환기량 산정

환기량 산정이란

환기량 산정은 실내 오염물질을 허용 범위 안에 두는 데 필요한 외기량을 정하는 계산이다.

실내 CO₂ 농도를 허용치 이하로 유지하려면 얼마나 많은 바깥공기를 넣어야 하는지 구한다.

시험에서는 CO₂ 물질수지식을 이용한 계산 문제가 반복해서 출제된다.

정상상태 물질수지

실내에서 나오는 오염물질 발생량과 환기로 빠져나가는 양이 같아지면 농도가 일정해진다.

정상상태에서는 발생량 G가 환기량 Q와 농도차 Ci − Ca의 곱과 같다.

그러므로 필요 환기량은 Q = G / (Ci − Ca)로 구한다.

Ci는 실내 허용농도, Ca는 외기농도이며 외기 CO₂ 농도는 보통 400 ppm 안팎이다.

필요 환기량과 환기횟수

필요 환기량은 발생량을 농도차로 나눈 값이며, 농도 단위를 부피비로 맞춰 10⁶을 곱한다.

Q, G, Ci, Ca의 뜻과 단위를 답안에 함께 적는다.

환기횟수 N은 환기량을 실의 체적 V로 나눈 값이며 단위는 회/h다.

농도차 Ci − Ca가 작을수록 필요 환기량은 커진다. 직접 풀어 보자.

예제 계산

정답은 커진다. 농도차가 분모에 있어 작을수록 필요 환기량 Q가 커진다.

예제로 확인해 보자. 30 ㎡, 천정고 2.4 m인 실에 4인이 재실한다.

전체 CO₂ 발생량은 4 × 0.02 = 0.08 ㎥/h이다.

농도차는 1000 − 400 = 600 ppm이며, 이는 6 × 10⁻⁴이다.

필요 환기량은 Q = 0.08 / (6 × 10⁻⁴) = 133.3 ㎥/h이다.

환기횟수는 N = 133.3 / 72 = 1.85회/h이다.

법정 기준과 비교

정답은 0.12 ㎥/h이다. 재실자 6인의 발생량은 6 × 0.02로 구한다.

법정 기준은 30세대 이상 신축 공동주택에서 시간당 0.5회 이상이다.

계산 환기횟수 1.85회/h는 이 기준보다 크므로 기준을 충족한다.

법정 횟수는 계산값이 아니라 하한이므로 두 값 중 큰 쪽을 채택한다.

헷갈리는 단위와 식

농도 단위는 부피비로 맞춘다. ppm은 10⁻⁶이므로 0.03%는 300 ppm과 같다.

농도차를 만들 때 외기 농도를 빼지 않고 실내 농도를 그대로 넣는 실수가 많다.

CO₂ 기준은 재실자 기인 오염에 맞춘 것이라, 조리·흡연 같은 발생원은 따로 더해 검토한다.

발생량이 L/h이면 1000으로 나눠 ㎥/h로 바꾼다. 단위를 먼저 통일한다.

정리

환기량은 발생량을 농도차로 나눠 구하고, 환기횟수는 실 체적으로 나눈다.

법정 최소치 0.5회/h와 계산값을 함께 비교해 큰 쪽을 채택한다.

재실 조건 가정을 명시하면 답안의 근거가 분명해진다.