본 연구에서는 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출 특성 및 탄화보드에 의한 이들의 저감 효과를 알아보기 위하여 챔버법으로 성능을 분석하였다. 그 결과, 약 12일간 소형 챔버 내에서의 폼알데하이드 저감 성능은 탄화보드(90%), 죽탄보드(84%), 규조토판넬(82%), 알로펜타일(78%), 소나무판재(58%), MDF (54%), 석고보드(46%)의 순으로 나타났다. 또한 파티클보드(PB)로 채워진 $1.9m^3$ 크기의 챔버 내 폼알데하이드 방출량을 68일간 조사한 결과, 탄화보드 투입량이 증가함에 따라 폼알데하이드 방출량은 크게 감소하는 것으로 나타났다. 특히 챔버의 크기 및 PB 면적 대비 탄화보드를 각각 약 10% 및 30% 투입하면 폼알데하이드를 약 40% 및 75% 이상 저감시킬 수 있는 것으로 조사되었다.
본 연구에서는 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출 특성 및 탄화보드에 의한 이들의 저감 효과를 알아보기 위하여 챔버법으로 성능을 분석하였다. 그 결과, 약 12일간 소형 챔버 내에서의 폼알데하이드 저감 성능은 탄화보드(90%), 죽탄보드(84%), 규조토판넬(82%), 알로펜타일(78%), 소나무판재(58%), MDF (54%), 석고보드(46%)의 순으로 나타났다. 또한 파티클보드(PB)로 채워진 $1.9m^3$ 크기의 챔버 내 폼알데하이드 방출량을 68일간 조사한 결과, 탄화보드 투입량이 증가함에 따라 폼알데하이드 방출량은 크게 감소하는 것으로 나타났다. 특히 챔버의 크기 및 PB 면적 대비 탄화보드를 각각 약 10% 및 30% 투입하면 폼알데하이드를 약 40% 및 75% 이상 저감시킬 수 있는 것으로 조사되었다.
This study was carried out to investigate the formaldehyde emission of building materials and effect of carbonized-board (c-board) on formaldehyde reduction using a chamber method. As a result, reduction performance of formaldehyde was in the order of c-board (90%), c-bamboo board (84%), diatomite-b...
This study was carried out to investigate the formaldehyde emission of building materials and effect of carbonized-board (c-board) on formaldehyde reduction using a chamber method. As a result, reduction performance of formaldehyde was in the order of c-board (90%), c-bamboo board (84%), diatomite-based panel (82%), allophane-based tile (78%), Pinus densiflora timber (58%), MDF (54%) and gypsum-based board (46%) for approximately 12 days. In $1.9m^3$ chamber filled with particleboard (PB), the formaldehyde reduction performance of c-board was significantly increased with increasing input amount of c-board for 68 days. In particular, the formaldehyde emissions can be reduced above 40% and 75% by input rate of 10% and 30% c-board, respectively, in given ratio of chamber volume and PB area.
This study was carried out to investigate the formaldehyde emission of building materials and effect of carbonized-board (c-board) on formaldehyde reduction using a chamber method. As a result, reduction performance of formaldehyde was in the order of c-board (90%), c-bamboo board (84%), diatomite-based panel (82%), allophane-based tile (78%), Pinus densiflora timber (58%), MDF (54%) and gypsum-based board (46%) for approximately 12 days. In $1.9m^3$ chamber filled with particleboard (PB), the formaldehyde reduction performance of c-board was significantly increased with increasing input amount of c-board for 68 days. In particular, the formaldehyde emissions can be reduced above 40% and 75% by input rate of 10% and 30% c-board, respectively, in given ratio of chamber volume and PB area.
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문제 정의
본 연구에서는 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출 및 흡착 성능을 평가하고, 탄화보드의 투입이 이들에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 탄화보드는 소형 챔버 내에서 단기적으로 약 90%의 폼알데하이드 흡착 성능을 나타내었으며, 중형의 챔버 내에서는 장기적으로 75% 이상의 폼알데하이드를 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다.
실내공기질의 개선을 위해서는 유해물질 방출이 적은 자재를 활용하는 것이 가장 효과적일 수 있으나, 본 연구에서는 기존 재료로 이미 조성된 실내 공간에서의 폼알데하이드 방출량을 저감시킬 수 있는 현실적인 방법의 하나로 탄화보드의 적용 가능성을 검토하였다. 이를 위해 기존에 널리 이용되고 있는 각종 건축자재들에 대한 폼알데하이드 방출 특성을 선행 조사하고, 탄화보드의 적용 면적에 따른 폼알데하이드의 저감 성능에 대한 영향을 조사하였다.
제안 방법
DNPH 카트리지에 포집된 폼알데하이드는 acetonitrile로 용해하여 탈리시킨 후 그 용출액을 Nova-Pac® C18 60 Å 4 µm (Waters Corporation, USA) 컬럼을 이용하여 HPLC (LC-20 Series, Shimadzu, Japan)로 정량 분석하였다.
각 공시재료를 165 mm × 165 mm의 크기로 재단하고, 대상 시험편의 노출 면적이 140 mm × 140 mm가 되도록 알루미늄 테이프를 이용하여 테두리와 뒷면을 마감하였다.
건조를 마친 부속품을 냉각시킨 뒤 다시 조립하여 약 1시간 동안 시운전하고 온도(28 ± 1℃) 및 습도(50 ± 5%)가 정상에 달한 것을 확인한 후, 챔버 내부에 시험편을 설치하였다.
각 공시재료를 165 mm × 165 mm의 크기로 재단하고, 대상 시험편의 노출 면적이 140 mm × 140 mm가 되도록 알루미늄 테이프를 이용하여 테두리와 뒷면을 마감하였다. 마감처리한 시험편을 항온기 일체형 건축재료의 흡착성능평가 챔버장치(ADPAC-A4-AH-MIX, Adtec Co., Japan)에 설치하고, 동적상태의 폼알데하이드 흡착성능을 비교하였다. 챔버장치의 내부 주요형상은 Fig.
실내공기질의 개선을 위해서는 유해물질 방출이 적은 자재를 활용하는 것이 가장 효과적일 수 있으나, 본 연구에서는 기존 재료로 이미 조성된 실내 공간에서의 폼알데하이드 방출량을 저감시킬 수 있는 현실적인 방법의 하나로 탄화보드의 적용 가능성을 검토하였다. 이를 위해 기존에 널리 이용되고 있는 각종 건축자재들에 대한 폼알데하이드 방출 특성을 선행 조사하고, 탄화보드의 적용 면적에 따른 폼알데하이드의 저감 성능에 대한 영향을 조사하였다.
챔버 2, 3, 4, 5에는 챔버 1의 내부와 동일한 조건으로 PB를 부착하고, 탄화보드(23.5cm × 23.5 cm, T : 10 mm)를 챔버별로 각각 1매, 3매, 5매, 10매씩 투입하였다.
이때 챔버의 입구 가장자리는 외부공기의 차단을 위해 알루미늄 테이프로 밀봉하였다. 폼알데하이드 농도를 측정하기 위하여 챔버의 측면에 작은 구멍을 뚫고 잠금 코크가 달린 테프론 튜브관을 설치하고, 휴대용 폼알데하이드 농도측정기(Formaldehyde meter htV-M, PPM Technology Ltd, UK)로 챔버 내부의 농도를 측정하였다. Table 2에 폼알데하이드 장기 흡착성능 분석을 위한 PB 및 탄화보드의 투입 제원을 나타냈다.
1과 Table 1에 나타냈다. 한편 폼알데하이드 장기 흡착성능을 평가하기 위해서는 전술한 방법으로 제조한 탄화보드 및 요소-폼알데하이드 접착제로 제조된 폼알데하이드 방출량 E2급(5.0 mg/ℓ이하)의 파티클보드(PB)를 사용하였다.
현재 시판되고 있는 6종의 각종 건축재료(소나무판재, MDF, 죽탄보드, 규조토판넬, 석고보드, 알로펜타일)와 탄화보드 1종 등, 총 7종을 공시재료로 이용하여 폼알데하이드 단기 흡착성능을 비교하였다. 탄화보드는 침엽수 목섬유 및 요소-폼알데하이드 접착제로 제조된 밀도 0.
대상 데이터
공시재료 중 탄화보드의 폼알데하이드 장기 흡착효과를 분석하기 위하여 Fig. 3과 같이 스테인리스 스틸로 내부를 처리한 1.9 m3 크기의 챔버를 5개 제작하였다. 챔버 1에는 폼알데하이드 방출량 E2급의 PB를 40 cm × 40 cm (T : 15 mm)의 크기로 재단하고, 이들 총 16장(= 2.
현재 시판되고 있는 6종의 각종 건축재료(소나무판재, MDF, 죽탄보드, 규조토판넬, 석고보드, 알로펜타일)와 탄화보드 1종 등, 총 7종을 공시재료로 이용하여 폼알데하이드 단기 흡착성능을 비교하였다. 탄화보드는 침엽수 목섬유 및 요소-폼알데하이드 접착제로 제조된 밀도 0.72 g/cm3, 두께 12 mm의 MDF(선창산업, 한국)를 전기 탄화로에서 800℃로 탄화하여 제조하였다. 승온온도는 시간당 100℃로 하였으며, 목표온도 도달 후 2시간 동안 유지시킨 후 자연 냉각하였다.
이론/모형
폼알데하이드 단기 흡착성능은 KS F 2612 및 JISA 1901에 의거하여 소형 챔버를 이용하였으며, 이 방법은 챔버 내에 일정 농도의 폼알데하이드를 지속적으로 공급하고 흡착성을 가진 특정 건축재료에 의해 폼알데하이드가 흡착 또는 분해됨에 따라 그 농도가 저감되는 수치를 측정하는 것이다. 각 공시재료를 165 mm × 165 mm의 크기로 재단하고, 대상 시험편의 노출 면적이 140 mm × 140 mm가 되도록 알루미늄 테이프를 이용하여 테두리와 뒷면을 마감하였다.
성능/효과
50 ppm으로 조절하여 강제로 흘려보낸 후 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출량(A) 및 그 흡착률(B)을 270시간 동안 단기적으로 조사한 결과이다. 그 결과, 실험이 종료된 270시간 경과 시점에서 각 건축재료의 폼알데하이드 방출량은 석고보드(0.27 ppm), MDF (0.23ppm), 소나무판재(0.21 ppm), 알로펜타일(0.11 ppm), 규조토판넬(0.09 ppm), 죽탄보드(0.08 ppm), 탄화보드(0.05 ppm) 순으로 나타났다. 이를 초기 폼알데하이드 농도에 대입하여 그 흡착률로 산출한 결과, 탄화보드(90%), 죽탄보드(84%), 규조토판넬(82%), 알로펜타일(78%), 소나무판재(58%), MDF (54%), 석고보드(46%)의 순서를 보였다.
본 연구에서는 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출 및 흡착 성능을 평가하고, 탄화보드의 투입이 이들에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 탄화보드는 소형 챔버 내에서 단기적으로 약 90%의 폼알데하이드 흡착 성능을 나타내었으며, 중형의 챔버 내에서는 장기적으로 75% 이상의 폼알데하이드를 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 특히 본 연구를 통해 특정 공간의 크기 및 기타 목질판상제품이 차지하는 면적 대비 탄화보드의 투입 비율에 따라 예상되는 폼알데하이드 저감 효과에 대한 데이터베이스가 구축되었다고 판단된다.
015로 매우 낮은 수치를 나타내어 탄화 MDF의 투입 정도와 폼알데하이드 저감 성능은 유의미한 상관관계를 나타내는 것으로 조사되었다. 따라서 본 결과를 통해 챔버의 크기 및 PB 면적 대비 탄화보드를 약 10% 투입할 경우 폼알데하이드는 약 38% 저감될 수 있으며, 탄화보드를 약 30% 투입한다면 약 75% 이상의 높은 비율로 폼알데하이드를 감소시킬수 있을 것으로 예상된다.
971로 높은 유의성을 나타냈다. 또한 탄화 MDF의 투입매수, PB 대비 탄화 MDF의 투입비율, 챔버 대비 탄화 MDF의 투입비율간의 p-value는 약 0.015로 매우 낮은 수치를 나타내어 탄화 MDF의 투입 정도와 폼알데하이드 저감 성능은 유의미한 상관관계를 나타내는 것으로 조사되었다. 따라서 본 결과를 통해 챔버의 크기 및 PB 면적 대비 탄화보드를 약 10% 투입할 경우 폼알데하이드는 약 38% 저감될 수 있으며, 탄화보드를 약 30% 투입한다면 약 75% 이상의 높은 비율로 폼알데하이드를 감소시킬수 있을 것으로 예상된다.
08 ppm의 수치를 나타냈다. 또한 탄화보드의 투입량이 증가함에 따라 폼알데하이드 농도는 크게 감소하여 10매 투입의 경우 평균 약 68%의 폼알데하이드를 흡착할 수 있는 것으로 나타났다. Park et al.
05 ppm) 순으로 나타났다. 이를 초기 폼알데하이드 농도에 대입하여 그 흡착률로 산출한 결과, 탄화보드(90%), 죽탄보드(84%), 규조토판넬(82%), 알로펜타일(78%), 소나무판재(58%), MDF (54%), 석고보드(46%)의 순서를 보였다. 석고보드는 주로 천장 마감재의 형태로 관공서, 학교, 사무실 등 다양한 건축물에 널리 이용되고 있는 건축재료로, Kim et al.
6에 나타냈다. 탄화보드 투입량이 증가함에 따라 폼알데하이드 저감률은 직선적인 증가 경향을 나타냈으며, 각 추세선의 R2 값은 모두 0.971로 높은 유의성을 나타냈다. 또한 탄화 MDF의 투입매수, PB 대비 탄화 MDF의 투입비율, 챔버 대비 탄화 MDF의 투입비율간의 p-value는 약 0.
후속연구
특히 본 연구를 통해 특정 공간의 크기 및 기타 목질판상제품이 차지하는 면적 대비 탄화보드의 투입 비율에 따라 예상되는 폼알데하이드 저감 효과에 대한 데이터베이스가 구축되었다고 판단된다. 따라서 실내공기질의 쾌적성을 증대시키기 위한 일환으로 목질계 건축재료의 탄화 기술은 매우 중요한 의미를 가지며, 여기에는 모든 건축용 내장재로의 활용을 위한 응용 연구가 수반되어야 할 것으로 사료된다.
그 결과, 탄화보드는 소형 챔버 내에서 단기적으로 약 90%의 폼알데하이드 흡착 성능을 나타내었으며, 중형의 챔버 내에서는 장기적으로 75% 이상의 폼알데하이드를 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 특히 본 연구를 통해 특정 공간의 크기 및 기타 목질판상제품이 차지하는 면적 대비 탄화보드의 투입 비율에 따라 예상되는 폼알데하이드 저감 효과에 대한 데이터베이스가 구축되었다고 판단된다. 따라서 실내공기질의 쾌적성을 증대시키기 위한 일환으로 목질계 건축재료의 탄화 기술은 매우 중요한 의미를 가지며, 여기에는 모든 건축용 내장재로의 활용을 위한 응용 연구가 수반되어야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
각종 건축자재 및 가구에서 발생하는 대표적인 실내오염물질은?
, 2007). 각종 건축자재 및 가구에서 발생하는 대표적인 실내오염물질로는 휘발성유기화합물, 석면 및 라돈 그리고 폼알데하이드를 들 수 있는데, 그중에서도 폼알데하이드는 그 노출 정도에 따라서 눈, 코, 목의 자극을 야기할 뿐만 아니라 심한 경우에는 폐에 직접적인 영향을 주어 사망에 이르게까지 하는 치명적인 인체 유해성을 갖고 있다(Arts et al., 2006; Casset et al.
최근 실내공기질 관리법의 폼알데하이드 실내공기질 유지기준은?
, 2006). 환경부에서 고시한 실내공기질 관리법에서도 폼알데하이드를 주요 오염물질 중 하나로 규정하고 있으며, 이들의 실내공기질 유지 기준이 최초 시행 당시인 2004년에는 120 µg/m3 이하였던 것이 최근에는 100µg/m3 이하로 상향 조정되는 등 규제가 강화되기도 하였다(Korea Ministry of Environment, 2004; 2017).
탄화보드의 투입이 각종 건축재료에 미치는 영향은?
본 연구에서는 각종 건축재료의 폼알데하이드 방출 및 흡착 성능을 평가하고, 탄화보드의 투입이 이들에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 탄화보드는 소형 챔버 내에서 단기적으로 약 90%의 폼알데하이드 흡착 성능을 나타내었으며, 중형의 챔버 내에서는 장기적으로 75% 이상의 폼알데하이드를 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 특히 본 연구를 통해 특정 공간의 크기 및 기타 목질판상제품이 차지하는 면적 대비 탄화보드의 투입 비율에 따라 예상되는 폼알데하이드 저감 효과에 대한 데이터베이스가 구축되었다고 판단된다.
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