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▲박상원 서일대학교 건축공학과 겸임교수

(서울=NSP통신) NSP인사 기자 = 박상원 서일대학교 건축공학과 겸임교수는 실내 공기가 바깥 공기보다 천식·폐암·치매에 더 위험 할 수 있다고 경고 했다.

또 얼마전 김현미 국토부 장관이 발표한 정부의 제3기 신도시 건설에는 반드시 새집증후군 문제를 바로 잡을 수 있도록 ‘실내 공기 질 기준’ 강화 필요성을 제기했다.

따라서 NSP통신은 새집 증후군 문제의 심각성을 경고하는 문제 제기를 위해 ▲실내공기의 유해성 ▲실내 공기오염물질 제어 ▲실내 공기 질 관리방안 등에 대한 박 교수의 기고문을 총 3회에 걸쳐 게재하며 두 번째 순서로 ‘실내 공기오염물질 제어 전략’ 제하의 기고문을 내 보낸다.

◆실내 공기오염물질 제어 전략

실내 오염물질을 제어 및 관리할 수 있는 전략은 일반적으로 오염원제어 (Source Control), 희석제어, 제거제어로 분류한다.

우선 실내공기 질 개선에 가장 효과적인 방법은 오염원제어라 할 수 있다. 이는 오염원을 제거하거나 교체하는 방법으로 실내에서 발생하는 오염물질의 양을 감소시키는 방법이다.

예컨대 일반 건축자재 대신에 VOCs 등의 방출이 적은 친환경 건축자재를 사용하는 것으로 실내 공기환경을 크게 개선할 수 있다.

(박상원 교수)

환기에 의한 희석제어 또한 실내공기 질을 개선하는 주요 전략이다. 창이나 문을 열어 자연 환기를 하거나, 기계에 의한 강제 환기를 통해 외기를 도입함으로써 실내 오염물질을 희석하여 농도를 낮추는 방법이다.

그러나 실제 공동 주택 거주자들이 자연환기를 실시하는 행태가 상당히 소극적이라는 연구결과와, 환기량 증가에 따른 에너지 비용의 증가를 고려할 수밖에 없는 기계 환기 시스템의 특성을 고려하면 환기에 의한 실내공기질의 개선에도 한계가 있다고 볼 수 있다.

또 최근 중국발 미세먼지 등의 영향으로 실외대기오염이 우려되는 상황에서 외기도입으로 인한 실내 오염 또한 문제가 될 수 있다.

이러한 한계점들을 보완할 수 있는 방법으로 제거제어가 주목받고 있다. 제거 제어란 공기 중 오염물질만을 선택적으로 제거하는 방법을 말한다.

예로는 집진장치 등 공기청정장치의 이용, 광촉매 코팅, 흡착 건축자재 등이 있다. 최근 건강에 대한 관심의 증가로 실내공기질의 중요성이 대두되면서 환기의 한계점을 보완할 수 있는 이러한 제거제어 방법들이 관심을 받고 있다.

이에 따라 기능성 건축자재의 화학물질 흡착제거 기술에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다.

한국공기청정협회에 따르면, 건강한 실내공기환경에 대한 국민의 관심이 증대됨에 따라 다양한 곳에서 기능성 건축자재의 시공이 이루어지고 있으며 2008년도에 흡방습, 흡착, 항균, 항곰팡이 기능이 있는 건축자재가 큰 폭으로 증가했다.

또 2014년 건강친화형 주택 건설기준에 기능성 건축자재가 권고기준으로 포함되면서 위 4개 기능뿐만 아니라 원적외선 방사, 음이온 방출, 탈취 기능까지 포함한 다양한 건축자재가 연구되고 있다.

건강친화형 주택건설기준의 기능성 건축자재 권고기준은 아래의 <표>와 같으며, 그 중 흡착 건축자재는 거실 및 침실 벽면적의 10%이상 시공할 것을 권고하고 있다.

(박상원 교수)

실내 오염물질 흡착제거 기술에 관한 연구 또한 지속적으로 수행되고 있다.

최근 국내에서 개발되고 있는 흡착자재에는 포름알데히드 제거제를 첨가한 벽지, 포름알데히드 저감 기능성 석고보드, 규조토, 벤토나이트, 제올라이트 등 다공성 원료 패널, 흡착·흡방습 성능 무기질 도료, 탄소나노튜브 적용 건축자재, 그라파이트 원료 건축자재 등이 있다.

이들은 모두 포름알데히드와 VOCs를 타겟으로 하고 있다.

흡착(adsorption)이란 ‘유체 분자가 고체 표면에 접촉하여 부착되는 현상’을 말한다. 가스상 오염물질의 분자가 다공성 물질 표면을 지나 고체 내부로 균일하게 확산되는 것이 흡착의 특징이다.

흡착의 원리는 물리적 흡착과 화학적 흡착의 두 가지로 분류된다. 전자는 기체 분자와 흡착제간 전자 이동 없이 인력에 의해서만 일어나는 것으로, 온도가 올라가면 탈착이 일어나는 가역적 반응이다.

반면 화학적 흡착은 기체 분자와 흡착제간 전자이동이 일어나 화학적 결합을 이루는 것을 말한다. 이는 흡착제의 성질에 따라 동시에 일어나기도 한다.

예를 들어 활성탄(activated carbon)은 VOCs의 흡착제로도 쓰이지만 산소와 화학흡착 반응을 일으키기도 한다.

흡착제의 종류를 분류하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 흡착제의 원료가 어떤 성질을 갖고 있느냐에 따라 주로 흡착하는 물질이 달라질 수 있다. 흡착제가 친수성일 경우 포름알데히드와 같은 극성 물질을 잘 흡착한다. 주로 제올라이트, 알루미나, 실리카겔 계열 흡착제들이 이러한 성질을 가지고 있다.

반면 흡착제가 소수성일 경우 탄화수소나 VOCs 계열의 비극성 분자를 흡착한다. 이러한 흡착제에는 활성탄이나 그라파이트와 같은 탄소질 흡착제나 고분자 흡착제가 해당된다.

공기오염물질 흡착에 의한 실내공기 질 개선 효과는 뚜렷하다. 연세대학교 연구결과에 따르면 거실과 침실 벽 면적의 10% 면적에 해당하는 흡착 자재를 설치하였을 때의 오염물질 농도는 흡착을 하지 않았을 때 대비 약 17.1% ~ 28.7%정도 감소하고, 면적을 3배로 설치하였을 경우 34.7% ~ 57.0%의 농도 저감 비율을 보여, 10% 대비 2배 이상의 효과를 나타낸 것으로 분석됐다.

드레스 룸과 같이 좁은 공간의 경우 인체 상승기류의 영향을 많이 받아 흡착자재를 천장에 설치하였을 경우 효과가 좋고, 공기의 유동이 원활한 세대 거실을 대상으로 해석한 결과, 흡착자재를 벽면에 설치했을 때의 효과가 뛰어난 것으로 분석됐다.

또 공기오염물질 농도가 높을 때는 설치면적에 비례해 저감효과가 큰 것으로 분석되어 새 아파트 입주 초기 급격히 증가하는 실내 오염물질 농도를 저감시키는 데에 흡착자재가 유효한 역할을 할 수 있다는 것을 확인됐다.

따라서 장기적으로 보았을 때 흡착자재가 재실자의 오염물질 노출량을 상당히 낮춰 줄 수 있을 것이다.

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