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문제 정의
- U.S. EPA의 SIAE는 실내 공기질 모델링을 사용하는 사용자에게 이용가능한 방출강도 데이터를 제공하는 것을 목적으로 작성이 되었다. 이 데이터베이스는 Excel의 spreadsheet로 작성되어있으며 72개의 참고자료로부터 8490개의 방출강도 자료를 포함하고 있다(SIAE_599 version).
제안 방법
- 5VOC 중 높은 방출강도를 나타내는 스타이렌, 톨루엔, »z, p-xylene을 많이 방출하는 판넬, 접착제, 페인트에 대하여 용도에 따른 5VOC의 방출 특성을 알아보았으며 결과는 에 나타냈다.
- 분류체계 4순위로는 각 건축자재의 특성 (Property)에 따라 분류하였다. 각 성분별로 분류된 페인트는 수성과 유성으로 분류하였으며 1과 2의 아라비아 숫자를 이용하여 코드 번호를 부여하였다. 페인트를 제외한 건축자재에 대해서는 분류체계 4순위에 미분류를 의미하는 아라비아 숫자 0을 사용하여 코드번호를 부여하였다.
- 분류체계 3순위로는 각 건축자재의 싱분(Component)에 따라 분류하였다. 각 용도별 페인트의 경우 천연수지, 알키드수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 비닐수지, 실 리 콘변성 수지 계 , 락카계 , 불포화폴리 에 스테 르수지 , 페놀수지, 기타로 분류하여 A~K의 알파벳을 사용하여 코드번호를 부여하였다. 분류체계 4순위로는 각 건축자재의 특성 (Property)에 따라 분류하였다.
- ERA (United States Environmental Protection Agency)의 S1AE (Sources of Indoor Air Emissions)와 Canada NRC (National Research Council)의 MEDB-1AQ (Material Emission Database and Indoor Air Quality Program)의 방출데이터를 총괄하여 구성이 되어있다. 건축자재를 방출 강도별 (CATEGORY)로 분류하고 이를 다시 건축자재의 유형 (TYPE)으로 분류하는 분류체계를 사용하였으며 추가적으로 참고문헌(REFERENCE), 건축자재 속성(MATERIAL), 오염물질 속성(PROPERTY), 환경실험 조건(TESTCOND), 자재 시험 조건(ETEST), 방출 모델식(EQUATION), 오염물질 방출속도(CONTAMINANT) 의 정보를 포함하여 건축자재를 총 9개의 테이블로 나누어 관리하고 있다.6
- 구축된 데이터베이스를 통해 건축자재 제품 군별폼알데하이드의 방출특성을 비교하여 보았다. 폼알데하이드의 방출특성에 관한 결과는 <Fig.
- 구축한 데이터베이스를 통해 건축자재 제품군별 5V0C (benzene, toluene, ethylbenzene, styrene, o-xylene, , 〃, p-xylene)의 방출특성을 알아보았으며 각 제품군별 5V0C 방출강도의 평균을 에 나타냈다.
- 그러나 한국의 경우 다양하게 활용될 수 있는 통합적인 데이터베이스의 구축이 아직 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 데이터베이스 구축에 있어 가장 기본이 되는 건축자재 분류체계를 정립하고 건축자재로부터 방출되는 오염물질 방출량 등의 정보를 포함시켜 실내 공기 질 예측에 이용가능하고 소비자의 접근이 용이한 다양한 활용성을 갖는 데이터베이스를 Excel의 spreadsheet 형태로 구축하였다. 또한 건축자재 분류별로 오염물질의방출 특성을 알아보았다.
- 따라서 이 연구에서는 데이터베이스 구축에 있어 가장 기본이 되는 건축자재 분류체계를 정립하고 건축자재로부터 방출되는 오염물질 방출량 등의 정보를 포함시켜 실내 공기 질 예측에 이용가능하고 소비자의 접근이 용이한 다양한 활용성을 갖는 데이터베이스를 Excel의 spreadsheet 형태로 구축하였다. 또한 건축자재 분류별로 오염물질의방출 특성을 알아보았다.
- 상기 분류표를 총 476개의 건축자재에 대하여 적용하여 건축자재를 분류하였으며 데이터베이스는 코드번호, 업체명, 제품명, 연락처, 홈페이지와 HCHO, TVOC, 5VOC의 빙출강도, MSDS(물질보건안전자료) 중의 구성 싱분 명 칭 및 함유량, CASNO.를포함시켜 구축하였다. 업체명, 연락처, 홈페이지에 대한 columne 숨기 기를 하였기 때문에 Fig.
- 3>과 같이 분류체 계를 정 립하였다. 분류체계 1순위로 환경부의 기준에 사용된 분류체계에 기초하여 바닥재, 벽지, 판넬, 페인트, 접착제, 기타의 6가지(Product)로 분류하고 1~6의 아라비아 숫자를 이용하여 코드번호를 부여하였다. 분류체계 2순위로는 각 자재의 용도(Applicaption)에 따라 분류하였다.
- 방출강도 자료는 한국공기 청정협회에서 시험한 자료이며 각 건축자재는 20 L 소형 챔버법으로시험되었다. 상기 분류표를 총 476개의 건축자재에 대하여 적용하여 건축자재를 분류하였으며 데이터베이스는 코드번호, 업체명, 제품명, 연락처, 홈페이지와 HCHO, TVOC, 5VOC의 빙출강도, MSDS(물질보건안전자료) 중의 구성 싱분 명 칭 및 함유량, CASNO.를포함시켜 구축하였다.
- 캐나다와 미국의 데이터베이스는 실내공기질 예측 시뮬레이션에 이용가능하고 구체적인 정보를 포함하여 데이터베이스를 구축하였다. 그러나 한국의 경우 다양하게 활용될 수 있는 통합적인 데이터베이스의 구축이 아직 이루어지지 않았다.
대상 데이터
- 각 건축자재는 7개의 분류로 나누고 있으며 90종의 개별 VOCs는 10개의 화학적 그룹으로 나누고 각 물질의 실내 농도기준에 대한참고치를 함께 포함하고 있다. 90종의 개별 VOCs는 Canada의 국내외 자료를 바탕으로 우선 선정된 120 종의 개별 VOCs를 대상으로 건강의료분야의 자문위원회가 검토하여 선별된 것들이다. 또한 데이터베이스는 각 건축자재의 방출시험시의 시편정보, 시험조건, 90여종의 VOCs의 방출정보를 모두 포함하고 있다.
- 90종의 개별 VOCs는 Canada의 국내외 자료를 바탕으로 우선 선정된 120 종의 개별 VOCs를 대상으로 건강의료분야의 자문위원회가 검토하여 선별된 것들이다. 또한 데이터베이스는 각 건축자재의 방출시험시의 시편정보, 시험조건, 90여종의 VOCs의 방출정보를 모두 포함하고 있다.7
- 데이터베이스는 EXCEL의 spreadsheet의 형대로 작성되어 있다. 방출강도 자료는 한국공기 청정협회에서 시험한 자료이며 각 건축자재는 20 L 소형 챔버법으로시험되었다. 상기 분류표를 총 476개의 건축자재에 대하여 적용하여 건축자재를 분류하였으며 데이터베이스는 코드번호, 업체명, 제품명, 연락처, 홈페이지와 HCHO, TVOC, 5VOC의 빙출강도, MSDS(물질보건안전자료) 중의 구성 싱분 명 칭 및 함유량, CASNO.
- EPA의 SIAE는 실내 공기질 모델링을 사용하는 사용자에게 이용가능한 방출강도 데이터를 제공하는 것을 목적으로 작성이 되었다. 이 데이터베이스는 Excel의 spreadsheet로 작성되어있으며 72개의 참고자료로부터 8490개의 방출강도 자료를 포함하고 있다(SIAE_599 version). 포함된 건축자재는 17개의 source category로 분류하고 있으며 약 78개의 종류 (Type)로 구성 되어있다.
- 제품군별로 폼알데하이드와 TVOC의 방출강도 자료를 갖는 건축자재의 수는 바닥재 74개, 벽지 43개, 판넬 83개, 접착제 179개, 페인드 93개, 기타 4개로 총 건축자재의 수는 476개이고, 5VOC의 방출 강도 자료를 갖는 건축자재의수는 바닥재 39개, 벽지 24개, 판넬 45개, 접착제 92개, 페인드 43개, 기타 3개로 총 건축자재의 수가 246개이다.
성능/효과
- 6>에 나타냈다. 각 건축자재에서 방출되는 TVOC의 중앙값은 바닥재가 0.048 mg/rrPh, 벽지가 0.027 mg/m2-h, 판넬이 0.036 mg/m2-h, 접 착제가 0.083, 페인드가 0.076 mg/rrPh, 기타가 0.0175 mg/rrPh로 방출강도가 높은 건축자재는 접착제, 페인트, 바닥재 순으로 높게 나타났다(Fig. 6a).
- 5>에 상자그림을 이용하여 나타냈다. 각 건축자재의 폼알데하이드 방출강도의 중앙값은 바닥재가 0.003 mg/m2-h, 벽지가 0.002 mg/rrPh, 판넬이 0.001 mg/rrPh, 접착제가 0.005 mg/rrPh, 페인드가 0.004 mg/rrPh, 기타가 0.0015 mg/rrPh로 억 시 접착제가 가장 높은 방출 강도를 나타냈다(77g. 5a). 그러나 현행 방출시험 조건은 접착제의 차폐율을 고려하지 않고 있어 실제 접착제를 사용한 경우 방출강도는 더 낮게 나타날 수도 있다.
- 건축자재 제품군에서 높은 방출강도를 나타냈던 스타이렌은 판넬의 보드(19.330 瞄血솬1)에서 높은 방출 강도를 갖는 것으로 나타났으며 톨루엔은 접착제의 마루/합판용(17.193 μg/m'h)에서 가장 높은 방출 강도를 나타냈다. 그리고 페인트에서 가장 높은 방출 강도를 나타냈던 »z, p-xylenee 벽체용(2.
- 5V0C의 대부분은 판넬 접착제 페인트에서 주로 높은 방출강도를 갖는 것을 알 수 있으며 벽지와 기타 건축자재는 5V0C의 방출강도가 상대적으로 매우 낮음을 알 수 있다. 상대적으로 높은 방출강도를 나타내는 VOC는 판넬의 스타이렌 (7.533 μ g/rfh), 접착제의 톨루엔(5.043 jxg/meh), 페인트의 자일렌(2.764 Hg/m-h) 순으로 높게 나타났다. 이는 스타이렌, 톨루엔, »z, p-xylene의 경우 각각 판넬, 접착제, 페인트로부터 주로 방출된다는 것을 의미한다.
- 실내건죽에 주로 사용되는 가구/목재용, 마루/합판용, 바닥재/타일용 중에서 가장 높은 방출강도를 나타낸 가구/목재용에 대하여 성분에 따른 폼알데하이드 방출특성은 중앙값으로 에폭시수지계가 0.006 mg/rrPh, 초산비 닐수지계가 0.003 mg/rrPh, 요소수지계가 0.000 mg/rrPh, 아크릴수지계가 0.001 mg/m2-h, 우레탄수지계가 0.006 mg/m2-h, 고무계가 0.005 mg/ nFh로 나타났다(Fig. 5c).
- 접착제의 방출량은 차폐율을 고려할 경우 낮아 질 가능성이 있고, 페인트의 경우 비교적 단기간에 방출량이 안정한 상태에 도달하므로 TVOC 방출강도의 중앙값이 높았던 건축자재 중 바닥재에 대하여 바닥재 종류에 따른 방출특성 알아본 결과 TVOC 방출 강도의 중앙값은 마루 0.048 mg/m2-h, 합성수지계 0.0575 mg/ m2-h, 페브릭 0.023 mg/m2-h, 석 재 0.014 mg/rFh로 합성 수지계에서 가장 높은 값을 나타냈다 (Fig. 6b).
- 5b). 폼알데하이드의 방출강도가 높은 순서는 석재용, 벽지/도배용, 기타용도 접착제 순서로 높게 나타났다.
후속연구
- 이 연구에서 구축한 데이터베이스에 사용된 새롭게 정립한 분류체계는 환경부와 한국공기청정협회에서 사용하는 분류체계를 대분류로 사용했기 때문에 현행 법규와 건축자재 인증에 대해 높은 연관성을 지니며 세분화된 분류체계의 접목은 건죽자재에 대한 일반적인 정보를 비롯한 실내 오염물질의 원인이 되는 건축자재 등 추가적인 정보를 제공한다. 또한 실내 공기질을 예측하는 모델링의 입력 자료로 사용 가능하다.
- 또한 실내 공기질을 예측하는 모델링의 입력 자료로 사용 가능하다. 주가적으로 더욱 양질의 정보를 제공하는 데이터베이스가 되기 위해서는 건축자재별 주요 검출물질에 관련된 더 많은 양의 휘발성유기화합물에 관한 자료가 포함되어야 하며 앞으로의 연구에서 얻어지는 자료를 지속적으로 업데이트 해주어야 할 것이다.
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