획일적 공조 설계 개념 벗어나
거주자 취향 꼭 맞게 설계해야

최근 기후변화와 사회환경이 다양화되면서 개인 삶의 방식도 다양해져 여러 가지 생활방식에 각기 대응할 수 있는 공간이 요구되고 있습니다. 이에 따라 건축 및 설비설계자는 종래의 획일적인 공기조화기기 설계 개념에서 벗어나 각 주택에서 실제 생활하고 있는 다양한 취향의 거주자 입장에서 설계를 진행해야 합니다. 그래서 이번 ‘생활 속 기계설비이야기’에서는 건물 용도에 따라 쾌적한 공기는 어떻게 공급되는지 알아보고자 합니다. /편집자 주

주택과 아파트

단독주택의 경우에는 외벽면의 비율이 크고 직접환기에 면한 벽과 지붕에 개구부를 설치해 통풍을 겸한 환기장치를 설치하는 경우가 많아요.

주거시설에서 환기설비가 특히 필요한 곳은 주방과 욕실이죠. 주방은 요리 시 냄새의 발생이 심하므로 거실 등 다른 공간으로 그 냄새가 확산되지 않도록 신속하게 제거할 필요가 있으며, 욕실은 냄새뿐 아니라 습기의 발생도 많으므로 신속히 제거하지 않을 경우 욕실 내에 습기로 인한 피해가 발생할 수 있습니다.

단독주택의 환기시스템은 주방에 대부분 설치된 렌지후드팬을 사용해요. 욕실, 화장실의 환기시스템은 덕트용 환기팬, 통칭 천장팬으로 불리는 것을 많이 사용하죠. 1대의 천장팬으로 환기가 가능한 더블팬이 적용되는 경우가 있습니다. 덕트를 이용하는 환기방식인 경우에는 원형덕트 이용방식이 일반적이며, 배기구도 원형덕트 접속용 벤트 캡이 사용됩니다.

아파트에 적용된 냉난방 시스템은 세대별 운전제어를 수행하므로 운전 비용이 명확하게 구분돼 간단히 요금을 산정할 수 있는 시스템이 바람직해요. 따라서 특수한 경우를 제외하고 공기열원과 히트펌프에 의한 냉난방용 에어컨이 폭넓게 보급되고 있는 것은 단독주택과 같습니다.

기본적으로는 각 세대의 베란다 혹은 개방 복도의 일부에 에어컨 실외기를 설치하고, 필요한 방에 실내기를 설치합니다. 2실 이상을 냉난방하는 경우는 실외기 1대에 여러 대의 실내기가 접속되는 멀티에어컨 타입 이용이 많고, 외벽에 접한 방의 실내기는 벽걸이 노출형이 경제적이고 냉난방 효율도 좋아서 많이 사용되죠. 외벽에 접하지 않은 방 또는 실내기 인테리어에 노력을 기울인 방은 천장부착 카세트형을 많이 사용해요.

다중이용시설

다중이용시설의 경우 기계식 환기설비 필요환기량은 ‘건축설비기준 등에 관한 규칙’에 의거해 시설사용인원당 29m³/인·h를 기준으로 하며, 인원수는 시설사용이 가장 높은 시간대를 기준으로 산정합니다.

특히 다중이용시설은 크기, 유형, 위치가 다양하기 때문에 공기조화 설계는 점포마다 다르죠. 품질시스템은 △부하변동을 보상하기 위해 적절히 설계된 자동제어시스템 △변동부하는 부하 상태에서 균일한 조건을 유지하기 위해 구획된 공기분배 △유리한 조건에서 냉각을 하기 위한 외기 냉방 또는 외기 온도에 따를 실내온도 조정 등을 포함해야 해요. 습도를 항온항습처럼 면밀하게 제어할 필요는 없지만 적절하게 설계된 시스템은 상대습도를 50% 이하로 유지하기 위해 작동하죠. 이 습도 한계는 곰팡이 냄새를 제거하고 이용객들의 땀을 억제하기도 해요.

특히 지하상가에서는 지상층에 비해 환경조건이 열악하기 때문에 공기청정도를 유지하기 위해 효율적인 공조계획을 충분히 고려해야 한답니다.

학교·의료시설

학교 공조설비의 경우 변동하는 사항들이 많아 유연한 설비를 갖추는 것이 특징이라고 합니다. 우선 용도별로 충분한 구획구분이 돼 있습니다. 학교 건축의 복합성과 다양성에 대응하기 위해 불가결한 조건이죠. 부하변동에 대한 응답도 빠릅니다. 간헐적으로 사용되고, 다수의 인원이 급속하게 이동하는 경우가 많아 부하 변동이 크기 때문이죠. 특히 교실이나 강당 등은 다수의 인원이 고밀도로 사용하므로 공조를 행할 때는 고도의 환기설비가 필요해요. 건강관리나 오염방지를 위해서도 환기량, 필터성능, 기류 등을 꼼꼼히 점검한답니다.

아동이나 학생들을 대상으로 하는 설비이므로 직접 손에 닿을 수 있는 곳은 안전하고 견고하게 설치하죠.

의료시설의 경우, 일반 건축물과는 다른 공기조화 설비를 요구합니다. 의료시설에 공기조화를 적용할 경우 일반적인 쾌적공조 설계에서는 발생하지 않는 많은 문제점이 나타나기 때문이죠. 그 때문에 우선 각 병실 간 공기이동을 제한하는 설비를 해야 합니다. 또 악취, 공기 중 미생물 및 바이러스, 유해 화학물질과 방사성물질 등의 오염원을 희석시키고 제거하기 위한 환기장치와 여과기를 설치하고 있어요.

공간에 따라 달라지는 온도, 습도 요구사항도 맞춰야 하고, 환경조건의 정확한 제어에 요구되는 정교한 공조설계가 이뤄지고 있습니다.

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건조식·기계식 제습 대표적

제습은 공기나 가스 또는 기타 유체에서 수증기를 제거하는 것을 의미하는데요. 제습 과정에서 주변 온도가 낮아지기 때문에 시원하고 쾌적한 환경을 조성하는 데 일조하고 있답니다. 그렇다면 대표적인 제습 방식은 어떠할까요?

데시컨트(건조식) 제습기

먼저 건조식 제습이라고 흔히들 말하는 데시컨트 제습을 살펴볼게요. 데시컨트 제습은 액체나 고체 데시컨트로 수증기를 포집해 습기를 제거하는 방법입니다.

표면의 수분을 흡착하는 효과나 화학적으로 수분과 결합하는 흡수효과를 갖는 고체나 액체형태의 데시컨트가 모두 사용될 수 있는데요. 이러한 데시컨트 종류의 선택은 설치요건, 장비설계, 제습될 가스 성질 등에 따라 달라진답니다.

데시컨트 제습은 아이스링크, 수술실, 슈퍼마켓, 냉동창고, 극장 등 사용 용도에 따라 다양한 효과를 볼 수 있는데요. 예를 들자면 아이스링크장에서는 얼음 표면의 수분응축을 방지해 빙면의 상태를 양호하게 유지시켜 주고, 안개나 빙표면의 웅덩이 등도 방지할 수 있답니다. 또 수술실에서는 덕트나 필터에서 세균증식을 방지하고 수술실의 벽, 바닥, 기기에서의 결로를 방지합니다. 무엇보다 외과의사의 발한을 억제하고 불쾌감을 제거해 수술 시 실수를 줄일 수도 있습니다.

냉각(기계식) 제습

기계식 제습의 대표 주자는 냉각제습기인데요. 냉각제습기는 노점온도 이하로 냉각된 냉수코일이나 직팽식 증발기 코일로 공기를 통과시켜 수분을 제거하는 방식입니다. 노점온도는 일정한 압력에서 공기의 온도를 낮추어 갈 때 공기 중의 수증기가 포화해 이슬이 맺힐 때의 온도를 말하는데요. 냉각 제습기는 노점온도가 1.7~ 4.4℃ 이상인 경우에 사용하며 그 이하의 노점온도에서는 다른 제습방식을 사용한답니다.

냉각제습기는 주로 어디에 적용할 수 있을까요?

실생활에서 사용되는 경우를 살펴보면, 실내수영장, 학교, 병원, 사무용 건물, 박물관, 호텔, 식당 등 정말로 다양한 곳에서 쓰인다는 것을 알 수 있답니다.

일반적으로 냉각제습기는 실내가 과냉각되는 것을 방지하는 재열장치를 갖추고 있는데요. 대부분의 재열장치는 별도의 에너지를 사용하지 않고 응축기 폐열 등의 에너지를 회수해 사용하고 있습니다.

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