열수 추출한 황토 미장 모르타르를 적용한 실내 마감재의 공기질 개선에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

현대 건축의 대표적인 형태인 다세대 주택 및 공동주택(아파트) 등은 마감재로 시멘트 모르타르, 화학 접착제 및 벽지 등이 적용되면서 요리로 발생하는 유해 공기와 요리 매연이 환기 시설 부족으로 인해 거주자의 건강을 위협하고, 심각할 경우 질병이나 사망사고를 초래하는 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 연구에서는 천연 황토 접착제의 단점을 보완한 열수 추출 천연 황토 미장 모르타르를 개발하여 이를 실내 마감재로 적용하여 요리로 발생하는 유해 공기 및 요리 매연의 흡수 및 제거 능력을 실험을 통해 평가하였다.
본 연구에서 개발된 열수 추출 천연 황토 미장 모르타르는 황토의 일반적인 특성인 습도조절, 흡수력, 정화력, 통기성 및 미생물학적 요인 등을 활용하였으며, 기존 일반 황토의 문제점인 분진 발생, 갈라짐 등을 해결하기 위해 열수 추출 천연 황토 코팅액을 개발하여 적용하였다.
실내 공기질 측정실험은 1차로 실험동을 제작하여 진행하였으며, 1차 실험을 토대로, real scale 실험으로 실제 아파트 및 황토 한옥에서 실험을 진행하였다. 실험 방법은 요리 재료 및 요리시간에 따른 비교 분석을 진행하고, 시간 경과에 따른 흡수 및 제거성능을 평가하고 시공사례를 활용해 거주 기간에 따른 황토 기능의 유지성을 평가하였다.
실험동에서 요리 매연을 발생시켜 평가한 1차 실험에서는 열수 추출 천연 황토방과 아파트형 방은 최대값이 나타나는 시간이 각각 10분, 1시간으로 차이를 보였는데, 이는 흡수구조가 요리 매연 발생 시부터 지속적으로 흡수 및 제거하는 것으로 판단되며, 실험 전 수치까지 감소하는 시간에서도 큰 차이를 보였다. 열수 추출 천연 황토방은 5시간, 아파트형 방은 11시간까지도 정상수
치를 회복하지 못하는 결과를 보였다. 2차 실험에서는 실제 구조물에서 실제 거주자가 아침, 점심, 저녁 요리를 진행하는 상황을 가정하여 실험을 진행하였다. 열수 추출 천연 황토방은 요리 매연의 빠른 감소로 인해, 아침, 점심, 저녁 요리를 시작하는 시점에는 초기 상태의 수치를 회복하여 증가와 감소 양상이 비슷하게 나타났으나, 아파트형 방은 아침, 점심, 저녁 요리 시간에 도달하여
도 이전 단계의 요리 매연이 잔류하고 있어 저녁 요리에서 가장 큰 값이 나타나며, 이 최대값의 시간당 감소량을 고려할 때, 다음날에도 지속적으로 영향을 줄 수 있는 수준이었다. 시공 사례를 통한 거주기간에 따른 평가에서는 5년, 7년이 지난 이후에도 열수 추출 천연 황토 미장이 요리 매연 흡수 및 제거 성능을 유지하고 있음을 확인하였다.
본 연구에서 개발한 열수 추출 황토 미장 마감재는 전통 황토 미장의 단점을 보완하는 기술로 실내 공간에서 문제가 되는 휘발성유기화합물(TVOC 및 VOCs)의 방출을 효과적으로 저감시키는 것을 확인하였다. 본 마감재는 WHO(세계보건기구)에서 제시한 기준치를 크게 하회하는 수준으로 TVOC 및 VOCs 방출량을 감소시켜, 실내 공기질(Indoor Air Quality, IAQ)을 유의미하게 개선하는 효과가 확인되었다. 이는 거주자의 건강 증진과 생활환경의 쾌적성 향상에 직접적으로 기여하는 성과라 할 수 있다.