한국실내환경학회(회장 신진호), LG전자(사장 조주완) 공기과학연구소 등이 9월9일 서울역 세브란스빌딩 대회의실에서 공동 심포지엄을 공동 개최했다. 

 

이날 행사에서는 주최기관 및 기업의 관계자들과 산‧학‧연의 관계자 등 약 100여명이 참석했으며 국민 유해물질 노출관리를 위한 데이터 활용 및 실내공간 유해물질 저감을 유도할 수 있도록 실내공기질(IAQ) 관리방법, 최신기술 및 연구동향 등이 공유됐다.

 

신진호 실내환경학회 회장은 개회사를 통해 “LG전자는 2018년부터 선제적으로 서울 금천에 R&D캠퍼스에서 차세대 공기청정 핵심기술을 연구 개발하는 공기과학연구소를 설립하며 집진, 탈취 등 공기청정 관련 핵심기술인 연구개발을 전담하고 있다”라며 “국민들이 실제 생활하는 공간에서의 공기질 변화를 측정해 보다 효과적인 청정연구를 꾸준히 수행하고 있다”고 말했다. 

 

또한 “실내환경학회도 학술 연구 및 기술개발 등을 통해 쾌적하고 건강한 실내공기질 관리와 국가 발전을 목적으로 AI, IoT 등을 활용해 다양한 공간에서 실내공기질을 개선하기 위한 노력을 끊임없이 격려해왔다고 자부한다”라며 “이번 심포지엄에서 발표되는 연구결과를 실내환경을 개선하기 위한 방안으로써 소중히 활용할 것”이라고 강조했다. 

 

이재성 LG전자 부사장은 환영사를 통해 “실내환경에서 유해물질 노출이 건강에 미치는 영향이 점점 커지고 있다”라며 “현대사회에서는 많은 시간을 실내에서 보내기 때문에 실내공기질이 어느때보다 중요하다”고 밝혔다. 

 

또한 “미국과 우리나라 사람들이 인생의 85%를 실내에서 시간을 보내고 있어 실내공기질의 중요성이 어느때보다 커지고 있다”라며 “유해물질의 노출을 줄이고 보다 건강한 실내환경을 조성하는 것이 중요한 과제”라고 주장했다. 

 

강성호 부산대 석사과정생이 안영철 부산대 교수를 대신해 ‘빅데이터 분석을 통한 공동주택 실내공기질 기초연구’를 주제로 발표했다. 

 

실내환경에서 가장 중요시되고 았는 항목은 온‧습도로 Thermal Quality 관련 지수로 PMV, ET 등이 있으며 Thermal Quality를 제어하기 위해 활용되는 가전제품은 에어컨이다. 

 

신축 공동주택의 경우 에어컨은 소비자가 직접 브랜드를 선정하는 제품으로 최근에는 실내환경에서 온‧습도와 함께 미세먼지 및 분자상 오염물질에 대한 관심이 높아지고 있다. 

 

소비자의 경우 입자상 오염물질과 분자상 오염물질을 구분해 판단하고 있지 않으며 실내공기질 제어를 위해서는 다양한 공기가전의 연동제어 전략이 필요하다. 

 

안영철 부산대 교수 연구팀은 지난 2023년 7월부터 LG전자 공청기의 일부 모델에 부착된 센서 데이터를 활용해 3,000여개 센서에서 실시간으로 다양한 공기질 정보를 수집 중이며 해당 발표에서는 PM10 데이터에 대한 분석을 수행했다. 

 

이를 통해 현재 수준에서의 공기가전은 단순면적이 세대면적에 기반해 용량이 결정되고 있으며 사용 후 효과에 대한 정량적인 검증과 적정한 수준의 공기가전이 설치됐는지 여부를 확인하는데 어려움이 있다. 

 

실시간으로 다양한 오염물질을 계측하고 저장할 수 있는 센서를 통해 구축한 빅데이터를 활용해 실내공기질을 분석할 수 있다면 실시간 대응 및 실내공기질을 유지하기 위한 다양한 관리방안 수립을 위한 기초 데이터를 마련할 수 있다. 

 

현재보다 센서기술이 향상되고 실시간 데이터를 클라우드에서 분석 및 학습하면 실시간으로 실내공기질을 최적으로 유지할 수 있는 솔루션 도출이 가능하다. 

 

기존에 구축된 실내공기질 빅데이터를 활용해 실증 사이트 각 세대별 실내공기질 수준을 정량화할 수 있다. 공동주택 특성에 맞춘 실내공기질 모니터링 및 분석 솔루션을 도출할 수 있다. 

 

강성호 석사과정생은 “공기질 정밀센싱이 가능한 IoT기기 연계전략을 통해 24시간 실시간 공기질 모니터링을 통해 실내공기질을 효과적으로 분석하고 관리해 다양한 오염시나리오에 대응할 수 있는 솔루션을 제안하려고 한다”고 밝혔다. 

 

손종렬 고려대 교수는 ‘중‧소형 다중이용시설의 실내공기질 환경평가 및 정책 제안’을 주제로 발표했다. 

 

손종렬 교수는 “실내공기질 관리법에 명시된 26개 법적 다중이용시설의 관리상 문제점에 보완이 필요하다”라며 “환경부가 2022년 실시한 다중이용시설 현황 평가에서도 법적 적용대상시설 평가의 어려움과 시설별 특성 파악의 어렵다”고 지적했다. 

 

또한 “연구를 통해 법적 다중이용시설 중 미적용 소규모 다중이용시설을 관리하기 위해 연구대상 다중이용시설 중 관심도가 높은 시설을 대상으로 실내공기질 측정 현황조사, 효율적 관리방법 등으로 실내공기질 청정시스템을 연구 대상시설에 현장적용 평가를 진행하고 있다”고 말했다. 

 

이어 “연구결과를 토대로 향후 환경부 다중이용시설 현황 정책에 반영할 수 있도록 자료를 만들어 2025년 중장기 종합대책에 활용될 수 있는 기초정책자료를 제안하려고 한다”고 덧붙였다. 

 

연구결과에 따르면 미적용 소규모 다중이용시설에서는 환경부 실내공기질 기준에 따라 미세먼지를 24시간 동안 측정한 결과 △의료기관 △어린이집 △학원 △독서실 등의 순이었으며 운영시간 내에서는 △의료기관 △학원 △어린이집 △독서실 등의 순이었다. 

 

운영시간 외에는 24시간 측정결과와 동일해 의료기관인 의원, 학원 등이 관리대상이었다. 

 

법적 제외시설인 미적용 다중이용시설에서는 24시간 측정결과 △미용실 △ㅅ크린골프장 △카페 △음식점 등의 순이었으며 운영시간 내에서는 △미용실 △스크린골프장 △음식점 △카페 등으로 운영시간 외에도 동일 결과로 나와 미용실과 스크린골프장 등이 우선적으로 관리대상임을 확인할 수 있었다. 

 

법적 다중이용시설보다 연면적이 적은 소규모 다중이용시설을 비교한 결과 미세먼지는 소규모 미적용 법적 다중이용시설 측정결과가 높아 우선적으로 관리가 필요하므로 실내공기질 개선을 위해서는 공기청정시스템이 필요한 시설임이 확인됐다. 

 

측정결과에서 모두 환경부의 법적 미세먼지 기준치보다는 낮지만 미적용 소규모시설 등 환경부에서 정책상 우선적으로 관리해야 할 대상인 다중이용시설을 제안함으로써 중장기 실내공기질 관리정책에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. 

 

이번 연구조사에서 주요 관리대상시설이 민감 시설군이므로 환경부의 법적기준치를 적용하는 것을 관리하기 위해서는 장기적으로 이용자의 노출에 대한 위해성을 관리하기 위해서는 WHO의 강화된 기준을 적용해 단계별로 관리하는 전략이 필요함을 확인할 수 있었다. 

 

손종렬 교수는 “LG전자의 실내공기질 적용 공기청정시스템에서는 실시간으로 연구대상시설의 미세먼지와 같은 중요 오염물질 노출을 확인할 수 있으므로 공기청정기 가동시간을 조정해 집중적 관리가 될 수 있도록 운영하는 유지관리 매뉴얼을 제공할 수 있는 자료를 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

 

이어 “향후 이번 연구가 완료되면 다중이용시설을 이용하는 고객과 사업자의 건강보호를 위한 실내공기질 개선방향을 제시하며 맞춤형 공기청정시스템 구현방안을 제시할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 

 

김성환 단국대 교수는 ‘실내공기 중 미생물 오염조사 현황과 쾌적한 실내 주거환경을 위한 과제’를 주제로 발표했다. 

 

재실자가 어느 공간에 어떠한 종류의 미생물이 문제인지를 파악해야 하는데 주기적인 데이터 반복을 통해 성향을 확인하며 이에 따른 정책이나 제품 개발을 유도할 수 있도록 노력해야 한다. 

 

부유 미생물은 쾌적한 실내환경을 유지하기 위해 관리돼야 할 중요 오염물질 중 하나다. 미생물 현황 정보는 아직까지 제한적으로 미생물 오염수준을 파악하는 한편 상관성을 조사해야 한다. 관리에 요구되는 특성 정보가 미약하다. 

 

실내 위생환경에 대한 공감을 형성하기 위해 정부 및 지자체를 비롯해 기업, 국민 등의 관심이 필요하며 지속적인 실내미생물의 관리 정보 및 제어 기술개발이 필요하다. 

 

한방우 한국기계연구원 실장은 ‘기계연 어린이집 미세먼지 대응 관리기술 실증 연구’를 주제로 발표했다. 

 

미세먼지, CO₂, 유해가스 등을 모두 고려한 실내공기질 향상을 위해서는 환기장치‧후드와 공기청정기 등의 적절한 통합운전 제어가 필요하다. 재실자 상황 및 에너지소비량과 손실량 등을 고려해야 한다.

 

어린이집 공기질 모니터링 및 국가 미세먼지 측정망 연동을 완료했으며 공기청정기, 환기장치, 냉난방장치 등 개별 및 통합 연동 제어 기능을 구현했다. 

 

어린이집 공기질 제어를 위해 스마트시스템을 적용함으로써 모니터링 및 제어장치에 대한 사용자 편의성을 확보했다. 휴대 가능한 디바이스로 사용자가 실내공기질을 확인하며 목표농도를 설정, 변경할 수 있도록 했다. 

 

외부 대기상태를 고려한 맞춤형 환기전략을 제시하는 한편 알고리즘화를 통해 능동운전을 구현하며 동시 만족 조검 및 조건 충돌 시 우선 동작 방안을 고려한다. 

 

운전 시나리오 고도화 및 이전 측정 데이터 기반의 운전 가중치를 반영한다. 외부 미세먼지 농도가 높은 계절 및 출근시간 등을 고려해 공기청정기나 냉난방장치를 사전에 작동한다. 

 

내부 활동시간 동안 공기청정기를 작동할 경우 운전 단수 가중치를 부여하며 낮잠으로 활용되는 교실의 경우 실내 CO₂ 증가 시 환기장치 작동에 보정치를 부여한다. 

 

단일 장치의 자동제어를 벗어나 다양한 실내공기질 유지장치간의 통합 연동운전을 구현하기 위해 IoT 기반의 다중 플랫폼 장치를 동시에 제어한다. 비 IoT 기반의 자체 공기청정기를 제작 및 제어하며 API를 활용한 연결성 테스트를 진행하고 있다. 

 

AI 학습 기반의 사전예측을 통해 스마트 관리 시스템을 고도화한다. 실내 PM2.5 이하의 미세먼지는 대부분 외부 소스에 기인한다. 외부 대기 상태 및 공기질 관리 기기의 운전상태로부터 내부 공기질 및 에너지소비 상태를 예측해 목표치‧가중치 부여조건에 따른 최적의 실내공기질을 운영한다.

 

노인요양시설, 영유아 어린이집, 유치원 등 취약계층 집단 거주시설에서의 공기질 통합 관리 실증연구가 부족하다. 이에 따라 대상별 적정 환기횟수, 오염 제어 청정화 획수, 감염제어 청정화 횟수 확보 등이 필요하다. 
 
공기청정기, 환기장치, 공기조화기 등 전처리 필터 자동청소 및 먼지필터 교체주기 알람 기능 확대가 필요하다. 비자가 직접 관리하기보다는 관리 전문가가 관리하는 체계 마련이 필요하며 교체 주기 알람 시 관리서비스센터로 자동연결, 원격진단 및 교체관리해야 한다. 

 

실내공기질은 사용자가 파악하기 어려워 정확한 정보 제공 및 지속적인 사용자의 의견 수렴이 필요하다. 또한 실시간으로 건물 내 열획득, 열손실 및 냉난방 에너지소비를 분석해 자동제어를 통해 에너지소비량을 반영해야 한다. 

 

김호현 서경대 교수는 ‘학교 교사 내 조리실 유해물질 노출 및 저감’을 주제로 발표했다. 

 

김호현 교수는 연구목적에 대해 “현재 구축된 학교 급식실 및 주방의 환경평가가 필요함에 따라 학교 급식실 및 주방의 공기질 환경 개선을 위한 공기정화장치를 설치하며 실증하는 것이 요구된다”고 강조했다.

 

학교 급식실 및 조리실 등의 공조환경 개선 후 CFD를 분석한 결과 J학교는 열회수형 환기장치를 시공함으로써 공기질을 개선했으며 주방에 흡입구와 필터박스를 추가 설치했다. 열회수형 환기장치 정상 가동을 통해 약 40% 수준의 공기질 개선 효과가 관찰됐다. 

 

Y학교의 경우 열회수형 환기장치 4대를 설치해 급식실 공기질을 개선했으며 조리실이 음압을 형성해 급식실 방향으로 오염물질이 확산하지 않는 형상을 나타냈지만 개선 후 약 11%의 급식실 실내공기질 개선 효과가 관찰됐다. 

 

C학교에서는 세척실 배기구를 확장 설치해 증기 배출문제를 해결했으며 옥상 배기구를 개선해 공기 재유입을 방지하고 세척실에서 발생하는 증기를 19% 절감하는 것으로 나타났다. 

 

 

이후 신용승 한국환경연구원 연구위원이 좌장을 맡은 가운데 강동화 서울시립대 교수, 노광철 에어랩 대표, 심인근 국립환경과학원 연구관, 윤성진 서울연구원 연구위원, 이동근 부산대 교수, 차성일 한국공기청정협회 전무, 진심원 LG전자 전무 등이 패널로 토론이 진행됐다. 

 

강동화 서울시립대 교수는 “스마트환기를 어떻게 해나갈지도 굉장히 연구가 많이 될 것으로 예상되며 공기청정기도 입자를 통해 가장 효과적이고 저비용으로 환기설비와 통합적으로 구성하는 것도 굉장히 중요하다”라며 “ASHRAE 등에서는 공기청정과 환기를 상충되는 것이 아닌 공기관리를 위한 종합적인 솔루션으로 대등하게 바라본다”고 밝혔다.

 

노광철 에어랩 대표는 “어떠한 장치가 모든 오염물질을 제어하지 못하고 우리가 솔루션에 대처할 수 없다면 같이 사용해야 되는데 우리나라에서는 그것이 준비돼 있지 않은 상황”이라며 “에너지효율운전을 기반으로 건강 등으로 발전해 나갈 수 있어야 하며 환기장치는 법적기준을 맞추는 것을 통해 경쟁하는 것이 아닌 건강을 지킬 수 있는 방향으로 많은 장치를 결합할 수 있어야 한다”고 강조했다. 

 

심인근 국립환경과학원 연구관은 “국가, 가정, 회사 등에서 실내공기질을 할 수 있도록 기본이 되는 시나리오가 갖춰져야 하는데 기술이 따라오지 못하니까 한계를 많이 느끼는 것 같다”라며 “특정집단에서만이라도 어떻게 활용할 것인가 고민이 필요한 시점이 아닌가 싶다”고 밝혔다. 

 

진심원 LG전자 전무는 “미세먼지 덕분에 공기청정기 보급률이 거의 75%에 육박했는데 이는 세대 중 75%가 공기청정기를 가지고 있다는 뜻”이라며 “이는 적절한 필터를 개발할 경우 다양한 가스원, 오염원 등에 대한 솔루션을 해당 공기청정기를 통해 제한할 수 있다는 것”이라고 주장했다. 

 

또한 “실시간으로 센싱하며 특화된 솔루션을 적용함으로써 5종의 가스를 측정할 수 있는 센서를 지난해 출시했다”라며 “유해가스를 제거할 수 있는 특화필터에 대한 솔루션도 아직은 고객의 눈높이를 만족하지 못했지만 많이 출시되고 있다”고 말했다. 

 

이동근 부산대 교수는 “실내 거주자의 입장에서 에너지든 환경이든 모든 것은 쾌적하면서도 건강해야 한다”라며 “여기서 말하는 건강이 충족되지 않았을 경우에는 신체적인 기능이 만족스럽지 않았을 때 뇌 기능을 포함해 어떻게 보조할지를 보면 우리가 애매한 방향으로 나가고 있다”고 진단했다. 

 

차성일 공기청정협회 전무는 “향후 센서가 실내공기질을 관리함에 있어 중요한 포지션을 차지할 것”이라며 “미세먼지와 뇌 질환의 연관성 등에 대한 심도있는 연구결과가 발표됐으면 하며 센서 기준이 강화된 공기청정기가 개발돼 시장을 보다 더 창출될 수 있도록 업계에 부탁한다”고 당부했다. 

 

윤성진 서울연구원 연구위원은 “새로운 키워드 발굴이 필요한 시점으로 똑같은 연구로 전통적인 실내공기질 관리보다는 에어솔루션 측면에서의 접근이 좋을 것 같다”라며 “실내외를 같이 고려한 연구, 탄소저감, 모니터링장치의 지속적인 운영방안, 새로운 오염물질에 대한 영향 등 키워드를 고민하고 있다”고 말했다. 

 

실내공기질 관리수단, 성능 등을 선택할 수 있는 권리를 소비자에게 부여하는 한편 이사 시 등 상황에서도 적용할 수 있는 선택의 폭을 넓혀나갈 수 있도록 개방성, 확장성 등을 고려한 정책수단을 강구해야 한다. 

 

또한 재실자의 취향에 맞춘 AI, IoT 등을 기반으로 환기설비와 공기청정기 등을 복합적으로 적용 가능하도록 관련기준을 상향하는 한편 경쟁을 유도함으로써 기술개발을 발전으로 이어질 수 있도록 선순환을 유도해야 한다.