물리적 요인에 의한 실내공기 및 건강영향

 

열적으로 ‘쾌적함’이란 정상적인 정도의 옷을 입었을 때 너무 춥지도 너무 덥지도 않은 정도로 건강이나 업무 효율성을 위해서도 매우 중요하다. 온도, 습도와 기류가 특정범위, 즉 쾌적 역(comfort zone)안에 들었을 때 비로소 성취될 수 있다. 기류가 거의 없고 상대습도가 50%로 유지될 때 실내 열적 쾌적감을 유지하기 위해서는 기온이 가장 결정적이 요소가 된다.

 

1. 온·습도(Temperature & Humidity)

 

온도 및 습도는 쾌감 인지에 영향을 미치는 요인으로 온열감각은 개인의 대사열 생산, 환경으로의 열전이, 생리적 순응 및 체온과 관련이 있다. 신체로부터 환경으로의 열 전이는 온도, 습도, 기류, 개인 활동 및 의복에 영향을 받는다.

 

선호하는 온도는 개인차가 매우 크기 때문에 모두를 만족시킬 수 있는 온도는 없다. 너무 더운 사무실은 근무자를 피곤하게 만들고 반면 너무 추우면 집중력이 떨어지고 제대로 쉬지 못하며 쉽게 산만해 진다.

 

일반적으로 사무실에서 유지되어야 하는 온도는 21~23℃로 외기 온도가 높은 여름철에는 실내온도를 약간 높게 하여 실내·외 온도차가 너무 나지 않도록 유지하는 것이 좋고 바닥과 천정과의 온도차는 3℃를 넘지 않는 것이 좋다. 열을 발생시키는 설비, 장비, 기기가 있거나 창틀을 통한 직사광선 유입 등으로 실내온도가 상승할 수 있으며 냉각기, 겨울철 창틀을 통한 과냉각 등으로 인해 온도가 떨어질 수 있다.

 

실내의 상대습도 20% 이하에서는 점막과 피부 또는 눈, 비강 건조를 야기하여 불쾌감을 유발할 수 있으며 낮은 상대습도는 정전기를 발생시켜 프린터나 컴퓨터 같은 사무기기 작동에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 상대습도 70% 이상에서는 표면과 장비, 건축설비 내부에 응축을 야기하며 그대로 두면 진균(곰팡이)이 성장하게 된다.

 

2. 기류(Air Velocity/Flow)

 

대류나 환기에 의해 공기가 치환되기 때문에 기류는 실내 쾌적성에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 작업공간의 공기흐름이 충분치 못하다면 통풍이 안 되는 느낌을 줄 수 있지만 과도한 기류는 신체 읿루분의 열손실을 초래해 오히려 불쾌감을 줄 수 있다. 0.25m/초 이하에서는 집중력을 요구하는 업무일지라도 집중력이 유의하게 영향을 받지는 않는다.

 

3. 소음과 진동(Noise & Vivration)

 

소음·진동은 직접 인간의 감각을 자극하고 일상생활에도 영향을 미친다. 소음은 ‘원하지 않는 소리‘로 감각적, 국소적, 다발적, 감쇠·소실성인 특징이 있다. 소음의 정의는 ’기계, 가구, 시설 그 밖의 물체를 사용 또는 공동주책 등 환경부령으로 정하는 장소에서 사람의 활동으로 인하여 발생하는 강한 소리(법률 제13805호 「소음·진동관리법」제2조[정의])‘ 이다.

 

소음으로 인한 건강영향은 일시적 청력손실(TTS, temporary threshold shift)과 영구적 청력손실(PRS, permanent threshold shift)이 있다. TTS는 소음환경으로부터 벗어나면 일정시간이 지남에 따라 회복되지만 PTS는 청각세포의 손상으로 인해 소음환경에서 벗어나도 청력이 회복되지 않는다. 연령, 기존 질환 여부, 감염 또는 약물, 신체 손상 등도 PTS에 영향을 미치는 요인이다. 그 외에도 수면방해, 정신작업 또는 정밀작업 방해 같은 영향도 있다.

 

사무실 근무자가 가장 많이 호소하는 불편이 ‘소음’이라는 연구가 있으며 최근에는 팀워크, 의사소통 및 생산성 등의 이유로 개방형 사무실이 많아짐에 따라 이로 인한 소음발생이 심각해지고 있는 상황이다. ASHRAE는 개방형 사무실에서 의사소통과 정신적 업무수행을 방해받지 않도록 소음수준을 49~58dBA로 권고하고 있다. 사무실 근무자들이 이상적인 작업조건이라고 생각하는 소음 수준은 48~52dBA라는 연구가 있다(Fan,1989).

 

일반적인 소음수준은 속삭임 34dBA, 대화 60dBA, 진공청소기 69dBA, 제트비행기115dBA, 인체 통각한계 120dBA 정도이다(Hirschorn, 1989).

 

진동은 어떤 점의 위치가 시간경과에 따라 임의의 기준 점을 중심으로 반복적으로 상하로 변하는 현상으로 ‘기계, 기구, 시설 그 밖의 물체의 사용으로 인하여 발생하는 강한 흔들림(법률 제13805호「소음·진동관리법」제2조)로 정의하고 있다. 사람에 따라서 차이는 있지만 진동현상을 느낄 수 있는 주요 진동 주파수 범위는 0.1~500Hz 영역이다. 심한 영향을 줄 수 있는 진동주파수 범위는 1~90Hz이며 진동레벨이 60dB 이상일 경우 인체는 민감하게 진동현상을 감지하게 되고 60~70dB 범위에서는 수면에 지장을 받을 수 있다. 1Hz 이하의 진동은 주로 멀미를 유발시킬 수 있으며 30~80Hz에서는 눈동자의 떨림 현상으로 시야가 흔들릴 수 있다. 진동에 노출되면 심장 박동이 빨라지고 산소사용량이 증가하며 체온 상승 등의 반응을 나타내고 이런 현상이 반복되면 피로도가 증가한다. 외부의 건설작업, 교통기관의 운행 등이 발생원이 된다.

 

4. 공기정화설비 시스템

 

공기정화설비 등은 그 자체만으로도 오염원이 될 수 있으며 따라서 이 시스템이 적정하게 유지, 관리되지 않으면 공기필터가 포함되어 미생물 생장에 필요한 영양분과 수분을 제공하거나 냄새가 발생할 수 있다.

 

실내공기조화(냉·난방)를 위해 공조기가 설치되고 냉열원(냉수코일)을 담당하는 냉동기, 온열원(온수코일)을 담당하는 보일러, 공기순환을 위한 덕트, 송풍기, 냉·온수 순환을 위한 배관과 펌프가 설치되며 이 모든 것이 기계설비를 구성한다.

 

· 공기조화의 4요소와 기계설비

 

공기조화의 4요소는 온도, 습도, 기류 및 청정도이며 이를 제어, 관리하기 위한 기계설비는 각각 공조설비, 열원설비, 열수송설비, 위생설비로 구분된다.

 

· 공기정비설비 시스템의 구성요소와 기능

 

구성요소	장치의 기능
외부공기 유입	· 건물 내로 배분되기 전 여과와 냉,낭반 단계를 거침 · 주차장, 기타 오염원으로부터 오염물질이 지붕이나 벽 틈으로 유입될 가능성 있음
공기혼합, 외부공기 조절	· 공기조절장치의 혼합공간에서 외부공기는 순환된 실내공기와 섞임 · 댐퍼는 외기 공기의 유량조절과 원하는 실내온도에 맞추어 외부 공기 유입
공기필터	· 공기 중 입자상 물질 여과 · 최대의 공기질과 최소의 에너지 소비, 효과적 비용관리를 위해 규칙적 필터관치 필요
가열·냉방코일	· 기류 장치 내에서 이동하는 공기 온도 조절 · 코일 조절 이상시 온도 불안정, 코일 파이프 응결 시 습기과다로 곰팡이, 세균 등의 성장 가능
가습·제습장치	· 공기조절장치와 덕트의 미생물 발생 억제, 실내공기 습도 조절 · 일반적으로 난방이 필요한 시기는 20~30%, 냉방이 필요한 시기는 60% 이하로 유지
공급 팬	· 코일을 통과한 공기는 배분시스템(덕트)으로 이동
덕트	· 공기를 건물 각 부분으로 분배 · 공기조절장치의 주요 문제는 덕트 내 오염물질과 먼지이며 덕트의 구명, 틈을 통해서도 유입 가능
말단(터미널)장치	· 댐퍼, 덕트, 배기구, 분배제어 장치 등으로 터미널 장치의 위치(천장, 벽, 바닥)와 숫자가 중요
공기회수장치	· 실내공기를 흡입하여 재순환시키는 것으로 덕트와 연결 · 공기조절장치 혼합공간 내 과부하 또는 저압 방지 조절
배기 팬	· 실내공기를 흡입하여 재순환시키는 것으로 덕트와 연결 · 공기조절장치 혼합공간 내 과부하 또는 저압 방지 조절
제어장치	· 팬, 공기온도조절, 공기 흐름 및 압력 조절
보일러	· 연소에 필요한 적당량의 외부 공기 필요 · 높은 에너지 효율 제공 · 폭발, 공기온도조절, 공기 흐름 및 압력 조절
냉각탑	· 병원성 세균 등이 성장하지 않도록 관리
냉각장치	· 건물 내 열 제거 · 냉각수는 습기제거를 위해 약 7℃ 정도로 유지