ERV와 실내공기의 질, 환기, 그리고 새집증후군에 대하여.

[ERV의 필요성]
최근 관심이 늘어나는 패시브하우스의 구성요소로서 ERV(Energy Recovery Ventilator, 폐열회수형 환기장치)시설이 필수 구성요소로서 요구되고 있습니다.

ERV는 기본적으로 전동FAN을 구동시켜 강제적으로 환기를 시키는 장치이므로 가정용 선풍기 2대 정도의 전기를 소모합니다.
왜 전기를 소모하는 ERV가 에너지사용률 제로에 도전하는 패시브하우스의 필수 시설일까요?

패시브하우스를 포함하여 최근 건축되는 주택은 대부분 단열성과 기밀성이 좋은 창호 등을 사용하여 기밀성이 대단히 우수합니다. 반면 80년대까지 사용된 과거의 창호제품들은 창문을 모두 닫더라도 실내와 실외의 온도차가 발생하고, 그에 따른 기압차에 의해 외부의 공기가 실내로 유입될 수 있었습니다. 하지만, 최근에 건축되는 주택은 주택의 창문을 모두 닫은 상태에서는 거의 공기가 이동하지 못합니다.

이때문에 주택내의 공기를 외부공기와 바꾸는 것 => 즉, 환기가 필요하고, 환기는 보통 창문을 열어주면 됩니다.
하지만 우리는 1년 365일 24시간 멈추지 않고, 숨을 쉬고 있으나 주택의 환기는 1년 365일 24시간 할 수가 없습니다. 여름철엔 항상 창문을 열어놓고 있지만, 비가 오면 6시간 이상, 때로는 하루이상 창문을 닫습니다.
겨울철엔 너무 추워 창문을 열어 환기하기가 어렵습니다. 하루에 한번 1시간 쯤 창문을 열어 환기를 하는 정도이나 이 역시 나머지 23시간은 환기를 못하는 실내에서 숨을 쉬고 있어야 합니다.

전문가들은 주택의 경우, 실내공기를 시간당 0.5회 정도 환기하여 줄 것을 강력히 권장하고 있습니다. 이 권장사항은 국민건강에 큰 영향을 주기 때문에 대부분의 선진국에서 법으로 의무적으로 0.5~0.7회 환기하는 것을 규정하고 있고, 4계절이 있는 지방에서 이를 수행할 수 있는 유일한 방법이 ERV시설을 설치하고 가동하는 것입니다.

 

사실 창문을 열고 닫을 수 없는 특급호텔이나 백화점 등은 대부분 공조장치에서 ERV가 가동되고 있습니다. 그래서 호텔방안이 창문을 열지 않고도 답답하지도, 냄새가 나지도 않고, 아늑한? 것이지요..

 

[ERV란?]

ERV(Energy Recovery Ventilator)는 우리나라 말로  폐열회수형 환기장치라고 번역하여 부릅니다. 환기를 위해 실내공기를 외부로 배출할 때 실내공기의 에너지(열)을 빼앗아 외부로 부터 유입시키는 실외공기로 옮겨주는 열교환장치가 핵심입니다.

예를 들어 겨울철 실외기온 0도, 실내 기온 20도일 때, 실내공기는 ERV를 통과하면서 6도 정도로 온도가 낮춰지며, 외부에서 유입하는 실외공기는 15도 정도로 온도를 높여 유입시키게 됩니다. 이러한 열교환이 100% 이루어지지는 못하기 때문에 결국 ERV를 사용하더라도 환기를 통해 손실되는 에너지가 발생하지만, 환기를 안하는 것은 심각한 거주자의 건강 위협 요인이기 때문에 최선의 방법으로서 ERV를 사용하게 됩니다.

 

전열교환기?

ERV를 전열교환기라고도 부릅니다.

전열교환기란 “현열”과 “잠열”을 모두 환기시에 교환시킨다고 하여 전열교환기로 부릅니다. 실제로 시장엔 전열교환기 외에 현열교환기도 있습니다. 잠열교환기는 없습니다. 잠열교환시 현열교환도 되기 때문에 잠열교환기가 전열교환기라고 할 수 있겠습니다.

 

 

현열교환기와 전열교환기

이 두 장치의 핵심적인 차이는 열교환시 수증기의 이동이 있는가? 입니다. 즉, 환기시 배출되는 실내공기의 수증기를 유입되는 외부공기쪽으로 옮겨 열교환이 되는 장치가 전열교환기이고, 열교환때 수증기를 이동시키지 않고, 배출시키는 장치가 현열교환기입니다.

열교환은 결국 에너지의 교환인데, 공기중에 품고 있는 에너지의 대부분은 공기중의 수증기가 가지고 있습니다.

때문에, 환기시 배기에서 수증기만 뽑아내어 흡기쪽 공기에 뽑아낸 수증기를 넣어주기만 하면, 자연스럽게 대부분의 열교환이 이루어 질 수 있습니다.

그럼 전열교환기가 무조건 좋은건데 왜 현열교환기가 있는 것일까요?

우리나라와 같이 겨울철 상대습도가 낮은 지역은 실내습도의 유지를 위해 실내 수증기를 배출하지 않고 회수해야만 합니다.

하지만, 영국이나 미국의 북쪽 지방같이 겨울철 외기습도가 높고 그래서 실내 습도가 높아 여러가지 트러블이 생기는 지역은 현열교환기를 사용하여 실내에 콘덴싱되는 수증기를 최대한 외부로 배출해 주어야만 주택이 습기로 망가지는 것을 막을 수 있어 현열교환기를 사용해야 합니다.

우리나라의 경우에도 예를들어 지하실 창고공간용의 ERV를 설치한다면, 현열교환 ERV를 설치하는 것이 좋습니다.

 

[주택에의 ERV 적용 실전]

일반적인 주택으로 45평형의 주택을 예를 들면, 45평형은 대략 150제곱m 의 실내 면적입니다. 실내 높이가 2.5m라고 하면 약 375입방m의 실내 체적이 되겠습니다.

실내공기를 ERV를 통해 시간당 0.6회 환기를 시키려면 시간당 225입방m의 공기를 외부로 배출하고, 또 그만큼의 외부 공기를 실내로 유입시켜 주어야 합니다. 즉, 225CMH (Cubic Meter per Hour) 용량의 ERV를 사용하여야 합니다.

보통 국내엔 150CMH, 250CMH, 350CMH 제품이 있으므로 45평형의 주택이라면 250CMH 제품이면 충분하다고 보겠습니다.

250CMH제품의 경우, FAN속도를 약으로 하면 200CMH정도이므로 FAN속도를 약으로 하여 24시간 가동시키거나 집에 사람이 거의 없는 낮시간엔 작동을 끄고, 아침 저녁시간대에만 자동운전되도록 프로그래밍하여 사용하는 것이 효율적이라고 보여집니다.

현재 LG,삼성전자를 포함하여 여러회사에서 ERV제품이 출시되어 있고, 보통 시스템에어컨 설치업체에서 ERV 설치도 취급합니다.

가정용 ERV유닛 가격은 100만원 전후 정도이며, 덕트공사비는 환경에 따라 다릅니다만 대체로 시스템에어컨 설치비용 정도 하는 것 같습니다. 인테리어공사시에 같이 설치하는 것이 비용적으로 절대적으로 유리하며, 인테리어공사가 끝난 후엔 비용적인 면에서 사실상 설치가 어렵습니다.

ERV에서 나오는 공기를 실내 duct공사를 하여 보내주어야 하는데, 보통 한실에 흡기,배기를 모두 하지는 않고, 각 방에 흡기덕트시공, 복도나 거실에 배기덕트를 시공 하는 등의 형태로 단순화하여 설치합니다. 보통 이렇게 하더라도 흡/배기 기압차에 의해 전체적으로 실내환기가 이루어지게 됩니다.

ERV를 천장에 설치한 모습. 가정용의 경우 25cm 정도의 천장 공간높이가 필요합니다.

ERV에 스파이럴덕트를 연결하는 모습. 사진의 시공현장은 학교로 보여집니다.

ERV에 연결된 외기 덕트 디퓨저.. 하나는 흡기이고 하나는 배기겠죠? 위아래로 붙여 설치할 경우, 흡기를 배기 위쪽에 설치!

 

[바로잡아야 할 Q&A]

ERV, 환기, 새집증후군, 아토피, 공기청정기 이것들은 바로잡아야 할 상식들이 너무나 많다고 생각이 됩니다. 이에 대해 하나씩 검토하는 것은 너무 많은 시간이 필요하다고 생각되어 Q&A형식으로 요약해 보았습니다.

 

광촉매시공으로 새집증후군이나 아토피를 개선할 수 있나요?

=> 결론적으로 불가능합니다.  광촉매시공 제품의 선전 자체가 너무나 황당한 수준이어서 자세히 반박할 필요도 없습니다.

 

집에 숯이나 새집증후군을 개선하는 화초를 놓으면 조금이라도 개선되지 않을까요?

=> 숯이나 화초로 집 전체를 채울 정도에서만 어느정도의 효과가 있을 것입니다. 집안 한구석에 숯을 한무더기 놓고 있거나 베란다에 화초 몇개 키우는 것으로는 아무 변화가 없습니다. 이는 종이컵에 물을 담고 거실에 놓고 실내습도가 올라갈 것이라고 예상하는 것과도 같습니다.

 

공기청정기로 새집증후군이나 아토피를 개선할 수 있나요?

=> 공기청정기는 공기중의 입자(먼지)를 걸러주는 장치로서 200가지가 넘는 새집증후군 원인물질에 대해서는 대부분 정화할 수 없습니다. 새집증후군을 예방하는 유일한 방법은 집안의 공기를 외부로 빠르게 배출하고, 그만큼의 외부 공기를 실내로 유입시키는 방법 밖에 없습니다.

 

산소발생 장치나 CO2가스를 제거해주는 장치는?

=> 이 역시 결론적으로 실질적인 효과를 기대할 수 없습니다.  실내공기에서 산소농도가 건강에 좋거나 안좋은 수준으로 변화하지 않으며, 오히려 인위적으로 산소농도를 높인다면, 건강에 안좋습니다. CO2를 효과적으로 제거한다면 좋겠지만, CO2를 제거한다고 선전되는 대부분의 공기청정기가 그 제거효율이 너무 낮아 실질적으로 소용이 없습니다. 이런 장치 믿고 밀폐된 공간에서 한사람이 숨을 쉬며 실험을 해 보면, 사망에 이를 수도 있습니다.

 

매일 아침저녁으로 창문을 열어 환기를 하면 ERV는 필요없지 않을까요?

=> 전문가들이 요구하는 환기수준은 “하루 10회 환기”가 아닌 “시간당 0.5회 환기” 입니다. 즉, 집중적으로 환기를 하는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 사람이 집중적으로 숨을 쉬고 환기를 안하는 시간엔 숨을 참고 살 순 없으니까요. 실제로 예를들어 환기가 안되는 방안에서 3명 이상이 잠을 잘 경우, 6시간 이상 경과하면, 실내 CO2 농도만 해도 2배가량 상승한다고 합니다.

 

실외공기가 실내공기보다 더 더럽지 않나요? 창문을 열어놓으면 먼지가 많이 쌓입니다.

=> 보통 실외공기가 아무래도 움직이기때문에 먼지가 더 많이 있을 수 있겠습니다만, 종합적인 “공기의 질”은 대체로 실내공기가 훨씬 열악합니다. 이는 수많은 조사와 연구로 실증이 된 사항입니다.

 

환기를 자주 하면서 공기청정기를 같이 사용하는 방법이 좋지 않을까요?

=> 공기청정기는 정해진 용량에서 적절히 사용시 실내에 부유하는 먼지나 꽃가루를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 하지만, 공기청정기의 운용보다 훨씬 중요한 것이 환기이므로 실내공기의 질을 높이는데 있어서 환기가 필요조건일 뿐이고, 공기청정기는 옵션 정도입니다. 절대로 이 둘의 중요성이 뒤바뀌어서는 안됩니다. 그런 면에서 가령 100만원을 투자하여 공기청정기 2대를 구입하여 사용할 것인가? ERV 1대를 구입하여 사용할 것인가? 하는 선택에서 절대적으로 ERV를 선택해야만 합니다.  돈이 50만원밖에 없으니 ERV는 못사고 공기청정기만 1대 구입하는 방안은? 저라면, 그것도 구입하지 말고 더 돈을 모아 ERV를 장착하는 것이 더 좋다고 말씀드리고 싶습니다.

 

ERV는 전기를 많이 소모하지 않나요?

=> 그렇지 않습니다. 보통 가정용 ERV장치는 소비전력이 100w/h 정도 입니다. 선풍기 2개 정도, 거실용 공기청정기 1개 정도의 전기를 먹습니다.

 

공기청정기 기능도 같이 있는 ERV는 없나요?

=> HEPA필터가 장착된 ERV가 있습니다만, 국내엔 판매되는 제품이 없습니다. 이유는 ERV의 성능만큼의 공기량을 필터링할 수 있는 HEPA필터는 그 크기가 대단히 크기 때문입니다. 그래서 정상적인 성능을 발휘하는 HEPA필터 포함 ERV는 보통의 ERV보다 설비의 부피가 3배 정도 큽니다. 미국의 가정의 경우, 난방을 Furnace로 하기 때문에 집 전체 공기청정을 할 수 있는 HEPA필터를 장착하기가 쉽고 비용도 크지 않지만, 국내의 주택에서는 이의 적용이 쉽지 않다는 문제가 있습니다.

 

아래는 2004년 SBS에서 방영했던 새집증후군 관련 방송입니다. 이의 원인과 해결책에 대해 가장 실질적으로 접근했다고 판단됩니다.
유료이지만 관심있으신 분들께서는 꼭 보시기를 권해드립니다.
SBS 특집기획 환경의 역습 1회 “집이 사람을 공격한다”
http://wizard2.sbs.co.kr/resource/template/contents/04_review_bbs.jsp?vProgId=1000295&vVodId=V0000264048&vMenuId=1004732