시뮬레이션을 통한 어린이집의 환기시스템 및 공기청정기 설치에 따른 미세먼지 저감 효과 분석 (Effect of Installation of Ventilation Systems and air Cleaning Units in Daycare Center on Particulate Matter Reduction Using Simulation)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 33권 / 7호 / 359 ~ 368페이지
· 저자명 : 박승환, 박소우, 송두삼

초록

본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 어린이집 원생들의 다양한 실내 활동으로 인한 실내 미세먼지 농도 상승 그리고 이를 제거하기 위한 방안으로 환기시스템, 공기청정기 등을 가동하는 분석을 실시했다. 외부 미세먼지 농도가 높은 3월에 분석 대상건물의 실내 공기 이동은 데크층과 1층에서 외기가 실내로 유입되며, 이 공기가 계단실을 통해 상부로 유입되어 2층, 3층, 옥탑층의 실내를 경유해서 외부로 유출되었다.
어린이들의 실내 활동을 고려하지 않는 경우, 보육실의 실내 미세먼지 농도는 대부분 현재 국내 PM2.5 24시간 평균 기준치인 35 μg/㎥ 이하로 나타났으나, 1층의 보육실 1, 데크층의 보육실 3의 농도는 기준치를 약간 상회하는 결과를 보였다. 그러나 어린이들의 실내 활동을 고려하면 실내 미세먼지 농도는 최대 5.5배까지 상승하는 결과를 보였으며, 모든 보육실에서 국내 기준치를 높게 상회하였다. 이 상황에서 환기시스템을 가동하면 1층의 보육실 1을 제외한 모든 보육실에 대해 실내 미세먼지 농도를 국내 기준치 이하로 유지시킬 수 있었다.
환기시스템을 가동하지 않고 공기청정기를 가동할 경우 공기청정기 청정면적 57 ㎡의 용량, 필터 효율 80%와 95% 모두 1층 보육실 1의 실내 미세먼지 농도는 국내 기준치를 상회하였다. 하지만 필터 효율 95%인 상황에서 청정면적을 87 ㎡로 증가시키면 모든 보육실의 실내 미세먼지 농도를 기준치 이하로 유지할 수 있었다.
환기시스템과 공기청정기(청정면적 57 ㎡, 필터 효율 80%)를 동시에 병용하여 가동해도 1층 보육실의 미세먼지 농도를 국내 기준치 이하로 낮출 수 없었지만 공기청정기의 필터 효율이 95%인 경우에는 모든 보육실의 미세먼지 농도를 국내 기준치 이하로 유지되었다. 결과적으로 환기시스템과 공기청정기를 병용해서 가동한다고 해도 공기청정기 필터를 자주 교체해서 정격 효율을 발휘하도록 하는 것이 중요하다는 것을 시사하고 있다.
해당 연구는 시뮬레이션을 통해 이루어진 분석이기 때문에 실측에 대한 내용이 없어 한계를 보이지만, 시뮬레이션에 입력되는 값의 경우 모두 실측을 통해 이루어진 것을 반영한 것이기 때문에 신뢰성을 가질 수 있다.

영어초록

The purpose of this study is to identify an effective method among solutions such as ventilation system and air cleaning unit operation as measures to reduce particulate matters in a child care center. Results are as follows. When children are active in the child-care room, the indoor PM2.5 concentration is increased up to 5.5 times compared to the Korean standard of 35 ㎍/㎥. PM2.5 concentrations in all child-care rooms exceeded the standard. In such situations, if the ventilation system was operated, indoor PM2.5 concentration could be maintained below the standard value except for child-care room 1 on the 1st floor. In case of an air cleaning unit with a capacity of CADR 57 ㎡, a filter efficiency of 80%, and an operation rate of 95%, it did not satisfy the standard value of indoor PM2.5 concentration for all child-care rooms. However, if the capacity of air cleaning unit was increased to CADR 87 ㎡ under the condition of 95% filter efficiency, indoor PM2.5 concentrations in all child-care rooms could be maintained below the standard value. Thus, if an air cleaning unit with a capacity of CADR 57 ㎡ and 95% filter efficiency is operated in combination with a ventilation system, indoor PM2.5 concentrations in child-care rooms can be maintained below the standard value.

참고자료

· 없음