상쾌하고 맑은 공기 – 미래의 환기 시스템은 어떤 모습일까요?

건물은 전 세계 에너지 소비량의 무려 40%를 차지하며, 에너지 절감의 주요 대상이 되고 있습니다. HVAC 시스템(난방, 환기, 에어컨)은 건물 에너지 전력 소비량의 38%를 차지합니다. 지속 가능한 미래를 위해 시급히 전환이 필요한 상황에서, HVAC 시스템의 에너지 효율성을 높이는 기회를 무시할 수 없습니다. 미래의 환기 기술이 어떤 방향으로 발전할지 살펴보겠습니다. 

에너지 효율적인 수요 기반 환기

환기에는 여러 가지 과학적, 기술적 정의가 있지만, 그 주요 목적은 깨끗한 외부 공기를 실내로 유입하고 실내에서 생성된 오염 물질을 제거하는 것입니다. 에너지 효율성 면에서 모든 환기 시스템이 동일한 것은 아닙니다. 수요 제어 환기는 정확한 CO₂ 측정값을 바탕으로 공기 흐름량을 수요에 맞게 조절합니다. 즉, 과도한 환기나 부족한 환기 없이 평균 공기 흐름량이 줄어들고 팬, 난방 및 냉방에 필요한 에너지가 감소합니다. 

실제로 CO₂ 농도(CONC)를 제어하는 수요 제어 환기(Demand-Controlled Ventilation, DCV) 시스템은 정풍량(Constant Air Volume, CAV) 시스템보다 에너지 사용량을 50% 이상 줄일 수 있습니다. 또한 실내 온도를 건물 거주자에게 편안한 수준으로 유지합니다. 이 유형의 시스템은 공간의 점유 수준이 시간에 따라 달라지더라도 항상 최적의 환기 수준을 보장합니다. CO₂ 농도가 높을 때 시스템은 더 많이 환기하고, 농도가 낮으면 환기가 덜 필요하다는 것을 인식합니다.

깨끗하고 건강한 공기의 중요성

에너지 절약은 중요하지만 다른 요소들도 충분히 고려해야 합니다. 실내 공기질은 또한 건강 문제와 관련 있습니다. 모든 호흡기 감염은 주로 공기를 통해 전파되기 때문에 건물의 설계, 운영 및 유지 보수는 공기 중 질병의 확산을 최소화하는 데 필수적인 요소입니다. 종종 사람들은 환기와 실내 공기질이 건물 내 있는 사람들에게 미치는 영향을 깨닫지 못합니다. 예를 들어, 과학적 연구에 따르면 환기와 공기질 개선은 다음과 같은 이점이 있습니다.

•    건강 증진 및 병가율 감소
•    새집 증후군 완화
•    업무 능력 및 생산성 향상
•    수면의 질 향상

따라서, 실내 공간에 깨끗한 공기와 낮은 CO₂ 농도(CONC)를 유지하는 것이 무엇보다 중요하며, 생산성 향상이 기업의 재정적 성과에 미치는 영향은 두말할 나위도 없습니다.

실외 공기질 고려

실외 공기질이 실내 공기질에 미치는 영향을 최소화하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 실외 공기질은 날짜나 계절에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 외부 공기가 깨끗할 때는 환기를 늘리고, 실외 공기질이 매우 낮을 때는 환기를 줄이거나 중단해야 합니다. 이러한 경우, 오염된 공기가 시스템으로 유입되지 않도록 실내 공기를 재순환시켜야 합니다. 

앞으로는 실외 공기질을 기준으로 환기를 더 자주 제어해야 할 것입니다. 이는 많은 실내 오염 물질의 경우 최고치가 아닌 평균 노출량으로 그 위험성을 판단한다는 사실에 의해 뒷받침됩니다. 즉, 몇 시간 동안 환기를 줄이고 실내 공기질을 높인 다음, 실외 공기질이 좋아지면 외부 공기량을 늘려 실내 공기 오염 수준을 낮추는 것이 최선의 방법일 수 있습니다. 이 모든 것을 고려할 때, 공기질을 모니터링하고 환기를 제어하는 것이 필수적입니다.

향후 전망

유럽 성능 지침은 2023년 개정되어 실내 공기질을 측정하고 제어해야 한다고 명시하고 있습니다. 이 지침은 향후 몇 년 동안 유럽 회원국에서 채택되어 모든 신축 건물에 의무적으로 적용될 것입니다. 현재 신축 건물의 약 30%가 수요 제어 환기 시스템을 사용하고 있지만, 전문가들은 이 수치가 향후 10년 동안 50% 이상으로 증가할 것으로 예측하고 있습니다.

앞으로 실내 공기질에 기반한 제어 수단이 점점 더 많아질 것이며, 환기는 그 중 하나에 불과할 것입니다. 공기 중 감염에 대한 보호도 고려될 것이며, 향후 환기 지침 및 건축 법규에도 반영될 것입니다. 깨끗한 실내 공기를 보장하기 위한 새로운 글로벌 규제가 향후 몇십 년 안에 도입될 가능성이 높습니다. 

신뢰할 수 있는 센서

앞서 설명한 바와 같이, CO₂ 측정은 실내 공기질과 환기 시스템의 작동 상태를 간접적으로 보여줍니다. CO₂를 측정하려면 신뢰할 수 있는 센서가 필요하며, 이 센서는 해당 공간의 공기질을 대표할 수 있는 위치에 설치되어야 합니다. 일반적인 실수 중 하나는 센서를 깨끗한 공기가 유입되는 위치에 설치하는 것입니다. 또 다른 실수는 방 안 모든 먼지에 노출된 환기구에 저품질의 센서를 설치하는 것으로, 이는 오작동을 일으킬 수 있습니다. 

Vaisala CARBOCAP® 센서는 장기적인 측정 안정성을 유지하고 먼지나 오염에 민감하지 않은 센서 구성 요소를 사용합니다. 따라서 매우 신뢰성이 높고 수요 제어 환기 시스템에 이상적입니다.

건물에 이점이 있을까요?

수요 제어 환기는 환기가 정말 필요한 경우에만 환기가 이루어지도록 하여 건물의 공기질과 에너지 효율을 모두 개선합니다. 점유율 변동이 큰 건물, 즉 팬데믹 이후의 업무 방식이 도입된 대부분의 사무실 건물이 가장 큰 혜택을 볼 수 있습니다. 하지만 에너지 효율이 개선되고 공기질이 향상되기 때문에 사람들이 거주하거나 일하거나 방문하는 모든 건물은 수요 제어 환기의 혜택을 누릴 수 있습니다.

자세한 사항은 Vaisala의 환기의 미래에 관한 웨비나를 듣거나 문의하시기 바랍니다.