LTCT 가상 교실은 수업이 끝난 뒤 1,200ppm에서 출발합니다. 실외 450ppm, 시간당 공기교환 3회라고 가정하면 20분 뒤 값을 계산할 수 있습니다. 계산식은 조건을 비교하는 도구이며 실제 안전 판정은 측정과 현장 조건을 함께 봅니다.
1. 시간만으로 환기 효과를 정할 수 없습니다
창문을 연 시간은 같아도 외부 바람, 창문 면적, 맞통풍, 기계 환기와 문 개방 상태에 따라 실제 공기교환률이 달라집니다. 그래서 ‘20분이면 충분하다’는 한 문장보다 시작값·실외값·교환률·시간을 함께 적습니다.
미국 EPA는 학교 실내공기 관리에서 오염원 관리와 환기의 중요성을 안내합니다. 이 글은 그 지침을 특정 교실의 성능 보증으로 바꾸지 않고, 환기 조건을 비교하는 자체 계산 활동으로 사용합니다.
참고: U.S. Environmental Protection Agency · Indoor Air Quality Tools for Schools
2. 완전혼합 감쇠 모형의 관계를 읽습니다
사람이 더 들어오지 않고 실내 공기가 즉시 고르게 섞인다고 두면 C(t)=C외+(C0−C외)e^(−ACH·t/60)로 예상 농도를 계산할 수 있습니다. ACH는 한 시간 동안 실내 부피만큼의 공기가 몇 번 바뀌는지를 나타냅니다.
출발값 1,200ppm, 실외 450ppm, ACH 3, 20분이면 약 726ppm입니다. ACH가 0이면 시간만 늘려도 값은 내려가지 않고, 시간이 충분히 길어지면 실외 기준에 가까워집니다.
| ACH | 시간 | 예상 농도 | 해석 |
|---|---|---|---|
| 0회/시간 | 20분 | 1,200ppm | 교환이 없다는 가정에서는 변화 없음 |
| 3회/시간 | 20분 | 약 726ppm | 실외값과의 차이가 e^-1만큼 남음 |
| 6회/시간 | 20분 | 약 552ppm | 교환률이 커질수록 더 빨리 실외값에 접근 |
3. 이산화탄소는 환기 단서이지 모든 위험의 대리표가 아닙니다
홍콩 실내공기질 관리 지침은 이산화탄소 농도가 공기 신선도를 살피는 대리지표로 널리 쓰인다고 설명합니다. 하지만 농도 하나가 미세먼지, 휘발성유기화합물, 감염성 입자와 온열 쾌적성을 모두 대신하지는 않습니다.
센서 위치와 보정 상태도 중요합니다. 창문 바로 옆 센서와 방 한가운데 센서는 다른 값을 보일 수 있으므로 여러 지점과 시간대를 기록하고, 사람 수와 활동을 함께 남깁니다.
4. 모형값과 현장 측정을 나란히 놓습니다
계산값이 측정값보다 빠르게 내려가면 공기가 완전히 섞이지 않았거나 실제 ACH가 낮을 수 있습니다. 반대로 빨리 내려가면 바람길이나 기계 환기가 더 강했을 수 있습니다. 차이를 오류로 숨기지 말고 가정 점검의 단서로 씁니다.
실제 운영에서는 시설 담당 지침과 지역 기준을 따릅니다. 활동의 ppm 값은 LTCT 가상 사례이며 건강·법규 준수 판정이 아닙니다.
환기 시간과 공기교환률 바꾸기
출발값은 실내 1,200ppm·실외 450ppm·시간당 3회 교환·20분입니다. 네 값을 바꾸면 완전혼합 모형의 예상 농도가 즉시 달라집니다.
시작값·ACH·시간을 바꾸어 경계 확인하기
- 출발값 1,200ppm·450ppm·ACH 3·20분에서 약 726ppm인지 확인합니다.
- ACH를 0으로 바꾸어 60분이 지나도 시작값이 유지되는 경계를 봅니다.
- ACH를 6, 시간을 10분과 40분으로 바꾸어 같은 교환률에서도 시간에 따라 실외값에 가까워지는 정도를 비교합니다.
- 실외 기준과 시작 농도를 바꾸어 결과가 실외 기준 아래로 내려가지 않는지 확인한 뒤 초기화합니다.
생각 확인 질문
시작 1,000ppm, 실외 400ppm, ACH 6에서 10분 뒤 예상 농도는 얼마이며 무엇을 가정한 값인가요?
내 답과 해설 비교하기
e^(−6×10/60)=e^-1이므로 400+(1,000−400)×e^-1≈621ppm입니다. 사람의 추가 발생이 없고 실내 공기가 즉시 고르게 섞이며 ACH가 일정하다고 가정한 교육용 예상값입니다.
마지막으로 확인하기
- 시작·실외 농도를 구별했나요?
- ACH와 시간을 같은 식에 넣었나요?
- 완전혼합·무발생 가정을 밝혔나요?
- CO₂ 하나로 모든 실내 위험을 판정하지 않았나요?
출처와 제작 안내
사례·표·연습·해설은 LTCT가 제작했습니다. 실제 조사 결과나 공식 시험 문항으로 제시한 자료가 아닙니다.
Indoor Air Quality Tools for Schools
U.S. Environmental Protection Agency
2026-10-05 공식 학교 실내공기 자료에서 오염원 관리, 환기와 지속적 관리의 범위를 확인했습니다. 감쇠식의 가상값과 활동은 LTCT 자체 제작입니다.
Guidance Notes for the Management of Indoor Air Quality
Hong Kong Indoor Air Quality Information Centre
2026-10-05 공식 지침에서 이산화탄소가 공기 신선도를 살피는 대리지표로 널리 쓰인다는 설명과 측정 관리 범위를 확인했습니다. 법정 기준을 한국 교실에 전용하지 않습니다.