KDS 설계기준 312520 환기설비

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환기 설비 시방서

1. 일반사항

1.1 목적

환기는 대상 공간의 공기를 새로운 공기로 교환하여 산소 농도를 유지하고, 열, 연소 가스, 습기 및 유독 가스를 희석 및 제거하여 공기를 정화함으로써 쾌적한 실내 환경을 조성하는 것을 목표로 한다.

1.2 적용 범위

본 시방서는 건축물, 공동구, 기계실, 상업용 조리실 등 유해 물질이 방출되는 공간과 터널과 같은 교통 시설 등에 적용된다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련 법규

• 실내공기질 관리법
• 산업안전보건법, 산업보건기준에 관한 규칙
• 학교보건법 시행규칙
• 공중위생관리법 시행규칙
• 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙
• 주차장법 시행규칙

1.3.2 관련 기준

• KDS 27 60 00 터널 환기, 조명, 방재 설비
• KDS 31 25 05 공기조화 설비 일반 사항
• KDS 31 25 15 공기조화 기기
• KDS 31 25 30 덕트 설비
• KCS 44 00 00 도로 공사
• KDS 31 25 15 공기조화 기기 설계 기준
• KDS 31 25 30 덕트 설비 설계 기준
• KS C 0237 환경 시험 방법(전기․전자) 고온, 내습성(정상) 시험 방법
• SPS-KACA-0026-7175 일반 공조 및 환기용 에어필터
• SPS-KARSE B0013 공기조화용 덕트 및 부품
• SPS-KARSE B0010 공기조화용 댐퍼 성능 시험
• SPS-KARSE B0030 전열 환기 시스템
• SPS-KARSE B0007 공기 취입 취출구
• International Building Code
• International Mechanical Code
• 설비공학 편람 제 1권
• 설비공학 편람 제 2권
• ANSI/ASHRAE Standard 52.2-2012, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size
• ASHRAE Handbook Chapter 21

1.4 용어의 정의

KDS 31 25 05 (1.4)를 따른다.

1.5 기호의 정의

내용 없음

1.6 설계 고려 사항

환기 설비 설계 목적에 적합한 설비는 오염원, 외기구 및 배기구의 기준 내용을 충분히 검토하고 다음 사항을 고려하여 설계해야 한다.

• 최소 환기량: 관련 법규를 고려하여 실과 공간의 용도와 환기 목적에 적합하게 설정해야 한다.
• 환기 방식: 실과 공간의 환기 목적 및 사용 조건에 적합한 방식을 선정해야 한다.
• 덕트 배치: 가장 합리적이고 경제적인 경로로 배치해야 한다.
• 공간 확보: 천장 내부, 샤프트 등에는 덕트 설치에 필요한 공간과 유지 관리가 가능한 공간을 확보해야 한다.
• 전열 교환기: 오염 물질을 배기하는 실에는 전열 교환기를 적용하지 않는다.

2. 조사 및 계획

내용 없음.

3. 재료

덕트, 흡입구, 토출구, 공기 여과 장치는 KDS 31 25 15 및 KDS 31 25 30에 따른다.

4. 설계

4.1 오염원

4.1.1 설계 기준 농도

환기량 산정 시 이산화탄소를 사용할 경우, 실내 공기질 유지 기준치의 80% 이하를 유지해야 한다.

4.1.2 실내 공기 오염 물질

실내 공기 오염 물질의 허용 농도는 실내 공기질 관리법에 따른다.

4.1.3 대기 오염 물질

환기를 위해 실내에 도입되는 대기의 오염 물질 농도는 실내 공기질 유지 기준치 이하로 유지해야 한다.

4.1.4 대기 오염 물질 제거

대기를 도입할 때에는 필요에 따라 외기 도입구에 공기 여과기를 설치하여 입자상, 가스상 오염 물질 등을 제거하여 실내 공기질 유지 기준 이하로 유지한 후, 실내로 공급해야 한다. 공기 여과기는 다음 사항을 고려하여 선정해야 한다.

• 입자상 오염 물질: 중성능 이상의 공기 여과기를 설치해야 한다. 공기 여과기는 KS B 6141에서 규정하는 비색법, 질량법 또는 광산란 적산법 및 계수법으로 측정한 입자 포집률 또는 SPS-KACA_0026-7175에서 규정하는 MERV법에 의한 입자 포집율이 설계치 이상 유지되도록 선정한다. 중성능 공기 여과기의 수명 연장을 위해 전처리 필터를 설치해야 한다.
• 가스상 오염 물질: 입상 또는 섬유상 활성탄 여과기, 광촉매 허니콤 여과기, 이온 교환 수지 여과기 등을 사용할 수 있으며, 대상 가스에 대한 제거 효율이 명시된 여과기를 사용해야 한다.
• 생물학적 오염 물질: 입자상 오염 물질 제거용 공기 여과기, 정전식 집진기, 자외선 살균기, 가열 및 오존 살균기 등을 사용하여 제거해야 한다. 진균 등의 서식을 방지하기 위해서는 덕트 내 공기의 상대 습도를 70% 이하로 유지하는 것을 권장한다.

4.2 외기 도입구

기계 환기 설비의 외기 도입구는 옥상 등 가능한 한 높은 위치(자동차 배기 가스의 직접적인 영향을 받는 도로면에 접하는 경우에는 최저 지상 2 m 이상)에 설치하여 청정한 공기를 인입해야 하며, 배기구와 가깝지 않도록 설계해야 한다. 외기 도입구의 위치는 다음 사항을 고려해야 한다.

• 대지 경계선 이격: 최소 3 m 이격 또는 인근 건물로부터 3 m 이상 이격
• 유해 물질 발생 지점 이격: 배기구, 도로, 골목, 주차장 및 하역장 등으로부터 수평 방향으로 최소 3 m 이상 이격 (오염원으로부터 7 m 상부에 설치하는 경우 수평 이격 거리는 3 m 이하로 유지 가능)
• 유해 물질 배출원 이격: 유해 물질 배출원의 3 m 내에 위치하는 경우, 최소 1 m 이상 수직 이격
• 수해 지역: 예상 수위 상부에 설치
• 외부 보호: 눈, 비, 쥐, 벌레, 먼지 등의 침입을 방지하기 위해 내부식성 스크린, 루버 또는 그릴로 보호
• 루버, 그릴 및 스크린 개구부 크기: 표 4.2.1-1에 따르며, 지역 기후로부터 보호
• 외부 벽면 보호: IBC 715 참고
• 화재 등 유사시 안전: 건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙, 별표 1의 4의 9항 참고

표 4.2.1-1 공기 유입구를 보호하는 루버, 그릴 및 스크린 메시 간격

| 종류 | 루버, 그릴 및 스크린 최소/최대 메시 간격(x) | |—|—| | 배기구 | 6.4 mm ≤ x ≤ 12.7 mm | | 외기 도입구 (주거용) | 6.4 mm ≤ x ≤ 12.7 mm | | 외기 도입구 (비주거용) | 6.4 mm < x ≤ 25.4 mm |

4.3 배기구

외기에 접한 배기구는 외부 풍압에 의해 배기 능력이 저하되지 않는 구조를 갖추어야 하며, 배기구의 위치는 토출 배기에 의한 소음, 취기, 열, 기류가 인접한 곳에 악영향을 미치거나 재순환 등을 방지하기 위해 다음과 같이 최소 이격 거리를 유지해야 한다.

• 폭발성 또는 인화성의 증기, 악취 가스 및 분진의 배기구
  • 건물 경계선에서 9 m 이격
  • 인입 개구부에서 3 m 이격
  • 외부 벽체, 지붕에서 1.8 m 이격
  • 배기 방향에 직면한 가연성 벽체 및 외기 도입구에서 9 m 이격
  • 인접 지면 상부에서 3 m 이격
• 기타 물질 이송 배기구
  • 건물 경계선에서 3 m 이격
  • 외부 벽체나 지붕에서 0.9 m 이격
  • 인입 개구부에서 3 m 이격
  • 인접 지면 상부에서 3 m 이격
• 일반 건물 배기구
  • 건물 경계선에서 0.9 m
  • 건물 출입문에서 0.9 m
  • 기계식 강제 외기 도입구에서 3 m

4.4 환기 설비 계획

• 환기 시스템 구성: 하나 혹은 그 이상의 급기와 배기 팬, 덕트 및 제어 장치를 조합하여 구성
• 급기 디퓨저: 실내의 기류 분포가 균일하게 유지되도록 배치
• 방화 구획: 방화 구획을 통과하는 덕트에는 방화 댐퍼 설치
• 배관 샤프트: 배관 샤프트 자체를 환기 덕트로 이용하지 않아야 함
• 환기 방식: 자연 환기와 강제 환기로 대별되며, 각 환기 방식의 특징을 고려하여 설계
  • 자연 환기: 건물 내부와 외부의 온도차에 의한 굴뚝 효과나 풍압에 의해 형성되는 환기로, 자연 환기만으로 필요 외기량을 도입하는 것이 불가능한 경우에는 강제 환기를 적용해야 한다.
  • 강제 환기: 기계식으로 실내 공기를 배출시키거나 필요 환기량을 공급하는 환기 방식으로, 운전 비용, 초기 투자 비용을 검토하여 에너지 절약적인 시스템을 적용해야 한다.
• 에너지 절약: 에너지와 유지 관리비를 절감할 수 있는 방안 수립, 덕트 내 저항 최소화

4.5 환기 설비 설계

4.5.1 환기 시스템의 선정

• 환기 시스템 분류: 1종 환기(강제 급기+강제 배기), 2종 환기(강제 급기+자연 배기), 3종 환기(자연 급기+강제 배기), 자연 환기(자연 급기+자연 배기)
• 강제 환기 방식: 굴뚝 효과 또는 건물 구조별 자연 환기량을 고려하여 가압 풍량 산정
• 실내 가압: 침입 외기를 방지해야 하는 경우 급기 풍량보다 배기 풍량을 적게 하여 실내를 가압

4.5.2 외기량

• 최소 외기량: 국토 교통부의 건축법, 주택법과 교육부의 학교 보건법에 따른다. 소관 부처에서 제시하지 않은 실은 설비공학 편람 제4판 제1권 제11장(표11) 또는 IMC-2018의 제 4장 표 403.3.1.1에 제시되는 실용도별 최소 외기량을 참고할 수 있으며, 각 점유 공간의 호흡선으로 최소 외기량이 이송하도록 설계해야 한다.
• 법규 미제시 건축물: 환기 목적에 적합하게 계산식에 의해 산출한 값 또는 환기 횟수에 의해 산출한 값 사용 가능

4.5.3 공기 필터

• 성능: 실내 공기 요구 청정도와 외기 오염 정도에 따라 성능 구분하여 설치
• 풍량 고려: 풍량에 따른 압력 강하를 고려하여 선정
• 2단계 여과: 실내 공기질 향상을 위해 외기는 2단계 여과 방식 적용 가능
• 외기/회기 혼합: 외기와 회기가 혼합되는 경우는 입자 포집 효율이 MERV 9 이상인 필터를 혼합 이후에 설치 (미세 먼지 또는 초미세 먼지 제거가 필요한 경우에는 보다 높은 등급의 필터 사용)
• 유증기 제거: 유증기가 포함된 상업용 주방 배기는 99% 이상의 유증기를 제거한 후 배출해야 하며, 유증기 제거 장치는 청소 및 교체가 용이해야 한다.
• 열회수형 장치: 입자 포집 효율이 MERV 11 이상인 필터 적용

4.6 환기 시스템 구성 요소

• 재질: 주위 온습도 상태 등을 고려하여 내구성이 있고 공기를 오염시키지 않는 재료 선정
• 유지 관리 및 성능 측정: 관련 기구의 설치 위치 고려
• 송풍기: KS B 6311에 따라 결정된 등급을 기초로 공기 토출 속도와 소음 및 시스템 저항을 고려하여 선정
  • 종류별 적용 개소: 설비공학 편람 제4판 제4권 제15장 또는 ASHRAE Handbook Chapter 21 참조
  • 결로 및 습기 발생 위치: KS C 0237에 따른 전기 부품 사용
• 역류 방지 댐퍼: KCS 31 25 20 환기 설비 공사에 제시된 내용에 적합한 제품 선정
• 열회수용 환기 장치: KCS 31 25 20 환기 설비 공사에 제시된 내용에 적합한 제품 선정
• 디퓨저: 기류 분배 성능 지수와 흡입 성능이 양호한 제품 선정

4.7 건축물 환기 설비 설계

4.7.1 공동 주택

• 단위 세대 강제 환기 시스템 구성 요소: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 1장(3.4 시스템 설계) 참조
• 압력 제어: 설비공학 편람 제4판 제1권에 따라 급기 및 배기 풍량을 변화시켜 공간의 압력 제어
• 욕실 전용 배기: 고층 공동 주택에 적용하는 입상 덕트는 다른 계통의 배기와 혼합되지 않도록 설계, 입상 덕트의 상부 캡은 풍압대를 벗어나도록 배치 (부득이한 경우 역압 발생 시 오염 물질 효과적으로 배출될 수 있도록 강제 배기 장치 설치)
• 욕실 배기: 욕실 출입문에 언더컷 적용 또는 공기 유입구 설치
• 주방 배기: 별도의 입상 배기 덕트 설치하여 옥상 층까지 단독으로 이송하여 배출, 입상 건식 덕트의 상부 캡 기능은 KCS 31 25 20(3.3) 참조

4.7.2 상업용 건물

• 창문 없는 건물: 급기 및 배기 팬이 적용된 환기 설비 기본 설치
• 대합실 등 다중 이용 공간: 강제 급기+강제 배기 환기 설비 설치
• 외기구 및 배기구: 빗물 유입 방지 위해 루버 설치, 설계 풍속에서 권장 소음 기준 이하를 유지하도록 유효 개구율 또는 전면적 확보
• 드래프트 방지: 설비공학 편람 제4판 제1권 제 11장(1.5) 참조하여 온도 및 기류에 의한 예상 불만족도 최소화

4.7.3 기계실, 전기실

• 환기 고려 사항
  • 보일러실·냉온수기실: 장비 및 연도로부터의 방열량, 허용 온도, 장비의 연소 공기량을 고려하여 환기량 결정
    • 하계에 연소 기기를 사용하는 실 등은 외기 온도 조건과 실내 온도를 고려하여 환기량 결정 (상부 층이 거실인 경우 천장면의 온도 고려, 방열량에 따라 천장면 단열 필요성 검토)
    • 소규모 보일러실에서 옥외 또는 외기에 직접 통하는 부분에 환기에 유효한 개구부가 있는 경우 자연 환기 방식 가능
    • 연소 공기가 필요한 공간의 외기구 및 배기구:
      • 연소 공기의 외기구는 연소 공기를 유효하게 얻을 수 있는 위치에 설치
      • 배기구는 천장 근처에 설치
  • 냉동기실: 강제 환기를 적용, 체류한 냉매 가스를 유효하게 배출할 수 있도록 덕트 사용 (공기 흡입구 하단은 바닥면에서 300 ~ 500 mm 높이, 배기구는 외기구 및 창문으로부터 6 m 이상 이격)
  • 발전기실: 장비의 방열량, 허용 온도, 장비의 연소 공기량을 고려하여 환기량 결정
    • 환기 계획 고려 사항:
      • 엔진 배기의 대기 방출구는 외기 도입구로부터 배기 가스가 재순환되지 않는 위치 선정, 빗물 침입 방지, 망 부착하여 이물질 침입 방지
      • 엔진 주변은 상시 강제 환기를 수행
      • 배기구는 엔진이 위치한 장소의 상부에 설치, 급기구는 발전기가 위치한 장소의 하부에 설치
      • 발전기가 운전하고 있지 않을 때에도 최소 환기량 확보
  • 전기실: 장비의 발열량, 허용 온도에 의해 환기량 산정
    • 급배기 팬은 실내 온도 감지기로 자동 운전, 급기 쪽에는 필터 부착 권장
  • 엘리베이터 기계실: 기계의 발열량을 포함한 취득 열량, 허용 온도에 의해 환기량 산정
    • 환기량 산정에 사용하는 외기 온도는 하계 설계용 외기 온도로 한다.
    • 엘리베이터 기계실의 환기용 급․배기 송풍기는 실내 온도 감지기에 의해 자동 운전
    • 급기 쪽에는 필터 부착 고려
    • 엘리베이터 기계실에 기계 환기 설비를 설치할 경우 제어반의 상부, 발전기 부등 발열이 많은 부위에서는 배기를 한다.
• 필요 환기량 산정: 환기 목적에 따라 계산식에 의해 산출한 값 또는 환기 횟수에 따라 산출한 값으로 한다.
  • 보일러실 등: 보일러 연소에 필요한 공기량, 보일러 본체의 방열량, 연도의 방열량, 실 허용 최고 온도를 고려하여 산정 (본체의 방열량은 장비 제작사의 자료 활용)
    • 배기량은 필요 환기량에서 보일러 연소에 필요한 공기량을 제외하고 산정
  • 압축식 냉동기실: 법정 냉동 능력에 따라 차이가 있을 수 있으며, 장비 제작사의 자료 참조
  • 발전기실: 연소에 필요한 공기량과 실온 상승을 방지하기 위한 공기량을 합산하여 산정 (배기량은 실온 상승을 방지하기 위한 공기량만 산정)
  • 변압기실: 변압기 발열량, 실 허용 최고 온도, 하절기 설계 외기 온도를 고려하여 산정
  • 엘리베이터 기계실: 로프식과 유압식으로 구분하여 산정된 발열량, 기계실 허용 최고 온도, 외기 온도를 고려하여 산정

4.7.4 지하 주차장

• 일반 사항
  • 환기 방식: 덕트 방식을 기본으로 하며, 경제성, 설치 공간을 고려하여 유인 유도 환기 방식 적용 가능
  • 다중 이용 시설: 2,000 ㎡ 이상의 실내 주차장은 CO 농도가 25 ppm 이하가 되어야 한다. (기준 농도는 지방 조례에 따라 차이가 있을 수 있다.)
  • 배기 가스 체류 방지: 배기 가스가 허용 농도 이상으로 체류하지 않도록 급․배기구를 설치해야 한다. 주차장 공기가 건물로 유입되지 않도록 해야 한다.
  • CO 또는 NOx 농도 억제: 지하 주차장은 CO 또는 NOx 농도 억제를 위한 조치 강구
  • 제연겸용 환기팬: 제연과 배연겸용으로 사용되는 경우, 250℃ 고온에서 1시간 이상 운전이 가능하도록 내열 제품으로 선정해야 한다. 또한 비상시를 위하여 정, 역방향으로 공기 흐름을 조정할 수 있어야 한다.
• 환기 설비: KDS 27 60 00(4.1.1) 참조

4.7.5 화장실

화장실 환기 풍량은 취기가 충분히 배출될 수 있도록 선정한다.

4.7.6 주방

주방의 조리용 기구 등과 같이 개방식으로 연소 기구가 설치되거나 습기가 많이 발생하는 화장실과 같은 공간은 독립적으로 배출하는 국소 배기 덕트를 설치하고 그 말단은 직접 옥외에 노출시켜야 한다. 또한 국소 환기 시스템은 인접한 공조 및 환기 시스템 사이에 압력 불균형이 발생하지 않도록 보충 공기를 급기하거나 오염 물질이 인접 실로 유출되지 않도록 인접 실을 가압하여 압력 불균형을 제어해야 한다. 주방의 환기 설비는 다음과 같은 사항을 고려하여 설계해야 한다.

• 최소 환기 횟수 및 후드 면풍속: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장 4.4 및 3.2 참조
• 오염 물질 제거: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장(4.3) 참조
• 강제 환기: 연소 기구 상부에 가스를 포집할 수 있는 후드 설치, 배기 후드의 목 또는 덕트에는 풍량 조절 댐퍼 설치
• 이중 후드: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장(4.4) 참조
• 후드 종류: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장(4.2) 참조
• 배기 후드: 스테인리스 제, 판 두께 1.0 mm 이상
• 그리스 함유 증기: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장(4.5) 참조 (화재 확산 방지 및 배연 설비 고려)
• 급기 계통: 공기 여과기 설치, 주방의 규모가 큰 경우 및 한냉지 등에 대해서는 외기를 예열하여 급기
• 주방 내 부압 유지: 설비공학 편람 제4판 제3권 제 16장(4.4) 참조하여 급․배기 풍량 산정
• 환기구: 연소를 방해하지 않는 위치에 설치, 환기 팬의 배기 능력을 유지할 수 있는 개구면적 이상 확보
• 반밀폐식 및 밀폐식 가스 기기: 배기통 설치 (연소 기기에 직결하는 배기통에는 방화 댐퍼 등을 설치해서는 안됨, 배기통이 연소 우려가 있는 부분의 외벽을 관통하여 방화 설비가 필요한 경우 개구면적 100 cm2 이내로 하고 철판이나 모르타르판 등으로 만든 커버 설치)

4.7.7 탕비실

탕비실에 가스레인지를 설치하는 경우의 환기는 다음과 같이 한다.

• 환기량: 배기 후드의 유효 환기량 또는 환기 횟수(5 회/h 이상) 중 큰 값으로 한다.
• 강제 환기: 연소 기구에서 배기 가스를 포집할 수 있는 후드 설치
• 급기구: 탕비실이 코어 등과 같이 밀폐된 공간에 위치하는 경우, 환기가 되는 공간에 접하도록 설치

4.7.8 자동차 정비실

• 정차된 자동차 공회전 구역: 자동차의 배기 가스를 직접 포집하는 국소 포집 시스템과 같은 환기 설비 설치
  • 예외:
    • 전기 자동차
    • 단독 혹은 다세대 주택의 자동차 정비실
    • 필요한 기간에만 자동차들을 건물 내외로 이동하기 위해 건물 내부에서 엔진이 작동되는 자동차 정비 구역

4.8 터널 환기 시스템 설계

4.8.1 도로 터널

도로 터널의 설계에 필요한 환기 설비와 배연 설비에서 요구되는 환기 방식, 필요 환기량, 환기 설비 용량 및 배연 설비의 기능은 KDS 27 60 00(4.1.1)을 참조하여 설계해야 한다.

4.8.2 철도 터널

도시철도 터널의 환기 설비 계획에서 요구되는 사항은 KDS 27 60 00(4.1.2, 4.1.3)을 참조하여 설계해야 한다.

4.8.3 공동구

공동구 등 기타 터널(통신구, 전력구, 수로 터널 등)의 환기 설비 계획 시에는 다음 기준을 따라야 한다.

• 배관 및 배선 시설물 기능 유지: 적정 온도 유지, 결로 방지, 유해 가스의 희석 및 악취 제거 등의 목적으로 환기 설비 설치
• 전력 및 통신용 공동구: 케이블에서 발생되는 열을 냉각하기 위해 환기, 여름철에도 공동구 내의 온도는 40℃ 이상 상승되지 않도록 한다.
• 제연겸용 환기팬: 화재시를 대비하여 250 ℃에서 60분 이상 가동이 가능한 기능 보유, 비상시를 위하여 정, 역방향으로 공기 흐름을 조정 가능
• 환기 방식, 환기구 그레이팅 상부의 유입 또는 유출 소음, 풍속, 환기 설비의 용량 및 기능: KDS 27 60 00(4.1.4) 참조

4.8.4 터널 공사 중 환기

공사 중 환기 설비 계획에서 요구되는 사항은 KDS 27 60 00(4.4)을 참조하여 설계해야 한다.

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