공동주택의 실내공기질(IAQ) 기준설정에 관한 연구 = (A) Study on the Establishment of Indoor Air Quality Standard for Apartment Housing

국문 초록 (Abstract)

건축물의 고기밀화 추세와 더불어 내장재의 무분별한 사용이 증가하면서 실내공기오염이 최근 사회적 이슈로 부각되었다. 정부에서는 실내공기 질(IAQ) 관리를 위한 법을 제정하여 시행하고 있지만 주택에 적용하는 IAQ 관리기준이 아직 마련되지 못한 실정이다. 사람들이 가장 긴 시간동안 체류하는 주택의 IAQ 관리기준을 마련하는 것이 매우 시급한 국가적 과제가 된 것이다. 따라서 본 연구에서는 IAQ 실태와 특성을 파악하여 현실여건에 적합한 합리적인 IAQ기준이 설정될 수 있도록 고려요소와 설정방향을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 국내외 연구사례와 함께 현장 실태조사를 병행하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
첫째, 공동주택의 실내공기오염 수준은 국내외를 막론하고 외국 및 세계보건기구(WHO) 권고기준을 초과하는 심각한 수준으로 확인되었다.
정부와 국회는 물론 공공연구기관이나 개인 연구자들의 연구사례를 분석한 결과 실내공기오염 농도가 국제기준을 상회하는 높은 수준으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 수도권지역 신축공동주택에 대한 IAQ측정 결과 포름알데히드(HCHO)는 다중이용시설 유지기준의 2배를 초과하였으며 총휘발성유기화합물(TVOCs)은 권고 기준의 11.8배에서 70배에 이르는 높은 수치를 기록하였다. 이처럼 신축공동주택의 오염농도가 매우 높은 현실에서 합리적인 대안모색 없이 국제기준을 준용할 경우 대부분의 공동주택이 기준을 초과할 개연성이 큰 것으로 분석되었다. 따라서 IAQ 기준수립과 연계하여 공동주택에 대한 환기기준을 강화하고 환기설비를 단계적으로 확대하는 등의 조치가 요구되고 있다. 또한 VOCs는 대부분의 나라에서 개별 물질에 대한 농도를 관리하고 있고 일본도 TVOCs는 잠정목표치로 제시하고 있는 점을 감안하여 우리나라도 개별 VOC 관리로 전환하여야 할 것이다.
둘째, 건축자재에서 방출되는 오염물질은 시간이 경과함에 따라 점차 감소하는 것으로 확인되었다. 그러므로 IAQ 기준을 수립할 경우 측정시기를 늦추거나 기준을 완화하는 조치가 필요하다.
실태조사 결과 HCHO는 준공 후 6개월이 지나면 초기 방출량의 80%수준으로 낮아지고 12개월이 지나면 62%로 낮아지며 22개월 후에는 26%수준까지 낮아지는 것으로 조사되었다. TVOCs의 경우에도 6개월 후 39%, 12개월 후 15%, 22개월 후에는 8.5%로 급격히 저하되는 것으로 나타났다. 건축자재에서 발생되는 오염물질의 량이 시간경과에 따라 저하되는 특성은 여러 연구결과에서 지속적이고 공통적으로 관측되는 사항이다. 따라서 공동주택의 IAQ기준을 수립할 때 실내공기 측정 시기를 특정시점으로 늦추는 것이 필요하며 입주 전 측정이 불가피하다면 감소율을 감안하여 기준을 완화시킬 필요가 있다. 또한 시간경과에 따른 오염농도 감소 특성에 대한 홍보와 입주초기 환기의 중요성에 대한 소비자 계몽도 요구된다.
셋째, 공동주택의 주요 마감자재 7종을 대상으로 실내공기오염 기여도를 조사한 결과 페인트가 31%로 가장 높게 나타났다.
페인트는 공동주택의 발코니에 주로 사용되는데 사용면적은 적지만 TVOCs 방출강도가 높아서 오염기여도가 가장 높게 산정되었다. 장기적으로는 무독성페인트의 개발 및 보급을 장려하고 단기적으로는 VOCs 저 방출페인트의 사용을 설계단계부터 반영토록 하여야 한다. 또한 발코니는 설계상 실외공간이지만 실제로는 대부분 실내공간으로 사용된다. 따라서 IAQ기준을 설정할 때 발코니를 실내로 볼 것인지 여부를 명확히 하여야 한다. 더불어 발코니를 확장하거나 개조하여 사용하는 것이 실내공기오염의 주요 원인이 된다는 사실을 사용자가 인식하여야 할 것이다.
넷째, 친환경자재 인증규정(HB마크)을 인용하여 자재등급별 오염발생량을 산출한 결과 최우수등급의 자재를 사용할 경우 오염발생량은 우수자재의 34%, 양호자재의 14%에 불과한 것으로 나타났다.
이것은 실내공기오염을 줄이는 가장 효과적인 방법이 오염원제어, 즉 오염물질을 적게 방출하는 친환경자재의 사용을 확대하는 것임을 의미한다. 따라서 IAQ 기준을 설정할 때 현재 오염실태와 이상적인 목표치 사이의 괴리를 줄이기 위해서는 친환경자재의 사용을 단계적으로 확대해 나가면서 이에 상응하도록 관리기준을 점차적으로 강화해 가는 단계적 접근이 필요하다. 이를 위해서는 친환경자재에 대한 등급화와 정보공개, 오염물질 방출자재의 사용제한 확대 등의 조치가 요구되고 있다. 아울러 IAQ기준에 대한 년차별 감축목표를 제시하여 시장 충격을 완화시켜 나가야 할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the abuse of finish materials has been expanded along with the growing tendency of building airtight, Indoor Air Quality issues have drawn social interests increasingly. Even though the government operates IAQ regulations in their efforts to maintain healthy indoor air, proper IAQ standards in apartment housing still need to be developed. It becomes urgent to establish IAQ standards in housing units where people spend most of their time. Therefore, this study explores what should be considered to set up realistic IAQ standards by analyzing the actual states and characteristics of current indoor air pollution. The following results were drawn through the analysis of field studies as well as of domestic and foreign researches.
First, it was showed that the level of domestic IAQ contaminants exceeds the level recommended by WHO or other international organizations.
The studies carried out by public research institutes, specialists, the government or the National Assembly found the density of domestic indoor air pollution to exceed the international standards. In this studies, HCHO was released twice as much as the standard of multi-purpose facilities, and TVOCs was 11.8 times to 70 times higher than the recommended level in newly constructed apartment housing in Metropolitan areas. If the government applies the foreign standards to evaluating IAQ in Korean apartment housing, the results will be unrealistic and inadequate, since most of the housing will exceed the allowable pollutants levels. Therefore, the government should enforce the ventilation standards, and install more ventilation devices step by step in connection with the establishment of IAQ standards. In case of VOCs, most countries regulate the density of individual material, and in Japan, TVOCs is controlled with the tentative target evaluation. In this connection, Korea also needs to convert its regulations to the management of VOCs materials individually.
Second, it was proven that the pollutants released from building materials are reduced gradually with the passage of time. When, therefore, IAQ standards are established, the steps to extend IAQ or moderate the standards should be taken.
In case of HCHO, the emission amount decreased to 80% of its original 6 months after completing the construction, it was further reduced to 62% in 12 months, and within 22 months it was reduced to 26%. The same phenomenon was observed in the case of TVOCs. TVOCs emission amount decreased to 39% of its original 6 months after the completion of the construction, it was further reduced to 15% in 12 months, and within 22 months it was significantly reduced to 8.5%. A number of researches have proven that pollutants level decreases drastically, as time passes. Therefore, IAQ evaluation should be taken later than certain moments or IAQ standards should be less strict considering the reduction of pollutants level. The characteristics of pollutants reduction according to time passage should be publicly informed and announced, and the importance of ventilation in early stage of occupancy be educated for users.
Third, analysis on seven major ending-materials found that paints produce the highest rate of IAQ contaminants.
Paints are mainly applied to balcony in apartment housing units, and release the highest level of pollutants, as its TVOCs emission rate is very high despite its small applied area. The government should encourage to develope and popularize non-toxic paints in a long term, and try to use less pollutant-emission paints at designing process in the near future. Furthermore, while balcony belongs to exterior area in design, realistically it is regarded as indoor area. Therefore, it is important to make sure whether balcony is indoor or outdoor area. In addition, users should be aware that renovation or enlargement of balcony may cause indoor air pollution.
Fourth, when calculated the amounts of pollutants emission of each ending-materials in accordance with HB mark, it was found that pollutants emission from the highest quality material was only 34% of good quality materials and 14% of regular materials.
It indicates that the most effective means to reduce indoor air pollution is to control pollutants by increasing the use of environment-friendly materials which release less pollutants. In order to lessen the gap between the current status of pollution and the ideal target of IAQ level, the standards should be upgraded in accordance with the gradual increase of environment-friendly materials. In this context, it is required that environment-friendly materials should be graded, that their information is opened to the public, and that the regulation of pollutant- releasing material use is more strengthened. Furthermore, the annual reduction target on IAQ standards should be proposed in order to lessen the impacts on the market.

목차 (Table of Contents)

• 요약 = ⅰ
• 목차 = ⅲ
• 표목차 = ⅴ
• 그림목차 = ⅶ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1.1 연구배경 및 필요성 = 1
• 1.2 연구의 목적 = 3
• 1.3 연구범위 및 방법 = 4
• Ⅱ. IAQ 특성 및 국내외 대응현황 = 6
• 2.1 IAQ의 일반적 특성 = 6
• 2.1.1 현대인의 활동 공간 및 행동패턴 = 6
• 2.1.2 오염에 대한 인체반응 및 대처방안 = 9
• 2.2 실내공기 오염의 발생원인 = 12
• 2.3 오염물질의 종류 및 인체유해성 = 15
• 2.3.1 포름알데히드(Form-aldehyde:HCHO) = 15
• 2.3.2 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds : VOC_(s)) = 19
• 2.3.3 오존(Ozone : O3) = 27
• 2.3.4 미세먼지(PM-10) = 30
• 2.3.5 기타 = 32
• 2.4 외국의 IAQ 대응현황 = 36
• 2.4.1 외국의 IAQ 관리 및 연구동향 = 36
• 2.4.2 주요국가의 IAQ 기준설정 현황 = 40
• 2.5 국내의 IAQ 대응현황 = 45
• 2.5.1 IAQ 연구동향 = 45
• 2.5.2 정부정책 및 제도 = 48
• 2.5.3 IAQ 관련법 = 54
• Ⅲ. IAQ관련 기존연구 사례 분석 = 57
• 3.1 공공부문의 연구 사례 분석 = 57
• 3.1.1 정부의 1차 IAQ 조사 = 57
• 3.1.2 정부의 2차 IAQ 조사 = 60
• 3.1.3 국회의 IAQ 조사 = 64
• 3.1.4 공공기관의 IAQ 조사 = 65
• 3.2 민간부문의 연구 사례 분석 = 69
• 3.2.1 실내공기 오염농도 조사 = 69
• 3.2.2 건축자재의 오염물질 방출강도 조사 = 73
• 3.3 해외의 연구 사례 분석 = 79
• 3.3.1 일본의 IAQ 조사 = 79
• 3.3.2 브라질의 IAQ 조사 = 83
• Ⅳ. 공동주택의 IAQ 실태조사 = 85
• 4.1 공동주택 IAQ 현장측정 = 85
• 4.1.1 측정개요 = 85
• 4.1.2 측정방법 및 분석기기 = 88
• 4.1.3 현장측정 결과 = 93
• 4.2 주요 마감자재의 오염기여도 조사 = 95
• 4.3 자재 등급별 오염발생량 비교 분석 = 101
• Ⅴ. 공동주택의 IAQ 기준설정 방향 = 104
• 5.1 기준설정 방향에 대한 기본 고찰 = 104
• 5.1.1 실내공기 오염실태 및 변화특성 = 104
• 5.1.2 건축자재의 오염물질 방출특성 = 107
• 5.2 IAQ 기준설정 방향 = 110
• Ⅳ. 결론 = 113
• 참고문헌 = 116
• ABSTRACT = 119
• 감사의 글 = 122