공조풍량별 식생바이오필터의 미세먼지(PM10, PM2.5) 및 실내환경 변화 모니터링 :Monitoring Changes in Particulate Matter (PM10, PM2.5) and Indoor Environment Resulting from Vegetation Bio-filters by Air-Conditioning Wind Volume

최부헌

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최부헌 (상명대학교, 상명대학교 일반대학원)

지도교수: 김태한

발행연도: 2020

저작권: 상명대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수19

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2020

공조풍량별 식생바이오필터의 미세먼지(PM10, PM2.5) 및 실내환경 변화 모니터링

최부헌 환경조경학과 2020.01 학위논문

2019

수직수경재배형 식생바이오필터의 PM, PM 저감효과 분석

최부헌 , 김태한 한국조경학회 학술발표논문집 2019.01 학술대회자료

공조풍량에 따른 식생바이오필터의 미세먼지(PM, PM) 저감효과 연구

최부헌 , 김태한 한국조경학회 학술발표논문집 2019.01 학술대회자료

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국내외로 심화되는 미세먼지 문제는 2019년 3월의 경우, 수도권을 중심으로 7일간 연속적으로 미세먼지 비상저감조치가 발령되면서 국가적 재난으로 악화되고 있다. 이는 범정부적 차원의 대응방안으로 2019년 2월 시행된 ‘미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법(미세먼지법)’과 연계하여 환경부를 중심으로 비상저감조치를 발효하고, 전담조직을 강화하는 노력이 이어지고 있다. 일반시민이 체감하는 생활공간 내 미세먼지 문제로 인하여, 이를 저감할 수 있는 가전제품 수요도 반등하고 있는 상황이다. 반면, 가전제품의 성능확보에 요구되는 항균필터 및 살균제에서 유발되는 화학적 유해물질에 대한 사회적 문제가 대두되었는데, 이에 대한 대체재로 공기정화식물이 관심을 받게 되었다. 다만, 식물의 비균질적인 정화성능은 보다 폭넓은 산업화에 장애 요인으로 인식되고 있어, 이를 개선하기 위해 기계적 공조장치와 연계된 식생바이오필터 시스템이 대안으로 논의되고 있다.
식생바이오필터는 선행연구에서와같이 토양기반 시스템을 중심으로 관련 기술개발 및 성능검증이 진행되고 있다. 토양의 기밀한 구조로 인한 높은 압력손실과 토양 내 미생물의 정화기작에 의해 주로 가스상 오염원을 저감하는 목적으로 생물학적 반응에 요구되는 낮은 유속이 시스템 내에 필요하게 된다. 이러한 토양 기반 식생바이오필터 시스템의 구조적 한계는 산업적 수요를 창출할 수 있는 대면적 설치면적 확보가 용이한 다중이용시설과 같은 공간 적용을 위한 경제성 확보가 제한적인 상황이다. 또한, 이를 객관화할 수 있는 공기정화성능에 대한 공조측면의 성능평가연구도 미비한 실정이다.
본 연구는 기존 토양기반 식생바이오필터 시스템에 대한 구조적 문제를 개선할 수 있도록 개발된 수직수경재배 시스템을 중심으로 성능 정량화에 요구되는 공기정화기 성능평가기준, 미세먼지 측정기준 등 유관기준을 분석하고, 시스템 적용에 따른 실내 미세먼지 저감효과를 모니터링하여 성능평가 방안을 제안하고자 한다.

The Particulate matter issue, which is aggravating in Korea and abroad, has worsened to a national disaster level as the Particulate matter emergency reduction measures had been issued for seven consecutive days in the Seoul capital region in March 2019. In conjunction with the Special Act on Particulate matter Reduction and Control (the “Particulate matter Act”), which took effect in February 2019 as a government-wide measure, the Ministry of Environment is taking the lead in issuing emergency reduction measures and reinforcing a dedicated organization. Due to the Particulate matter issue the general public experiences in their daily living space, demand for home appliances reducing Particulate matter is also on the rise. On the other hand, social issues have emerged on chemical harmful substances released from anti-bacterial filters and sterilizers required to assure the performance of home appliances. As an alternative to these substances, air-purifying plants began to draw attention. However, the non-homogeneous purification performance of plants is perceived as an obstacle to extensive industrialization. Therefore, in order to improve such performance, a bio-filter system linked with mechanical air-conditioning device is discussed as an alternative.
As for the vegetation bio-filters, just as in preceding studies, the relevant technology development and performance verification are underway with a focus on soil-based systems. Due to high pressure loss resulting from soil’s airtight structure and for the purpose of reducing mainly gas-state pollutants through the purification mechanism of micro-organisms in soil, low current speed required for biological reactions is necessary. Such a structural constraint of a soil-based vegetation bio-filter system limits economical feasibility of applying the system to places such as public facilities where it is easy to secure large areas for installation where industrial demand is created. Also, studies on performance evaluation in air-conditioning aspect to objectively assess air purification performance are insufficient.
This study aims to analyze relevant standards such as air purifier performance evaluation standards and Particulate matter measurement standards that are required to quantify performance with a focus on vertical hydroponics developed to improve the structural issue of the conventional soil-based vegetation bio-filter system and propose a performance evaluation plan by monitoring indoor Particulate matter reduction effects resulting from the application of the system.

#공조풍량 #미세먼지 #바이오필터 #실내공기질 #전력 사용량

표차례 ⅳ
그림차례 ⅵ
국문 요약 ⅷ
1. 서론 1
2. 이론적 고찰 5
2.1. 미세먼지(TSP, PM10, PM2.5) 5
1) 개요 5
2) 유형 별 특징 7
3) 수준별 생성기작 9
2.2. 실내공기질 11
1) 개요 11
2) 실내 환기 관련 기준 11
3) 공기질 관련 기준 14
2.3. 공기정화 필터 20
1) 개요 20
2) 유형 및 성능지표 20
3) 성능 시험기준 및 방법 24
2.3. 공기청정기 성능시험 27
1) 공기청정기 성능시험 27
2) 휴대용 가정 전기 실내 공기청정기 30
3) 덕트풍량 측정 방법 32
2.4. 식생 바이오필터 34
1) 개요 34
2) 시스템 사례 34
3) 연구 동향 38
3. 연구의 내용 및 방법 39
3.1. 연구 진행 과정 39
3.2. 실험 통제 조건 39
1) 실험환경 39
2) 실험조건 40
3.3. 재료 및 모니터링 설계 40
1) 시스템 개요 40
2) 식생 모델 41
3) 모니터링 환경 설계 45
4) 실험 case 설계 46
5) 실험 방법 49
4. 결과 및 고찰 50
4.1. 실내 환경 분석 50
1) 실내 배경환경 모니터링 50
2) 풍속 및 풍량 모니터링 52
4.2. 입자상 오염원 분석 54
1) 공조 풍량 별 저감시간 분석 - PM10 54
2) 공조 풍량 별 저감시간 분석 ? PM2.5 55
4.3. 전력 사용량 분석 56
1) 전력 사용량 시계열 분석 56
2) 총 전력 사용량 분석 59
5. 결론 61
참고문헌 64
ABSTRACT 69
감사의 글 71

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