로 한다. 신축 공동주택의 실내 오염물질의 농도 측정과 오염물질의 저감을 위한 대책으로 저감물질을 시공 후 오염물질의 농도 측정을 통하여 신축 공동주택의 실내공기질에 관한 기초 자료를 제시하고자 신축 공동주택의 샘플하우스를 선정하여 실내에 발생하는 포름알데히드와 총 휘발성유기화합물의 농도와 저감물질 시공 후 농도의 측정을 실시한 결과 다음과 같다. 1. 포름알데히드 포름알데히드의 농도 측정 결과 실내에 저감물질 시공 전 농도는 기준치 0.1ppm(120㎍/㎥)보다 낮은 농도가 검출되었고 저감물질 시공 후 농도의 증감이 반복되면서 0.01~0.02ppm까지 감소되었다. 포름알데히드의 농도 감소 백분율은 저감물질 시공 후 78~82% 감소하였다. 2. 휘발성유기화합물 휘발성유기화합물의 농도 측정 결과 실내에 저감물질 시공 전 농도는 권고기준의 톨루엔 기준 0.1ppm(500㎍/㎥)의 8~10배 높은 농도가 검출되었으며 저감물질 시공 후 저감물질 시공 전보다 농도의 증가는 없었으나 농도의 변화 편차가 크게 나타났다. 그러나 농도 감소 백분율에서는 85~99%까지 농도가 감소하였다. 신축 공동주택의 실내 오염물질 중 포름알데히드와 총 휘발성유기화합물을 측정을 통하여 저감물질 시공 후 오염물질의 농도 변화는 증감을 통해 78~99% 정도 농도 감소가 있었으며 환기의 병행으로 농도가 크게 감소되었다. 이는 저감물질 시공 후에도 충분한 환기량을 확보하면 저감 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 사료된다.