[기계설비] 건축물의 용도별 필요환기량 계산

 

"건축물의 설비기준 등에 관한 규칙"에는 공동주택 및 다중이용시설의 환기설비기준 등에 관한 내용이 있습니다.

건축물에 설치된 환기장치가 적정한 풍량을 가지고 있는지 확인할 필요도 있고, 새로 신축되어지는 건물에 환기량이 적정하게 설계되어 있는지 확인하는 것도 중요합니다.

 

■ 환기의 종류

 - 환기의 종류는 크게 두가지로 분류됩니다.

 

  1. 자연환기

    : 자연환기는 말그대로 기계장비 등의 도구 없이 건물의 구조에 의한 외기의  도입으로 외기의 압력/밀도 등에 따라 공기가 자연적으로 이동하는 환기를 말합니다. 쉽게 말해 창문을 열어두어 밖으 공기가 유입되고 안의 공기가 유출되는 그런 환기방식을 말합니다.

 

  2. 기계환기

    : 기계환기는 기계장비 즉, 송풍기 및 배풍기에 의해 강제로 공기의 순환을 만들어 내는 환기방식을 말합니다. 기계환기의 방식은 3가지로 분류됩니다.

 

  - 1종 환기법 : 송풍기와 배풍기를 모두 설치하는 기계 급기 + 기계 배기 방식

 

  - 2종 환기법 : 송풍기에 의해 공기를 유입하고 자연 배기하는 기계 급기 + 자연 배기 방식

    실내에 기계 급기를 하게 되면 실내의 압력은 상승하게 되고 상승된 압력에 의한 실내의 공기가 배기구를 통해 자연배기 되는 방식을 말합니다. 실내 압력을 상승하여 외기의 도입을 막기 때문에 실외의 오염원이 실내로 유입되는 것을 막을 수 있습니다.

 

  - 3종 환기법 : 배풍기에 의해 실내 공기를 배출하고 자연 급기하는 자연 급기 + 기계 배기 방식

    실내의 공기를 배풍기에 의해 강제로 배출하면 실내의 압력이 떨어지고 떨어진 압력에 의한 외기의 도입이 이루어 지는 방식입니다. 실내의 압력을 음압으로 구성하여 오염된 실내의 공기의 외부 누출을 막을 수 있습니다.

 

환기 방식중  가장 좋은 환기방식은 당연 "1종 환기법" 입니다. 일반 적인 생활공간에서는 급기와 배기의 비율을 50:50으로 하여 쾌적한 공기질을 형성 할 수 있습니다.

 

또, 필요시 급기와 배기의 비율을 변경하여 사용하는 방법이 있는데 주로 병원원에서 많이 사용하죠, 예를 들어 급기의 비중을 늘리면 "양압병동"이라 하여 오염물질을 차단하여 면역력이 약한 환자에게 적합한 실내를 만들어 줍니다. 또한 "음압병동"이라 하여 배기의 비중을 높여 바이러스나 전염병을 가지고 있는 환자가 있는 실내의 오염원이 다른 공간으로 이동하지 못하게 막는 기능을 합니다.

 

이렇게 환기는 우리에게 쾌적한 공간을 만드는 것 뿐만아니라, 음압 및 양압을 이루어 해당 환경에 필요한 공기순환을 만들어 내는 방법으로도 많이 쓰이고 있습니다.

 

■ 필요환기량 계산

건축물의 설비기준 등에 관한 규칙에는 필요환기량을 계산할 수 있는 식을 제공하고 있습니다. 필요환기량은 건축물의 용도에 따라 다른게 계산할 수 있습니다.

 

환기량을 계산하는 방법은 인원수에 의한 환기량 계산법과 환기횟수에 의한 환기량 계산방법이 있습니다.

 

환기관련 법규에는 위와 같이 각 용도별로 필요 환기량을 제공하고 있습니다.

위 표는 용도별 인원수에 의한 환기량으로 1인당 필요환기량을 말합니다. 예들들어 문화 및 집회시설의 사용인원(최대 수용인원)이 100명이라고하면 29 x 100 = 2,900 CMH가 되는 것입니다.

 

그럼 환기횟수에 의한 환기량은 어디에서 쓸일까요? 

 

바로 공동주택에 관한 법류에서 필요환기량을 횟수로 규정하고 있습니다. 일반적으로 공동주택의 필요환기량은 시간당 최소 0.5회입니다. 

환기횟수에 의한 필요환기량은 사용공간의 체적을 필요로 합니다. 풍량이라는 것이 가로 세로 높이까지 계산된 하나의 공간에 필요한 환기를 계산하는 것이기 때문에 공간의 체적이 필요한 것이지요.

 

예를 들어 84A 타입의 아파트의 경우 면적이 84m2가 되고 높이는 보통 2.4m이기 때문에 체적은 201.6 m3 이 되겠네요. 여기에 시간당 환기 횟수를 곱해주면 해당 아파트의 최소 환기풍량을 계산할 수 있습니다. 따라서 201.06 x 0.5 = 100.8 CMH가 되죠. 보통 84A타입의 아파트의 경우 여유율을 고려해 150CMH의 전열교환기가 설치되는 것을 알 수 있습니다.

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인원수에 의한 환기량 : 사용인원 x 1인당 필요환기량

 

환기횟수에 의한 환기량 : 면적 x 높이 x 시간당 환기횟수

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■ 환기휀의 선정 (송풍기의 선정)

환기량을 계산했으면 여기에 맞는 휀을 어떻게 선정해야 할까요? 환기풍량은 과할 수록 좋기는 하겠지요.... 환기능력이 그만큼 높은 것이니까요 하지만 불필요한 비용을 막는 것도 중요합니다. 100%로 만족하는 것을 150%로 하면 더 좋아 보이지만 초기 비용이 올라가는 것 뿐만아니라 건물의 유지관리 시 고장 또는 부품의 교체는 필수적이기 때문에 그 유지비용 또한 올라갈 수 있는 것입니다.

 

적당한 용량 계산이 필요하겠지요.

 

일단 한 공간의 필요풍량이 100 CMH라면 급기 50 CMH 배기 50 CMH 이렇게 하는 것이 일반적인 재실공간에서의 송풍기 선정방식입니다. 하지만 주변의 환경 및 사용자의 용도에 따라 재실환경을 음압 또는 양압으로 만들어 줄 필요가 있는 경우 적당한 선에서 비율을 고려하는 것이 좋습니다. 너무 과하게 한쪽으로 치울칠 경우 냉난방의 불균형 등의 문제가 발생할 수도 있으니까요.