실내공기품질융합연구단(단장 이윤규)이 지난 19일 서울 강남구에 위치한 코엑스에서 ‘실내공기질의 현재와 미래(The present and future of indoor air quality)’를 주제로 국제컨퍼런스를 개최했다.

한국건설기술연구원(KICT), 한국실내환경협회가 공동으로 주최한 이번 컨퍼런스는 △실내공기질 및 환기관련 연구동향 △실내공기질 제어 관리기술 및 국제적 동향 등 2개 세션으로 구성됐다.

1세션은 △보육시설의 환기와 실내공기질(Ventilation and IAQ in a day-care center, 박준석 한양대 교수) △IAQ 센싱데이터 기반 액티브 제어기술의 발전(Development of active control technology for IAQ base on sensing-data, 송수원 KICT 박사) △다중이용시설의 실시간 IAQ 모니터링을 위한 멀티센서플랫폼(Multi-sensor platform for real-time IAQ monitoring in multi-use facility, 변영태 KIST 박사) △에너지·환경관리를 통한 학교미세먼지 관리(Management of PM in schools through energy and environmental management, 신동천 연세대 교수) 등의 주제발표가 이뤄졌다.

2세션은 △국내 보육시설의 실내·외 공기질(Indoor and outdoor air qualities of day-care centers in Korea(배귀남 KIST 박사) △호흡기 흡입 및 피부노출 측면에서의 인체 인실리코 모델링 및 디지털트윈 분석(In Silico medeling of Digital Twin of a human body in terms of inhalation/dermal exposure analysis, 이토 카즈히데 일본 큐슈대 교수) △남유럽에서의 실내공기질 규제와 경험(Indoor air quality regulation and experiences in South Europe, 파울리노 파스터 페레즈 스페인 AMBISALUD 대표) 등으로 구성됐다.

이윤규 단장은 개회사에서 “앞으로 겨울이 다가오면 여러 가지 원인으로 미세먼지 농도가 높아질 것”이라며 “재실자가 아무리 실내를 밀폐환경으로 조성하고자 해도 건축물이 기밀하지 않아 틈새들로 공기가 드나들고 있다”고 지적했다.

이어 “이 경우 성인들도 문제가 되지만 특히 실내에서 생활하는 영유아에 더 큰 영향을 미치게돼 대책마련이 필요하다”라며 “이에 따라 이번 컨퍼런스에서는 영유아시설 등 다중이용시설을 중심으로 실내공기질(IAQ) 실태와 합리적인 대응방안을 소개한다”고 밝혔다.

박준석 한양대 교수는 “국내 미세먼지농도는 정부의 1차 대기오염 대응정책 시작 이후 낮아지고 있다”라며 “2007년부터 PM10은 50㎍/㎥ 기준을 대부분 달성하고 있고 매년 매우나쁨일수가 3일가량 줄어들고 있다”라고 밝혔다.

이어 “그러나 건강유해성이 더 높은 초미세먼지는 국민우려에 따라 WHO목표와 유사한 15㎍/㎥를 목표로 했지만 아직 도달하지 못하고 있다”라며 “영유아시설의 경우 대부분 공기청정기가 설치됐고 일부 기계환기도 적용돼있으며 창문집진형 장치 등을 설치하기도 했지만 정말 효과가 있는지에 의문이 생기고 있다”고 밝혔다.

박준석 교수는 최근 영유아시설의 IAQ 실태와 바람직한 대응방법마련을 위해 실제 운영되는 어린이집을 대상으로 실측 및 분석작업을 수행하고 있다. 다만 계측이 미세먼지가 심하지 않았던 지난 4월부터 실시된 만큼 미세먼지 농도가 짙어질 것으로 예상되는 겨울철까지 측정이 이뤄져야 정확한 분석이 가능할 전망이다.

이번 발표에서는 창문을 닫은 상태에서 실내로 유입되는 미세먼지에 대한 지난 연구결과가 공유됐다. 밀폐상태에서 실내공기교환율이 3~6회 가량인 일반건축물과 유사한 수준의 실내공간을 기준으로 분석한 결과 4pa 압력에서 벽식구조는 119㎥/h, 보기둥구조는 306㎥/h의 외기가 침투하는 것으로 나타났다.

벽식구조는 △벽체 및 기타(47%) △창호(19%) △콘센트(17%) △배수관(14%) △환기설비 및 주방후드(3%) 등으로 나타났으며 보기둥구조는 △벽체 및 기타(80%) △창호(7%) △콘센트(4%) △배수관(7%) △환기설비 및 주방후드(2%) 등으로 나타났다. 벽체 등 기밀하지 않은 구조체를 통해 유입되는 경우가 가장 컸으며 이와 같은 특징은 보기둥구조에서 두드러졌다.

박 교수는 “이를 토대로 먼지의 입경별 투과율을 계산한 결과 흙먼지와 같이 큰 입자는 유입되지 않지만 1㎛보다 작은 입자는 90% 이상 유입된다”라며 “큰 먼지보다 유해성이 큰 미세먼지의 상당량이 실내로 유입되는 만큼 반드시 대응방안 마련이 필요하다”고 밝혔다.

송수원 KICT 박사는 ‘센싱데이터 기반의 능동형 실내공기품질 관리기술 개발’ 발표에서 “관리목표인 다중이용시설은 실내구성, 재실자 행동패터, 오염물질 종류 등이 매우 다양해 IAQ관리 요구조건 분석이 까다롭다”라며 “적절한 IAQ제어, 관리방법 등 종합적 대책마련을 위해서는 센싱데이터를 기반으로 해야한다”고 밝혔다.

이번 연구는 실내공기품질 융합연구단의 세부과제로 진행된다. 연구는 다중이용시설의 실시간 IAQ 모니터링을 통해 환기장치, 공기청정기. 자연환기의 운영을 어떻게 효율적으로 할 수 있는지와 IoT 에너지밸브, IAQ댐퍼컨트롤러 등 액티브 HVAC을 통한 제어방안을 마련하기 위해 추진된다.

현재 노인요양시설, 어린이집, 사무실 등에서 센싱 및 데이터분석작업이 이뤄지고 있다. 특히 적절한 환기풍량을 확보하고 있는지 수시로 확인·조정할 수 있고 유사시 제연 등이 가능한 복합댐퍼도 개발되고 있다.

변영태 KIST 박사는 ‘다중이용시설의 실시간 실내공기품질 모니터링을 위한 다중센서 플랫폼’ 주제발표에서 “센서플랫폼은 센서에서 나오는 신호를 증폭하고 이를 가시화하는 역할을 하는 것”이라며 “이를 위해 센서에 전자적 회로를 추가해 모듈을 만들고 여러 모듈을 모아 다양한 종류의 가스농도를 측정해야 한다”고 밝혔다.

이번에 개발되는 센서플랫폼은 △일산화탄소(CO) △이산화탄소(CO₂) △이산화질소(NO₂) △포름알데히드(HCHO) △휘발성유기화합물(VOC) △PM1·2.5·10 미세먼지 등을 통합적으로 측정할 수 있는 장비다.

이를 위해 각 가스별 수많은 기업들의 센서 가운데 정확도·신뢰도 등이 우수한 제품을 선정하고 이를 하나의 기기로 묶어 데이터를 수집, 클라우드로 전송해 가시화하거나 제어에 활용토록 할 방침이다.

신동천 연세대 교수는 ‘에너지·환경 관리를 통한 학교미세먼지 관리’를 주제로 한 발표에서 “전 세계 아이들의 93%인 6억3,000만명이 WHO기준 이상의 미세먼지에 노출된 상태”라며 “성장기 어린아이들의 건강관리는 국가적으로도 중요한 과제인만큼 학교미세먼지의 관리가 필수적이다”라고 밝혔다.

신 교수는 현재 교육부와 과학기술정보통신부가 함께 구성한 ‘에너지·환경 통합형 학교 미세먼지 관리기술 개발사업’의 사업단장을 역임하고 있다. 사업단은 학교미세먼지를 관리한다는 단기적 목표에 더해 이 과정에서 에너지를 절감함으로써 장기적으로도 미세먼지 유발요인을 억제하는 것도 연구내용에 포함하고 있다.

연구분야는 크게 △학교 먼지발생·오염물질 특성 및 인체영향을 평가하는 ‘기초·원천’분야 △실내·외 환경을 고려한 신재생에너지 연계 중앙공조·분산유니트 통합시스템 및 제어기법을 개발하는 ‘통합관리(신축학교)’분야 △학교 특성별 공기정화 시스템 진단·개선·컨설팅 방안을 마련하는 ‘진단·개선(기존학교)’분야 △학교 미세먼지 관련 기준·제도·정책을 정비하기 위한 ‘법·제도개선’분야 등 4가지로 구성된다.

신 교수는 “학생들의 건강을 위해 미세먼지에 효과적으로, 효율적으로 대응할 필요가 있지만 미세먼지가 기준치 이상이라고 해서 실외활동을 무조건 제한하는 것은 면역기능을 약화시켜 오히려 바람직하지 않다”라며 “사업단은 실내환경을 기준치 이하로 관리하기 위한 대책을 반드시 마련하겠지만 기준치를 약간 초과하는 정도에서는 운동 등 실외활동을 장려하도록 인식을 개선하는 작업도 추진할 것”이라고 밝혔다.