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전원주택라이프

우리 집 건강 지킴이, 열 회수 환기장치

한국형 패시브하우스 선택 아닌 필수

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고단열·고기밀 주택에서 ‘열회수 환기장치’는 필수품이다. 이 장치는 실내의 공기를 교체하고 습도를 조절해 곰팡이의 성장을 억제하며, 공기 오염물질의 집적集積 및 증가를 방지하고 냄새를 제거하는 기능을 한다. 여기에 더하여 고성능 필터를 통해 공기를 정화하고 열교환을 통해 건물의 에너지도 절약해준다.


조민구 대표(해家패시브건축사사무소)

     043-232-4547 www.haegapassive.com

실내 공기의 질과 그 영향

우리는 하루의 대부분을 실내에서 보낸다. 자연 실내 공기는 점차 나빠질 수밖에 없다. 우리가 들이마시고 내쉬는 숨, 인체나 음식물, 가구…, 실내의 모든 것에서 발생하는 습기와 냄새, 유기화합물질 등은 한정된 실내 공기를 오염시키기 때문이다. 오염된 공기로 인해 건물에 곰팡이가 생기고 악취를 만들며 손상을 입힌다. 무엇보다 인간은 잠시라도 숨을 멈출 수 없기에 끊임없이 해를 끼치고 건강을 해치며 병을 일으킨다. 환기가 필요한 이유다. [그림 1]처럼 창을 열고 내부의 오염된 공기를 외부의 깨끗한 공기로 바꾸는 것이 환기다.

[그림 1] 창을 통한 환기

도시든 시골이든 환기는 꼭 필요하다. 왜냐하면 창을 열어야만 환기가 이뤄지기 때문이다. 하지만 도시민들은 아래 [그림 2]의 장면이 머리에 떠오를 것이다(이러한 현상은 악화돼 이젠 도시나 시골이나 별반 다를 바 없다). 이러한 상황에서 누가 창을 열고 싶겠는가. ‘환기를 꼭 해야만 하나…’, 이런 회의가 들 것이다. 결론을 말하면, 그래도 환기는 해야만 한다. 하지만 창을 열고 환기하는 방법만 있는 것이 아니다.

[그림 2] 마스크 없이 생활할 수 없는 외부 환경(출처: Levine Medical Network(www.levermed.com)

우리는 주로 실내에서 생활하기에 실내 공기의 질은 매우 중요한데, 문제는 그로 인해 이산화탄소[CO2]가 발생할 수밖에 없다. 이산화탄소 농도로 실내 공기 오염도를 판단하는 이유다.


[그림 3]은 이산화탄소 농도에 따른 인체의 반응을 나타낸 것이다. 일반적으로 이산화탄소 농도가 800PPM 내외일 때 인체가 부담을 느끼지 않는, 쾌적한 상태라고 본다. 나라마다 조금씩 차이가 나지만, 일반적인 이산화탄소 농도의 한계치 기준은 1000PPM이다. 이 이상이면 인체에 여러 가지 나쁜 증상들이 발생하기 시작한다. 이런 증상들은 바로 나타나지 않고, 시간을 두고 천천히 몸에 쌓이면서 병들게 만든다.


여러분은 대부분 이산화탄소 농도에 대한 감이 거의 없기에 이론적인 얘기로만 생각할 것이다. 하지만 실내 환경에서 환기하느냐, 하지 않느냐는 정말 중요하다. 왜 그런지 실측 데이터를 가지고 확인해보자.

창을 통한 자연환기와 실내 이산화탄소 농도와의 관계

환기의 종류에는 ‘자연환기’와 ‘기계환기’가 있다. 기계환기는 배기장치, 급기장치 또는 열회수 환기장치 등을 강제로 가동시키는 것이다. 그리고 자연환기는 창 등의 외벽 개구부를 여는 것이다. 여기에 더하여 침기浸氣(혹은 누기漏氣, 이하 침기로 표현)를 통해서도 자연환기는 일어난다. 참고로 일반인은 환기와 침기를 잘 구분하지 못하는데, 환기는 창을 여는 거주자의 행위, 즉 의지에 하는 것이다. 반면, 침기는 집이 지어질 때 생긴 틈새 등을 통해 거주자의 의지와 상관없이 외부의 공기가 드나드는 것을 말한다.

그림 3] 이산화탄소 농도에 따른 인체 증상

자, 이제 필자의 집을 실제 사례로 들어 살펴보자.


필자는 산이 좋아서 서울의 도봉산 아래, 흔한 다세대주택에 살고 있다. 측정 당시 지어진 지는 약 10년을 넘어가고 있었고, 기밀성은 일반적인 주택 수준(n50=약 5~8회/시)이며, 실평수 25평 정도에 아이들과 부부가 함께 살고 있는 보통 가정이다.


겨울철이면 추워서 적극적으로 창을 열어 환기하지 않고, 집 안의 창 중에 거실 창만 아주 살짝 열고 살았다. 너무 추울 땐 그 마저도 닫고 살았다. 그 결과값이 [그림 4]이다.

[그림 4] 평범한 주택의 실내 이산화탄소 농도

그림을 보면 파란색 선(좌측값을 읽음)이 이산화탄소 농도이고, 붉은색 선이 실내 온도(우측값을 읽음)이다. 일반적인 이산화탄소 농도 기준인 1000PPM을 표현한 것이 녹색 선인데, 거의 반 이상이 그 기준을 넘어서고 있다. 기준 이하인 경우 등교와 출근 이후 집에 사람이 거의 없을 때이고, 아이들이 하교하고 필자가 퇴근 후 귀가하면 거의 항상 기준치 초과이다. 심지어 잠들어 있는 시간에 6000PPM을 넘을 때도 있다. 이로 인해 인체에 나타나는 증상을 [그림 3]을 보고 다시 한 번 확인해보자. ‘위생적 한계치’, ‘두통’, ‘구토’ 등. 과대광고가 아니다. 그때 충격으로 며칠 동안 잠을 제대로 잘 수가 없었다.


이후 필자는 하루 중에 두세 시간마다 창을 열어 환기하기로 마음먹었다. 그 노력의 결과가 [그림 5]이다.

[그림 5] 집 안 전체 창을 개방해 환기

이산화탄소 농도가 2000PPM에 근접하면 집 안의 모든 창을 열어 짧은 시간 환기했다. 그러면 그래프에서 보듯 잠시 기준치 이하로 뚝 떨어졌다. 하지만 이내 몇십 분 지나지 않아 기준치를 넘어섰다. 하지만 취침 시엔 (잠은 자야 하니까)주기적으로 창을 여닫는 것이 불가능했기에 춥고 열손실도 많이 발생했다. 보는 것처럼 맞통풍이 가능한 2개소의 창들을 조금씩 열었는데도 이산화탄소 농도는 기준치 이상을 유지했다.


이 모든 노력에도 필자의 결론은 ‘불가능’이었다. 여기에 더해 필자는 창을 여닫느라 엄청난 스트레스를 받았다. 즉, 자연환기만으론 적정 환기를 보장받을 수 없다. 이는 많은 연구 사례로 증명된 사실이다.


결국 필자는 집에 열회수 환기장치를 달았다. 집이 환기 설비를 고려하지 않고 지어진 터라 환기 시스템을 제대로 구성하긴 힘들었지만, 거실만 급기하고 거실에 접한 나머지 방들은 방문을 활짝 열고 지냈다. 그 결과가 [그림 6]이다.

[그림 6] 기계환기

이 그림을 보고 필자는 얼마나 행복했는지 모른다. 심지어 미세먼지나 황사가 들이닥쳐도 환기장치의 필터가 이들을 원천적으로 걸러주며 공기청정기 역할도 하니 얼마나 좋은가. 무엇보다 열회수 환기장치 설치 후 가족에게 눈에 띄는 변화가 생겼다. 아이들의 상비약인 감기 시럽이 집 안에서 사라졌다. 필자도 1년에 한두 번 감기를 심하게 앓았는데, 이후 몇 년간 감기 한 번 걸리지 않았다.


필자는 항상 열회수 환기장치는 필수라고 말한다. 하지만 건축주 대부분은 열회수 환기장치의 필요성에 의구심을 갖는다. 그도 그럴 것이 ‘공기 좋은 시골에서 창을 열면 깨끗한 공기를 맘껏 받아들일 수 있는데, 무엇 때문에 기계장치에 의존하느냐’고 반문하곤 한다. 앞의 사례가 그 대답일 것이다. 아무리 공기 좋은 곳에 살아도 환기하지 않으면 오염된 공기 속에서 살게 된다. 창을 열면 된다고 ……. 아니, 누가 그 추운 겨울에 창을 수시로 열 것이며, 뜨거운 여름철에 시원한 냉방기를 돌리면서 창을 열 것인가.

열회수 환기장치는 생필품

기계환기는 배기장치와 급기장치가 있는데, 말 그대로 배기장치는 배기만 하고 급기장치는 급기만 한다. 집의 화장실이나 주방이 배기장치를 설치한 대표적인 사례다. 이때 배기장치를 가동하면 실내의 공기는 외부로 빠져나가며, 그 빠져나간 공기량만큼 개구부나 집의 틈새 등으로 외부 공기가 들어온다. 이때 들어오는 외부 공기는 겨울철에 온도가 낮기 때문에 집 안을 춥게 만든다.


그래서 환기장치에 열교환 소자가 있는 열회수 환기장치를 설치하는 것이다. 이 장치는 급기와 배기를 동시에 하며, 그 둘의 양을 맞춰 밸런스 환기를 할뿐더러, 동시에 실내의 따뜻한 공기가 배기(버려지는 열)될 때 급기되는 차가운 공기에 따뜻한 온기를 전해 열을 교환(버려지는 열을 다시 회수)함으로써 건물의 에너지 손실도 줄이고, 집도 따뜻하게 유지해준다. 열회수 환기장치는 전기에너지를 소비하지만, 투입된 에너지량에 비해 10∼20배까지 에너지 효율을 가지고 있기에 그 어떤 장치보다 효율적이고 경제적이다.

[그림 7] 열회수 환기장치 내부

열회수 환기장치는 실내 공기를 교체하고 습도를 조절해 곰팡이의 성장을 억제하며, 공기 오염물질의 집적集積 및 증가를 방지하고 냄새를 제거하는 기능을 한다. 여기에 더하여 고성능 필터를 통해 공기를 정화하고 열교환을 통해 건물의 에너지도 절약해준다.하지만 열회수 환기장치를 설치한다고 해서 끝이 아니다.


장치를 설치하고 나면 첫 번째로 반드시 T.A.B(Testing, Adjusting, Balancing)를 실시해 급·배기 환기량을 테스트하고 설계치로 조정해 급·배기량을 서로 맞춰야 한다. 왜냐하면, 급기량이 충분하지 못하면 적정 수준의 공기 질을 담보할 수 없고, 반대로 급기량이 적정량을 초과하면 과다한 에너지 손실과 극단적으로 아무리 난방해도 실내 온도가 따뜻해지지 않는다. 또한 환기량을 적절히 조정하지 않으면, 실내 상대습도가 지나치게 높거나 낮아져 피부나 호흡기계통에 이상이 생긴다. 너무 건조하면 안구 건조증이 발생해 눈물막이 깨어지고 눈이 가려우며 눈을 자주 깜박거리는 현상이 생기는 등 우리 건강에도 이상 신호가 발생한다.


두 번째로 열회수 환기장치를 항상 청결하게 유지 관리해야 한다. 열교환 소자와 필터는 자주 점검해 청결 유무를 확인하고, 청소하거나 교환하는 것이 필요하다. 그래야만 각종 세균이나 곰팡이 등으로부터 거주자를 보호할 수 있기 때문이다.


여러분에게 왜 환기장치가 필요한지에 대해서 지금까지 설명했다. 여러분은 어찌 생각하는지. 열회수 환기장치는 이제 선택이 아니다.

한국형 패시브하우스 선택 아닌 필수

01 살수록 건강해지는 집,  

패시브하우스 (사)한국패시브건축협회 최정만 회장

02 패시브하우스 정의와 체크 요소

03 패시브하우스 핵심은 기밀과 습기 제어

04 우리 집 건강 지킴이, 열회수 환기장치


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