환기설비시스템의 설계 - 건축설비 관련

환기방식의 선정

공동주택의 환기를 위해 적용되는 환기시스템은 하나 혹은 그 이상의 급기 와 배기팬, 덕트 및 제어장치가 조합되어 구성된다. 공동주택에 적용되는 환기 방식은 그림 4.1에 구분된 바와 같이 3종류의 환기방식을 단독 혹은 조합하 여 적용할 수 있다. 실내압력을 임의로 조절할 수 있는 강제급기․강제 배기 시스템은 오염물질을 균일하게 발생하는 공간에 적용한다. 그러나 불규칙하 게 특별한 오염물질이 발생되는 공간은 오염물질을 적극적으로 배출하기 위 해 강제 배기․자연 급기 시스템을 적용하고 이러한  실에  인접한  공간은  그 실의 환기성능을 양호하게 유지하기 위해 가압 기능을 보유한 강제급기․강 제 배기시스템 혹은 강제급기․자연 배기시스템을 적용하도록 권장한다.

환기풍량

 환기 풍량을 실별로 구분하여 계산한 후, 합산 하여 환기시스템에서 처리하는 총풍량으로 산정한다.

또한 대부분의 실은 침입 외기량을 예측하여 급기풍량 보다 배기풍량을 적게 유지하여 공동주택 전체를 가압할 수 있도록 권장하는 것이 좋다. 환기시스템의 선정에 필요한 환기풍량은 전체 급기량과 전체 배기량 중에서 큰 값으로 산정해 야 되며, 본 기준에서 제시된 풍량보다 적게 유지되지 않도록 한다.

 

국소환기 시스템 은 간헐적으로 운전되는 환기시스템이 효과적으로 오염물질을 배출하기 위해 서는 팬의 처리풍량을 산정할 때, 환기팬이 운전된 비율에 따른 환기효율을 다음 식으로 산정한다.

2) 압력 감소 제한 - 최소환기량 작동 : 최소환기량에서 환기시스템의 자동으 로 인해 외부와 상대적으로 10Pa 이상 주거공간의 압력을 감소시키지 않아도 록 한다.
3) 압력 감소 제한 - 기준 배기량 조건 : 반 밀폐형 조리장치가 설치된 주거공 간에 대해서 기준 배기조건에서의 환기시스템의 작동이 외부와 상대적으로 장치가 공인된 인증기관이 인증한 값, 혹은 제조자가 명시되거나 인증, 또 는 정의된 값이 없다면 5Pa 이상 압력을 감소시키지 않도록 한다.

덕트 치수의 선정

본 기준에서 필요로 하는 풍량은 풍량 측정장비에 의해 시험과정을 거친 환 기시스템에 의해 담당하게 될 것이다. 덕트에서 발생하는 허용 압력강하가 62.5Pa인 경우 덕트 치수는 표 4.9와 같이 선정한다. 단, 허용압력강하가
62.5Pa보다 높거나 낮게 유지되는 경우는 허용압력 손실수두를 급기덕트의 경우, 0.98Pa (0.1 mmAq/m), 배기덕트의 경우 0.78Pa (0.08 mmAq/m)로 가정하여 덕트 치수를 선정하도록 권장한다..

팬의 선정기준

1) 일반사항 : 환기시스템에 적용되는 부속품은 대다수가 인정하는 시험인증 공 인기관에서 제공하는 성능시험 인증등급을 활용하여 선정한다. 시스템과 장 비설치는 제작사의 설계요구와 설치지침에 일치하도록 실시하여야 한다. 급 기 및 배기팬은 실내 허용 음압에 적합하게 선정하며 KS B 6361에 따라 시 험된 제품을 선정한다. 단, 공조시스템에 설치되는 공조기와 팬이 원거리에 설치된 경우는 소음기준을 적용할 필요가 없다. 이러한 예외사항에서 언급된 원거리에 설치된 팬은 거주공간, 욕실, 화장실의 외부에 설치되는 것을 의미한다. 원거리에 설치된 팬과 외기도입용 그릴 사이에 설치되는 덕트의 이격거리는 최소한 1m 정도 유지한다.
2) 상시 운전용 환기팬 : 환기팬이 상시 운전되는 경우 최대 소음레벨은 50dB(A)이하로 선정한다.
3) 간헐 운전용 환기팬 : 환기 처리풍량이 720m3/hr 이하인 경우 최대 소음레 벨은 55dB(A) 이하로 유지한다.

제연설비

화재는 다량의 연소 발생물질을 발생시킨다. 즉, 고온의 가스는 독성을 포함 한 연기입자를 이송시키며 이러한 물질을 화재 발생물질이라고 정의한다. 현 재 소방법에서는 환기설비 시스템이 제연활동을 하도록 제한받지 않으므로 추후 소방법이 변경될 경우 추가적으로 고려한다.

 

필요 환기량의 제어

환기시스템은 4.3절에서 산정된 권고기준에 적합하게 외기를 도입해야 한다. 환기를 위해 도입되는 외기의 유입은 에너지의 손실을 발생시킨다. 그러므로 에너지 절약 관점에서 오염물질의 농도변화에 따라 환기풍량이 변화되도록 제어를 한다. 이러한 관점에서 제어방법은 실내에서 오염물질의 발생조건에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.

1) 오염물질이 재실자만으로 발생되는 경우 : 오염물질이 재실자만으로 발생하 게 되면 부재중에 오염물질 농도가 저하한다고 판단할 수 있으므로, 환기시 스템의 운전을 재실 개시 후, 실내 오염물질 권고기준에 도달할 때까지 지 연시킬 수 있다.
2) 오염물질이 재실자와 관계없이 발생하는 경우 : 실내공기의 오염이 재실자 보다 건자재 등에서 지배적으로 영향을 받는 경우는 환기운전 정지 시에 실 내 오염농도가 권고기준 이상으로 유지될 수 있으므로, 재실에 앞서 환기장 치를 운전하여 오염물질 농도를 감소시켜야 한다.

환기시스템의 제어에 관련된 세부적인 제어방법

1) 환기시스템은 필요 외기량의 제어 시 최소풍량은 침입외기의 방지를 위하여 실 내에 대한 가압을 최대풍량의 40%-60% 범위로 제한하도록 권장한다.
2) 환기시스템은 시스템을 거주자가 직접 조작하여 제어할 수 있는 장치를 갖춰야 한다.
3) 거주자가 사용할 제어장치는 쉽게 접근할 수 있어야 하고 용도가 자세히 설 명된 사용설명서가 준비되어야 한다.
4) 사용하기가 용이한 제어보조 장치를 건물주에게 제공하고 국소배기 팬 스위 치와 환기팬 구동 스위치는 보조 수동장치 제어가 가능하도록 구성되어야 한다. 또한 환기팬 구동 스위치를 포함한 제어기는 사람들이 인식하기 쉽도 록 적절하게 표기되어야 한다.

국소배기가 적용되는 실 등의 환기

 (1) 국소배기를 수행하는 실은 배기풍량 만큼 신선외기를 공급하도록 급기구를 설 치하지 않는 경우, 그 실에서 발생되는 오염물질이 인접실로 유출되지 않도록 인접실을 가압해야 한다. 또한 본 절에 언급하는 대상 실의 배기는 별도의 배 기시스템을 구성하고 다락방과 같이 좁고 밀폐된 공간 혹은 주차장과 같은 비 공조공간에 배출하지 않고 외부로 직접 배출해야 한다.

(2) 주방배기
주방에는 레인지후드나 레인지 톱 팬을 스토브나 레인지의 상부에 설치하여 야 한다. 조리기구 및 요리 재료의 표면에서 발생되는 오염물질은 상부에 고 정된 레인지후드나 레인지 톱팬을 통하여 전부 배기시킨다. 배기풍량은 레인 지후드 제작사에서 제공되는 풍량을 적용하며 원활한 배기를 위해, 배기풍량과 세대 필요 환기량의 차이만큼을 필수적으로 급기 할 수 있도록 국소 환기시스템을 별도로 구성하거나 거주공간을 담당하는 환기시스템과 연동할 수 있도록 구성한다.

(3) 욕실배기
간헐적으로 사용하는 실이므로 표 4.10에 표기된 풍량만큼 배기를 수행해야 하며 원활한 배기를 수행하기 위해, 욕실 출입문 언더컷을 적용한 자연 급기 구 혹은 강제급기구를 설치해야 되며 환기팬의 성능평가 기준은 한국설 비기 술협회 표준 SPS-KARSE B0044에 따른다.

(4) 발코니배기
의복건조 및 의복보관을 수행하는 실은 외부에 직접 배기한다.

 

(5) 환기용 개구부
아래와 같이 표기된 실은 환기용 개구부를 설치한다. 단, 욕실과 같이 국소 환기를 설치하는 실은 제외한다.

1) 거주공간 : 각종 거주공간은 바닥면적의 4% 이상이면서 0.5㎡ 이상의 면적을 보유한 개폐 가능한 환기용 개구부를 설치한다.
2) 화장실과 다용도실 : 화장실과 다용도실은 실면적의 4% 이상이면서 0.15m2 이상의 면적을 보유한 개폐 가능한 환기용 개구부를 설치해야 한다. 단, 배 기덕트를 설치한 다용도실 및 욕실겸용 화장실은 제외한다.
(6) 화기를 사용하는 실 등의 환기방식 및 환기량에 대해서는, 원칙적으로 표 4.10에 표시하는 바에 따른다.
(7) 화기를 사용하는 실 등의 환기는 원칙적으로 기계 환기로 하고, 연소기구의 상부에는 가스를 포집할 수 있는 후드를 설치한다. 또 반 밀폐식 가스 기기 및 밀폐식 가스기기에는 배기통을 설치한다.
(8) 연소기기 등에 직결하는 배기통에는 방화댐퍼 등을 설치해서는 안된다. 또 연소의 우려가 있는 부분의 외벽을 배기통이 관통하여, 방화문 그 외의 방화 설비가 필요하게 되는 경우에는 개구면적을 100 cm2 이내로 하고, 철판, 몰타 르펜 등으로 만들어진 커버를 설치한다.
(9) 탕비실에 가스레인지, 주전자(41,900kW 이하의 개방형)를 설치하는 경우의 환기는 다음과 같이한다.
1) 탕비실의 환기량은 배기후드의 유효환기량 또는 환기회수(5회/h 이상) 등을 만족하는 값으로 한다.
2) 원칙적으로 연소기구에서 배기가스를 포집할 수 있는 후드를 설치, 기계 환 기를 한다.
3) 급기구는, 외벽 또는 외기가 통하는 장소에, 바닥면에 근접해서 설치한다. 고층 건물 등에 탕비실이 코아 등과 같이 밀폐된 공간에 존재하는 경우, 급 기구는 통기성이 있는 복도에 접하도록 설치한다.
4) 환기제어는 본체에 내장된 스위치 등에서 행한다.
(10) 전기식 기구를 사용하는 경우는 기계환기를 하고, 환기회수는 5회/h이상으 로 한다.

(11) 주방의 환기는 다음과 같이한다.
1) 주방의 환기량은 각 배기후드의 유효 환기량의 합계치, 후드의 면풍속 (0.3m/s 이상), 환기 회수(40회/h 이상)등을 만족하는 값으로 한다.
2) 폐가스, 기름, 증기 등을 발생하는 기구에서의 배기는 기계환기를 한다.
3) 배기후드의 넥크(Neck) 또는 덕트에는 적절한 위치에 풍량조절 댐퍼를 설치한다.
4) 이중후드로 하는 경우의 주변 슬롯트 폭은 10～20mm 하고, 환기량은 주변 슬롯트 1m당 0.2～0.3m3/s로 한다.(ASHRAE Applications 1982)
5) 유지를 함유한 배기에 이용되는 후드에는, 배기에 함유된 유지 등의 부착 성분을 유효하게 제거할 수 있는 그리스 제거장치를 부착한다. 그리스 제거 장치는 그리스 엑스트랙터 및 탈착이 용이한 그리스 필터로 한다.
6) 기구가 2개 이상인 경우는 연속후드로 한다.
7) 배기후드는 스테인리스제로 하고, 판 두께는 1.0mm 이상으로 한다. 그리고 배기덕트의 판두께

8) 유지가 함유된 증기를 발생하는 주방설비의 배기후드에는 화재의 전파를 방 지하는 방화댐퍼를 설치한다.
9) 유지를 발생할 우려가 있는 후드 및 배기 덕트에는 후드용 간이 자동 소화 장치를 부착한다.
10) 급기 계통에는 공기 청정장치를 설치한다. 또, 주방의 규모가 큰 경우 및 한냉지 등에 대해서는 도입 공기를 차지 않는 정도로 가열하여 급기 한다.
11) 주방의 취출구는 벙커루버 등을 사용한다.
12) 주방 내의 급․배기풍량은 배기풍량이 급기 풍량보다 15% 정도 상회하도록 결정한다. (ASHRAE handbook-HVAC applications 2007 참조)
(12) 배기후드의 구조는 환기시스템의 구성에 적합하게 제작하여야  배기후드 주위상세도 및 각 부위의 치수, 재료 및 면풍속을 나타냈다.

필요 환기량의 산정

(1) 필요 환기량은 환기 목적에 대해서 계산식에 의해 산출한 값 또는 환기회수에 의해 산출한 값으로 한다.

6. 기계실, 전기실, 엘리베이터 기계실, 주차장 등의 환기
6.1 필요환기량 평가
(1) 보일러실 등의 환기방식 및 환기량에 대해서는 원칙적으로 표 4.14를 따른다.

(2) 보일러실⋅냉온수기실의 환기는 다음과 같이한다.
1) 보일러실 등 연소기기를 사용하는 실의 환기량은 장비 및 연도로부터의 방 열량과 허용온도 및 장비의 연소 공기량을 고려해서 결정한다.
2) 하계에 연소기기를 사용하는 실 등은 외기 온도 조건을 고려해서 환기량을 결정한다. 또한 상부 층이 거실인 경우는 장비의 방열에 의한 천 장면의 온 도를 고려해서 환기방식 및 환기량을 결정한다. 또, 방열량에 따라 기계실 천장면의 단열의 필요성을 검토한다.
3) 소규모 보일러실에서 옥외 또는 외기에 직접 통하는 부분에 환기상 유효한 개구부를 가지고 있는 경우는 자연환기도 가능하다.

4) 연소에 필요한 공기의 취입구 및 배기구는 다음에 따른다.
① 연소공기의 취입구는 직접 옥외로 통해야 하나, 연소공기를 유효하게 얻을 수 있는 위치에 설치하는 경우는 이 범위에 해당되지 않는다.
② 연소 공기의 취입구는 바닥면 가까이 부착하되, 유입공기가 직접 보일러 등의 연소실에 흡입되지 않는 위치에 설치한다.
③ 배기구는 천장 근처에 설치하고 또한 옥외로 통해야 하며, 그 크기는 연소 공기 취입구와 같거나 그 이상의 크기로 한다.
④ 개구부에 의해 연소공기를 취입할 경우의 개구부의 필요면적은 다음식에 의해 구한다. 그러나, 200cm 2를 최솟값으로 한다.

 

(3) 냉동기실의 환기는 다음과 같이한다.
1) 냉동기실의 환기량은 해당 실의 환기회수에 의해 산출한 값과 계산식에 의 해 산출한 값의 큰 값으로 한다.
2) 냉동기실(프레온 냉동기인 경우)의 환기는 기계 환기로 하고, 흡입구는 체류 한 냉매가스를 유효하게 배출할 수 있도록 그 하단은 바닥면 보다 300mm
～ 500mm 높이에 설치한다.

(4) 코제너레이션 시스템의 장비 설치실의 환기는 다음과 같이한다.
1) 환기량은 장비의 방열량과 허용온도에 의해 구한 값과 장비의 연소공기량을 고려해서 결정한다.
2) 환기처리에는 다음의 것을 고려한다.
① 엔진 배기의 대기 방출구는 급기 취입구로부터 배기가스가 재순환되지 안 는 위치를 선정하고 빗물이 침입하지 않도록 한다. 또, 망을 부착하여 이 물질 침입을 방지한다.
② 엔진 주변은 상시 강제환기를 하고, 만일 연료가 새더라도 연료가 체류하 지 않고 안전하게 배출할 수 있도록 한다.
③ 코제너레이션 시스템 장비설치실의 배기구는 엔진이 위치한 장소의 상부에 설치하고, 급기구는 발전기가 위치한 장소의 하부에 설치한다.

(5) 전기실의 환기는 다음과 같이한다.
1) 자가발전기실의 환기량은 장비의 발열량과 허용온도에 의해 구한 값과 장비의 연소 공기량을 고려해서 결정한다. 즉, 자가 발전기가 운전하고 있지 않을 때는 5회/h 정도의 환기량을 확보한다.
2) 변압기실의 환기량은 장비의 발열량과 허용온도에 의해 구한다.
3) 수변전실의 환기용 급배기는 실내에 온도감지기를 설치해 자동 운전하는 것으로 한다. 또, 급기 쪽에는 원칙적으로 필터를 부착한다.

(6) 엘리베이터 기계실의 환기는 다음과 같이한다.
1) 엘리베이터 기계실의 환기량은 기계의 발열량 (필요에 의해 일사부하 등 그 외의 열부하도 포함)과 허용온도에 의해 구한다.
2) 환기량 산정에 사용하는 외기온도는 하계설계용 외기온도로 한다. 그러나 엘리베이터 기계실에 냉방설비와 환기설비 양쪽을  설치하는  경우는  중간기의 외기온도로 한다.
3) 엘리베이터 기계실의 환기용 급․ 배기 송풍기는 실내 온도 감지기에 의해 자동운전 하는 것으로 한다. 또, 급기 쪽에는 원칙적으로 필터를 부착한다.
4) 엘리베이터 기계실에 기계환기 설비를 설치할 경우에는 제어반의 상부, 발 전기부등 발열이 많은 부위에서는 배기를 한다.

주차장의 환기는 다음과 같이한다.

1) 주차장의 환기방식은 원칙적으로 덕트방식으로 하지만, 경제성, 설치공간을 고려해서 유인유도 환기방식으로 해도 좋다.
2) 주차장법 시행규칙 제6조에 의해 실내 CO 농도가 50ppm 이하가 되고, 특히 다중이용시설의 경우 2,000 m2 이상의 실내 주차장은 CO 농도가 25ppm 이 하가  되어야  하고  환기  횟수는  3회/h  이상.  또한,  25m3/(h․m2)  이상으로  해 야 한다(다중이용시설 등의 실내 공기질 관리법 시행규칙 제6조 참조).
3) 주차장의 환기는 배기가스가 체류하지 않는 위치에 급․배기구를 설치하는 것으로 한다.
4) 지하 주차장은 CO 또는 NOx 농도억제를 위해 표 4.15의 조치를 강구한다.
5) 지하주차장 환기를 위하여 적용하는 축류형 및 다익형 팬은 재연과 배연겸 용으로 사용되는 경우, 200℃ 고온에 2시간 이상 운전이 가능하도록 유효한 내열처리를 한 모터를 가진 것을 선정한다.