[논문]실내 건축 마감자재의 공기오염물질 방출량 분석

김윤덕; 임수영

문제 정의

다음부터 까지의 표들은 국내의 자재관련 오염 물질 방출농도 환경부 기준과 그리고 자재의 오염 물질 방출농도 기준과는 무관하나 관련이 있는 기준들인 다중이용시설 내 실내의 실내공기질 권고 기준과 유지기준 그리고 신축 공동주택의 실내 공기질 유지 기준을 참고하기 위하여 표로 나타내보았다.
또한, 건축 마감 자재의 VOCs물질 방출 테스트는 1회 측정에도 상당한 비용과 장비의 문제로 활발한 연구와 데이터 측정이 이루어지기에도 어려운 실정이다. 이에 본 논문은 건축마감자재에서 방출되는 실내 오염 물질의 방출 수준 현황파악을 위하여 건자재업체에서 연구원에 의뢰한 실내공기 질 공정시험 방법을 이용한 총 201개의 주요 마감재에서 방출되는 VOCs 와 HCHO, 그리고 개별물질의 발생량 테스트 결과를 바탕으로 실내마감자재의 평균적인 오염 물질의 방출량 현황을 파악하여 보았다. 측정 및 분석에 사용된 건축자재들은 2004년 2월부터 2005년 1월까지 1 년간 총 201개의 자재 데이터를 이용하였다.

제안 방법

2004년 2월부터 2005년 1월까지 1년간 총 201개의 자재 오염물질 방출농도 결과 데이터를 이용하여 건축 자재에서 방출되는 TVOC와 HCHO의 오염 물질 자재별 방출경향을 분석하여 보았다. 또한, 201개의 건축 자재 오염물질 방출농도 데이터 중 51개의 자재를 선정하여 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, m, pxylene, Stylene 의 TVOC 개별물질의 오염물질 방출농도 결과값의 경향을 분석하여 보았다.
<표 4>는 알데히드류 분석을 위해 설정한 HPLC의 분석조건을 나타낸다. 검량선 작성은 구입한 HCHO 표준용액 (carb carbonyl- DNPHmix, 200 ppm)을 아세트니트릴 용액으로 희석해 가면서 검량선 작성에 필요한 표준 용액을 제조하였고, 각 표준용액을 HPLC에 의해 분석하여 각 성분별 면적을 기준으로 검량선을 작성하였다. <그림 5>는 표준용액의 분석에 의해 나타난 알데히드류의 크로마토그램과 실제 시료의 크로마토그램 및 작성된 검량선을 각각 나타낸다.
방출경향을 분석하여 보았다. 또한, 201개의 건축 자재 오염물질 방출농도 데이터 중 51개의 자재를 선정하여 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, m, pxylene, Stylene 의 TVOC 개별물질의 오염물질 방출농도 결과값의 경향을 분석하여 보았다.
알데히드류의 분석 시 시료 가스의의 일 정량을 채취 하여 시료 중의 알데 히드류를 2, 4-dinitro- phenylhydrazine (2, 4-DNPH 시약)으로 유도 체화한 후 이 2, 4-DNPH 유도체를 고속액체 크로마토그래프 (HPLC)에 도입하여 자외선흡광검출기의 흡수파장 360nm에서 검출되는 크로마토그램의 높이나 면적 등으로 포름알데히드 농도를 구한다.<표 4>는 알데히드류 분석을 위해 설정한 HPLC의 분석조건을 나타낸다.
오염물질 방출량 결과의 분석 방법은 위의 에 나오는 자재 종류별 오염물질 방줄량의 자재별 평균 값을 가지고 비교하여 보았다.
작성 방법은 표준가스를 일정 유량으로 흘린 상태에서, 흡착관을 이용하여 시간을 달리하면서 채취를 실시함으로써 각 흡착 관에 채취되는 각 성분의 절대량 대비 면적을 기준으로 검량선을 작성하였다.
휘발성 유기화합물의 검량선 작성을 위해서 각성분별 lOOppb의 농도를 가진 TO-14 표준 기체를 사용하였다.

대상 데이터

분석 대상 건축자재들은 대부분 국내 판매량 상위 건축자재 제조업체에서 친환경 제품 인증을 받기 위하여 오염물질 방출 강도 값의 실험을 의뢰한 자재들이며, 친환경 인증을 받기 위한 제품들이라 대부분이 오염물질 배출량이 적고 우수한 제품들로 구성되어 있다. 실험의 조건은 시료 당 챔버내에서 7 일 동안 수행되었으며 7일 후 챔버에서 공기 시료를 포집하였다.
분석 대상인 총 201개의 TVOC와 HCHO의 평균 방출량을 과과에 정리하여 보았다.
있다. 실험의 조건은 시료 당 챔버내에서 7 일 동안 수행되었으며 7일 후 챔버에서 공기 시료를 포집하였다.
이에 본 논문은 건축마감자재에서 방출되는 실내 오염 물질의 방출 수준 현황파악을 위하여 건자재업체에서 연구원에 의뢰한 실내공기 질 공정시험 방법을 이용한 총 201개의 주요 마감재에서 방출되는 VOCs 와 HCHO, 그리고 개별물질의 발생량 테스트 결과를 바탕으로 실내마감자재의 평균적인 오염 물질의 방출량 현황을 파악하여 보았다. 측정 및 분석에 사용된 건축자재들은 2004년 2월부터 2005년 1월까지 1 년간 총 201개의 자재 데이터를 이용하였다.

이론/모형

VOCs포집에는 Tenax-TA 흡착 관등을, 포름알데히드 및 다른 카르보닐 화합물의 포집에는 DNHI카트리지를 사용한다. 측정 및 분석 방법은 “다중이용시설 등의 실내공기질 관리법” 에서 규정하고 있는 실내공기 질 공정시험방법 중소형 챔버법에 준하여 분석되었다.

성능/효과

2. 오염물질 방출기준이 있는 환경마크, 한국산업규격 (KS) 등을 획득한 건축자재에 대하여는 해당 오염물질 측정을 제고할 수 있다.
51개의 건축자재를 분석한 개별물질의 오염물질 방출농도의 경향에서는 Benzenee 전체 건축 자재에서 특별한 특이점이 없이 거의 비슷한 방출농도 값을 보였지만 Toluene, Ethylbenzene, m, pxylene, Stylene의 경우는 실내 가구를 만드는 가구 자재가 가장 높은 값을 보였다. 그 다음으로 바닥재, 단열재의 순으로 방출농도 값이 감소하는 경향을 보여주었다.
11>과<그림 6>과<그림 7>에 정리하여 보았다. TVOC의 경우는 접착제에서 가장 많이 방출되었고 그다음 페인트, 바닥재, 벽지의 순으로 방출량이 감소하였고, HCHO의 경우는 일반적으로 실내가구에 많이 들어가는 가구자재에서 가장 많은 방출량이 검출되었다.<표 7>의 자재의 오염 물질 방출 농도 환경부 기준과 비교하면 상당히 양호한 오염물질 방출농도값을 가지고 있다는 것을 알수 있다.
개별물질의 오염물질 방출농도 값을 살펴보면 Benzene 의 경우는 전체 건축자재에서 특별한 특이점이 없이 거의 비슷한 방출농도 값을 보인 반면 Toluene, Ethylbenzene, m, p-xylene, Stylene의 경우는 가구자재가 가장 높은 값을 그리고 그 다음으로 바닥재, 단열재의 순으로 방출농도 값이 감소하는 경향을 보여주었다.
것을 알 수가 있다. 그러나 본 논문의 자재 평균 TVOC 방출량은 940.&/〃irfh 으로 동일 조건에서 CFD 해석을 실시할 경우 모델 주택 내부의 오염 물질 농도를 기준치 이하로 내리기 위해서는 환기 회수를 상당히 높여야 한다는 결론을 유추할 수 있다. 이것은 환경부 자재 오염물질 방출농도 기준이 지금보다 더 상당히 강화되어야 한다는 것을 의미한다.
에 나와 있는 자재의 오염물질 방출농도 환경부 기준에 의하면 분석된 201개 자재의 TVOC 및 HCHO의 오염물질 방출량은 환경부 기준에 모두 합당한 방출량 결과를 보여주었다.
일반적으로 접착제나 도료에서 TVOC 와 HCHO 그리고 각각의 개별물질에서 모두 높은 값을 보여줄 것이란 기대를 하였으나 TVOC의 경우에서만 그런 경향을 보여주었으며 HCHO 와 개별 물질에서는 실내가구를 만드는 가구 자재가 가장 높은 오염 물질 방출농도 값을 보여주었다. 단열재에서도 바닥재와 비교하여 적지 않은 농도의 오염물질이 방출된다는 것을 알 수 있었다.
전반적인 경향을 살펴보면, TVOC의 경우 접착제에서 가장 많이 방출되었고 그다음 페인트 그리고 바닥재, 벽지의 순으로 방출량이 감소하였으며, HCHO의 경우는 일반적으로 실내가구 제작에 많이 들어가는- 가구자재에서 가장 많은 방출량이 검출되었다. 51개의 건축자재를 분석한 개별물질의 오염물질 방출농도의 경향에서는 Benzenee 전체 건축 자재에서 특별한 특이점이 없이 거의 비슷한 방출농도 값을 보였지만 Toluene, Ethylbenzene, m, pxylene, Stylene의 경우는 실내 가구를 만드는 가구 자재가 가장 높은 값을 보였다.

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