[투데이에너지 홍시현 기자] 현대인의 하루 24시간 중 약 90%에 해당하는 대부분의 시간을 직장, 가정 등과 같은 실내 공간에서 생활하고 있다. 실내 공간에 머무르는 시간이 길어질수록 실내 공기질은 생활에 긍정적, 부정적 영향을 미친다. 실내 공기질이 나쁘면 집중력이 떨어지고 호흡기 질환 등 질병을 유발 또는 악화시킨다. 실내 공기질의 중요성은 최근 몇 년간 급부상하며 환기설비 및 공기청정기 등 관련 산업의 성장을 이끄는 주요 원동력이 됐다. /편집자 주
■ 환기
환기는 실내의 공기를 외부의 공기와 교환한다는 의미다. 일반적인 환기의 목적은 실내의 오염된공기를 외부의 공기와 교환함과 동시에 열이나 습기 등의 제거이다.
환기를 위해 창문이나 환기통 등을 이용하는 자연환기와 송풍기나 환풍기를 사용하는 기계식환기(강제환기)를 사용한다.
오염된 공기는 장소의 사용목적상 부적당한 냄새·연기·먼지·세균·습기·가스 등이 일정한도 이상 포함된 공기를 말한다. 사람이 있는 실내의 공기상태의 좋고 나쁨의 판단에는 그 공기 중의 탄산가스(이산화탄소)의 농도를 지표로 사용한다.
이산화탄소 그 자체가 인체에 유해한 것이 아니라 실내의 사람의 호흡에 의해 이산화탄소의 농도가 증가함에 따라 산소량은 감소되고 냄새의 증가 등으로 전반적인 공기의 상태가 나빠진다.
■ 자연환기
자연환기는 풍력을 이용한 풍력환기와 실내·외의 온도차를 이용한 중력환기가 있다. 바람이 불어오는 쪽의 창으로부터 외기가 들어와서 반대쪽 창으로 실내의 더러워진 공기를 배출해 교환된다. 그러나 바람은 일정하지 않고 지속적인 강도와 풍향의 변화로 풍력환기로는 일정한 환기량을 유지하기는 어렵다.
중력환기는 실내의 온도가 외부보다 높을 때에는 그 속의 따뜻한 공기는 외부의 찬공기보다 가벼워 위쪽으로 흘러 환기가 된다.
지붕에 가까운 개구부에서는 밖으로, 지표에 가까운 개구부에서는 안으로, 건물 내부에서는 위쪽으로 공기의 흐름이 생기며 특히 고층건물에서는 이 현상이 뚜렷하다.이 흐름은 바람에 의해 큰 영향을 받으며 건물 내외의 온도차도 수시로 변하므로 언제나 일정한 환기량을 기대할 수 없다.
자연환기는 절대적으로 필요하지만 이러한 환경적 제약으로 비중은 줄어들 수밖에 없다. 뜨거운 여름철에는 창문을 닫고 에어컨을 가동시키고 추운 한겨울에는 창문을 닫은 채 난방을 한다. 봄, 가을에는 미세먼지, 꽃가루 등으로 창문을 닫은 채 생활을 한다. 이처럼 창문을 닫고 지내는 시간이 길어져 과거처럼 창문을 열고 환기를 한다는 것이 점차 어려워지고 있다.
■ 기계식환기
외부의 환경요인으로 인해 창문을 닫고 생활을 한다면 실내 공기질은 당연히 나빠질 수밖에 없다. 그래서 기계식환기로 인위적으로 실내·외 공기를 교환해 실내 공기질을 관리해야 한다.
기계식환기는 자연환기가 불안정하고 환기량도 불충분할 때가 많으므로 송풍기나 환풍기를 사용한다. 환기의 효율은 자연환기에 비해서는 뛰어나지만 소음과 진동을 수반하는 단점이 있다.
기계식환기의 방법은 제1종 환기, 제2종 환기, 제3종 환기 등 3가지로 나뉜다.
제1종 환기는 급기와 배기에 송풍기를 설치하는 방법으로 환기량이 확실하게 확보, 실내의 기류분포가 용이한 병원 수술실, 영화관, 음악홀, 극장 등이 대표적이다.
제2종 환기는 급기에 송풍기를 설치해서 다른 장소로부터 오염된 공기의 침입을 차단해야 하는 음압병실, 반도체 공장의 무균실 등이 대표적이다.
제3종 환기는 배기에 송풍기를 설치, 실내의 공기를 강제로 배기하는 방법으로 화장실, 욕실, 부엌 조리대(후드) 등이 대표적이다.
실내에 유해가스가 발생할 때에는 장소의 허용농도 이하로 내리도록 환기량을 정한다. 보통 실내에서는 담배연기나 인간의 체취를 없애기 위해 환기한다.
충분한 자연환기를 기대할 수 없는 방에 대한 기계환기량은 실내 수용인원이 분명한 경우에는 1인당 1시간에 35m³의 외기를 공급하며 수용인원이 확실하지 않을 때에는 방의 용도별로, 예컨대 사무실에서는 바닥면적 1m²당 1시간에 10m³, 흡연실에서는 20m³ 이상의 외기를 공급하도록 돼 있다.
보통 기계식환기장치에는 공기정화장치도 아울러 고려한다. 넓은 공간 내에서 가스나 먼지를 제거하기 위해 환기를 할 경우에는 가스나 먼지가 발생하는 부분에서 국소적으로 배기하면 효과적이고 경제적이다. 예를 들면 금속가루가 날려 흩어지는 그라인더 부근이나 뿜칠 도장을 행하는 장소에서는 그 부분을 덮어씌우듯이 해 배기구멍을 내면 금속가루나 도료의 미립자를 작업장 전체에 확산하지 않고 배기량도 비교적 소량으로 환기의 목적을 달할 수 있다. 다시 이 부분을 둘러싸서 작은 방으로 만들면 한층 더 효과적이다. 이것은 주방 내에서 다량의 열기나 증기를 발생하는 장소에도 응용되며 후드가 사용된다.
대형빌딩이나 지하상가에서는 화재 때 연기에 둘러싸여 탈출장소를 잃고 질식사하는 예가 많은데 이것을 방지하기 위해서는 연기를 유효하게 배출시킬 수 있는 배연장치를 둬야 한다. 이것도 일종의 환기장치이다.
■ 기계식환기, 바이러스 확산 억제
환기는 최근 코로나19로 더욱 집중되고 있다.
코로나19 감염을 예방하기 위해 안전한 실내에서 시간을 보내는 사람들이 많아졌다. 여전히 확진자가 발생하는 현실에서 감염 예방 수칙의 중요성은 더욱 높아지고 있다.
특히 세계보건기구(WHO)가 코로나19의 공기감염 가능성을 인정하면서 환기가 안 되는 실내의 위험성을 강조했다. 세계보건기구(WHO)에 의하면 전 세계적으로 공기오염으로 인한 사망자는 연간 최대 650만명 중 280만명이 실내 공기오염에 의한 사망자로 보고되고 있으며 특히 면역력이 약한 어린이들이 대기오염물질 노출에 민감하다는 것으로 나타났다.
이탈리아 카시노 대학교와 호주 퀸즐랜드 대학이 Environment International(2020) 저널에 기계식환기장치가 바이러스 확산을 억제한다는 연구결과를 발표했다.
발표한 ‘공기 중 바이러스 방출 감염 위험 평가를 위한 SARS-CoV-2의 비말핵 방출’ 논문에 따르면 오염된 밀폐공간 내에서 기계식환기가 자연환기보다 감염 위험 감소에 탁월한 효과를 보인 것으로 나타났다. 연구팀은 두 가지 상황을 실험했다.
첫 번째 실험은 감염자가 실내에 10분간 거주 시 동일 공간 내 감염 위험도에 대한 실험이다.
자연환기 중인 공간에 감염자가 10분간 거주하면 비말핵농도는 0.30~0.35㎥으로 나타난 반면 기계식환기가 작동하는 공간에서는 0.25~0.27㎥으로 나타났다.
감염자가 다녀가고 26분 후 비감염자가 10분간 체류할 때 자연환기 시 100명 중 2.4명이 감염 위험에 노출된다.
반면 동일한 조건에서 기계식환기 시 감염 위험도는 1.0%로 낮아져 100명 중 1명이 감염 위험에 노출된다고 나타났다. 이에 따라 기계식환기는 자연환기대비 최대 10배 이상의 감염 위험 감소 효과를 확보했고 환기 시간에 따라 감염 위험 ‘0’까지 실현 가능하다고 밝혔다.
두 번째 실험은 사회 봉쇄 이전과 이후 자연환기와 기계식환기 감염 위험도 분석이다. 사회 봉쇄 이후 상황에서는 자연환기와 기계식환기가 일정한 효과를 확보했으나 기계식환기의 경우 모든 장소에서 감염 위험도가 1% 이하로 나타났다.
반면 사회 봉쇄 이전의 상황에서는 자연환기 시 감염 위험도가 최대 59.3%로 기계식환기 시 3.4% 수준에 비해 17배나 위험한 것으로 나타났다.
■ 강화된 실내 공기질 기준
코로나19 감염 예방 수칙과 함께 기계식환기를 할 경우 감염 가능성 감소에 효과적이라는 결과지만 환기설비 의무 설치 대상은 한정돼있다.
국토교통부는 지난 4월 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’을 변경해 환기설비 설치를 강화했다.
미세먼지로부터 안전한 생활환경을 조성하기 위한 것으로 30세대 이상의 공동주택·주상복합 건축물에 환기설비 설치 의무화를 확대했다.
‘실내 공기질 관리법’에 따라 2019년 7월부터 강화된 환경부 실내 미세먼지 기준을 고려해 현재 환기설비 설치 의무가 없는 민간 노인 요양 시설, 어린이 놀이시설, 영화관 등의 다중이용시설에 설치를 의무화했다. 올해 10월10일부터 시행된다.
또한 올해부터 1,000m² 이상 공공건축물에 제로에너지 건축 의무가 적용됐다. 공공건축물 그린리모델링은 15년 이상 된 노후 국공립 어린이집과 보건소 및 의료시설을 지원 대상으로 하며 고효율 단열재를 설치하고 환기시스템을 보강한다.
에너지 성능 향상 및 비용 절감은 물론 일자리 창출 효과로 취약계층의 생활환경도 개선될 것이라고 본다. 이처럼 환기시스템에 대한 중요성과 관심이 높아지면서 환기시장에도 긍정적인 변화가 일어날 것이라고 예상된다.
지난 4월부터 시행된 ‘실내 공기질 관리법’ 하위법령에 따라 도시철도(지하철), 철도, 시외버스 등 대중교통차량의 공기질 측정을 의무화했다. 아울러 실내 공기질을 관리해야 하는 다중이용시설에 어린이 놀이시설 등이 포함되는 등 지난해 4월 개정된 ‘실내 공기질 관리법’의 세부사항을 규정했다.
대중교통차량의 공기질 측정이 다중이용시설과 같이 의무화돼 운송사업자는 보유 차량 또는 편성의 20%에 해당하는 차량의 실내 공기질(초미세먼지, 이산화탄소)을 매년 1회 이상 측정해 보고해야 한다.
과거 미세먼지(PM10) 기준으로 150~200㎍/㎥에 달하던 대중교통차량 실내 공기질 권고기준도 인체위해성, 국내·외 관리추세 등을 고려해 차량 공기질 관리의 초점을 미세먼지(PM10)에서 초미세먼지(PM2.5)로 바꾸고 일반 다중이용시설과 같은 수준인 50㎍/㎥로 권고기준이 신설됐다.
내년 3월31일까지 전국 모든 지하역사 승강장에 초미세먼지 자동측정기기가 설치되며 내년 4월1일부터 측정 결과가 역사 내 전광판과 실내 공기질 관리 종합정보망(www.inair.or.kr/info)을 통해 실시간으로 공개될 예정이다.
이번 개정으로 연면적 430m² 이상인 모든 유형의 어린이집과 실내 어린이 놀이시설이 ‘실내 공기질 관리법’ 적용을 받게 된다.
하미나 환경부 환경보건정책관은 “이번 하위법령 개정으로 그간 다중이용시설대비 부족했던 대중교통의 공기질 관리가 강화되고 실시간 실내공기질 측정과 정보 공개 근거가 명확해졌다”라며 “이러한 제도적 기반 강화와 함께 이의 이행을 돕기 위한 다양한 지원방안을 마련해 실내공기질 개선에 속도를 내고 국민 건강보호에 실질적인 도움을 주겠다”라고 밝혔다.