[Paper Review] Dynamic of Changes in Carbon Dioxide Concentration in Bedrooms

주요 내용

본 논문은 침실에서 수면시 실내 공기질에 관한 연구를 살펴 보았습니다.
사람의 성별, 인원수와 환기율을 변수로 설정하고 Computational Fluid Dynamics (CFD, 유체역학) 시뮬레이션을 통해 공기질의 변화을 살펴보고, 실제로 측정을 통해 모델을 검증했습니다.
CFD 시뮬레이션 결과와 측정결과를 제시하는데, 높은 수준의 이산화탄소 농도(3000ppm 이상)는 테스트가 이루어진 침실에서 부적절한 환기 방법과 공기 질이 좋지 않음을 의미하며, 이러한 상황의 원인으로 최근의 에너지 효율을 고려한 건축법으로 생각할 수 있습니다.
기계식 환기장치가 적용되지 않은 건물의 경우 적절한 창문을 통한 환기를 할 것이 필요하다고 제시했습니다.

Opinion

일반 가정에서 나타나는 실내공기질 오염물질로서, 주로 언급되는 항목은 미세먼지, 이산화탄소, VOCs 등이 있고, 쾌적도에 관여하는 항목으로는 주로 온도와 습도, 이산화탄소도 언급 됩니다.
이산화탄소 농도는 극단적으로 높은 농도가 아닐경우를 제외하면, 농도가 높아진다고해서 보통 인체에 유해하다고 보지는 않지만, 불쾌감, 졸음을 유발하고, 학습능력을 저하시킨다는 문헌들이 존재합니다.
따라서, 이산화탄소 농도를 제어하기 위한 기술들이 개발되고 있고, 가장 효율적인 방법이 창문을 열어 환기를 하는 자연환기 방식, Fan 등을 이용한 기계식 환기방식이 고려가 됩니다.

여름이나 겨울철 환기를 너무 많이 하면 일반적으로 이산화탄소 농도는 낮아져 건강에는 좋아질 수 있지만, 온도와 습도, 에너지효율 측면에서 불리하기 때문에 적당 수준의 환기를 해야 합니다.

그렇다면, 환기를 하려면 어느정도로 하는것이 적당할까요?
가정에서의 이산화탄소 오염원을 고려한 환기량 설정이 필요합니다. 본 문헌에서는 사람의 성별, 인원, 공간의 크기, 시간의 흐름에 따른 실내 이산화탄소 농도 추이를 시뮬레이션과 실험을 통해 제시 했습니다.

이러한 오염 수준을 제어하기 위해 기초자료로 활용할 수 있고, Mass Balance Box Model 등의 도구를 이용해서 공간특성, 오염원 발생량과 제거량에 따른 농도를 계산/예측할 수 있습니다.

Mass Balance Box Model 에 관해서는 다음에 알아볼게요! :)