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[현장이슈] 공기정화기로 교실 공기질을 개선한다고?

2018년 3월에 완료된 <초등학교 공기정화장치 효율성 평가 및 설치기준> 연구에 근거하여 2018년 3월 27일부터 학교보건법 시행규칙이 개정되었다(교육부령 제154호). 이에 따라 공기질 등의 유지·관리기준(제3조제1항제3호의2 관련)에 미세먼지 (PM2.5)가 오염물질 항목에 신설됐다. 또한 2018년 4월 5일 교육부가 발표한 학교 고농도 미세먼지 대책에 따르면 ‘학교 실내공기질 관리기준 강화’, ‘교실 내 공기정화장치 확대 설치방안’, ‘학교 실내 체육시설 설치 지원’, ‘어린이와 호흡기질환자 등 민감군 학생에 대한 보호 강화’ 등에 대한 내용이 포함됐다.


이에 따라 모든 교실에서 직경 2.5㎛ 이하 먼지를 35㎍/㎥ 이하로 유지 및 관리하게 되었고, 향후 3년간 모든 유치원·초등학교·특수학교(우선 설치 학교)에 학교 공기정 화장치를 설치하며, 실내 체육시설이 없는 학교(전국 617교)에 간이체육실, 소규모 옥외체육관, 정규체육관 설치를 지원하는 사업을 지속적으로 추진하여 2019년까지 완료할 예정이다. 이와 더불어 미세먼지 대응 협력체계, 민감군 학생에 대한 보호, 미세 먼지 교육·홍보 등이 강화될 것이다.


미세먼지 잡으러 공기정화기 틀었더니 이산화탄소 폴폴~

이렇게 교육부에서 학교보건법을 개정한 이유는 최근 국내 대기질 문제가 악화되고, 특히 황사 및 자동차 배기가스 등의 영향을 받아 미세먼지 경보 발생이 많이 늘어났기 때문이라고 할 수 있다. 실내 공기질 문제로 학교보건법이 개정된 것은 지난 2006년 새학교증후군 대책 이후 처음이다. 그러나 학교 실내공기질 문제는 이렇게 미세먼지만을 위하여 법·제도 일부를 개정해서 해결될 수 있는 문제가 아니며, 실제 학교에서 생활하고 있는 교사와 학생들의 건강문제를 해결하기 위해서는 보다 구체적이고 효과적인 대책 마련이 시급하다는 지적이 많다.


특히 일선 학교에서 실내공기환경을 측정한 연구결과에 따르면 미세먼지와 함께 이산화탄소 문제도 함께 고려해야 할 것으로 나타나고 있다. 즉, 미세먼지 문제를 시급히 해결하기 위해 제시하고 있는 대안 중 하나인 공기청정기만으로는 교실 내의 실내공기질 문제를 근본적으로 해결할 수 없다는 것이다([그림 1] 참조).





또한 가장 기본적인 건축·환경 요소인 외피 기밀성능의 경우, [그림 2]에서 보는 바와 같이 일부 학교에서 매우 열악한 것으로 나타나고 있다. 이러한 기밀성능 수준에서는 공기정화장치를 가동한다고 해도 그 효과가 크게 떨어질 수밖에 없는 상황이다.


무엇보다도 일선 학교의 경우 각 학교의 위치와 학교의 형태 및 학생들의 활동 특성(유·초·중·고) 등이 다르기 때문에 각 학교의 특성에 맞는 미세먼지 대책을 세울 수 있도록, 일원화된 지침(학교 공기정화장치 설치 및 관리기준, 실무매뉴얼)만이 아닌 다양한 대안들을 제시해줄 필요가 있을 것으로 사료된다.


다양한 환기설비로 교실 공기질 개선해야

학교 실내공기질 문제의 가장 효과적인 해결방법인 환기설비 설치도 마찬가지다. 학교의 특성과 형편에 따라 선택할 수 있는 다양한 대안이 존재하기 때문에 이러한 정보들이 일선 학교의 담당자들에게 적극적으로 홍보될 수 있도록 할 필요가 있다. 또한 실제 미세먼지 제거 효과 및 성능에 대한 중앙부처 차원에서의 확인절차(인증제도 등)도 필요할 것으로 판단된다.


「학교보건법」에 따라 2006년 1월 이후 신축하는 학교는 환기설비 설치가 의무화되 었다. 학교 교실에 설치되는 환기설비는 크게 바닥설치형, 벽 또는 창문설치형, 천정 설치형으로 구분할 수 있다. 일반적으로 학교 시설은 외부로 면하는 개방 가능한 창문이 넓은 면적으로 설치되어 있어 자연환기를 하기에 매우 용이한 형태를 가지고 있다. 하지만 실내공기질의 관점에서 자연환기가 강제환기보다 효과가 떨어질 수 있다. 왜냐하면 자연환기의 경우 정화되지 않은 외기를 실내로 바로 도입하기 때문에 인체에 유해한 미세먼지 등의 오염물질도 함께 실내로 유입될 수 있기 때문이다. 이에 반해 기계환기는 필터링 등을 통해 외기의 오염물질을 저감해 줄 수 있다는 이점을 가진다. 강제환기 설비의 유지관리가 잘 이루어지는 상황에서는 강제환기가 자연환기 보다 실내공기질 조절 측면에서 더 나은 성능을 보일 수 있다.


학교 교실 내에서는 강제환기 적용 시 오염물질을 희석 배출시키는 환기 방법이 주로 사용되어 왔으나, 최근 오염물질의 제거 효과가 높은 치환환기의 도입을 권장하는 추세이다(US EPA, IAQ Design Tools for School). 그러나 국내 학교 교실의 경우 대부 분의 난방 장치가 대류를 이용한 에어컨디셔너, 팬코일 유닛 등이기 때문에 치환환기 의 직접적인 도입은 어려울 것으로 판단된다. 국내 학교 교실의 특성과 국내의 계절적인 특징을 고려할 때, 실내를 밀폐하고 냉난방을 실시하는 하계 및 동계의 경우 자연 환기를 대체할만한 시스템의 도입이 필요하다는 생각이다.



그리고 중간기의 경우에도 봄가을에 발생하는 황사, 인근 도로 및 운동장에서 유입되는 미세먼지와 소음을 차단하기 위한 적절한 환기 시스템의 도입이 반드시 필요하다.


결론적으로 학교 교실, 실내체육관 등 을 비롯하여 미세먼지 제거를 위한 학교 내 실내공간의 대응방안은 단순히 공 기정화장치만을 설치하는 것이 될 수 없기 때문에 원칙적이고 종합적인 관점에서 접근해야 할 것으로 판단된다. 또한 세부적인 대책도 필요하다. 이는 적정한 미세먼지 기준 및 저감 목표 설정, 효과적인 실외 미세먼지 차단 및 실내 발생 미세먼지의 신속한 외부배출 방안 등을 통해 실현해야 한다.


아울러 학교 실내공기질 문제에 영향을 주고 있는 환경요소 분석이 해당 학교별 특성에 맞게 수행되어야 한다. 특히 학교의 건물 및 설비 분야에서 적용 가능한 방법들 에 대한 우선순위 정립이 요구된다. 최근 현안이 되고 있는 미세먼지 문제는 기술적으로 어느 정도 해결이 가능하지만, 그에 투입되는 자원과 인원이 한정되어 있는 교육 현장의 현실여건도 감안돼야 할 것이다. 이러한 점들을 감안할 때, 환기설비를 포함한 공기정화장치에 대한 세부적인 조치사항은 다음과 같다.


① 학교보건법상의 환기 기준 재검토

- 1인당 환기량 개정

- 자연환기 및 기계환기방법에 대한 세부규정 보완

- 외피 기밀성능 기준 제정


② 적정 환기량 확보방안 정립

- 공기정화장치의 정의 및 유형 정립

- 환기설비 등 공기정화장치의 요구성능 제정(풍량·소음·에너지소비량 등)

- 학교 교실에 적용 가능한 기계환기설비의 유형 조사

- 필터 등의 세부 유지관리지침 설정

- 교실면적·평면형태·층수·외기와 면하는 부위, 개폐가능창 면적 등의 실태조사와 그에 따른 현실적인 자연환기 방안 제시

- 학교 특성을 고려한 오염물질의 유형 조사 및 유형별 환기량 정립

- 건물 외피 기밀성능에 대한 실태조사 및 개선방안 도출

- 실물실험 및 CFD 기법을 활용한 공기정화장치의 적정 설치 위치 및 효율적인 운용방안 도출


③ 신축·기존, 학교 유형 등 학교별 특성을 고려한 미세먼지 대응방안의 정립

- 도심·도로변·지역지구 등에 따른 대응방안 제시

- 유치원, 초등학교, 중·고등학교, 체육관, 강당 등의 학교 유형별 미세먼지 저감설계 및 대응방안 도출

- 신축학교 교실의 계획환기를 고려한 설계기법 정립

- 기존·신축학교의 방음벽, 식재, 건물 주변(운동장 등) 녹화 방안의 정립

- 최소 환기를 위한 창문 개방 방법 및 적정시간 대안 제시

- 교실 미세먼지 및 실내오염물질 제거를 위한 플러쉬아웃(Flush-out) 방안 제시

- 학교 공기질 모니터링 및 실내공기질 공지방안 제시

- 교실 유형에 적합한 청소방법 강구 (물청소 등)

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