교육시설의 미세먼지 저감 대책을 위한 제안
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교육시설의 미세먼지 저감 대책을 위한 제안

[ 저자 소개 ]
중앙대학교 건축학부 박 진 철 교수
학회 : (사)대한설비공학회 차기회장 , (사)대한건축학회 교육원 부원장 / 관심분야 : 교육시설의 미세먼지저감 및 실내 쾌적환경 조성

1. 서론

 

최근 우리사회는 미세먼지문제가 큰 사회적 이슈로 등장하고 있다. 

 

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미세먼지의 구성성분 및 발생원 (2016, 환경부)

 

 특히 겨울철 우리나라의 기후특성인 ‘삼한사온’에 빗대어 ‘삼한사미(三寒四微)’라는 신종어도 등장하여 미세먼지로 인한 고통의 심각성을 알리고 있다. 

미세먼지(PM10)란 크기가 10㎛ 이하의 작은 먼지 입자들로, 폐와 혈중으로 유입될 수 있기 때문에 더 큰 위협이 될 수 있다. 미세먼지의 주 성분은 발생 지역 또는 계절에 따라 달라질 수 있지만 일반적으로 황산염, 질산염, 탄소류, 흙먼지 등으로 구성되어 있다. 주 발생원은 실내 재실자의 활동에 의해서도 발생되지만 도심지의 자동차 배기가스, 공장지대 등에서 발생되고 특히, 우리나라인 경우 몽골의 고비사막, 내몽골고원, 만주 등 중국지역에서 기류를 타고 유입되기도 한다.

미세먼지로 인한 인체유해성으로 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 인간에게 암을  일으키는 것으로 확인된 1군 발암물질로 분류하고 있다(2013. 10월). 

 

특히, 미세먼지는 입자가 미세하여 코 점막을 통해 걸러지지 않고 흡입 시 폐포(뇌)까지 직접 침투하여 천식·폐질환 등을 유발하고 조기사망률 까지 증가시키는 것으로 보고되고 있다. 또한, 「2016. OECD 대기오염에 따른 경제적 영향 평가 보고서」에 따르면 우리나라의 실외대기오염으로 인한 조기사망자는 2010년 연간 359명에서 2060년에는 1,109명에 달할 것으로 예측하고 있다. 특히 조기사망자는 PM2.5와 O3 농도가 높은 인구 밀집 지역에서 발생되는 것으로 알려져 있다. 

우리나라 서울지역의 미세먼지 평균 농도는 2017년 세계2위에서 2018년 조금 개선되었지만 여전히 선진국 도시들보다 2배가량 높은 수준을 나타내고 있는 현실이다. 

                    

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3. 교육시설에서의 미세먼지 대책방안으로 스마트 창호환기시스템 제시 

                                               

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교실의 실내 오염물질 제거를 위한 창호환기시스템 작동 개요

 

 본 연구자는 실내공기환경분야에 1990년대부터 시작하여 그동안 건축마감재료에서의 오염물질을 밝혀내었고 특히, 오염물질 방출이 적은 친환경건축재료의 사용을 적극 제시한바 있다. 또한, 그럼에도 불구하고 밀폐된 실내공간에서 실내공기환경기준을 충족하지 못할 경우에는 최종 환기로 해결하는 방안도 제시하였다. 

 

그러나, 환기에는 신선한 외기가 전제가 되어야 하는 조건과 자연환기로는 기준치를 충족하지 못하여 기계환기로 해야하는 추가비용문제를 포함하고 있었다. 그러나, 지금상황으로는 외부공기마저도 미세먼지로 가득한 현실에서 환기시스템의 가동을 제대로 할 수 없는 처지가 되었다. 

 

그러나, 또 한편으로는 최근 우리사회는 4차산업혁명으로 인공지능기술이 발달하고 특히, IoT 기반의 관련 기술이 우리 생활에 깊숙히 침투하여 이와같은 기술을 이용하여 장애요소를 해결하기도 한다. 

 

스마트창호환기시스템이란 인공지능요소를 적극활용하여 실시간 미세먼지의 정보를 모니터링하여 미세먼지의 정도에 따라 자동으로 창호를 개폐하는 시스템이다. 또한, 미세먼지는 대기 중에서 수증기 등과 반응하여 2차 물질로 생성되는 것으로 외기뿐만 아니라 실내에서도 발생될 수 있는 물질로서 환기시스템 가동에는 공기정화기능이 필히 포함해야 하므로 공기정화기능도 해결하는 스마트시스템이다. 

 


2019년 3월 월간 설비기술 '기획특집' 내용중...