공기청정제품, 자연 및 기계환기방법 등 환기설비(제어) 관리 현황

□ 공기청정제품은 공기에 포함되어있는 오염물질을 필터, 이온, 전기집진, 흡착 등의 방법을 적용하여 신선하고 깨끗한 공기로 정화시켜주는 장치 이며, 입자상오염물질 및 일부 가스상 오염물질에 대한 적용이 가능함.

◦ 공기청정제품의 활용도의 경우 자연 및 기계환기방법 등에 따른 제어 가 어려운 환경 즉, 깨끗한 외기 도입이 어려운 황사, 스모그, 오염물질 배출 과다 지역의 건물 등에 적용 시 그 활용도가 뛰어남.

□ 현재 입자상 오염물질 뿐만 아니라 흡착 및 이온 등을 이용하여 가스상 오염물질의 저감이 가능한 제품도 시판되고 있는 상황이며, 그간 사례 연 구 등을 통해 공기청정제품을 통한 실내공기오염 저감이 체감할 수 있는 기술수준에 도달했다고 할 수 있음.

◦ 따라서 본 연구 대상 시설인 어린이집, 유치원 시설에 공기청정제품의 적용은 상당히 효과적이라 할 수 있으며, 실내 오염물질 배출 특성과 기류 등 본 적용대상 시설의 특성을 반영하여 설치 위치 선정, 오염물 질 부하량, 활동도를 고려한 공기청정제품 용량(크기) 산정 등을 통해 보다 효율적인 관리 방안 마련이 필요함.

□ 현재 실내 공기청정기에 대한 다양한 연구와 실험을 통한 관리방안이 이 루어져 있으며, 주기능인 집진성능을 향상시키기 위한 고성능 필터의 개 발 및 이들의 효율적인 관리방안 뿐만 아니라 항균, 살균 및 유해물질 제 거 등과 같은 다양한 연구로 인한 어린이집 및 유치원 등과 같은 공공시 설의 활용에 소비되고 있음.

◦ ‘자연환기+공기청정기’, ‘기계환기+공기청정기’ 등 다른 환기시설과 복

구분 친환경 건축물 인증제도

제도 성격 10,000㎡의 공공기관 발주 건축물의 경우 의무, 그외 자발적 인센티브 지방세감면, 환경개선부담금 경감, 건축기준완화, 서울시 인증비용

지원, 서울시 용적률 완화

합적으로 사용 시 오염물질 저감에 대한 추가적인 연구 및 실태 평가를 통해 향후 본 연구 대상 시설인 어린이집, 유치원의 쾌적하고 안전한 수 준의 실내공기질을 제공할 수 있는 제도적 방안이 마련되어야 함.

공기정화기술 공기정화원리

필터식

이온식

전기집진식

자료: 1) 코웨이 공기연구소 filter 테크놀로지 홈페이지. https://www.cowayairlab.co.kr/airla b/?btn=PC-gnb-airlab에서 2017. 10. 30. 인출.

2) 설용건·김현종(2004). 광촉매 복합 공정을 이용한 실내 공기 청정기 개발에 관한 연 구. 환경부·연세대학교·한국환경기술진흥원, p. 32.

3) 특허청 보도자료(2014. 1. 28.). 인체의 적(敵), 초미세 먼지 잡는다! http://www.kip o.go.kr/kpo/user.tdf?seq=13213&c=1003&a=user.news.press1.BoardApp&board_id=p ress&catmenu=m03_01_02에서 2017. 10. 30. 인출.

〔그림 Ⅴ-3-1〕공기정화기술 원리

가. 공기청정제품 내용 소개 및 분석

□ 세계보건기구(WHO) 자료에 따르면 2014년 기준, 전 세계에서 실내공기 오염으로 인한 조기사망이 200만 명에 이르는 것으로 보고함(나도백, 2015).

◦ 그 중 대부분은 개발도상국에서 발생하고 절반 이상은 5세 미만 어린 이들이 폐렴에 의한 사망이라 밝혀지고 있음(나도백, 2015).

◦ 이러한 실내공기질의 오염물질 저감 및 쾌적성을 유지하기 위한 하나 의 수단으로 공기청정기의 사용이 증가하고 있으며, 세계적으로 볼 때 공기청정기 보급률(2014년 기준)은 유럽(42%)를 제외한 미국이 27%, 일 본과 한국이 17%, 중국 1% 미만으로 아직도 공기청정기 시장은 시작 단계이지만 중국의 심각한 스모그는 향후 시장 성장에 가장 큰 요인으 로 등장할 전망임(나도백, 2015).

□ 국내의 경우 공기청정기의 시장 규모는 2005~2010년 기준 6년간 12.2%의 높은 성장률을 기록하였으며, 향후 계속적으로 증가하고 있음(차성일·서경 호, 2016).

◦ “공기청정기 성능 기준 마련 및 적정관리 방안 연구(김용진·한방우·홍 원석·김학준, 2006)”를 살펴보면, 공기청정기는 실내공간(어린이집 및 유치원)에서 공기의 오염정도에 따른 오염발생량, 건물의 밀폐도, 환기 와 공기조화체계 뿐만 아니라 실외의 대기오염 농도와 오염원의 위치 그리고 기상학적 인자와 지형학적인 인자 등에 의하여 영향을 받음.

□ 공기청정기는 오염물질 제거방식에 따라 크게 기계식과 전기식 및 복합 식으로 구분됨(김용진·한방우·홍원석·김학준, 2006).

◦ 기계식은 다시 건식의 필터식과 습식으로 구분할 수 있는데, 필터식은 집진 필터와 활성탄 필터를 사용하여 집진과 탈취를 하는 공기청정기 이며 습식은 물을 분무하여 먼지와 유해물질을 제거하는 공기청정기를 말함(김용진·한방우·홍원석·김학준, 2006)..

◦ 전기식은 코로나 등의 고전압을 이용 분진을 하전시켜 집진판에 집진

시키고 유해물질을 제거하는 전기집진식 공기청정기를 말하고, 기계식 과 전기식의 기능을 복합한 것을 복합식 공기청정기라고 함(김용진·한 방우·홍원석·김학준, 2006).

□ 실내용 공기청정기에 가장 적합하다고 판단되는 집진 방식은 여과식 집 진 방식이라 할 수 있음(김용진·한방우·홍원석·김학준, 2006).

◦ 이것은 실내환경의 청정화를 목적으로 함에 따라, 담배연기, 먼지, 세균 등과 같은 저농도의 미세입자 포집이 주목적임(김용진·한방우·홍원석·

김학준, 2006).. 여재식 집진법, 특히 HEPA 필터가 저농도의 서브미크 론(Sub-micron)입자를 상당히 높은 포집효율(99.97% 이상)로 포집할 수 있음(김용진·한방우·홍원석·김학준, 2006)..

□ 공기청정기의 주요 성능과 동향은 대략 6가지로 나뉘며, 다음과 같음.

1) 적용면적(분진청정화능력)

◦ 공기청정기의 주 기능은 실내공기 중 입자상 물질을 제거하여 실내공 기를 깨끗하게 유지하는 것으로 청정능력은 실내에 설치하였을 때 1시 간당 1회 자연환기조건으로 10분간 가동시켜 실내 먼지입자(입자사이즈 0.3㎛ 기준) 농도를 초기농도의 50%로 낮출 수 있는 실내면적으로 정의 하고 있으며, 실내 천정높이가 2.4m인 때 면적으로 적용면적을 산출함 (김종원·이병현, 2016).

2) 탈취성능

◦ 각종 생활냄새(음식냄새 등) 및 건축자재나(벽지, 페인트, 합판 등 건물 의 내장재), 가구에서 발생하는 유해한 휘발성유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds) 중 특별히 인체에 유해한 물질은 법률로 규정하 여 그 배출량을 규제하고 있음(김종원·이병현, 2016).

◦ 초기농도 10ppm으로 주입하고 공기청정기를 30분간 가동한 후 제거효 율로 평가함(김종원·이병현, 2016).

3) 오존발생량

◦ 집진, 탈취, 살균 등 고전압을 사용하는 경우 오존이 발생하는데 공기 청정기의 경우 0.05ppm 이하로 규제하고 있으며, 공기청정기의 정격풍 량(최대풍속)으로 24시간 동안 가동하여 오존농도를 측정하여 평가함 (김종원·이병현, 2016).

4) 소음

◦ 소음의 경우 주로 풍량과 밀접한 관계가 있으며, 풍량은 청정능력과 관 계가 있다. 소음은 공기청정기의 전, 후, 좌, 우, 윗면으로부터 각 1m 떨어진 거리에서 소음을 측정하고 평균치를 구한 결과로 평가함(김종 원·이병현, 2016).

5) 소비전력량

◦ 소비전력량은 24시간 가동하는 전자기기의 경우 구매에 있어서 중요한 사항이며, 공기청정기의 경우 대부분 취침, 터보, 황사, 꽃가루 등 다양 한 기능을 포함하는 경우가 많으므로 각 기능(모드)에 따른 소비전력이 달라지므로 각 제품에 대하여 분진(먼지)제거 능력 시험 시 적용된 모 드에서 사용되는 소비전력을 측정함(김종원·이병현, 2016).

6) 특수성능(향균 및 살균)

◦ 최근 메르스 및 신종플루 등 공기 등을 통한 바이러스성 호흡기 질병 들이 유해하면서 향균이나 살균에 대한 관심도가 높아졌고 이오나이저 기술 등 다양한 기술들이 적용되고 있지만 실제 사용자가 체감하지 못 하는 사례가 빈번함(김종원·이병현, 2016).

◦ 따라서 현재에는 그 성능이나 기준, 규격 등을 통해 평가할 수 있는 방 안의 활성화가 필요한 실정임(김종원·이병현, 2016).

□ 이러한 장점(표 Ⅴ-3-1 참조)과 실내공기질의 관심이 높아지면서 실내공기질의 향상과 쾌적한 환경을 제공하기 위해 공기청정기가 판매 및 보급되었으며, 초 기(과거)에는 높아진 관심에 따른 소비자의 기대 요건을 충족시키지는 못함.

◦ 2000년대 후반부터 공기청정기의 필요성이 높아졌으며, 이는 미세먼지

◦ 이산화탄소(CO2), VOCs, 폼알데하이드(HCHO), 이산화질소(NO2), 아황 산가스(SO2), 일산화탄소(CO) 등의 유해가스와 사람에게 불쾌감을 일으 키는 냄새 물질을 포함하는 가스상 오염물질이 있음.

◦ 이에 대한 대응 기술인 입자상 오염물질을 제거 및 저감하기 위한 필 터를 활용한 여과기술과 정전기력을 이용하는 집진기술이 대표적이며, 가스상 오염물질의 경우 다공성물질 및 활성탄을 활용한 흡착, 희석환 기/탈취 및 유해가스 제거 기술 등이 있음.

□ “A사 공기청정기를 이용한 어린이집 집중현장 적용 활용 성능평가(고려 대학교, 2013)” 연구 결과, Fisk와 Rosenfeld(1997)와 정량적인 성능 평가 에서의 차이는 있지만 유사한 경향으로 평가됨.

◦ 먼저 날씨에 따른 PM10 농도 비교에서 스모그가 발생한 날이 맑은 날 에 비해 약 130.3% 정도 실외 미세먼지가 증가하는 것으로 조사된 바 있음(고려대학교, 2013).

◦ PM2.5의 경우 스모그가 발생한 날과 맑은 날과의 비교에서는 약 78.2%

증가한 수치가 확인되었으며, 중국발 스모그 및 황사 시 공기청정기 및 필터링 등의 오염물질 저감 장치의 사용이 필요할 것으로 판단됨(고려 대학교, 2013).

자료: 고려대학교(2013). A사 공기청정기를 이용한 어린이집 집중현장 적용 활용 성능 평가, 최종발표자료, p. 66.

〔그림 Ⅴ-3-2〕날씨에 따른 어린이집 PM10, PM2.5 실외 농도 비교

□ 날씨에 따른 어린이집 TBC(총부유세균: Total bacterial counts), SDAC(진 균: Sabouraud dextrose agar count）실외 농도 비교의 경우,

◦ 총부유세균의 날씨별 비교에서는 스모그가 발생한 두 부유세균 농도가 13.2% 증가하고 있으며, 부유진균의 경우에도 약 21.6% 증가하는 경향 이 있으므로 미세먼지 증가 및 다른 외부 영향에 의해 총 부유세균 및 진균류가 증가하는 것을 확인할 수 있었음(고려대학교, 2013).

자료: 고려대학교(2013). A사 공기청정기를 이용한 어린이집 집중현장 적용 활용 성능 평가, 최종발표자료, p. 67.

〔그림 Ⅴ-3-3〕날씨에 따른 어린이집 TBC, SDAC 실외농도 비교

〔그림 Ⅴ-3-3〕날씨에 따른 어린이집 TBC, SDAC 실외농도 비교