최근 세계보건기구(WHO)는 “코로나19 대유행의 끝이 보인다”고 말하는 등 세계적으로 팬데믹 종식에 대한 기대가 커지고 있는 상황이다. 엔데믹에 대한 기대감으로 사회, 경제, 문화적 측면에서 출구전략을 기대하는 단계이지만 건축적인 면에서 해결해야할 커다란 숙제를 남기고 있다.
2020년 COVID-19 팬데믹이 유발되고 그 감염경로로 공기를 통한 전파의 증거들이 발견되면서 실내의 부족한 환기 및 부실한 공기정화시설이 문제점으로 드러나게 됐다. 미국냉난방공조학회(ASHRAE)는 ‘ASHRAE guidance for office building(ASHRAE 2020)’을 통해 실내에 환기를 최대한 늘리고 공기필터를 가능한 높은 단계로 바꿀 것을 권고하는 가이드를 제시했다.
하지만 기존 건축물에 대해서는 공조시스템을 완전히 교체한다는 것이 불가능하기 때문에 환기량 증가와 필터교체만으로는 팬데믹에 대응하기에 한계가 있을 수밖에 없다. 사회적 거리두기, 격리, 실내소독, 마스크착용 등으로 한계를 메우고 있는 실정에서 미래의 고층빌딩에서는 선제적으로 바이러스 전파경감을 위한 대책을 준비해야 한다는 것이 건축 전문가들의 의견이다.
이와 관련 세계초고층도시건축학회(CTBUH)에서 발표한 연구논문 중 지능형 바닥공조시스템이 미래 고층빌딩에서의 역할을 제시한 내용이 있어 주목받고 있다. 특히 국내에서 바닥공조분야 대표기업으로서 지능형 바닥공조시스템 보급이 앞장서고 있는 케이프로텍에 대한 관심도 높아지고 있다.
팬데믹, 층별 분산 공조시스템 요구
CTBUH에 발표된 논문에 따르면 바이러스의 공기전파 관점에서 기존 중앙식 공기조화시스템에서 각 층에서 배기된 공기가 혼합돼 건물전체로 재공급됨으로써 감염전파가 확산될 수 있어 이를 개선하기 위해서는 층별 분산된 공조시스템이 요구되고 있다.
뿐만 아니라 기존 건축물에서 대부분 활용돼 온 천장공조방식에서는 급기와 실내공기가 혼합돼 순환함으로써 환기성능이 저하되는 것을 문제로 보고 있다. 이를 개선하기 위해서는 기류방향이 한 방향으로 유지되는 바닥급기와 천장배기방식인 바닥공조방식이 팬데믹 대책으로 가장 우수하다고 판단하고 있다. 이에 따라 2가지 방식이 결합된 형태인 층별 분산형 바닥공조시스템은 미래에 다가올 불확실한 팬데믹을 대비하는 가장 유용한 방식으로 결론냈다.
이는 팬데믹 이전부터 케이프로텍이 개발해 공급해 온 ‘지능형 바닥공조시스템’과 일치하고 있어 향후 신규 건축물에 적용이 확대될 것으로 전망되고 있다.
바닥공조, 고층빌딩 성능 개선 뚜렷
대부분의 고층빌딩에서는 환기와 냉난방을 위해 천장을 통한 기류공급에 의존하고 있다. 공조기에서 토출되는 공급기류의 온도는 약 12.7℃로 재실자에게 직접 도달할 경우 너무 차갑거나 불쾌적성을 유발할 가능성이 높기 때문에 천장 디퓨저는 공기혼합이 최대로 이뤄지도록 설계된다.
디퓨저에서 토출된 찬기류는 실내공기를 배기 디퓨저로 유인하며 혼합 및 실내로 열을 전달하는 역할을 한다. 천장공조를 채택한 고층빌딩은 공간 내 공기를 완전히 혼합하는데 이는 환기와 냉난방을 고르게 하는데 효과적이다.
그러나 또 다른 공조방식인 바닥공조방식은 혼합없이도 쾌적한 냉난방을 제공하고 개선된 실내공기질(IAQ)과 병원균제거에 탁월하다. 바닥공조시스템은 급기를 위한 덕트를 최소화하는 대신 이중바닥의 하부공간을 활용하며 낮은 풍속의 기류를 바닥높이에서 약 18~20℃의 냉각된 공기를 공급한다. 이 시스템은 개별층으로 분산 적용된 공조시스템에 가장 어울린다.
바닥공조시스템에서는 분진 및 병원균이 전통적인 천장공조방식에 비해 공간으로부터 보다 빠르게 이동한다. CFD 분석은 두 가지 시스템에서의 재실자에 의해 흡입되는 잠재적인 병원균의 경로를 잘 보여주고 있으며 바닥공조시스템은 명확히 개선된 성능을 보여주고 있다.
사람들이 살아가고 일하는 방식은 팬데믹에 의해 영원히 변화할지 모른다. 이에 따라 업무용 빌딩은 재실자의 건강, 안전 그리고 웰빙을 최우선으로 고려하기 위해 변화해야 할 필요가 있다. 팬데믹이 진정된 이후라도 재실자들은 건물의 실내공기질 개선에 확실히 관심을 가지게 될 것이며 그들의 환경에 대한 이해뿐만 아니라 더 높은 기능의 시스템을 요구할 것은 자명하다.
현재의 팬데믹은 결국 진정될 것이지만 몇 가지의 영향은 지속될 것으로 전망된다. 고층빌딩 재실자는 그들의 환경과 실내공기질에 더욱 관심을 가지게 될 것이기 때문에 향후 공조시스템에 대한 최고의 대응방안에 대한 검토와 재구성이 시도될 것으로 예상된다.
케이프로텍의 관계자는 “그동안 에너지절감, 쾌적성, 건축비용절감, 공간활용 측면에서 바닥공조의 장점을 바라봤다면 이제는 팬데믹 대응 차원에서 건강과 안전을 위한 대안으로 각광을 받고 있다”라며 “이러한 시대적 요구사항에 케이프로텍은 국내 최대의 사업실적과 노하우를 통한 끊임없는 연구개발에적극 나서고 있다”고 밝혔다.
케이프로텍은 UV를 활용한 살균기능 FTU 개발, 첨단센서를 활용한 환기용 FTU 개발, DOAS 통합시스템 개발, 복사냉난방과의 통합제어시스템 개발뿐만 아니라 이러한 시스템간 맞춤형 통합제어시스템 개발까지 부단한 노력을 기울이고 있다.
케이프로텍의 관계자는 “최근 등압식 바닥공조 후발업체들의 출현을 바라보며 이러한 기술개발은 단시간 내 이뤄지는 것이 아니라 수많은 실험과 시행착오를 통해 얻어지는 결과로 후발업체들의 분발을 기대하며 선두주자로서 노력을 다할 것”이라며 “국내 등압식 바닥공조 표준을 정립하고 포스트 팬데믹을 대비하기 위해 신축 건축물의 설계단계부터 팬데믹을 고려한 시스템을 적극적으로 제안해 나갈 것”이라고 강조했다.
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