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다중이용시설 내 식생바이오필터 시스템의 PM10, PM2.5 저감효과 및 측정방법에 대한 연구
Study on PM10, PM2.5 Reduction Effects and Measurement Method of Vegetation Bio-Filters System in Multi-Use Facility 원문보기

한국조경학회지 = Journal of Korean institute of landscape architecture, v.48 no.5, 2020년, pp.80 - 88  

김태한 (상명대학교 환경조경학과) ,  최부헌 (상명대학교 대학원 환경자원학과)

초록
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2019년 3월 미세먼지 비상저감조치가 일주일 동안 발령되면서, 미세먼지로 인한 국민의 불안감은 점차 가중되고 있다. 본 연구는 공기정화식물이 적용된 바이오필터의 다중이용시설 내 적용성 평가를 위해 입자상 오염원의 실내 연속방출환경을 조성하여 오염원 저감효과에 대한 측정방법을 제안하고, 시스템의 실내공기질 개선 여부를 확인할 수 있는 기초연구를 진행하였다. 강의실을 대상으로 춘절기에 모니터링 1시간 전 모기향을 오염원으로 배경농도를 조성한 후, 스케줄에 따라 2시간 관수, 1시간 송풍하여 미세먼지의 저감능을 확인하였으며, 바이오필터 2m 전방에 PM10, PM2.5온습도 센서를 설치하고, 3개 송풍구 중 중앙에 풍속 프로브를 설치하여 시계열 모니터링을 수행하였다. 바이오필터에 구비된 총 3개소의 송풍구 평균 면풍속은 0.38±0.16 m/s로 댐퍼 면적이 제외된 송풍구별 면적 0.29m×0.65m을 적용한 총 공조풍량이 776.89±320.16㎥/h로 산출되었다. 시스템 가동으로 평균온도 21.5~22.3℃, 평균상대습도 63.79~73.6%를 유지하여, 선행연구의 다양한 조건별 온습도 범위에 부합하는 것으로 판단된다. 시스템 공조부 구동을 통해 급격하게 상대습도를 상승시키는 효과를 효율적으로 운용할 경우, 계절에 따른 실내 미세먼지 저감과 적정한 상대습도 확보도 가능할 것으로 판단된다. 미세먼지 농도는 바이오필터 시스템 가동 전의 모든 주기에서 상승 현상이 동일하게 집계되었으며, 시스템 가동 후 1주기 송풍구간(B-1, β=-3.83, β=-2.45)에서 미세먼지(PM10)는 최대 28.8% 수준인 560.3㎍/㎥, 초미세 먼지(PM2.5)는 최대 28.0% 수준인 350.0㎍/㎥까지 저감되었다. 이후 미세먼지(PM10, PM2.5)의 농도는 2주기 송풍구간 감소(B-2, β=-5.50, β=-3.30)로 각각 최대 32.6% 수준인 647.0㎍/㎥, 32.4% 수준인 401.3㎍/㎥까지 저감되었고, 3주기 송풍구간감소(B-3, β=5.48, β=-3.51)로 최대 30.8% 수준인 732.7㎍/㎥, 31.0% 수준인 459.3㎍/㎥까지 저감된 것으로 확인되었다. 본 연구는 식생 바이오필터의 다중이용시설 내 설치와 유관한 관련 표준 및 규정을 참조하여, 객관적인 성능평가환경의 구축 방안을 제시할 수 있었다. 이를 통해 일반 강의실 환경 내에 보다 객관화된 모니터링 인프라를 조성하여, 상대적으로 신뢰성 있는 데이터 확보가 가능했던 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the issuance of one-week fine dust emergency reduction measures in March 2019, the public's anxiety about fine dust is increasingly growing. In order to assess the application of air purifying plant-based bio-filters to public facilities, this study presented a method for measuring pollutant re...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구는 관련 시험기준 및 표준을 참조하여 입자상 오염원의 실내 연속방출환경으로 조성된 미세먼지 저감효과에 대한 측정방법을 제안하고, 다중이용시설 내 실내공기질 개선을 위해 식생기반 바이오필터의 적용 가능성을 가늠할 수 있는 기초연구를 진행하고자 한다.
  • 본 연구는 식생 바이오필터의 다중이용시설 내 적용 가능 여부를 확인하기 위해 관련 표준 및 규정을 참조하여 입자상 오염물질의 실내 연속방출환경을 구축하고, 공조풍량, 온습도, 미세먼지 부문의 기초 데이터를 확보할 수 있었다. 미세먼지는 입자상 오염물질과, 2차 미세먼지 생성에 기여하는 전구물질로 구분할 수 있는데, 주로 입자상 오염물질을 중심으로 관련 연구가 진행되고 있다.
  • 다만, 오염물질의 단일 방출조건에 따른 초기농도가 제시되지 않고, 동시간 자연저감효과의 반영 여부가 명확하지 않아 객관적인 저감량 분석이 제한적인 것으로 판단된다. 이에 반해 본 연구는 단위 모니터링 별 초기 오염농도 제시는 물론 입자상 오염물질의 연속 방출조건을 조성하여, 미세먼지가 지속적으로 발생되는 다중이용시설의 공간특성을 모사하고자 하였다. 이를 통해 PM10 786.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
관수 중인 일반 벽면녹화와 바이오필터 시스템의 공조기 구동조건을 상호 비교하기 위해 설정한 3주기로 구분된 시계열 모니터링의 실험과정은? a) 모니터링 인프라 중앙에 구비된 1, 2열 책상 위에 입자 계수기(SidePak Personal Aerosol Monitor, TSI AM520) 2대를 각각 PM2.5, PM10으로 초기 세팅한다. b) 식생 바이오필터 목업 중앙에서 입자 계수기와 온습도 센서(Temperature and Humidity, ALMEMO)를 각각 2m 이격하고, 측정 센서부를 지면에서 1.5m 높이에 고정한다(KS C 9314:2013). c) 온습도 센서를 입자 계수기와의 간섭을 최소화하여, 데이터로거(Multifunction Measuring Instrument 2, ALMEMO 2890-9)에 연결한다. d) 열선형 프로브(Air Flow Probe, TESTO Comfort Probe 0628 0143)를 대수선형 분할법에 준한 측정지점을 반영하여, 송풍구 중앙에 거치한다(SAREK A101-2011). e) 송풍구 중앙에 고정된 열선형 프로브를 데이터 로거(Multifunction Measuring Instrument 1, TESTO 480)에 연결한다. f) 실험 시작 1시간 전에 모기향을 점화하여 입자상 오염원을 방출하고. 서큘레이터를 최고 속도로 가동하여 실내공기를 강제 순환시킨다(KS C 9314:2013 참조). g) 입자상 오염물질 방출과 동시에 모니터링 인프라를 구동하여 시계열 데이터 수집을 시작하고, 실험은 사전 설계된 스케쥴(Table 3 참조)에 따라 순차적으로 관수펌프와 바이오필터 공조팬을 구동한다. h) 총 9시간의 단위 모니터링이 종료된 후 15시간 동안 1시간 관수, 2시간 건조를 반복하고, 동일한 시간에 단일 모니터링을 3회 연속한 후 실험을 종료한다. i) 실험 종료 후, 24시간 동안 시스템 작동을 중지하여 필터의 안정화 및 세척을 진행하고, 기간 중 수집된 데이터 중 센서 및 시스템 오작동으로 인한 오류를 제외한 3회 반복 데이터를 통계 분석한다.
향균필터, 가습기 살균제 등의 대안으로 나온 것은? 이와 같이 사회 · 보건적 측면의 미세먼지 영향에 따라 대기질에 대한 일반시민의 관심은 공기청정기, 가습기 등의 관련 수요를 진작시키게 되었다. 반면, 향균필터, 가습기 살균제 등의 화학적 조성물질에 의한 유해성 문제는 친환경적인 공기정화방법에 대한 사회적 수요를 유발하게 되는데, 이에 대한 대안으로 공기정화식물 연구가 다양하게 진행되고 있다. 단일 공기정화식물의 공기질 개선 연구는 공기정화 식물 화분의 실내부피 점유율에 따른 공기질 개선효율(Kim et al.
식생시스템은 무엇에 영향을 미치는가? 식생시스템은 실내 온습도 변화에도 영향을 미치는데, 일반적으로 침기현상에 따른 외기영향이 발생되는 일반 건물대상의 연구는 계절적 영향을 감안하여야 한다. 우선, 하절기 사무실에서 식물적용유형에 따른 온습도 변화를 확인한 연구(Kwon and Park, 2017)는 벽천과 벽면녹화 적용방법에 따라 평균온도 31.
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참고문헌 (20)

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  17. Wang, Z. and J. S. Zhang(2011) Characterization and performance evaluation of a full scale activated carbon-based dynamic botanical air filtration system for improving indoor air quality. Build. Environ. 46:758-768. 

  18. Wang. L., H. Gong, W. Liao and Z. Wang(2015) Accumulation of particles on the surface of leaves during leaf expansion. The Science of the Total Environment 532: 420-434. 

  19. 건축물설비기준규칙 제11조 제4항 (2013). 

  20. http://www.bio-wall.co.kr/garden4u_2013/ 

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