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시간당 12회 환기, 10분 내 실내비말 88% 제거

에기평·힘펠, 풍량별 비말제거율·열회수관계 실험

최근 코로나 확진자가 급증하며 사회적 거리두기 2.5단계가 시행되고 있는 가운데 한국에너지기술평가원(원장 임춘택, 이하 에기평)은 실내환기의 중요성을 검증할 수 있는 실증실험 결과를 발표했다.

정부는 코로나19 감염예방을 위해 실내 환기의 중요성을 강조하고 있지만 실생활에서는 환기 수칙이 잘 지켜지지 않고 있다.

질병관리본부가 발표한 정례브리핑에 따르면 코로나19 확진자가 다녀간 카페, 음식점의 환기 상태가 미흡한 것으로 보고됐다. 특히 이는 여름철 영업 시 개문환기가 어려운 현실을 반영한다.

구분

확진자수

환기 상태

다중

이용

시설

파주시 스타벅스 관련

66

천장형 에어컨 가동 중 창문을 통한 자연환기 부적절

안양시 분식집 관련
(음식점B)

12

창문이 없으며, 출입문 1개로 환기가 어려운 구조

에어컨 가동 중 자연환기 미흡

롯데리아 종사자모임 관련(음식점C)

23

음식점 내 자연환기 미흡

양재동 식당 관련(음식점D)

11

좁은 음식점 내 자연환기 부적절

종교

시설

기쁨153 교회(고양시)

24

지하 1층 창문 및 환기시설 없음

▲최근 1달 확진자 발생 장소의 환기 수칙 이행 현황

에기평은 열회수 환기장치개발 연구과제를 수행하고 있는 주관기관인 힘펠(대표 김정환)과 함께 중·고등학교 교실 크기와 비슷한 공간(체적 181㎥)에서 환기풍량에 따른 비말제거율과 열회수 관계 실험을 진행했다.

실험결과 모든 실내 공기를 시간당 12회 바꿔주는 속도로 환기를 하면 공기 중에 통상 10분 전후로 머무는 비말의 88%가 제거됨을 확인했다. 충분하게 비말이 제거되기 위해서는 기존에 교육부에서 정한 시간당 환기 횟수 2.9회(430CMH)보다 4배 정도로 환기를 해줄 필요가 있다는 결과다.
 

기존 기준대로 430CMH 풍량으로 환기할 경우 10분 후 비말농도는 1.62mg/㎥로 비말제거율은 40.1%에 불과한 것으로 나타났다.

교육부 학교보건법 시행규칙에 따라 학교 교실의 환기량은 1인당 21.6㎥/h 이상(24인 적용시 518㎥/h이며 실험장소 체적(181㎥) 적용 시 시간당 2.9회다.

다만 환기횟수가 증가하면 여름철 실내온도가 상승하고 전기요금도 증가하는 문제가 있기 때문에 실제 적용에 있어서는 환기횟수를 적절히 조절할 필요가 있다. 시간당 12회 환기 기준으로 2시간 가동하면 실내 온도가 3.1℃ 상승(20.1℃→23.2℃)하는 것으로 나타났다.

또한 소음기준으로도 시간당 2.4회 환기할 경우 48.2dB인 것에 비해 12회 환기 시 60.9dB까지 높아져 이에 대한 기준마련도 필요하다.

풍량(CMH)

430

840

1,020

1,400

2,200

환기횟수(/hr)

2.4

4.6

5.6

7.7

12.2

10분후 비말농도(/)

1.62

1.11

0.95

0.67

0.33

10분후 비말제거율(%)

40.1

58.8

65.0

75.2

87.7

팬소비전력(kW)

0.083

0.319

0.569

0.734

2.074

소음(dB)

48.2

52.5

56.6

57.9

60.9

냉방

열교환

전열교환효율(%)

70.3

53.6

49.9

43.9

35.9

현열교환효율(%)

81.8

77.5

75.9

73.0

68.1

잠열교환효율(%)

61.0

40.9

42.5

35.6

26.8

전열회수량(kW)

1.47

2.35

2.66

3.20

4.07

현열회수량(kW)

0.41

0.75

0.90

1.19

1.71

잠열회수량(kW)

1.06

1.60

1.76

2.01

2.36

실내온도(SA)()

21.3

21.6

21.9

22.5

23.2

실내온도변화(SA-RA)()

1.2

1.5

1.8

2.4

3.1

▲펠 환기풍량별 비말제거 및 열회수 효과 실험결과 요약.

임춘택 원장은 “열회수환기는 현재 문제가 되고 있는 다중이용시설 방역에 필수”라며 “식당이나 카페, 목욕탕, 사우나, 실내 체육시설, 교실, 병원, 관공서 등에서의 감염위험을 낮추려면 에너지 고효율 환기장치 보급을 서둘러야 한다”고 강조했다. 

에기평은 이번 실험 결과가 비말제거에 필요한 환기 기준을 처음 제시한 것으로 평가하면서 개문환기가 어려운 겨울철이 되기 전에 열회수 환기장치가 널리 보급되기를 기대하고 있다.