열회수형 환기 장치를 논하려 합니다.

그동안 전열교환기, 폐열회수 환기장치 등등 여러 이름으로 불리던 것이.. KS기준이 제정되면서 "열회수형 환기 장치"로 통일되는 듯 합니다.

하여, "열회수형 환기 장치"로 장치명을 통일하고 조금씩 자료를 찾아가며 글을 만들어 가려 합니다.

2017.12.07.(목)

오늘은 일단 기본적인 자료들에 대한 거론만 하려고 합니다.

서울시의 경우, 녹색건축기준을 통해 2017.09.28.(목) 이후 신축, 증축 등이 행하여지는 모든 건축물에 대하여 폐열회수 환기장치, 즉 열회수형 환기 장치를 의무적으로 설치토록 정하였습니다.

늘 새로운 규제 내지 의무사항이 정해지면, 현장에선 우왕좌왕 설왕설래가 많습니다.

특히, 폐열회수 환기장치에 대한 회의적 관점부터 시작해서 공사비, 설치 시 발생하는 디테일 등 아직 접해보지 못한 생소한 장치로 인하여 설계부터 시공, 유지관리 부분에서 변화가 요구되고, 많은 시행착오를 거쳐야만 에어컨 만큼이나 일반적인 제품으로 인지 되겠지요. ^^;;

일단, 서울시가 전격적으로 도입하게 된 "열회수형 환기 장치"의 정체에 대하여 언급해 봅니다.

"열회수형 환기 장치"

사전적 의미만 찾아보면 간단합니다.

KS 정의에 따르면, 실내/외 두 공간 사이의 열 교환을 위해 설치된 기계적 환기 장치를 지칭하며 영어로 Heat Recovery Ventilatiors 입니다.

좀더 풀어쓰면 "실내 공기의 잠열과 현열을 열교환기로 회수하여 실외 공기 유입 시 냉난방 부하를 줄여주는 기계적 환기 장치"입니다. 

사람이 건물을 짓고 실내에 거주를 하게 되면 실내 공기는 여러 오염원으로 인하여 더러워 집니다. 냄새가 나거나, 먼지나 이산화탄소 등이 증가, 산소 포화도 감소, 습도의 증가 등이 발생합니다.

이럴 경우, 우리는 대부분 (환기)창문이나 문을 활짝 열어서 외부의 (대개!!!) 신선한 공기로 환기를 합니다.(안타깝게도 최근엔 외부 공기가 되려 안 좋을 때도 있지요. 황사, 먼지, 꽃가루, 미세먼지, 오존농도, 매연 등등 ㅜㅜ)

어쨌거나 환기를 하는 것이 일반적인 상황인데.. 최근 패시브 건축, 제로에너지 건축 등 에너지 절약이 이슈인 상황에서 이러한 환기는 상당량의 에너지를 낭비하는 행태로 분류됩니다. 실내의 적정온도 공기가 외부의 공기로 대체되면 기온의 변화로 인하여 냉난방 부하가 발생하게 되어 에너지 손실 및 냉난방 비용이 발생하기 때문이지요.

건축물 에너지를 산출하는 요소 중 침기(infiltration)와 누기(exfiltration)는 상당히 중요한 요소입니다. 보통 "Air Leakage"로 통칭되는데 환기(Ventilation)가 재실자에 의하여 발생하는 능동적인 행위인 반면, 침기 또는 누기(Air Leakage)는 일년 365일  24시간 내내 건축물의 틈새로 에너지가 빠져나가는 현상으로 패시브 건축, 제로하우스 건축에서는 건축물 내 기밀성을 높여 Air Leakage 를 없애려 노력합니다.(외국의 건축물 에너지 소요량을 계산하는 프로그램들에는 누설량(Air Leakage Rate)에 대한 입력값이 중요합니다. 국산 프로그램에도 최근에는 누설량이 도입되어 계산되나 모르겠네요.)

아직은 창문틀/문틀 주위나 단열재 연결부위 등에 기밀 테이핑하는 건축물이 흔치 않지만, 고기밀성 창호와 기밀 테이핑으로 기밀 성능을 극대화하게 되면, 건축물은 외부 공기와 완전히 단절되게 됩니다. 외부 공기와 단절되는 만큼 에너지가 절약되는 반면, 내부공기에 대한 환기를 능동적으로 해주지 않으면 실내공기질 저하로 이어집니다.

이러한 요인으로 에너지 절약형 (패시브나 제로하우스 등) 건축물에는 기계적 환기 장치가 필수적으로 적용되어야 합니다.

우리나라 주택의 경우, 아직은 패시브 수준이 아니기 때문에 에너지 절약을 위한 환기 장치에 대한 요구는 거의 없습니다. 대부분의 경우, 실내공기가 답답하면 환기하면 되지 라는 생각을 합니다. 게다가 여기저기 건축물 틈새가 많기 때문에 딱히 음식 조리로 인한 냄새 배출 말고는 환기가 필요치도 않죠. ^^;;

최근에는 다른 요인으로 환기장치에 대한 수요가 많아졌는데.. 그게 바로 외부공기의 오염 때문입니다.

실제 우리나라 주택에서는 여름의 아침~저녁이나 겨울 저녁~아침에 너무 덥거나 추워서 환기를 거의 안 합니다. 더욱이 봄, 가을에는 황사나 미세먼지, 오존 경보 등으로 환기를 못하죠. ㅜㅜ

위와 같은 상황에서 실내공기가 오염되면 방법이 없다 보니, 기계적 환기 장치에 대한 수요가 생겼고, 어설프게 나마 에너지 절약형 환기장치인 "열회수형 환기 장치"의 도입배경이 되었습니다.

장황하게 "열회수형 환기 장치"의 도입배경을 언급했냐 하면,

말이 국내 시판되는 "열회수형 환기 장치" 제품들이 너무나 허접하게 설계된 제품이기 때문입니다.

도입배경이 패시브 건축 수준의 에너지절약에 대한 요구에 따른 제품이 아니다 보니 말만 "열회수형 환기 장치"일 뿐, 실제로 시공하게 되면 내외부 공기를 헤파 수준의 필터로 공기 오염원을 걸러내는 성능이 뛰어난 반면, 단열성능이 미비하여 덕트 주위에 결로가 생기거나, 작동소음이 덕트를 타고 거실이나 방까지 전달되고, 간혹 환기 성능조차 의심스러운 제품 등 전반적으로 수준이 낮은 제품들이 많고, 제대로된 시방서 및 시공하는 업자조차 없네요. ㅜㅜ

2017.12.08.(금)

현재 우리나라에 유통 중인 국산 열회수형 환기 장치의 최저 풍량은 150㎥/h 입니다.

30평대 아파트를 기준으로 환기량을 산출해보면,

전용면적 85㎡ x 실내높이 2.3m = 195.5㎥, 약 200.0㎥의 부피 입니다.

건축 관련 기준 중 실내공기 환기기준이 시간당 0.5회 이므로 

(건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 [별표 1의 5] 신축공동주택등의 기계환기설비의 설치기준)

시간당 필요한 환기량은 아파트 체적(200.0㎥) x 0.5회/h로 100.0㎥/h 정도 입니다. 이외에 각종 부하량을 따져보면 1.3~1.6배 정도 할증되어 130~160㎥/h 정도 되지 않을까 싶네요.

즉, 30평대 아파트라면 풍량이 150㎥/h인 열회수형 환기 장치가 적당합니다.

(단, 최근 지어지는 아파트의 경우 전용면적이 85㎡ 이하라 하지만, 발코니 확장이 기본이다 보니 실제 거실로 활용되는 발코니 체적(24~30㎡*2.3m=55~70㎥)의 환기량도 추가 검토되어야 합니다.)

그래서, 본 포스팅에선 주로 "150㎥/h"급 열회수형 환기 장치를 언급하려 합니다.

(구글링하다 보니, 우리나라는 주로 단독주택 중 패시브하우스 수준으로 건축되는 경우 '열회수형 환기 장치'를 설치하는 거 같더군요. 설치사례를 찾아본 후 언급하려 합니다만... 2층집 보일러실 한 구석에 대형음식점에나 설치될 법한 중형 공조기급 열회수형 환기 장치를 보고 황급히 웹페이지를 닫았네요. 제가 설계한 것도, 시공한 것도, 감리한 것도 아니지만 건축주 분께 미안해서요. 그러진 맙시다요. ㅜㅜ)

이제 슬금슬금 자료를 모으는 중 입니다. 다음 포스팅은 좀 후에 나올 듯..