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문제 정의
- 이 중 베이크 아웃의 시행은 건축물의 신축이나 개보수 작업이 끝난 건물에 적용된 난방시스템을 활용하여 실내 바닥을 가열하여 건축자재나 마감 재료에서 방출되는 VOCs와 Formaldehyde를 비롯한 유해오염물질의 방출량을 일시적으로 증가시킨 후에 환기하여 이를 제거하는 효과를 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 입주 전인 신축공동주택을 대상으로 베이크 아웃 시행 중 환기 유무에 따른 실내 공기오염물질 농도변화와 방출량을 비교분석하였다.
제안 방법
- 공동주택에서의 실내공기질환경의 측정을 위해서는 공동주택 단위세대의 외부에 면한 모든 개구부(창호, 출입문, 환기구 등)와 실내출입문, 수납가구의 문 등을 개방하고, 이 상태로 30분 이상 환기를 실시한 후 실내외 공기의 이동을 방지하기 위해 외부공기와 면하는 개구부(창호, 출입문, 환기구 등)를 5시간 이상 모두 닫아 밀폐시켰다. 이때, 실내간의 이동을 방지하기 위해 문과 수납 가구 등의 문은 개방하였다.
- 베이크 아웃 시행 후에는 밀폐로 유지하면서 4회에 걸쳐 ‘실내공기질 공정시험방법’으로 실내오염물질 농도를 측정하였다.
- 시료의 채취는 공동주택단위세대의 거실 중앙부에서 실시하며, 벽으로부터 최소 1m이상 떨어진 위치의 바닥면으로부터 1.2∼1.5m 높이를 측정 점으로 하였고 측정 시간은 오후 2시에서 5시 사이에 이루어 졌다.
- 신축한 공동주택을 대상으로 베이크 아웃 시행중, 환기 유무에 따른 실내오염물질 농도저감효과를 알아보았다. 베이크 아웃과 환기 유무에 따른 VOCs와 Formaldehyde의 농도를 종합한 본 연구의 결과는 다음과 같다.
- 실내휘발성유기화합물(VOCs)중에서 BTEX(Benzene, Toluene, Etylbenzene, Xylene)와 Formaldehyde의 농도를 측정하였다. 측정방법 Fig.
- 측정방법 Fig. 3과 같이 ‘실내공기질 공정시험방법’(2004년 6월 고시된 공정시험방법 준용)에 제시된 신축 공동주택의 측정방법을 준용하여 채취한 시료를 분석하였다.
- 5m 높이를 측정 점으로 하였고 측정 시간은 오후 2시에서 5시 사이에 이루어 졌다. 측정은 총 5회로 1차 측정이 끝난 후 두 세대의 난방온도를 35℃로 설정하여 4일간 베이크 아웃이 실시되었다. Fig.
대상 데이터
- 시료 채취 장치로는 DNPH (2,4-Dinitrophenylhydrazine) 카트리지와 오존 스크러버를 사용하여 채취장치를 연결하고 유속을 50∼200mL/min으로 채취하였다.
- 실험은 2006년 6월 21일부터 2006년 7월 7일 까지 서울 한남동에 위치한 크기가 같은 신축 공동주택의 두 세대의 거실에서 진행하였다. 시료의 채취는 공동주택단위세대의 거실 중앙부에서 실시하며, 벽으로부터 최소 1m이상 떨어진 위치의 바닥면으로부터 1.
- 1은 측정세대의 평면도와 측정지점을 나타낸다. 환기세대 208호는 베이크 아웃 시행중 4일 동안 환기1)를 실시하였고, 밀폐세대 508호는 실내를 밀폐하였다. 베이크 아웃 시행 후에는 밀폐로 유지하면서 4회에 걸쳐 ‘실내공기질 공정시험방법’으로 실내오염물질 농도를 측정하였다.
- 3과 같이 ‘실내공기질 공정시험방법’(2004년 6월 고시된 공정시험방법 준용)에 제시된 신축 공동주택의 측정방법을 준용하여 채취한 시료를 분석하였다. 휘발성유기화합물은 고체흡착관을 이용하여 시료를 채취하였다. 흡착관 뒤에 유량계를 장착시키고 저용량펌프를 작동시킨 후, 유량을 50∼200mL/min으로 안정되게 조정하여 채취하였다.
이론/모형
- 총 시료 채취량의 확인은 유량계를 이용하고 유량의 안정성을 파악하기 위해 시료채취 전후의 유량을 비교하여 10% 이내임을 확인하였고 현장에서 채취한 후 흡착관의 마개를 닫아 밀봉하고 분석시까지 4℃ 냉장 보관하였다. 농도분석은 GC-FID 방법을 이용하였다. 농도계산은 각 표준시료의 검량 식에서 면적 값에 대한 물질의 농도(As)와 배경시료에 대한 물질의 농도(At)를 구하고 다음 식(1)에 의해 각 화합물의 농도를 구한다.
성능/효과
- (1) 베이크 아웃 시행 시, 실내 밀폐세대 보다 실내 환기세대에서 VOCs와 Formaldehyde 농도의 저감 효과가 우수하게 나타났으며, 특히 베이크 아웃 직후인 5일 측정에서 농도 저감이 크게 나타났다.
- (2) 휘발성 유기화합물의 개별 물질 중에서, Toluene과 Formaldehyde는 베이크 아웃 전 농도가 높게 나타났으나, 베이크 아웃 이후 농도저감 효과가 우수하였다. Toluene과 Formaldehyde를 제외한 다른 오염물질의 경우에는 베이크 아웃 전의 농도가 낮았으며, 베이크 아웃 후 농도저감 효과가 나타났다.
- (3) 베이크 아웃 후에 밀폐세대의 오염물질 방출량은 환기세대 보다 높게 나타났다. 이는 베이크 아웃 중 자재내부 오염원의 방출이 환기세대가 밀폐세대 보다 많았던 것으로 판단된다.
- (2) 휘발성 유기화합물의 개별 물질 중에서, Toluene과 Formaldehyde는 베이크 아웃 전 농도가 높게 나타났으나, 베이크 아웃 이후 농도저감 효과가 우수하였다. Toluene과 Formaldehyde를 제외한 다른 오염물질의 경우에는 베이크 아웃 전의 농도가 낮았으며, 베이크 아웃 후 농도저감 효과가 나타났다.
- 국외에서는 베이크 아웃에 의한 실내공기질 개선 효과를 파악하기 위하여 소형 베이크 아웃 챔버를 제작하여 실험을 한 결과, 베이크 아웃 시간이 길수록 효과가 증대되며 최소한 24시간 이상 실시해야 유효함을 확인하였고 베이크 아웃 시행중 TVOCs의 방출량은 초기에 높았고 건축자재가 혼재되어 있는 경우에는 베이크 아웃 이후에 TVOCs와 Formaldehyde의 재흡착과 탈착에 의해 일시적인 증대가능성이 있음을 나타냈다.(1)
- 4는 환기세대와 밀폐세대의 Benzene의 농도 변화를 나타낸다. 두 실 모두 시간이 지날수록 농도가 저감된 것을 알 수 있었으며, 모두 베이크 아웃 이후에 농도 저감율이 크게 나타났다. 또한 환기세대의 경우에 최종 농도 저감율이 더 우수하였다.
- 두 실 모두 시간이 지날수록 농도가 저감된 것을 알 수 있었으며, 모두 베이크 아웃 이후에 농도 저감율이 크게 나타났다. 또한 환기세대의 경우에 최종 농도 저감율이 더 우수하였다.
- 마지막 측정일인 베이크 아웃 종료 후 12일 경과의 값을 나타낸다. 베이크 아웃 후 환기세대가 밀폐세대 보다 오염물질 방출량이 낮게 나타났는데 이는 베이크 아웃 중 환기세대가 밀폐세대 보다 마감재에서 오염원의 방출이 많았던 것으로 판단된다.
- 총 시료 채취량의 확인은 유량계를 이용하고 유량의 안정성을 파악하기 위해 시료채취 전후의 유량을 비교하여 10% 이내임을 확인하였고 현장에서 채취한 후 흡착관의 마개를 닫아 밀봉하고 분석시까지 4℃ 냉장 보관하였다. 농도분석은 GC-FID 방법을 이용하였다.
- 두 세대 모두 베이크 아웃 이후에 농도저감효과가 크게 나타났다. 환기세대의 경우 베이크 아웃 이후에 농도 저감율이 크게 나타났으며, 최종 농도 저감율이 더 우수하였다.
후속연구
- 본 연구에 이어 보다 정확한 베이크 아웃 시행의 효과를 평가하기 위해서는 다양한 측정데이터가 요구되며, 화학물질의 흡착, 탈착 현상을 파악할 수 있는 데이터가 필요하다. 추후 건물의 다양한 측정 데이터를 바탕으로 베이크 아웃에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 본 연구에 이어 보다 정확한 베이크 아웃 시행의 효과를 평가하기 위해서는 다양한 측정데이터가 요구되며, 화학물질의 흡착, 탈착 현상을 파악할 수 있는 데이터가 필요하다. 추후 건물의 다양한 측정 데이터를 바탕으로 베이크 아웃에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.
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