거실, 욕실, 화장실 등의 환기!

1. 오염물질의 평가

(1) 공기오염 물질의 설계 기준농도

환기설비를 설계할 때, 필요환기량은 실내에서 발생하는 오염물질의 종류별로 모든 오염물질이 설계 기준농도 이하로

유지시켜야 하므로 각 오염물질의 발생량이 최대인 경우를 가정하여 필요환기량을 평가한다.

그러므로 본 기준은 개별적 오염물질의 농도를 제한할 수 있는 단독지표와 각종 오염물질의 허용농도를 감안하여

이산화탄소를 대표 오염물질로 하여 제한하는 종합지표로 구분된다.

즉, 이산화탄소가 건강에 영향을 미치는 대표 유해물질은 아니지만 실내에서 발생되는 각종 오염물질의 발생량을

정량적으로 평가하기 어려운 경우에 이산화탄소의 농도가 일정농도이하로 유지되면 그것에 비례하여

다른 오염물질의 농도가 유지기준이하로 나타나는 것으로 예측할 수 있다.

그러므로 실내에서 발생되는 모든 오염물질의 발생량을 정량적으로 알고 있으며,

그 오염물질의 설계 기준농도가 설정된 경우에는 종합지표로 이산화탄소의 기준농도인 1,000ppm을 이용하지 않고,

이산화탄소 자체의 건강영향 기준농도인 3,500ppm을 이용한다.

단독지표를 활용하여 필요환기량을 산정할 경우, 각 오염물질의 발생률, 유지기준 농도 및 외기농도를 활용하여

실내에서 발생되는 각 오염물질의 농도를 허용치 이하로 유지시킬 수 있도록 풍량을 산정한 후,

가장 큰 풍량을 필요환기량으로 산정한다.

(2) 실내공기 오염물질의 유지기준

본 기준에서 실내공기 오염물질의 농도를 낮추기 위해 필요한 환기량을 산정할 때 고려하는 실내공기 오염물질은

이산화탄소, 일산화탄소, 부유분진, 포름알데히드 및 총 부유세균의 5종류이며, 이들의 허용농도는

다중이용 시설 등의 실내공기질 관리법에서 제시하고 있는 표 3.2와 같다.

 

표 3.2 실내공기 오염물질의 유지기준

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(3) 실내공기 오염물질의 권고기준 : 실내 공기오염물질의 유지기준과 달리 본 기준에서 표 3.3에 표기한

공기 오염물질의 권고기준은 이산화질소, 라돈, 오존, 석면의 4종류이다.

실내공기 오염물질의 권고기준은 본 기준에서 정의하는 유지 기준에는 포함되지 않지만,

외국에서는 실내 환경기준을 설정하여 제한하고 있기도 한다.

 

표 3.3 실내 공기오염물질의 권고기준

 

(4) 외기의 오염물질

외기의 이산화탄소의 농도는 건축물의 위치에 따라 크게 차이난다.

청정 지역에서는 350ppm 보다 낮고, 자동차 혹은 난방용 연소장치를 많이 가동하는 도심에서는 이 값보다 현저히 높다.

또한 외기는 연소발생 물질에 포함되어 있는 질소 산화물질을 포함하고 있다.

유럽에서는 이러한 물질에 대한 제한값을 제시하고 있으므로 별도의 고려가 필요하다.

또한 외기의 조성이 주되게 변하는 물질은 수증기이다.

국내에서는 이 값이 상대습도로 표현할 경우 겨울은 25～35%의 습도를 유지하며,

여름은 55～70% 정도의 높은 습도를 유지하므로, 고려해야 할 제한 사항으로 판단된다.

외기조건은 국내에서 대기질 관리법에 따라 규정된 5가지 오염물질에 대한 대기 환경기준을 기본적으로 고려하여

실내에 도입되는 외기질을 표 3.4에 제시된 허용농도 이하로 유지하도록 관리해야 한다.

표 3.3 실내 공기오염물질의 권고기준

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(5) 외기의 오염물질 제거

외기를 도입할 때에는 필요에 따라 공기여과기를 사용하여 외기에 포함된 입자상,

가스상 오염물질 등을 제거한 후 실내로 공급한다.

각 환기방식에 따라 사용되는 공기여과기의 적용 가능성 및 관계법규에 따른 규제를 함께 검토한 후,

다음 사항을 고려하여 공기여과기를 선정한다.

1) 입자상 오염물질의 제거 : 모든 환기시스템에는 외기에 포함된 입자상 오염물질을 제거하기 위해

중성능 이상의 공기여과기(air filter)나 정전식 집진기가 설치되어야 한다.

공기여과기의 경우 KS B 6141에서 정의된 형식 2이상의 효율을 보유한 여과기를 설치한다.

중성능 공기여과기의 수명을 연장하기 위하여 여과기의 앞부분에 집진효율이 낮은 프리필터를 설치하도록 권장한다.

2) 가스상 오염물질의 제거 : 외기에 포함된 가스상 오염물질을 제거하기 위해 입상 또는 섬유상 활성탄 여과기,

광촉매 허니콤 여과기, 이온교환수지 여과기 등을 사용할 수 있으며,

대상 가스상 오염물질에 대한 제거효율이 명시된 여과기를 사용할 것을 권장한다.

3) 생물학적 오염물질의 제거 : 외기에 포함된 생물학적 오염물질은 보통 입자상 오염물질 제거용 공기여과기,

정전식 집진기나 자외선 살균기등에 의해 제거된다.

생물학적 오염물질을 제거하기 위해 자외선 살균, 가열 살균, 오존 살균 등의 방법을 이용할 수도 있다.

진균 등의 서식을 방지하기 위해서는 외기를 도입하는 덕트내 공기의 상대습도를 70% 이하로 유지하는 것을 권장한다.

4) 팬의 처리풍량

5) 공기여과기의 성능(여과효율, 압력손실 등)

6) 초기투자비 및 유지관리비

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2. 거실, 욕실, 화장실 등의 환기

(1) 일반사항

환기는 실내에서 발생하는 오염물질을 희석시킨 후 배출시키기 위해 수행된다.

오염물질을 희석하기 위해 요구되는 환기풍량을 계산할 때 다음 사항을 가정한다.

1) 오염물질의 발생은 정상상태 조건으로 가정한다.

2) 신선외기와 오염물질은 완전 혼합되는 것으로 가정한다.

(2) 환기 방식 및 환기량에 대해서는 원칙적으로 표 3.5에 표시하는 값을 따른다.

(3) 기계 환기방식에 의한 경우, 거실에 재실하는 인원 1인당 외기량은 25㎥/hr로 한다.

다만, 창문이 없는 거실의 경우, 바닥면적당 2㎥/hr이상의 풍량을 유지한다.

(4) 창문이 없는 거실에서 환기상 유효한 공기조화설비가 없는 경우에는

원칙적으로 강제급기 · 강제배기형 환기설비를 설치한다.

 

표 3.5 부속실의 환기방식

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(5) 회의실, 대합실 등 다중이 모이는 실에는 원칙적으로 단독으로 운전할 수 있는

강제급기 · 강제배기형 환기설비를 설치한다.

(6) 창틀과 출입문 주변에 형성된 틈새(crack)와 건물 외피구조의 결합부위에 형성된 틈새를 통하여

제어할 수 없는 공기의 유입은 침입외기로 정의된다.

침입외기는 실 전체의 환기율 향상에 기여하지만 침입 외기량을 제어할 수 없기 때문에 유용하게 사용하는 것은 제한적이다.

침입외기가 유입되는 유동 경로를 명확히 정의하기 어렵지만 공동주택에서 발생하는 누기율 시험을 수행하여

침입 외기량을 계산한 후, 환기시스템의 배기량을 결정하여 실내를 가압해야 한다.

(7) 실내로 도입되는 외기량은 실내에서 오염된 공기 배출량만큼 공급되어야 하므로,

일반적으로 환기 대상 공동주택에 적합한 외기 도입구와 실내 오염물질 배출구를 설치하여야 하며

빗물이 유입되지 않도록 루버를 설치한다.

또한 도입구와 배출구의 크기는 통과풍속이 표 3.6의 기준에 적합하면서

허용소음값이 40dB(A) 이하의 소음기준을 유지하도록 충분한 유효개구율을 확보한다.

 

표 3.6 급배기구의 유효 개구면 풍속과 개구율

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(8) 환기를 수행할 때 제한사항은 기류에 의한 불쾌감이 없도록 해야 한다.

이러한 열적 불쾌감은 온도 및 기류속도와 관계되므로, 기류 불 만족도를 감소시킬 수 있는

권장 기류속도는 0.1m/s 이하이다.

기류속도가 0.1m/s 이상으로 유지되는 장소는 기류에 의한 콜드드래프트(cold draft)가 발생될 것으로

예측되는 경우에는 급기온도를 높일 수 있는 가열기를 설치하여야 된다.

또한, 재실영역의 기류속도가 0.3m/s 이상인 경우는 여름을 제외하고는 적용할 수 없다.

(9) 욕실의 환기는 다음과 같이 한다.

1) 작은 욕실의 환기는 원칙적으로 장의 개폐 또는 가능한 갤러리에 의한 자연환기로 한다.

2) 부득이 기계 환기를 해야 할 경우에는, 내식성을 가진 덕트 및 송풍기를 사용한다.

또 이 경우에는 결로 방지를 위해 송풍기는 상시 운전한다.

3) 탈의실은 원칙적으로 환기를 한다. 한냉지에서 급기는 가열한 공기를 공급한다.

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3. 필요환기량의 산정

필요 환기량은 환기목적에 맞게 계산식에 의해 산출한 값, 또는 환기회수에 의해 산출한값으로 한다.

(1) 거실에 필요한 유효 환기량 Q [㎥/hr]

공공청사 등의 거실 환기량은 다음 식으로 구한다.

Q = 25 × N

여기서, N : 재실인원

(2) 인체에서의 필요 환기량

인체에서 발생하는 이산화탄소 발생량을 이용하여 실내의 필요 환기량을 평가할 때 표 3.7의 자료를 활용하여 산정한다.

 

표 3.7 이산화탄소 발생량과 필요 환기량

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4. 환기설비시스템의 설계

(1) 환기방식의 선정

공동주택의 환기를 위해 적용되는 환기시스템은 하나 혹은 그 이상의 급기와 배기팬, 덕트 및 제어장치가 조합되어 구성된다.

공동주택에 적용되는 환기방식은 그림 3.1에 구분된 바와 같이 3종류의 환기방식을 단독 혹은 조합하여 적용할 수 있다.

실내압력을 임의로 조절할 수 있는 강제급기 · 강제 배기시스템은 오염물질을 균일하게 발생하는 공간에 적용한다.

그러나 불규칙하게 특별한 오염물질이 발생되는 공간은 오염물질을 적극적으로 배출하기 위해

강제 배기·자연 급기시스템을 적용하고 이러한 실에 인접한 공간은 그 실의 환기성능을 양호하게 유지하기 위해

가압 기능을 보유한 강제급기 · 강제 배기시스템 혹은 강제급기 · 자연 배기시스템을 적용하도록 권장한다.

(2) 환기풍량

본 기준의 표 3.5에서 제시된 환기 풍량을 실별로 구분하여 계산한 후,

합산하여 환기시스템에서 처리하는 총 풍량으로 산정한다.

또한 대부분의 실은 침입 외기량을 예측하여 급기풍량보다 배기풍량을 적게 유지하여

공동주택 전체를 가압할 수 있도록 권장하는 것이 좋다.

환기시스템의 선정에 필요한 환기풍량은 전체 급기량과 전체 배기량 중에서 큰 값으로 산정해야 되며,

본 기준에서 제시된 풍량보다 적게 유지되지 않도록 한다.

국소환기 시스템은 간헐적으로 운전되는 환기시스템이 효과적으로 오염물질을 배출하기 위해서는

팬의 처리풍량을 산정할 때, 표 3.8에 표기된 환기팬이 운전된 비율에 따른 환기효율을 다음 식으로 산정한다.

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만약 간헐운전 환기시스템의 운전 지속시간이 3시간 이상인 경우는 환기효율이 1.0이다.

(3) 환기 시스템 형식의 제한사항 :특수한 기후를 가진 경우는 아래와 같은 환기방안을 적용해야 한다.

단, 건물구조에 투습현상이 발생하지 않도록 설계된 경우에는 아래와 같은 환기방안을 적용하지 않아도 된다.

1) 고온다습한 기후 : 고온 다습한 기후에 적용된 환기시스템에서 배기되는 풍량은 1.26 ㎥/(hr·㎡)을 초과할 수 없다.

2) 혹한 기후 : 외기 도입량이 1.26 ㎥/(hr·㎡)을 초과하는 환기시스템을 적용할 수 없다.

 

표 3.8 간헐운전 환기팬의 운전비율에 따른 환기효율

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(4) 주거공간의 압력조건

1) 압력 상승 제한 : 환기시스템이 최소환기량으로 작동될 때 주거공간의 압력상승은 10Pa 이하로 유지되도록 한다.

2) 압력 감소 제한 - 최소환기량 작동 : 최소환기량에서 환기시스템의 작동으로 인해 외부와 상대적으로 10Pa 이상

주거공간의 압력을 감소시키지 않도록 한다.

3) 압력 감소 제한 - 기준 배기량 조건 : 반 밀폐형 조리장치가 설치된 주거공간에 대해서 기준 배기조건에서의

환기시스템의 작동이 외부와 상대적으로 장치가 공인된 인증기관이 인증한 값,

혹은 제조자가 명시되거나 인증, 또는 정의된 값이 없다면 5Pa 이상 압력을 감소시키지 않도록 한다.

(5) 덕트 치수의 선정

본 기준에서 필요로 하는 풍량은 풍량 측정장비에 의해 시험과정을 거친 환기시스템에 의해 담당하게 될 것이다.

덕트에서 발생하는 허용 압력강하가 62.5Pa인 경우 덕트 치수는 표 3.9와 같이 선정한다.

단, 허용압력강하가 62.5Pa보다 높거나 낮게 유지되는 경우는 허용압력 손실수두를 급기덕트의 경우,

0.98Pa (0.1mmAq/m), 배기덕트의 경우 0.78Pa (0.08mmAq/m)로 가정하여 덕트 치수를 선정하도록 권장한다.

표 3.8 간헐운전 환기팬의 운전비율에 따른 환기효율

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(6) 팬의 선정기준

1) 일반사항 : 환기시스템에 적용되는 부속품은 대다수가 인정하는 시험인증 공인기관에서 제공하는

성능시험 인증등급을 활용하여 선정한다.

시스템과 장비설치는 제작사의 설계요구와 설치지침에 일치하도록 실시하여야 한다.

급기 및 배기팬은 실내 허용 음압에 적합하게 선정하며 KS B 6361에 따라 시험된 제품을 선정한다.

단, 공조시스템에 설치되는 공조기와 팬이 원거리에 설치된 경우는 소음기준을 적용할 필요가 없다.

이러한 예외사항에서 언급된 원거리에 설치된 팬은 거주공간, 욕실, 화장실의 외부에 설치되는 것을 의미한다.

원거리에 설치된 팬과 외기도입용 그릴 사이에 설치되는 덕트의 이격거리는 최소한 1m 정도 유지한다.

2) 상시 운전용 환기팬 : 환기팬이 상시 운전되는 경우 최대 소음레벨은 50dB(A)이하로 선정한다.

3) 간헐 운전용 환기팬 : 환기 처리풍량이 720㎥/hr 이하인 경우 최대 소음레벨은 55dB(A) 이하로 유지한다.

(7) 제연설비

화재는 다량의 연소 발생물질을 발생시킨다.

즉, 고온의 가스는 독성을 포함한 연기입자를 이송시키며 이러한 물질을 화재 발생물질이라고 정의한다.

현재 소방법에서는 환기설비 시스템이 제연활동을 하도록 제한받지 않으므로 추후 소방법이 변경될 경우 추가적으로 고려한다.

(8) 필요 환기량의 제어

환기시스템은 3절에서 산정된 유지기준에 적합하게 외기를 도입해야 한다.

환기를 위해 도입되는 외기의 유입은 에너지의 손실을 발생시킨다.

그러므로 에너지 절약 관점에서 오염물 질의 농도변화에 따라 환기풍량이 변화되도록 제어를 한다.

이러한 관점에서 제어방법은 실내에서 오염물질의 발생조건에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.

1) 오염물질이 재실자만으로 발생되는 경우 : 오염물질이 재실자만으로 발생하게 되면 부재중에 오염물질 농도가

저하한다고 판단할 수 있으므로, 환기시스템의 운전을 재실 개시 후,

실내 오염물질 유지기준에 도달할 때까지 지연시킬 수 있다.

2) 오염물질이 재실자와 관계없이 발생하는 경우 : 실내공기의 오염이 재실자보다 건자재 등에서 지배적으로

영향을 받는 경우는 환기운전 정지 시에 실내 오염농도가 유지기준 이상으로 유지될 수 있으므로,

재실에 앞서 환기장치를 운전하여 오염물질 농도를 감소시켜야 한다.

(9) 환기시스템의 제어에 관련된 세부적인 제어방법은 다음과 같다.

1) 환기시스템은 필요 외기량의 제어시 최소풍량은 침입외기의 방지를 위하여 실내에 대한

가압을 최대풍량의 40%-60% 범위로 제한하도록 권장한다.

2) 환기시스템은 시스템을 거주자가 직접 조작하여 제어할 수 있는 장치를 갖춰야 한다.

3) 거주자가 사용할 제어장치는 쉽게 접근할 수 있어야 하고 용도가 자세히 설명된 사용설명서가 준비되어야 한다.

4) 사용하기가 용이한 제어보조 장치를 건물주에게 제공하고 국소배기 팬 스위치와 환기팬 구동 스위치는

보조 수동장치 제어가 가능하도록 구성되어야 한다.

또한 환기팬 구동 스위치를 포함한 제어기는 사람들이 인식하기 쉽도록 적절하게 표기되어야 한다.

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