건물공조기 연계 실내 바이오필터의 도입 식물 생육환경에 관한 모니터링 연구 = A Monitoring Study on the Plant Growth Environment of Indoor Bio-filter Linked to Building Air Handling Unit

국문 초록 (Abstract)

중국의 월경성 대기오염원과 화학적 오염유발물질 등에 의한 실내공기질 문제가 심화되고 있다. 실내공기질 향상을 위한 방법으로 공기질 개선 제품들이 출시되고 있으나 필터 및 살균제에서 환경부 지정 오염물질이 검출되어 사회적 문제로 부각되었다. 이에 대한 해결방안으로 식물 기반의 실내공기정화 연구가 이루지고 있으나 식물만을 활용한 공기정화는 단위개체 당 정화능과 경제적 효과를 규명하기 어려워 산업화에 제한적인 상황이다.
산업화에 요구되는 효율을 최적화하기 위해 기존 공기조화설비인 건물 공조기와 식물 공기정화능의 연계가 2010년을 전후하여 활발하게 논의되고 있다. 이렇게 설비와 생태시스템을 조합한 새로운 개념의 공기정화시스템을 건물공조기 연계 식물바이오필터로 정의할 수 있다.
본 연구는 건물공조기와 식물바이오필터를 연계할 경우 발생되는 공조환경과 식물생육환경 관점에서 모니터링하고 상호 연계 가능성을 확인하기 위한 기초데이터 확보를 목적으로 하였다. 이를 위해 식물바이오필터에 적용되는 식물을 선정하여 공조환경측면에서 식물종에 따른 압력손실 변화를 모니터링하였다. 다음으로 건물공조기 연계 식물바이오필터에 적용되는 식물의 기초데이터를 확보하기 위해 식물생육환경지표를 토양수분, 엽온, 엽록소, 녹시율으로 구분하여 모니터링 하였다.
이를 통해 본 연구는 건물공조기와 유니트형 식물바이오필터의 상호연계 시 예상되는 공조환경 측면의 설비적 적합성과 식물생육환경 측면의 생태적 적응성에 대한 기초데이터 제공이 가능할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The problem of indoor air quality caused by the monochoric air pollutants and chemical pollutants in China is intensifying. Air quality improvement products have been introduced as a method to improve the indoor air quality, but pollutants designated by Ministry of Environment have been detected in filters and disinfectants as social problems. As a solution to this problem, researches on indoor air purification of plants have been carried out. However, air purification using only plants is limited in industrialization because it is difficult to identify the purification ability and economic effect per unit individual.
In order to optimize the efficiency required for industrialization, the linkage between the existing air conditioning system, the building air conditioning system and the plant air purification capability, has been actively discussed before and after 2010. Thus, a new concept air purification system combining plant and ecological system can be defined as a plant biofilter linked to a building air conditioner.
The purpose of this study is to monitor the air conditioning environment and the plant growth environment that occur when the plant air conditioner and the plant biofilter are connected, and to obtain the basic data to confirm the possibility of interconnection. For this purpose, the plants applied to the plant biofilter were selected and the pressure loss changes according to plant species were monitored in terms of air conditioning environment. Next, in order to obtain the basic data of plants applied to the plant biofilter connected with the building air conditioner, the plant growth environment index was divided into soil moisture, chlorophyll, chlorophyll and green rate.
This study suggests that it is possible to provide basic data on the ecological adaptability of the plant ventilation system and the unit type plant biofilter in terms of the facility compatibility and the ecological adaptability of the plant growth environment.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 2. 이론적 고찰 4
• 2.1 실내 공조 4
• 1) 개요 4
• 2) 실내 환기량 관련 법규 6
• 3) 공기질 관련 법규 및 기준 9
• 2.2 공기정화 필터 14
• 1) 개요 14
• 2) 유형 및 성능지표 15
• 3) 성능평가 시험기준 18
• 4) 성능평가 시험방법 22
• 2.3 식물바이오필터 24
• 1) 개요 24
• 2) 기술 사례 26
• 3) 성능평가 관련 연구 29
• 2.4 식물바이오필터의 식물생육 성능지표 32
• 1) 건물공조기 연계성 지표: 압력손실 32
• 2) 관수주기 지표: 토양수분 34
• 3) 식물안정성 지표: 엽온 36
• 4) 식물활력도 지표: 엽록소 38
• 5) 식물생육 지표: 녹시율 40
• 3. 연구의 내용 및 방법 42
• 3.1 연구 진행과정 42
• 3.2 실험조건 및 인프라 구축 44
• 1) 실험환경 및 방법기준 44
• 2) 실험조건 및 방법설정 45
• 3.3 재료 및 모니터링 설계 47
• 1) 식생유니트형 바이오필터 모형 47
• 2) 모니터링 설계 53
• 3) 실험편 설계 57
• 3.4 실험 방법 60
• 1) 실험 전 식생생육 모니터링 60
• 2) 본 실험 건물공조기 연계 모니터링 61
• 3) 실험 후 식생생육 모니터링 63
• 4. 결과 및 고찰 64
• 4.1 실험데이터 분석 64
• 1) 실험 환경 모니터링 64
• 2) 공조성능 모니터링 66
• 3) 식생생육 모니터링 68
• 4.2 상관관계 분석 82
• 1) 스파티필름 82
• 2) 스킨답서스 83
• 3) 싱고니움 84
• 5. 결론 85
• ◾ 참고문헌 88
• ◾ Abstract 93
• ◾ 감사의 글 95