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ISSN : 2288-9167(Print)
ISSN : 2288-923X(Online)
Journal of Odor and Indoor Environment Vol.21 No.1 pp.14-22
DOI : https://doi.org/10.15250/joie.2022.21.1.14

A study on indoor radon reductions using mechanical ventilation system by full-scale experiments

Jinhee Jeong, Kichul Kim, Jiwoong Kim, Yun Gyu Lee*
Department of Building Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)
* Corresponding Author: Tel: +82-31-910-0351 E-mail: yglee@kict.re.kr
11/01/2022 02/02/2022 08/02/2022

Abstract


In this study, we learned about the effects of indoor radon concentration reduction associated with the operation of a mechanical ventilation system at an apartment house. The experimental parameters were mainly the indoor radon level and air change rate, which were controlled by the amount of emissions released and fan motor speed. Even at the high level of radon diffused in an apartment house, indoor radon concentrations converged to the Korean national guideline level within 3 to 4 hours when the air was ventilated at 0.5 ACH and 0.7 ACH. In the case of 0.3 ACH, however, where the degree of ventilation was insufficient compared to the legal air change rate, the high concentration indoor radon could not be sufficiently removed even if the mechanical ventilation system was operated for more than 14 hours continuously. When the indoor radon level was high, the reduction rate was 34.3% for 0.3 ACH, 70.4% for 0.5 ACH, and 69.7% for 0.7 ACH at 6 hours-operation, while at the medium-level, indoor radon can be reduced by 46.2% (0.3 ACH) to 73.2% (0.7 ACH). Depending on the indoor concentration range, it may be required to secure a ventilation rate of 0.5 ACH or more at all times. In addition, in apartment houses with excellent airtight performance, even if indoor radon is at a level similar to the national guideline, it is difficult to expect a reduction in the concentration due to natural decay. Therefore, it is desirable to lower the indoor concentrations as much as possible.



실물실험을 통한 기계환기설비의 실내 라돈 저감 연구

정진희, 김기철, 김지웅, 이윤규*
한국건설기술연구원 건축연구본부

초록


    © Korean Society of Odor Research and Engineering & Korean Society for Indoor Environment. All rights reserved.

    1. 서 론

    실내공기질은 인체에 미치는 영향에 근거한 공중 보건학적 중요성이 클 뿐만 아니라, 대중적 관심 또 한 매우 높은 환경주제의 하나이다. 다양한 실내공기 오염물질 중에서도 특히 라돈(Rn-222)의 경우, 근래 에 언론 보도를 통하여 침대 매트리스, 건축자재 및 각종 생활제품에서의 라돈 방출이 사회적 화두로 떠 오르면서, 정확한 현황 파악과 안전하고 효과적인 관 리의 중요성이 거듭 강조되고 있다. 이는 라돈이 갖 는 두 가지 특징적인 면에서 타당한 근거를 갖는다. 첫째는 라돈의 유해성이다. 공기 중 라돈은 호흡기 계 통을 통하여 인체에 유입되고 라돈 그 자체는 반감기 이전에 체외로 배출되기도 하지만, 라돈의 붕괴생성 물은 붕괴 과정에서 방사선을 방출하여 인체 내부 피 폭을 야기하고, 붕괴사슬의 최종산물이 될 때까지 세 포나 유전자 변형 등의 문제를 반복적으로 유발한다 (Wilkening, 1990;WHO, 2009;Cho et al., 2017). 세계 보건기구(World Health Organization, WHO)에서는 라 돈(radon-222 and its decay products)을 1급 발암물질 (Group I - human carcinogen)로 규정하였고, 미국 환 경청(United States Environmental Protection Agency, USEPA)도 라돈 흡입을 흡연 다음으로 중요한 폐암 원 인이자, 비흡연자의 가장 중요한 폐암 원인물질으로 규정하였으며, 라돈에 의한 폐암 사망자가 연간 약 21,000명에 달하는 것으로 보고한 바 있다(USEPA, 2005). 두 번째는 라돈 분포의 보편성이다. 라돈은 토 양이나 암석, 지반 등에서 기인하는 천연방사성물질 (Naturally Occuring Radioactive Material, NORM)의 붕괴생성물 중 하나이다. 천연방사성물질은 지구가 형성될 때부터 생성된 지각과 맨틀의 구성 성분으로 모든 환경 매체에 항상 존재하기 하기 때문에 완전한 제거가 불가능하다는 특징이 있다(Lim et al., 2017).

    더욱이 라돈은 무색, 무취, 무미의 물리적 특성을 가 지기 때문에 고농도의 라돈 환경에 노출되어도 감각 적으로 인지할 수 없어 인체에 누적되는 위해성이 더 욱 커질 수 있다(Kim et al., 2013). 발암물질로 규정되 는 물질의 특성상, 라돈도 인체 영향을 완전히 무시 할 수 있는 안전한 수준이란 존재하지 않는다. 이에 라돈에 의한 피해를 최소화하려면 실내 라돈 제어가 필수적인데, 라돈은 오염원으로부터 공기 중으로 방 출되어 빠르게 희석되며 공기순환률에 따라 실내 공 간에 누적될 수 있다(ICRP, 2014). 라돈 방출원을 함유 하는 토양이나 지하수 수맥 등의 건축물 주변환경은 인위적인 통제가 극히 어렵기 때문에 실내 라돈 제어 는 외부로부터 실내 공간으로의 유입을 줄이는 한편, 실내에 축적되지 않도록 신속하게 외부로 배출하는 것이 가장 효과적인 조치라고 할 수 있다. 보편적으 로 라돈은 외부공기 중 농도보다 실내에서의 농도가 현저하게 높은 경향을 보이므로, 환기에 의한 실내 라 돈 저감은 실질적으로 희석 효과라고 볼 수 있다 (Andersen et al., 1997). 이와 관련하여, 국내에서는 건 축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제11조(국토교통부 령 제715호)에 따라, 30세대 이상의 신축공동주택에 환기회수 0.5 ACH 이상을 확보할 수 있는 자연환기 설비 또는 기계환기설비 설치가 의무화되었다(MOLIT, 2020). 그러나 기계환기설비에 대한 사용실태 조사 결 과, 거주자의 인식 부족, 작동 소음, 유지 관리 미흡 등 의 이유로 기계환기설비를 충분히 활용하지 않는 경 우가 많다(Lee, 2019). 즉, 기계환기설비의 보급 및 라 돈에 대한 대중적 불안감에 비하면 실제 현장에서 획 득하고 있는 기계환기설비의 라돈 제어효과는 상대 적으로 적을 것으로 추측할 수 있다. 따라서 본 연구 는 공동주택 형태를 갖는 실물실험주택에서 기계환 기설비의 환기회수별 라돈 저감 효과를 정량적으로 평가하여, 추후 공동주택의 적극적인 라돈 제어수단 으로써의 환기설비 활용도 향상에 기여하고자 수행 되었다.

    2. 연구방법

    2.1 실험개요

    연구대상지점은 한국건설기술연구원 본원에 위치 한 실물실험주택으로 하였고, 기계환기설비는 전열 교환기 방식의 상용화된 모델을 실험주택 4층의 단 위세대에 설치하되, 흡기구와 배기구가 고르게 배치 되도록 설계하였다. 환기량은 해당 체적에서의 환기 설비의 풍량을 최소(0.3 ACH), 적정(0.5 ACH), 최대 (0.7 ACH)의 3단계로 설정하여 회전수를 조절하였다. 실내 라돈 측정위치는 거실 중앙 점에서 바닥면으로 부터 1.5 m 높이로 하였고, 천정으로부터 0.5 m, 급배 기구로부터 1 m 이상 떨어진 중간지점을 선정함으로 써 실내공기질 공정시험기준의 시료채취 및 평가방법 인 ES 02130.d (ME, 2020)에 부합되도록 하였다(Fig. 1).

    라돈 농도는 실리콘 검출방식으로 알파입자를 계 수하는 RAD7 (Durridge, USA)을 이용하여 10분 간격 으로 연속 측정하였다. RAD7의 상세 제원은 Table 1 에 정리하였다. 실내공기질 시료는 RAD7 내부 챔버 로 유입되기 전에 HEPA 및 시린지 필터를 거쳐 미립 자를 제거하고, 제습제를 통과하도록 유로를 연결하 여 시료 중 수분량을 상대습도 10% 미만으로 제어하 여 습도에 의한 측정오차를 배제하였다. 측정장비의 정도관리는 지상 20 m 높이의 옥외 대기와 고순도 질 소(N50)를 실험과 동일한 조건으로 측정하여 기기 바 탕값이 1.0 Bq/m3 이하임을 확인하였고, 매회 실험 종 료 즉시 측정장비를 수차례 purging하여 장치 내부에 잔류하는 라돈 기체를 제거하였다.

    2.2 실험조건 및 절차

    라돈은 건축물 위치와 높이, 주변 토양 중 라돈 함 량, 날씨, 난방 유무, 환기습관 등의 여러 가지 요인에 따라 다양한 수준으로 전개될 수 있다(Yoo et al., 2016;ISO, 2019). 일반적으로 실내 라돈은 외부로부터의 유 입을 가장 주요한 원인으로 보고, 실내에 존재하는 오 염원으로부터의 방출은 상대적으로 적은 것으로 평 가하나, 본 연구에서는 실내 라돈 농도 자체에 초점 을 맞추어 실내에 라돈 방출원을 배치함으로써 농도 수준을 인위적으로 조정하였다. 실내 라돈 수준은 다 양한 농도 범위에서의 기계환기설비의 저감효과를 확인하기 위하여 실내 라돈을 저농도(148 Bq/m3 수준), 중간농도(약 2배 수준), 고농도(약 3배 이상)로 실험 조건을 설정하였다. 이를 위하여 라듐(Ra-226) 함량 이 높은 토양 시료를 확보하였고 분취한 시료를 실험 주택 내부에 배치하였다. 이때, 라돈 방출량은 토양 시 료 알갱이에서 공극으로 탈출한 라돈 원자로 측정되 므로 방출되는 강도가 일정하지 않기 때문에, 토양 시 료의 라돈 방출강도(Bq/kg)를 사전에 스크리닝하여 실험조건 조성에 필요한 시료량을 실험적으로 조절 하였다.

    구체적인 실험 절차는 실내공기질 공정시험기준 ES 02130.d의 신축공동주택 시료채취 조건을 참고하여 1) 외부에 면한 모든 개구부를 전면 개방하고 30분 이 상 환기하여 초기 농도를 제어하고, 2) 모든 개구부를 닫아 밀폐한 상태를 5시간 이상 유지하면서 실내 농 도 수준이 목표 범위에 도달함을 확인한 다음, 3) 0.3, 0.5, 0.7 ACH 환기조건에 따라 6시간 이상 기계환기설 비를 가동하고, 4) 환기를 중단한 이후의 실내 농도변 화를 포함할 수 있도록 매회 실험을 총 24시간 동안 진행하였다. 또한, 라돈 농도는 측정간격이 조밀할수 록 측정값의 변화가 짧은 시간 동안에도 매우 불규칙 하게 나타날 수 있으므로 일정시간이 경과한 후의 농 도(Bq/m3)와 저감율(%)은 기계환기설비를 가동한 시 점(t=0)으로부터 일정 시간이 경과한 후(t=3 h, 6 h) 총 30분간 측정된 라돈의 산술평균 농도로 계산하였다.

    한편, 본 실험에 앞서 실물실험주택에서의 실내 라 돈 기저농도를 파악하였다. 기저농도는 해당 세대에 별도의 라돈 방출원을 투입하지 않고, 본 실험과 동 일한 실험 절차에 따라 측정을 진행하였다. 즉, 실물 실험주택의 외부에 면한 창호와 출입문, 환기구, 실내 출입문을 모두 개방하여 30분 이상 전체 환기하였고, 외부공기와 면하는 개구부는 모두 닫고 실내출입문 만을 개방한 상태로 5시간 이상 유지하였다. 그리고 개구부를 모두 밀폐한 이후로 5시간 이상이 경과한 시점으로부터 24시간 동안 거실 중앙에 설치한 측정 장비를 이용하여 실내 라돈 농도를 연속 측정하였다.

    3. 결 과

    3.1 실내 기저농도의 자연감쇄 경향

    본 연구지점의 실내 라돈 기저농도는 평균 147.3 ± 19.4 Bq/m3 (103.1~191.0 Bq/m3)로 나타났고, 측정 초 기(143.7 Bq/m3)에 비하여 24시간이 경과한 후의 농도 (127.3 Bq/m3)가 약 11.4% 감소하였다. 이는 실내공기 중에 존재하는 라돈이 반감기에 따라 폴로늄(Po-210) 등의 붕괴생성물로 변하면서 자연감쇄하였기 때문으 로, 공기유동을 억제한 상태에서의 실내 라돈 기저농 도가 100 Bq/m3 이상임을 확인하였다(Fig. 2). 또한, 본 실물주택의 단위세대가 지상 4층에 위치하고, 세대의 기밀성능이 한국건축친환경설비학회(KIAEBS, 2013) 에서 제시하는 제로에너지건물 기준(1.5 ACH50) 이 하인 1.32 ACH50로 우수함을 고려하면, 해당 세대에 는 외부로부터의 라돈 유입뿐만 아니라, 건축자재 등 실내오염원에서 방출되는 라돈 역시 존재하는 것으 로 추정할 수 있다. 따라서 본 실험에 앞서 실험공간 을 충분히 환기하여 기저농도가 실험 결과에 영향을 미치지 않도록 조치하였다.

    3.2 환기회수 0.3 ACH 조건

    실내에 고농도 라돈이 확산된 경우, 환기회수 0.3 ACH 조건에서는 환기설비 가동과 거의 동시에 농도가 줄 어들었고, 감소되는 기울기의 폭 또한 큰 것으로 나 타났다. 그러나 환기가 지속될수록 감소폭이 점차 둔 화되는 경향을 보였고, 기계환기설비를 14시간 이상 연속 가동하여도 실내 라돈이 초기 농도(506.7 Bq/m3) 의 약 절반 수준에 그침을 확인하였다. 중간농도의 경 우, 기계환기설비 가동 시점으로부터 3시간이 경과한 후의 실내 라돈 농도는 138.0 Bq/m3, 6시간 후에는 118.0 Bq/m3로, 기계환기 시점으로부터 약 3시간이 경과한 이후 실내공기질관리법 권고기준 이하로 실내 라돈 농도가 저감되었다. 그러나 해당 조건은 증감을 반복 하는 농도 패턴에서 여전히 기준을 초과하는 측정값 이 간헐적으로 관측되므로 양호한 실내환경을 유지 한다고 볼 수는 없다(Fig. 3 : black line). 저농도에서는 환기설비를 가동함으로써 이전(0시~9시) 140.7 Bq/m3 에서 가동(9시~18시) 시에는 99.1 Bq/m3 수준으로 실 내 라돈 농도가 저감되는 것을 확인하였다. 그러나 실 내 라돈은 고농도에서 저농도에 이르기까지 모든 범 위에서 기계환기설비를 정지한 즉시 다시 상승하였 고, 저농도에서는 고농도와 중간농도보다 상대적으 로 증가세가 완곡하지만, 환기를 중지하고 약 2시간 만에 권고기준에 근접한 수준의 실내 농도가 관측되 었다. 즉, 법정 환기회수보다 작은 0.3 ACH 조건은 실 내 라돈 농도를 적절한 수준으로 제어하기에 충분하 지 않았다.

    3.3 환기회수 0.5 ACH 조건

    0.5 ACH로 기계환기를 실시하면 실내 라돈 농도가 급격히 감소하여, 고농도 조건(초기 436.7 Bq/m3)에서 가동 시점으로부터 3시간 경과 후의 저감율은 56.3% (190.7 Bq/m3), 6시간 후에 70.4% (129.3 Bq/m3)이었으 며, 9시간 연속 가동 시 순간 최저농도는 68.4 Bq/m3 까 지 낮아졌다. 중간농도의 경우, 기계환기를 3시간 가 량 지속하면 권고기준에 근접한 150 Bq/m3 수준의 농 도가 관측되었고, 6시간 가동 시의 실내 농도가 106.3 Bq/m3, 환기 지속 7시간~9시간 대에는 권고기준의 1/ 2 수준인 77.7 ± 20.1 Bq/m3 로 유지되었다. 그러나 실 내 라돈 농도가 기계환기설비 연속 가동으로 꾸준히 감소되는 전반적인 추세 중에도 라돈 방출강도 및 유 입량 변화에 따라 권고기준을 초과하는 측정사례(Fig. 4 : black line-15h~16h)가 관측되기도 하였다. 저농도 에서의 0.5 ACH 환기는 실내 라돈 농도가 기계환기 설비 가동 시점으로부터 약 1시간 30분 후에 초기농 도(156.0 Bq/m3)의 절반(68.4 Bq/m3)으로 감소하였고, 3시간 경과 후 최저 농도인 45.6 Bq/m3가 측정되었으 며, 실내에 방출원이 존재하는 상황에서도 연속적으 로 환기를 실시하는 동안에는 약 80 Bq/m3 이하의 비 교적 양호한 수준이 유지되었다. 그러나 고농도 및 중 간농도와 마찬가지로, 저농도 범위에서도 기계환기 를 중단하면 실내 라돈 농도가 지속적으로 상승하는 경향을 보이며, 약 3시간(고농도 및 중간농도)~6시간 (저농도) 만에 다시 기준치를 초과하였다.

    3.4 환기회수 0.7 ACH 조건

    0.7 ACH 환기조건은 고농도 실내 라돈을 약 3시간 만에 권고기준에 준하는 정도로 낮출 수 있었다. 구 체적으로, 3시간 경과 후 185.3 Bq/m3 (46.5%), 6시간 가 동 후에는 105.1 Bq/m3 (69.7%)로 저감되는 것을 확인 하였다. 또한, 라돈 농도가 증가와 감소를 반복하면서 도 환기가 3시간 이상 지속되는 동안 기준치를 다소 밑도는 수준을 보였다가(Fig. 5 : red line-13 h~17 h), 기 계환기설비를 정지한 직후 30분 안에 다시 권고기준 을 상회하는 경향이 나타났다. 이는 해당 시간대에 방 출원으로부터의 라돈 발생량과 기계환기 실시에 의 한 라돈 제거량이 거의 동등하였으며, 증감이 상쇄되 어 실내 농도가 비교적 일정한 수준으로 유지된 결과 로 추정된다. 중간농도에서도 기계환기설비를 가동 하자마자 실내 라돈 농도가 급격히 감소하여, 설비 가 동 1시간 만에 순간 농도가 148 Bq/m3 이하까지 낮아 졌다. 시간 경과에 따른 0.7 ACH 기계환기 효과는 3 시간 후 56.3% (121.0 Bq/m3), 6시간 후에 73.2% (74.3 Bq/m3)인 것으로 나타났다. 저농도 범위의 경우, 저감 율이 3시간 후에 37.9% (89.4 Bq/m3), 6시간 60.6% (56.7 Bq/m3)로, 고농도 및 중간농도에 비하여 상대적 으로 낮은 편이다. 저농도 조건은 초기농도(144.0 Bq/ m3)가 낮은 수준이기 때문에 저감효과가 다른 농도 범위에 비하여 다소 낮은 것으로 산정되었으나, 기계 환기설비를 활용하여 도달할 수 있는 실내 라돈 농도 는 모든 실험조건 중에서도 가장 낮은 농도이자, 실 물실험주택 외부에서 모니터링한 환경대기 농도 (15.2~40.8 Bq/m3)와 유사한 28.0 Bq/m3까지 제어할 수 있었다. 또한, 환기를 중단한 후에도 약 3시간 가량 50 Bq/m3 수준의 양호한 실내공기질을 유지하였다.

    4. 고 찰

    본 연구에서 공정시험기준에 준하는 방식으로 실 물실험주택의 기저농도 수준을 연속 측정한 결과, Lee et al. (2016)이 보고한 전국 단독주택의 산술평균인 147.9 Bq/m3과 유사한 수준이었다. 동 선행연구에 의 하면, 국내 거주환경에서의 최대 라돈 농도는 1,936.6 Bq/m3이었고, 환기량이 감소하는 겨울철의 농도가 높 은 편이었다. 이와 유사하게 국립환경과학원에서는 재실자가 거주지에서 노출될 수 있는 라돈 농도가 최 대 1,504 Bq/m3까지 상승할 수 있음을 보고하였다 (NIER, 2018). 즉, 현재 전국 거주환경에서의 실내 라 돈은 적극적인 관리가 필요한 사례가 다수 존재함을 알 수 있다.

    본 연구의 기계환기 0.3 ACH에서는 환기설비를 장 시간 가동하여도 실물실험주택에 고농도로 확산된 실내 라돈을 권고기준 이하로 낮추지 못하였고, 저농 도 라돈을 100 Bq/m3 안팎으로 저감하는 데에 그쳤다. 100 Bq/m3의 실내 라돈 농도는 현행 실내공기질관리 법을 만족하는 수치이나, 외국의 평균 실내 라돈 농 도가 약 50 Bq/m3 (미국 46 Bq/m3, 영국 20 Bq/m3, 독일 50 Bq/m3)임(WHO, 2002)을 고려하면 양호한 수준이 라고 보기 어렵다. 더욱이 유엔과학위원회(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR)의 개인 누적 피폭량 평가 결과, 피폭(라돈)-반응(폐암)의 기울기가 100 Bq/m3 당 1.11 으로, 해당 농도에 장시간 노출되는 거주자는 라돈에 의한 폐암 발병 가능성을 배제할 수 없으며, 따라서 실내 라돈을 보다 낮은 수준으로 낮추기 위한 저감조 치가 필요하다(UNSCEAR, 2009). 0.5 ACH에서는 300~ 400 Bq/m3의 라돈을 권고기준까지 저감하는 데에 4시 간 가량이 소요되었고, 기계환기를 실시하는 동안에 지속적인 라돈 저감효과를 얻을 수 있었다. 그럼에도 환기를 정지하는 즉시 실내 농도가 상승하며, 선행연 구에 의하면 실내출입문으로 구분되는 실내 공간별 로 농도 편차가 발생하여 환기율이 상대적으로 낮은 침실에서의 농도가 거실보다 높은 것으로 조사된 바 있다(Lee et al., 2016;Lee et al., 2021). 이는 실내외 라 돈 방출원이 다수 존재하는 공동주택에서는 양호한 실내환경을 유지하기 위하여 0.5 ACH 이상의 환기가 필요할 수 있음을 보여준다. 법정 환기회수를 상회하 는 0.7 ACH는 실내공기 중 라돈이 고농도로 존재하 더라도 이를 권고기준 수준까지 제어할 수 있었다. 그 러나 기계환기설비로 양호한 수준의 실내공기질을 달성하더라도, 환기설비 가동을 멈추는 순간부터 실 내 라돈이 급격히 상승하여 3시간 경과 후에 다시 기 준치를 초과하였으며, 약 6시간 만에 기계환기 실시 이전의 농도 수준을 회복하였다. 따라서 실내에 높은 방출강도를 갖는 발생원이 존재하거나, 지각 등으로 부터 방출된 라돈이 건축물 내부로 장기간 유입되어 축적되는 극한의 상황을 가정하면, 공동주택의 거주 자가 소음 등의 이유로 기계환기를 중지하고 장시간 휴식 및 수면을 취할 경우, 야간시간대와 같이 거주 자가 인지하지 못하는 동안 고농도 라돈 환경에 노출 될 수 있다.

    본 연구에서는 기계환기에 의한 실내 라돈 저감효 과를 파악하기 위하여 라듐 함량이 높은 토양 시료를 실물실험주택에 배치하여 라돈 농도를 인위적으로 조정하였다. 따라서 본 연구는 일반 공동주택에서의 라돈 일변화와는 다른 양상을 보일 수 있다는 한계점 을 내포한다. 뿐만 아니라, 라돈 방출원으로 사용한 토 양 시료는 사전조사를 통하여 방출강도를 확인하고 시료량을 조절하였다 하더라도 실험 당시의 온습도 와 같은 물리적 환경인자의 영향에 따라 동일한 시료 에서의 방출량 역시 불규칙하게 변화하기 때문에 이 로 인하여 기계환기의 라돈 저감효과가 과대 혹은 과 소평가되었을 가능성 또한 고려하여야 한다. 다만, 본 연구는 실제 거주자가 상주하는 공간에 나타나는 재 실패턴의 복합적인 영향을 배제하고, 다양한 실내 농 도 범위에 대한 기계환기의 라돈 저감효과를 정량적 으로 조사하였다는 점에서 의의가 있으며, 방출원 시 료의 방출강도 안정화, 실내외 온습도, 외기 풍속 등 의 영향인자를 포함하는 후속 실험설계가 필요할 것 으로 판단된다.

    5. 결 론

    기계환기는 일정한 환기량을 안정적으로 확보할 수 있는 강제 환기방식으로, 환기회수가 증가할수록 실 내 라돈 저감효과가 커진다. 본 연구는 공동주택에 설 치된 기계환기설비의 환기회수별 실내 라돈 저감 효 과를 확인하고자 실물실험주택에 라돈 방출원을 배 치하여 다양한 범위의 실내 라돈 농도를 조성하였다. 본 연구에서는 실내 라돈 농도 자체에 초점을 맞추어 실내에 방출원을 배치하여 농도 수준을 인위적으로 조정하였고, 기계환기에 의한 라돈 농도 변화로 저감 율을 산정하였다. 그 결과, 기계환기설비를 활용하여 실내공기를 적극적으로 환기하면 고농도 수준(실내 공기질관리법 권고기준의 약 3배)의 라돈도 0.5 및 0.7 ACH 조건에서는 3시간~4시간 안에 권고기준 수준에 수렴하였다. 그러나 환기량이 법정 환기회수보다 부 족한 0.3 ACH의 경우, 기계환기설비 가동을 14시간 이 상 지속하여도 고농도 실내 라돈의 경우에는 충분히 제거하지 못하였다. 고농도 범위에서의 기계환기설 비 가동 시, 동일한 시간대(연속 환기 6시간) 저감율 은 0.3 ACH가 34.3%, 0.5 ACH는 70.4%, 0.7 ACH 69.7% 이었고, 권고기준의 2배에 달하는 중간농도에 서도 46.2% (0.3 ACH)에서 최대 73.2% (0.7 ACH)의 저감율을 얻을 수 있었다. 이는 실내에 고농도 라돈 이 축적될 수 있는 환경에서는 기계환기설비와 같은 능동적인 저감 조치를 취하여야만 실내 라돈을 양호 한 수준으로 관리할 수 있음을 보여주며, 실내 농도 범위에 따라 0.5 ACH 혹은 그 이상의 환기량 확보가 상시 요구될 수 있다. 또한, 기밀성능이 우수한 공동 주택에서는 비록 실내 라돈이 권고기준과 유사한 수 준이라 할지라도 자연감쇄에 의한 농도 감소만으로 는 적정한 실내공기질을 기대하기 어렵다. 따라서 장 기 노출로 인한 라돈의 인체 영향을 최소화하기 위해 서는 적극적인 환기를 실시하여 실내 농도를 달성가 능한 한 낮추는 것이 필요한 것으로 나타났다.

    감사의 글

    본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었습니다(과제번호 : 21DPSC-C163 230-01).

    Figure

    JOIE-21-1-14_F1.gif

    The layout of an apartment house for indoor radon reduction experiments.

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    The daily pattern of indoor radon according to the natural decay at an apartment house.

    JOIE-21-1-14_F3.gif

    The daily variations of indoor radon concentrations by operating mechanical ventilation system at 0.3 ACH – high (red line), medium (black line) and low-level (blue line).

    JOIE-21-1-14_F4.gif

    The daily variations of indoor radon concentrations by operating mechanical ventilation system at 0.5 ACH – high (red line), medium (black line) and low-level (blue line).

    JOIE-21-1-14_F5.gif

    The daily variations of indoor radon concentrations by operating mechanical ventilation system at 0.7 ACH – high (red line), medium (black line) and low-level (blue line).

    Table

    Information of measurement instrument RAD7 for indoor radon concentrations

    A comparison of indoor radon removals for mechanical ventilation system operations

    Reference

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