한국실내환경학회(회장 신진호), 한국환기산업협회(회장 김학겸), 한국공기청정협회(회장 이감규) 등은 7월29일 서울 여의도 국회의원회관 제3세미나실에서 ‘2024년 실내환경 관리방안 국회토론회’를 개최했다. 

 

이번 토론회에는 윤준병 더불어민주당 국회의원, 신진호 실내환경학회 회장, 김학겸 환기산업협회 회장 등을 비롯해 환기기업의 관계자 약 100여명이 참석했다.  

 

윤준병 국회의원은 축사에서 “물과 공기는 생존의 절대적인 요소이며 다중이용시설을 중심으로 인간에게 영향을 미친다”라며 “이처럼 인간 건강과 생명에 영향을 미치는 부분들을 어떻게 극복할 것인가가 중요한 문제”라며 운을 뗐다.

 

이어 “공기질을 관리하는 문제는 인간의 생존과 관련되는 문제로 쉽게 해결하기 어렵다”라며 “대기와 관련된 내용으로서 국민들이 실제 체감하고 있는 실내공기질(IAQ)에 대해 우리가 어떠한 역할을 할 것인지를 고민해야 한다”라고 강조했다.

 

윤준병 의원은 “국민 건강을 향상시키고 필요하다면 제도적 개선에 앞장설 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다. 

 

신진호 실내환경학회 회장은 축사에서 “환기산업협회와 공기청정협회는 우리나라 공기청정 및 환경제어산업 발전에 최선의 노력을 기울이고 있다”라며 “고성능의 환기관련 기자재 및 시스템 보급을 통해 실내공기 오염방지와 국민 건강 및 국가 에너지절약에 기여해 온 기관으로서 환기와 공기청정을 통해 실내환경 문제를 해결하고 개선하고자 하는 여러 관계자들의 노력에 무한한 감사를 보낸다”고 밝혔다. 

 

이어 “실내환경학회도 학술연구, 기술개발 등을 통해 쾌적하고 건강한 IAQ 관리와 국가발전에 기여함을 목적으로 AI, IoT 등을 활용한 다양한 공간의 IAQ 관리 등 실내환경의 질을 개선하기 위한 노력을 경주해 왔다”고 강조했다. 

 

김윤신 건국대 석좌교수가 좌장을 맡은 가운데 연사들의 주제발표가 이어졌다.
 
IAQ 관리 개선 필요사항 제시
한방우 한국기계연구원 실장은 ‘실내공기산업 현황과 미래’를 주제로 발표했다. 

 

실내공간은 실외에 비해 상대적으로 유해물질에 노출되기 쉬우며 전 세계적으로 공기오염 사망자 중 실내 공기오염 사망자가 320만명에 달할 정도로 심각한 상황이다. 

 

우리나라에서 폐암에 걸린 여성환자 중 88%가 비흡연자이며 라돈으로 인해 폐암에 걸려 죽음을 맞는 사람 수도 연간 2만1,000여명에 달한다. 

 

실내공간이 주로 바이러스 감염 확산에 큰 요인이 되고 있으며 PM2.5 기준을 5㎍/m³이하로 줄일 경우 실내공기오염으로 인한 사망자수가 줄어든다고 보고되고 있다. 

 

이에 따라 IAQ를 어떻게 평가, 유지관리할 것인지를 결정하는 IAQ 관련 서비스산업이 중요해지고 있다. IAQ 측정기기분야는 대부분 해외에 의존하고 있으며 시장규모 자체가 작다. 측정기기 국산화 자체가 미미하기 때문이다. 

 

IAQ 측정센서 및 모니터링 기술은 현재 활발하게 연구개발이 이뤄지고 있으며 IAQ 측정센서 부품 대부분을 해외에 의존하고 있다. 국내의 경우 센서 부품을 이용해 제품화하고 있으며 센서 정확도 및 내구성 저하 문제가 있다.

 

공기청정기는 소형‧중형‧대형 인증제도 확립 및 기술 성숙단계에 들어섰으며 국내시장은 코로나19 이후 정체를 겪고 있다. 인도, 미국 등 해외시장이 확장되고 있으며 미세먼지 제거 성능대비 유해가스 제거 성능이 저하하고 있다. 

 

환기장치는 헤파필터 장착, UV살균, 스마트 기능 등을 강화하고 있으며 환기모드 이외의 내부순환모드 적용으로 공기청정기능을 복합화하고 있다. 우수제품 인증제도가 미흡하며 환기에 따른 근본적인 건물에너지 손실문제가 존재한다. 이에 따라 건물에너지를 고려한 환기 운영전략 개발이 필요하다.

 

살균기기는 코로나19 시기 이후 보급되기 시작한 도입단계에 있다. 그러나 실제 환경에서 성능 검증이 미흡하며 2차 오염 발생 및 인체 영향에 대한 평가가 부족한 실정이다. 

 

실내‧외 공기질 모니터링 후 환기장치 제어를 구현하고 있으며 오염물질별 맞춤형 통합 관리가 미흡하고 에너지관리가 미흡하다. 실제 환경 실증 평가가 미흡하며 사용자의 피드백이 부족한 점이 한계로 지적된다. 

 

IAQ 제어기술은 유지관리 미흡 시 풍량 등 성능 저하 및 냄새를 유발하는 등 2차 오염이 발생할 수 있다. 공조기의 경우 건물주 공조기 필터제거 후 사용해야 한다. 

 

향후 IAQ 측정기 성능인증 도입이 필요하며 현재 모든 미세먼지 센서는 대기 미세먼지로 등가성 평가를 하고 있다. 실내 측정용의 경우 실내 미세먼지에 대한 등가성 평가가 필요하다. IAQ 측정항목을 대상으로 측정기 관리방안 마련이 요구된다. 

IAQ 측정센서 자동 진단 및 교정기술이 필요하다. IAQ를 상시 모니터링할 수 있도록 AI 기반의 자동관리기술이 요구된다. 

 

한방우 실장은 향후 △공기청정기 유해가스 처리성능 향상 △환기장치 성능향상 및 인증제도 마련 △오염물질 대응 맞춤형 통합 운전 제어 △민감계층 대상 실증 연구 △필터 자동청소 및 교체 주기 알람기능 강화 △사용자와의 공기질 관리 피드백 방안 마련 △내부순환형 CO₂ 및 오염물질 제거기술 △재실상황 고려 맞춤형 공기질 제어기술 △사용자 주변 국소관리 기술 등이 요구된다고 강조했다. 

 

환기청정기 단체표준 제정방향 소개

윤명섭 한국산업기술시험원 박사는 ‘환기 공기청정기 성능평가 방안’을 주제로 발표했다. 

 

한국산업기술시험원은 2020년 3월30일 공고된 29개 기반구축 과제 중 스마트 HVAC 실증지원(2020~2023)을 목적으로 경기도 화성시 실증 기반구축 과제를 수행했다. 

 

스마트 HVAC 실증 기반구축 과제는 IoT, AI 융복합 스마트 HVAC 제품군에 대한 성능, 기능향상 정도를 실증하며 관련 알고리즘‧앱 등 소프트웨어 GS인증체계를 마련하며 융합제품의 기능안전성 및 신뢰성 등을 향상시키기 위한 시험‧평가시스템 인프라 구축 및 기업 기술지원서비스를 제공하기 위한 과제다.

 

자율주행차 기술발전으로 새로운 테스트베드 및 시험평가 체계가 요구되는 것처럼 IoT, AI 융복합 스마트 HVAC 제품군에 대해서는 새로운 실증기반이 필요하다. 

 

두 개의 표준챔버를 연동한 공기청정 대형, 소형 복합 챔버를 통해 실내‧외 오염농도를 모사했으며 국내 시판돼 있는 설치유형별(스탠드형, 창문 설치형, 천장 매립형, 기타) 환기청정기를 대상으로 KS C 9306(ISO5151)의 창문형 에어컨 시험과 KS B 6879 열회수형 환기장치 시험을 통해 에너지성능과 먼지누설 측정을 실시했다. 

 

환기청정기에 대한 미세먼지 제거성능을 복합적인 환경을 고려하는 것이 필요하다. OA(Outdoor Air)에서 SA(Supply Air)방향으로의 미세먼지 포집 성능 측정 이외에 내부청정 모드와 환기청정 모드의 경우를 복합적으로 고려할 필요가 있다. 

 

장치 내부에서 포집율보다 실내공간에서 농도측정이 가시적이다. 공간내에서 농도 측정방법이 사용자 측면에서 효과적이며 실내 초기오염농도 구현상태에서 제품 가동 시 실내 농도 감소 변화가 감지된다. 실외 오염농도를 동시에 구현할 수도 있다.

 

환기청정기 국내 단체표준의 국제 IEC 환기청정기 제정안 방향과 부합하다. 공기청정기, 환기장치, 에어컨 등 기타 기존제품 시험법의 연장선이라는 점에서 IEC 환기청정기 제정방향과 부합하다. 

 

기존 단체표준 진행내용은 집진 효율시험법에 의한 CADR(미세먼지 제거 시험법)을 산출하는 것이었으나 2개의 표준챔퍼를 활용해 실외 오염도 및 실내 초기농도를 모사하는 것으로 수정됐다.

 

이는 공기청정기 시험표준의 직관적인 시험법을 따르고 있으며 기존과 차이점은 실외 오염도를 동시에 모사한다는 것이다. 실내의 경우 기존 CADR 측정표준을 사용한다. 

 

윤명섭 박사는 환기청정기 단체표준 제정 필요성과 제정방향 등을 밝혔다. 시판되고 있는 환기청정기의 경우 환기장치를 기본으로 하거나 필터기능을 강화해 환기 및 공기청정 능력을 강조하고 있다. 

 

KS B 6879(열회수형 환기장치) 표준에서 열교환효율, 에너지계수, 유효환기량 등을 측정했으며 최근 먼지 포집율을 측정하는 시험항목이 추가됐다. 

 

윤명섭 박사는 “공기청정분야에서 통용되고 있는 CADR에 의한 측정이 누락돼 공기청정 능력의 객관적 지표가 부재한 상황”이라며 “해외에서 진행 중인 IEC 표준작업을 참조해 국내 단체표준 작업을 진행하고 있다”고 밝혔다. 

 

또한 “환기청정기 단체표준 제정방향은 환기청정기의 CADR 시험법을 규정하고 있으며 CADR은 기존 공기청정기 표준과 동일하다”라며 “다만 2개의 표준챔버를 연동해 한쪽은 실내 초기농도를 설정하며 다른 한쪽은 실외 오염도를 설정해 진행할 수 있다”고 말했다.      

 

공기청정기‧환기장치, 시너지 효과 입증
노광철 에어랩 대표는 ‘공기청정기-환기장치 운용 시너지 기술’을 주제로 발표했다. 

 

IAQ를 관리하기 위한 공기정화장치가 많이 보급돼 사용되고 있으나 소비자들이 올바른 사용법이나 유지관리 방법을 몰라 최적의 효과를 내지 못하고 있다. 

 

공동주택용 환기장치와 공기청정기의 상호 소통 능력이 부재하며 필수 가전으로써 많이 보급돼 국가적으로 많은 양의 소비전력을 사용하는 공기정화장치들의 효율적 사용에 대한 연구가 부재한 실정이다. 

 

미래기술로 비용대비 정화능력이 극대화된 시너지운전이 필요하며 미래 실내공기산업으로 공기정화장치 조화운전 기술은 필수적 요구사항이다. 

 

밀폐 후 가스상 오염물질 농도가 증가했으며 5시간 밀폐 시 초기 농도의 2배 이상 치솟았다. 6시간 후에는 2배 이상 농도로 포화상태가 됐다.   

 

환기장치는 산소공급 및 가스 제거라는 장점을 통해 공기청정기를 보완할 수 있으며 공기청정기는 에너지효율과 유해물질에 대한 빠른 제거가 가능해 환기장치의 단점을 상쇄할 수 있어 두 기기를 동시에 사용하는 것이 필요하다. 

 

CO₂와 미세먼지 정화성능을 측정하기 위해 환기장치와 공기청정기를 동시에 가동한 결과 30분 후 CO₂가 약 50%, 미세먼지가 약 10% 수준으로 감소했다. 

 

개별운전과 비교했을 때 CO₂가 30% 추가 저감됐으며 미세먼지는 60%가 추가로 감소됐다. 동시 운전 효과를 극대화하기 위해 에너지효율을 재고해야 한다. 

 

환기장치와 공기청정기를 동시에 가동했을 때 암모니아와 폼알데하이드 정화성능을 측정했다. 30분후 암모니아 약 80%가 줄었으며 폼알데하이드는 약 50% 감소한 것으로 나타났다. 

 

개별운전과 비교했을 때 암모니아는 60% 추가 저감됐으며 폼알데하이드는 20%가량 추가로 줄었다. 다만 동시 운전 시 에너지효율과 비용 등을 고려해야 하며 에너지비용을 고려하지 않아 향후 이 부분에 대한 고려가 필요하다. 

 

공기청정기는 30분 동안 운전해 미세먼지 초기농도의 약 20% 수준으로 감소하는 한편 환기장치는 같은 시간 동안 가스상 물질 초기농도의 약 50% 수준으로 줄었다. 

 

시너지 운전은 주택 내 개인 노출을 최소화하는 방향으로 공기정화장치의 에너지효율을 극대화하는 운전으로 기계식 환기장치 정화능력 향상 및 에너지효을 증대시키며 시너지 운전 분석을 위한 데이터 수집 및 AI를 활용해야 한다.

 

또한 유기 미세먼지 대응 필터 및 지속가능한 유해가스 필터를 활용해 에어필터 기술 향상 및 유지보수 시기 등을 예측하는 것이 필요하다. 

 

노광철 대표는 △실내 공기가치 제고 △기계식 환기장치 B2C 사업화 △공기정화장치용 에어필터 신기술 개발 △주택 공기

정화장치 시너지 스마트 운전 기술 개발 △주택 IAQ 가이드라인 제시 등을 제안했다.

 

UV LED 살균모듈, 99.9% 효과 극대화
우종수 정민 기술연구소 소장은 ‘항균 기능 스마트 환기시스템’을 주제로 발표했다.    

 

공기오염으로 인한 사망자수는 매년 전 세계적으로 700만명에 달하고 있으며 국내 또한 미세 플라스틱과 같이 미세오염 인자가 누적돼 대기오염이 50년간 지속될 경우 100만명당 1,109명의 조기사망이 예상된다. 

 

인체가 초미세먼지와 미세먼지 등에 노출되면 호흡기 질환부터 출산, 정신건강에 이르기까지 직‧간접적인 영향을 받는다. 

이에 따라 우리나라는 서울시, 질병관리청, 국가기후환경회의 등을 통해 국민 인식 전환을 위해 캠페인을 추진하고 있다. 

 

정부는 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’, ‘건강친화형 주택건설기준’, ‘녹색건축 인증기준’ 등을 통해 환기시스템을 법적으로 의무화했으며 이러한 기준들에 부합하는 가구를 대상으로 환기시스템을 설치하고 있다. 

 

우종수 소장은 “바이러스, 미세먼지, 실내오염 배출 등을 위한 유일한 방법은 동력 순환 환기뿐”이라며 “전열소자를 통한 분압차에 의한 전열면에서 분자확산과 모세관력에 의해 열교환이 이뤄지며 자연환기대비 여름철 36%, 겨울철 72% 가량의 에너지절감 효과를 적용할 수 있다”고 말했다. 

 

이어 우 소장은 정민 스마트 환기시스템을 소개했다. 스마트 환기시스템은 다양한 실내‧외 환경데이터를 수집해 각 파트별 모듈을 유기적으로 제어한다. 

 

정민의 전열교환기는 외부에서 유입되는 공기를 정화할 수 있는 H14등급 헤파필터와 항미‧살균 1차 모듈, 2차 살균 LED 디퓨저 등으로 오염인자 차단과 바이러스 박멸 등을 핵심으로 설계됐다. 또한 구리 증착시술을 활용해 항균 효과 등이 있는 필터를 1차 적용해 항바이러스 차단 효과를 극대화했다.   

 

우종수 소장은 “공기 UV LED 살균모듈을 적용해 부유균 필터를 포집함으로써 풍속량대비 99.9% 살균효과를 검증했다”라며 “2차 항바이러스 모듈 적용으로 디퓨저 설치 세대에 한해 항바이러스 효과를 극대화할 수 있다”고 밝혔다. 

 

스마트 환기청정기, 공기정화 효율 99%‧5배 E절감 극대화

박주현 케이웨더 이사는 ‘인공지능 환기시스템 기술’을 주제로 발표했다. 

 

현대인은 하루 중 90% 이상의 시간을 실내에서 보내고 있어 외부 날씨에 상관없이 실내공간만이라도 안전하고 효율적인 에너지로 공기질을 관리할 수 있는 스마트한 공기질 관리시스템이 필요하다. 

 

환기의 중요성에 대한 인식 확대에 따라 최적의 공기개선솔루션이 공기청정기에서 환기청정기로 패러다임이 변화하고 있으며 실내‧외 공기질분야의 각종 피해를 최소화하는 빅데이터플랫폼 필요성이 증가하고 있다. 

 

스마트 환기를 위해서는 날씨, 위성, 대기 등 오픈 데이터의 수집, 가공을 통해 사용자를 위한 대기질 정보를 생성하며 지역별 측정기를 통해 AI 기법으로 정확도를 향상시킨다. 실내‧외 공기질 데이터를 기반으로 에너지를 효율적으로 관리하는 분야별‧사용 목적별로 스마트하게 환기하는 AI 알고리즘이 필요하다. 

 

케이웨더는 데이터를 교차 검증하기 위해 가상 측정소를 구축하며 측정소의 데이터를 제외한 다른 측정소들의 모든 데이터들은 AI로 값을 산출하며 실제 측정값과 비교를 통해 모델링하는 기법을 개발했다. 

 

AI 기반으로 다양한 측정기준에 대한 데이터 통합 및 보정 알고리즘과 환기청정시스템 자동화를 위해 공기지능 알고리즘을 구축했다. 

 

또한 사용자 분류와 목적 등에 따라 빅데이터와 AI기법 등을 활용해 사용자에 맞춤화된 요인별 맞춤형 행동요령을 제공한다. 

 

케이웨더가 구현하는 스마트 환기청정솔루션은 실내‧외 공기데이터를 실시간으로 수집‧분석해 환기장치를 제어함으로써 에너지를 효율적으로 관리하면서 고객의 공간을 청정하게 조성해주는 솔루션이다. 

 

환경부 인증 IoT 공기측정기를 통해 실내‧외 공기질 상태를 비교하며 공기질 상태에 따라 환기, 청정, 바이패스 모드를 선택할 수 있다. 공간유형과 사용목적별 맞춤 제어알고리즘과 공기질 등을 예측해 적용한다. 

 

스마트 환기청정기는 내부순환모드를 통한 외부 오염 유입을 차단함으로써 실내 공기정화 효율을 99.9% 구현하며 열교환없이 실내 온도 조절이 가능한 바이패스 모드를 구동해 약 5배의 에너지를 절약한다. 

 

박주현 이사는 “보이지 않는 공기를 보일 수 있도록 스마트 관리하며 실내‧외 공기질 모니터링, 분석‧제어보고서 등을 제공한다”라며 “날씨 재해상황에서도 대응할 수 있는 스마트한 환기 기술과 화재, 요리, 흡연 등 IAQ 급속 오염상황에 대비한 기술이 필요하다”고 강조했다.   

 

정권 건국대학교 교수(실내환경학회 부회장)가 좌장을 맡은 가운데 패널토론이 진행됐다. 

 

이은영 소비자권리찾기시민연대 대표는 “소비자가 어떤 제품을 선택하며 원하는지를 중요하게 생각해야 하는데 기업들은 유리한 조건에서 실험한 결과를 소비자에게 제시하는 경향이 있다”라며 “환기장치가 있음에도 사용하지 않는다는 것에 대해 소비자의 관점에서 보면 에너지효율이 너무 비효율적이었을 수 있으며 필터 교체 등이 어려웠다”고 강조했다. 

 

또한 “환기필터 가격이 비싸며 공동주택에서는 공동구매를 하는 등 환기장치를 실질적으로 사용할 수 있는 환경이 안된다”라며 “스마트환기시스템이 도입되더라도 환기장치 사용이 활성화될지는 미지수”라고 밝혔다. 

 

이어 “업계는 소비자의 입장에서 환기장치를 사용할 수 있도록 유지관리, 에너지효율, 성능인증 등을 반영한 제품을 공급해야 한다”라며 “여러가지 제시되는 시험조건에서 인증되며 등급이 부여되고 에너지비용 등을 쉽게 책정할 수 있도록 비교할 수 있는 체계를 마련해야 한다”고 지적했다. 

 

끝으로 “어떻게 소비자를 만족시키면서 어떻게 사용할 때 가장 효율적일 것인지를 고민해야 한다”라며 “실제 환기성능, 투입비용 등을 입증할 수 있는 지표 마련이 필요하다”고 말했다. 

 

최길용 안양대 교수는 “정책을 반영할 경우 방향설정을 잘하는 것이 중요하며 타당성 조사뿐만 아니라 정책방향에 따른 비용편익 등을 분석해야 한다”라며 “국가적 차원에서 관리해야 할 영향 등을 감안해 향후 효과를 정밀하게 분석해야 한다”고 밝혔다. 

 

이어 “IAQ분야는 단순한 접근보다는 어떻게 케어하며 관리할 것인가를 고려해 고객맞춤형으로 접근해야 한다”고 덧붙였다. 

 

조석주 서울시보건환경연구원 박사는 “IAQ 관리에서 중요한 것은 공기질 측정이며 환기를 할 것인지, 공기청정을 할 것인지 등을 판단하는 것이 정확한 IAQ 관리라고 판단한다”라며 “열순환시스템, 에너지순환시스템 등을 감안할 경우 공기조화기, 환기시스템 등이 실제적이며 경제적이고 효율적으로 운영돼야 한다”고 강조했다. 

 

임영욱 연세대 교수는 “환기장치와 공기청정기를 혼합해서 사용하는 부분이 초보적인 단계일지 모르지만 해야 할 일이 상당히 많을 것”이라며 “입자 등을 비롯해 가스와 같은 세밀한 입자를 제거할 수 있는 능력이 있는가 의문”이라고 말했다. 

또한 “외부에서 유입되는 외기를 상당히 신경써야 하며 여과장치가 갖춰져 정화된 공기가 실내로 유입될 수 있을 것인가가 중요하다”라며 “관련기술력과 통제력 등이 아직 없으며 제어해야 할 기술도 갈길이 멀다”고 진단했다.

 

이어 “맞춤형이라는 의미를 적용하기 앞서 사람에 맞게 개발될 수 있도록 잘 헤아려봐야 할 것”이라며 “민감계층이 공기정화장치로부터 효과를 누릴 수 있도록 충분한 고민이 필요하며 IAQ 개선 시 에너지효율을 고려할 수 있도록 사람 중심의 기술을 실제 구현할 수 있도록 해야 하며 보다 체계적으로 갈 수 있도록 방향성을 논의하며 접근할 수 있어야 한다”고 강조했다. 

 

이윤규 한국건설기술연구원 연구위원은 “실내환경 관리를 위해서는 목표 환경을 설정하며 그것을 풀어갈 수 있어야 하며 농도기준, 에너지 관련이슈, 스마트환기 등에 대한 진지한 정의와 고민이 선행돼야 한다”라며 “어떠한 사안이 생겼을 때 국민 의식에 맡겨야 하는지, 산업계가 풀어야 하는지 등을 고민하며 AI, 자율운전 등에 대한 의문을 가지고 있는데 이러한 것들은 시간이 필요할 것”이라고 신중한 태도를 유지했다. 

 

또한 “환기설비, 공기청정기 등이 각 속성에 맞게 가져가야 할 부분들이 있으며 좋은 공기를 만들어야 한다는 의견에 공감한다”라며 “각국의 환기량기준은 단순 여러 비교가 어려운 각국마다 목적 등이 다른 상황이며 공동주택 환기량 기준은 새집증후군 유행 당시를 감안해 만든 것으로 수정돼야 하나 정부가 움직이지 않고 있다”고 밝혔다.

 

이어 “스마트 환기인증, 기술개발 등을 서둘러야 우리가 경쟁력있게 앞서 나갈 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 

 

박형호 LG전자 수석위원은 “IAQ 관리 시 어떤 제품이 사용자에게 가치있게 쓰일 수 있을지 고민하고 있으며 그것을 체감적으로 사용자가 느낄 수 있도록 다양한 시도가 필요하다”라며 “그런 의미에서 센싱과 모니터링 툴이 상당히 유의미하며 소비자들이 보고 신뢰할 수 있는 인증제도 마련, 고도화 등을 통해 산업계에 제시할 수 있어야 한다”고 말했다.