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초록

본 연구는 학교 급식 조리실을 대상으로, 환기 방식과 급배기 풍량 비율이 실내 미세먼지(PM10, PM2.5) 농도에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위해 자연 급기 및 기계 급기를 포함한 총 7가지 환기 시나리오를 설정하고, 다양한 외기 미세먼지 조건을 반영하여 시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구의 결과는 학교 조리실과 같은 고부하 환경에서 PM2.5의 저감이 실내 공기질 확보의 핵심 요소임을 시사한다. 실질적인 공기질 개선을 위해서는 배기량 대비 최소 60% 이상의 기계 급기를 확보해야 하며, 장기적으로는 80% 수준의 급기 설계를 고려하는 것이 바람직하다. 다만, 실제 운영 환경에서는 급기 풍량이 증가함에 따라 필터 교체 주기 단축, 냉․난방 에너지 소비 증가 등 유지관리 비용 또한 상승할 수 있다. 따라서 외기 미세먼지 농도 및 실내 공기질 상태를 실시간으로 반영하여 급기량을 자동 또는 수동으로 제어할 수 있는 지능형 환기 제어 시스템의 도입이 필요할 것으로 판단된다. 모든 시뮬레이션 결과는 CONTAM을 활용하여 정상상태(Steady-state) 해석을 기반으로 환기 성능을 평가하였다. 이에 따라 도출된 시뮬레이션 결과는 평형 농도(Steady-state concentration)에 해당하며, 실제 조리실 환경에서의 24시간 평균 농도와 차이가 발생할 가능성이 존재한다. 특히, 후드 근처에서는 국소 농도가 높게 나타날 수 있으며, 후드의 포집 효율 또한 전체 공기질에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 이러한 요소들을 직접적으로 고려하지 않았기 때문에, 향후 연구에서는 후드 주변의 국소 오염도 및 포집 효율을 반영한 미세먼지 시뮬레이션이 수행될 필요가 있다. 또한 CONTAM 상에서는 필터 적용에 따른 압력 손실이 풍량 변화로 자동 반영되지 않는 구조적 한계가 존재한다. 향후 연구에서는 실제 측정 기반의 성능 보정 등을 통해 보다 현실적인 모델링이 가능할 것으로 기대된다. 이외에도 최적의 급기 풍량을 제안하기 위해서는 냉․난방 에너지 부하, 환기 설비 유지관리 비용, 실내 공기 흐름 특성 등 다양한 요소를 포함한 종합적 분석이 추가적으로 필요하다.

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