온ㆍ습도변화에따른벽지에서의곰팡이발아및성장에관한실험연구 An Experimental Study on Mold Germination and Growth on Wallpapers at Different Environmental Conditions 문현준 * 윤영란 ** 박진우 ** Moon, Hyeun-Jun Yoon, Young-Ran Park, Jin-Woo Abstract The mold that grow in buildings are the ones that find congenial conditions and which do not require specific host plant extracts or nutrients. So mold growth in buildings has been identified as the main cause of Indoor Air Quality (IAQ) problems. Although earlier research works have shown that indoor mold growth is likely to occur when a combination of relatively high humidity and temperature on building material surfaces constitutes favorable conditions for mold germination (or mold growth rate), more information regarding nutrient in the materials is required to understand mold phenomenon and to analyse the mold growth risks in buildings accurately. So, this paper studies the response of building materials, especially wallpapers, to the mold growth at different environmental conditions. 키워드 : 건축자재, 벽지, 곰팡이, 발아, 성장속도 Keywords : Building Materials, Wallpaper, Mold, Germination, Growth Rate 1. 서론 1) 건물내곰팡이발생은습기와관련된실내공기질문제의주요원인으로인체건강에직접적인영향을미칠수있는것으로보고되고있다. 곰팡이로알려진진균류는특히홍수나누수, 높은습기등에의해건물이눅눅해질경우많이발생하는데, 몇몇곰팡이종이방출하는물질인마이코톡신 (mycotoxins) 은인체에위험한독성이있는것으로알려져있다. 또한약60여종이상의곰팡이는알러지성비염과천식을초래하는항원을생산하는것으로보고되고있어 (ACGIH 1999), 생물학적오염물질에대한위험성이증가하고있다. 특히, 면역능력이약한노약자는이러한환경에지속적으로노출될경우심각한질병을유발할수있어 (Clark, Ammann 2004), 건물내곰팡이발생에대한제고가필요한실정이다. 더욱이, 최근건축물의기밀성향상으로인한환기량 * 단국대건축공학과교수, 공학박사 LEED AP. ** 단국대대학원석사과정 이연구는 2006년도정부재원 ( 교육인적자원부학술연구조성사업비 ) 으로학술진흥재단의연구비지원에의한결과의일부임 과제번호 :KRF-2006-331-D00639 이논문은 2008년도정부 ( 교육과학기술부 ) 의재원으로한국과학재단의지원을받아수행된연구임 " (No. R11-2008-098-00000-0) 감소, 기계식냉난방시스템도입및발코니확장등으로인한결로발생은실내상대습도를증가시켜곰팡이발생에유리한환경을제공하고있다. 일반적으로건축물내의진균발생은자재표면에서의습도와온도, 자재에서의영양분및환경지속시간에영향을받으며, 이러한환경조건이진균발아조건을충족할때번식한다 (Moon 2005). 건물의환경조건은재실자또는건물운영자에의해어느정도제어가가능하나, 잘못된건축자재의선정에의한문제는시공후개선에어려움이따른다. 때문에건물내곰팡이발생억제를위해서는적절한건축자재를선정하는것이매우중요하며, 이를위해다양한건축자재에서의곰팡이발생특성파악을위한연구가필요하다. 그러나건축자재는그수와종류가매우다양하여, 모든자재를대상으로실험을수행하는것은현재로서는매우어려운일이다. 또한국내의경우건축자재에서의곰팡이발생특성파악을위한표준화된실험방법조차구축되지않은상태이다. 따라서본연구에서는다양한건축자재중재실자와가장많이접하고, 곰팡이발생이빈번히관찰되는자재인벽지를중심으로실험을수행하였다. 실험대상벽지는최근건강에대한관심급증으로수요가늘고있는화학오염물질저방출벽지와일반벽지로 2개의그룹으로분류하여, 각벽지의특성에따른곰팡이발생특성을 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월 237
문현준 윤영란 박진우 파악하고자한다. 본실험을통해벽지표면에서의온습도조건에따른곰팡이성장관계를파악하여, 건축환경의변화에대응하고, 생물학적오염으로부터재실자의건강과안전을유지하기위하여올바른건축자재의선택에필요한기초데이터를제공하고자한다. 2. 건축물에서의미생물연구동향 2.1 국외연구현황구미각국에서는건축자재에서의화학오염물질발생과더불어인체건강에영향을미치는생물학적오염물질에대해서도다양한연구를하고있다. 최근진균의발아와건물내부환경조건 ( 상대습도및온도조건 ) 과의관계가실험연구를통해밝혀지고있다. 일반적으로건물내에서발견되는진균은대부분 0 ~40 의온도조건에서발아할수있으며, 22 35 가최적온도조건이라고보고되고있다 (Barghman and Arens 1996). 또한 Sedlbauer(2001) 는건축자재의종류를생물분해능 (biodegrade) 에따라 4등급으로구분하였으며, Ritschkoff(2000) 는나무자재, 석재, 단열재에서의다양한온습도조건과진균발아와의관계를파악하였다. 실험결과대부분의자재에서진균발생을보였으며, 석재에서도 90% 이상의실내상대습도와충분한환경노출기간이확보되면진균이발아하는것으로나타났다. 하지만실제진균의발아는공기중의상대습도와온도가아닌자재표면의습도와표면온도에영향을받는것으로보고되고있어, 표면온ㆍ습도에기초한실험연구가요구된다 (Pasanen 1991). 이러한연구를바탕으로현재외국의경우기초적인건축자재의항미생물성능의평가단계를지나표준화및상용화단계에접어들고있다. 건축자재의종류가많고구성이다양하여일부대표적인건축자재에한정되어있지만, 표준화된실험방법과건축자재의등급화를통하여실내공기질개선을위한시스템을구축하고있으며, 미국에서는건축물에서의미생물오염시처리기준을정립하였다 2.2 각국의건축자재항미생물성능평가시스템독일은프라운호퍼 IBP를중심으로건축자재를생물학적오염에따라최적배양지, 유기물자재, 다공성자재, 비유기물자재등 4단계로분류기준을정립하여건물의설계시생물학적오염을저감할수있는자재를선정하는데활용하고있다. 이와같은내용은표 1에나타나있다. 또한미국에서는 Georgia Institute of Technology에서건축물에서곰팡이발생위험도를분석하기위한확률적성능평가지표를개발하였으며, Oak Ridge National Laboratory와캐나다의 NRC 등의국가연구소와여러대학에서건축자재에서의생물학적오염의기초물성치 DB 구축및상용화에대한연구가활발하게진행되고있다. 특히미국의 GREENGUARD와같은공인평가기관에서는표 2와같이건축자재및제품의항미생물 성능에따라 4개의등급기준을마련하여인증을부여하고있어, 건축자재의화학적오염뿐만아니라생물학적오염에대한친환경성능을종합적으로평가할수있는시스템을구축하고있다. GREENGUARD는이미건축자재용접착제, 필터, 바닥재, 석고보드, 단열재, 벽지등에대하여항미생물성능을인증하고있으며, 인증제품을웹사이트에공고하여소비자가선택하여사용할수있도록하고있다. 자재의오염도에구성자재따른분류자재의분류일반분류없음심함 0 최적배양지생물학적배양지 0 0 Ⅰ 유기물자재 벽지, 플라스터보드, 부식성쳔연자재 Ⅱ 다공성 (Porous) 미네랄자재, 프라스터, 일부나무, 단열재 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 비유기물자재 철, 호일, 유리, 타일 Ⅲ Ⅰ Rating Name Definition 1 2 3 4 표 1. 생물학적오염에따른건축자재의분류 ( 독일 ) 표 2. GREENGRARD 등급제 ( 미국 ) Growth comparable to highly High Susceptible susceptible material Log(CFU) >7.5 to Mold Growth at 3 weeks. Growth comparable to highly Susceptible to susceptible materials. Log(CFU) 7.5 Mold Growth and > 5.5 at 3 weeks. Growth comparable to highly Resistant to resistant materias. Log(CFU) 5.5 Mold Growth and > 2.5 at 3 weeks. Growth comparable with highly Highly Resistant resistant materials. Log(CFU) 2.5 to Mold Growth at 3 weeks. 2.3 국내연구현황국내연구는포름알데하이드및휘발성유기화합물등화학적오염물질에대한연구는많이진행되었으나, 세균과진균등생물학적오염원에대한연구는상대적으로미진한상황이다. 다만 90년대말부터다양한건물공간에서의실내공기중미생물분포에대한측정연구가진행되었다. 임미정 (2005) 등은거주공간내에서의부유미생물 ( 세균및진균 ) 을측정하여각공간별분포현황을파악하였으며, 다중이용시설에서의미생물분포현황은김윤신 (2002), 박재범 (2006) 등에의하여보고되고있다. 또한건물내환기와세균및진균의농도관계는정윤희 (2001) 등에의하여측정보고되었으며, 병원에서의공기중미생물분포에대한연구는홍준배등 (2003) 등최종태등 (1993) 에의하여수행되어병원의각구역별농도 분포와가장높은빈도로검출된진균동종결과등을보고하고있다. 그러나이러한연구는실내공기중미생물에초점을맞추어연구되었을뿐환경조건과다양한건축자재와의미생물발생특성을규명하는연구는수행되지않았다. 따라서건물내미생물오염저감을위해 Ⅰ Ⅰ 238 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월
온ㆍ습도변화에따른벽지에서의곰팡이발아및성장에관한실험연구 실제곰팡이가발생하는건축자재와환경조건의관계에따른미생물발생특성을파악하여, 화학적오염물질의방출량뿐아니라생물학적오염에대한영향에대한평가가필요한실정이다. 3. 연구방법 본연구에서는건축자재중재실자와가장쉽게접할수있는벽지를중심으로실험을수행하였다. 본실험에사용된벽지는다음표 3과같이화학물질저방출벽지와일반벽지로분류하였으며, 총 4종류의벽지를선택하였다. 표 3에실험에사용된벽지의특성을정리하였다. 화학물질저방출벽지 일반벽지 구분 벽지A 벽지B 벽지 C 벽지 D 재질아크릴비닐재종이재염화비닐수지및펄프 친환경인증여부 최우수 최우수 - - TVOC ( mg / m2h) 0.098 0.031 - - HCHO ( mg / m2 h) 표 3. 실험대상벽지의특성 trace (0.005 이하 ) 0.008 - - 에사용된주요곰팡이종의하나인 Aspergillus versicolor를사용하였다. 표 5은건물내곰팡이문제를다룬주요논문들을조사하여각각의연구에사용된주요균주를나타내고있다. 표 5에서보듯이 Asperillus sp., Penicillium sp., Cladosporium sp., Stachybotiys sp., 등으로건물내에서주로발생한곰팡이종을대상으로하고있으며, 본연구에서도이러한조사를바탕으로 Aspergillus versicolor를선정하여실험을수행하였다. Koff (2000) Fungus species Penicillium sp. Cladosporium sphaerospermum Aspergillus versicolor Adan (1994) Penicillium chrysogenum Pasanen (1992) 표 5. 실험에사용된주요곰팡이 Aureobasidium pullulans Cladosporium cladosporioides Penicillium verruculosum Stachybotrys atra Trichoderma atra 일반적으로벽지는그제조방법이나원료를기준으로다음표 4와같이구분될수있다. 그중실크벽지는다양한무늬와색감으로가공이용이하고, 오염을제거하기쉬워가장많이사용되고있다. 본실험에사용된화학오염물질저방출벽지 2종과일반벽지 D는실크벽지로, 일반벽지 C는종이벽지로분류된다. 종류 종이벽지 실크벽지 (PVC) 비닐벽지 직물섬유벽지 특징 가장일반적인벽지, 명이짧고통기성과기공성, 기능성이상대적으로낮음. 가장많이사용. PVC 와종이가박리되재시공이용이, 오염제거쉬움, 가공성용이. 색상재질다양 질감색상다양, 오염방지, 방습, 방염등의가공을통해실용성뛰어남, 시공은용이하나재시공불편 천연섬유또는합성섬유등을직기의제직을거쳐만듬, 질감이우수, 흡음단열효과통기성뛰어남, 탁색, 오염쉬움 초경, 갈포벽지방음효과우수, 거칠고자연스러운느낌돋보임 목질계벽지 무기질계벽지 표 4. 벽지의종류및특징 티크나오크등의목재단판을염화비닐시트등으로안대기하여만들거나대기종이위에콜크칩을접착해만듬 석면, 질석등소재를이용, 방화성능을갖음 Ayerst (1969) Cooley (1998) Shelton (2002) Pasanen (1991) Morey (2002) ASTM D6329 (2003) 12 종 Aspergillus 3 종 Penicillium Stachybotrys atra Penicillium sp. Stachybotrys sp. Cladosporium sp. Penicillium sp. Aspergillus sp. Aspergillus fumigatus Penicillium sp. Alternaria alternata Eurotium herbariorium Aspergillus penicilloide Aspergillus versicolor Aspersilus flavus Aspersilus fumigatus Aspersilus glaucus Aspersilus niger Aspersilus terrus Stachybotrys atra Fusarium moniliforme Penicillium chrysogenum Penicillium brevicompactum Penicillium cimmune Penicillium expansum Penicillium viridicatum Cladosporium cladosporoides Cladosporium herbarum Cladosporium sphaerospermum 실험대상벽지는각각 5 5cm로잘라플레이트에넣어실험하였으며, 균주는문헌고찰을통해유사한실험 균주는동결건조된앰플상태로분양받아증류수 10 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월 239
문현준 윤영란 박진우 ml에희석하여피펫을이용해시료표면 5곳에개별부착시킨다. 각각의시료는 4개의조건 (30 /95%, 25 /95%, 30 /90%, 25 /90%) 으로온ㆍ습도가일정하게유지되는항온항습기에서배양하였으며, 24시간간격으로현미경및육안으로곰팡이의발아및성장을기록하였다. 곰팡이의성장과정을객관화하기위해다음의표 6 Mold Index를이용하였다 (Hannu Viitanen외 2000). Mold Index는곰팡이의성장정도에따라 0단계부터 6단계까지분류된다. 표 6. Mold index Index 비고 0 No growth 1 Some growth detected only with microscopy 90% 74일만에곰팡이가발아하였다. 이는종이벽지인벽지 C가온습도변화에가장민감하게반응하는자재로이러한결과가곰팡이발아소요일에영향을미치는것으로사료된다. 벽지 D는 95% 30 에서는 27일, 95% 25 에서는 33 일, 90% 25 에서는 63일이소요되었다. 또한 90% 30 조건에서는실험기간동안곰팡이가발아하는모습을관찰할수없었다. 이는벽지 D가온도가높고습도가낮은조건에서곰팡이가잘성장하지않기때문인것으로사료된다. 각각의벽지별로곰팡이가빨리발아하는조건을살펴본결과벽지 A와벽지 C, 벽지 D는 4가지환경조건중 30,95% 의조건에서가장빨리발아하는것으로나타났으며, 친환경B는 25,90% 의환경조건에서곰팡이가발아하는데소요되는시간이가장짧게나타났다. 2 Moderate growth detected only with microscopy 3 Some growth detected visually 4 Visually detected coverage more than 10% 5 Visually detected coverage more than 50% 6 Visually detected coverage more than 100% 4. 실험결과 4.1 초기발아소요일실험대상벽지에서의곰팡이발아여부를지속적으로현미경관찰하여최초발아소요일을분석하였다. 실험결과각각의벽지는주어진온습도조건에따라곰팡이발아소요시간에다소간의차이를나타내었다. 대체적으로, 벽지 A와벽지 B가벽지 C, 벽지 D보다곰팡이발아소요시간이짧은경향을나타내었다 ( 그림 1 참조 ). 벽지 A는온습도변화에따른발아소요일의차이가다른벽지에비해상대적으로크지않은것으로나타났다. 95% 의동일습도조건에서온도조건을 25 와 30 로변화시킨결과, 두조건모두곰팡이가발아하는데 5 일이소요되는것을알수있었다또한 90% 의습도조건에서는 30 일때 6일, 25 일때 8일이소요되어, 온습도환경변화에큰영향없이 5~8일정도면위조건에서곰팡이가발아하는것을알수있었다. 벽지 B는 25 90% 의조건에서곰팡이가발아하는데 17일이소요되었다. 95% 의습도조건에서는 30 일때 20일, 25 일때 22일이소요되었으며, 90% 30 에서는 30일이소요되었다. 벽지 C는나머지 3종의벽지보다온습도변화에따른곰팡이발아소요일의차이가두드러지게나타났다. 30 95% 조건에서는 3일만에곰팡이가발아하여벽지 4종중가장짧은발아소요일을보였다. 그러나 95% 25 의조건에서는 20일이소요되었으며, 90% 30 에서는 40일, 그림 1. 온습도조건에따른발아소요시간 (N.G : no growth) 4.2 온습도조건에따른발아소요일다음의그림 2와그림 3은온도와상대습도에따른초기발아소요일을분석한나타낸그래프이다. 그림 2에서보듯이상대습도 90% 일때보다는습도가높은 95% 에서곰팡이가발아하는데소요되는시간이짧은것으로나타났다. 또한그림 3의온도조건의변화에따른곰팡이발아소요일을살펴본결과, 25 보다는 30 에서발아소요일이짧은양상을나타내는것으로조사되었다. 그림 2. 상대습도에따른초기발아소요일 240 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월
온ㆍ습도변화에따른벽지에서의곰팡이발아및성장에관한실험연구 (a) 온도 30, 습도 95% 조건 그림 3. 온도에따른초기발아소요일 3.3 곰팡이성장속도 Mold index( 표 6) 는곰팡이성장을단계별로나타낸것으로이를이용하여성장속도를비교분석하였다. 각각의자재에서, 온습도환경조건변화에따른곰팡이발아소요일및성장속도등이상이하고, 이를예측할수없기때문에그림 4에서보듯이각조건에따라실험기간에차이를나타낸다. 그결과, 30, 95% 에서는벽지 A와벽지 C는최초발아이후비슷한속도로성장하여실험기간동안 Mold index 4단계까지성장하였다. 벽지 B는최초발아에 20일이소요되었으나이후의성장속도가빨라, 28일만에 Mold index 5단계까지성장하였다. 벽지 D는초기발아하는데오랜시간이걸렸으며, Mold index 2단계까지성장하여성장속도또한늦은것으로나타났다. 25, 95% 조건에서는벽지 A가발아속도가가장빨랐으며, Mold index5단계까지성장하는데 19일이소요되어곰팡이성장속도가매우빠른것으로나타났다. 친환경B는초기발아소요시간이길었지만, 역시발아이후성장속도가빨라 29일만에 5단계까지성장하였다. 벽지 C와벽지 D는실험기간동안 Mold index 3단계와 2 단계까지성장하여벽지 A 벽지 B와비교했을때상대적으로곰팡이성장속도가늦은것으로나타났다. 30, 90% 조건에서는벽지 D에서곰팡이가성장하지않았고, 나머지 3종에서만곰팡이의발아및성장모습을관찰할수있었다. 벽지 A가발아속도와성장속도가가장빨랐으며, 벽지 B는벽지 A 보다발아속도는늦었으나, 발아이후성장속도가급격하게빠른것을알수있었다. 벽지 C는초기발아속도도가장늦고, 실험기간동안 Mold index 2단계까지성장하였다. 25, 90% 조건에서는벽지 B가가장먼저 Mold index 6단계까지성장하여성장속도가가장빨랐으며, 벽지 A에서는곰팡이가 5단계까지성장하였다. 벽지 C와벽지 D는모두 3단계까지성장하였다. (b) 온도 25, 습도 95% 조건 (c) 온도 30, 습도 90% 조건 (d) 온도 25, 습도 90% 조건그림 4. 곰팡이성장속도 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월 241
문현준 윤영란 박진우 3.4 자재별곰팡이성장특성 Mold index를이용하여살펴본곰팡이의성장단계는자재별로다른특성을나타내었다. 그림 5는벽지 A를대상으로각환경조건별성장특성을나타내고있다. 아래그림 5는벽지 A에서의곰팡이발아및성장에따른그래프를나타낸다. 벽지 A는곰팡이가발아하지않은 Mold Index 0단계에머무는시간은 4가지온습도조건에따라큰차이를보이지않았다. 그러나발아이후온도와습도가가장낮은 25, 90% 에서는 1단계에머무는시간이상대적으로길게나타났으며, 온습도가가장높은 30, 95% 조건에서는 2단계부터관찰이가능하여 2 단계에머무는시간이길게나타났다. 3단계는 25, 90% 에서길게나타났으며, 4단계는 30, 95% 에서가장길게나타났다 25,90% 팡이가발아하는데소요되는시간의차이가상당히큰것으로나타났다. 온습도가가장높은 30, 95% 에서는각단계별로성장하여가장빠른시간내 4단계까지성장하였으나, 온습도조건이모두낮은 25, 90% 에서는곰팡이가발아하는데소요되는시간뿐아니라각단계까지성장하는데소요되는시간이길어온습도환경조건변화에따른곰팡이성장에있어확연한차이를나타냈다. 30, 95% 를기준으로온도조건이 5 낮아질때보다, 습도가 5% 낮아질때곰팡이발아및성장이늦은것으로나타나, 벽지 C에서곰팡이발아하는데는습도조건에더민감하게영향을미치는것으로판단된다. 또한, 벽지 C는각단계까지곰팡이가성장하는데소요되는시간이확연한차이를나타내는것으로보아, 벽지 A와벽지 B에비해온습도조건에영향을많이받는것으로사료된다. 이는벽지 C의구성재가종이이기때문으로판단된다. 온도 ( ),Rh(%) 30,90% 25,95% 25,90% 30,95% 0 20 40 60 80 100 120 Days 온도 ( ),Rh(%) 30,90% 25,95% 30,95% mold index 0 1 2 3 4 5 6 그림 5. 벽지 A 0 20 40 60 80 100 120 Days 아래그림 6의벽지 B는발아후, 급격히성장하여 1 단계또는 2단계에머무는시간이매우짧은것으로나타났다. 25, 90% 에서만이단계별로곰팡이가성장하여 6단계까지관찰되었다. 30, 90% 와 25, 95% 에서는발아와동시에급격하게성장하여 3단계부터관찰이가능하였으며, 3단계에서잠시성장이늦춰지다가이후급격히성장하여 5단계까지성장한모습을관찰할수있었다. mold index 0 1 2 3 4 5 6 그림 7. 벽지 C 그림 8의벽지 D 역시온습도조건이낮아질수록발아및성장하는데오랜시간이소요되었으며, 발아소요일은습도에민감하게반응하는것으로나타났다. 각환경조건에서일반벽지는 0 3단계까지성장하여, 4 6 단계까지벽지 A와벽지 B보다대체적으로곰팡이가잘성장하지않는것으로나타났다. 25,90% 온도 ( ),Rh(%) 30,90% 25,95% 30,95% 온도 ( ),Rh(%) 25,90% 30,90% 25,95% N.G 0 20 40 60 80 100 120 Days mold index 0 1 2 3 4 5 6 30,95% 0 20 40 60 80 100 120 Days 그림 6. 벽지 B mold index 0 1 2 3 4 5 6 또한그림 7 은일반벽지 C 는온습도조건에따라곰 그림 8. 벽지 D (N.G: No growth) 242 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월
온ㆍ습도 변화에 따른 벽지에서의 곰팡이 발아 및 성장에 관한 실험 연구 3.5 자재 표면 구조에 따른 곰팡이 발생 특성 건물 내 곰팡이는 온도, 습도, 노출시간, 영양분등 4가 지 환경 조건을 충족 할 때 번식 하는 것으로 알려져 있 으나, 그 밖의 여러 가지 요인이 복합적으로 영향을 미친 다. 특히 자재 표면에 미세구멍이 많은 다공성의 재료는 수분을 함유할 수 있어 자재의 영양분과 별개로 곰팡이 가 성장에 유리한 환경이 될 수 있다. 따라서 본 연구에 서는 자재 표면의 구조적 특성과 곰팡이 성장의 상관관 계를 파악하기 위해 각각의 실험 대상 샘플을 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 관찰 하였다. 각 실험 샘플의 표면 SEM사진을 (그림 9)에 나 그림 9. 실험 샘플 표변 SEM사진 ( 300) 타내고 있다. 관찰 결과 벽지 A는 표면이 거칠고 곳곳에 미세한 구 멍이 관찰되었다. 또한 벽지 B는 표면이 다소 거칠었으 자재 표면의 거칠기가 크고, 곰팡이가 성장하는데 유리 한 조건인 수분을 함유 할 수 있도록 미세한 구멍을 가 나, 다공성의 표면을 가진 자재는 아닌 것으로 나타났다. 벽지 C는 표면이 매우 거칠고, 종이의 원료인 셀룰로이드 가 얽혀 있는 모습이 관찰되었다. 셀룰로이드 사이사이로 진 다공성 자재가 곰팡이가 빨리 성장 할 것으로 판단되 었으나, 금번 실험에서는 실제 표면 구조와 곰팡이 성장 속도사이의 상관관계는 규명할 수 없었다. 벽지에서의 곰 미세한 구멍들이 많이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 곰팡이 성장이 가장 느렸던 벽지 D는 표면이 비교 팡이 발생은, 표면 구조 이외에 영양분, 화학적 오염물질 등의 차이에 의한 영향이 복합적으로 작용하는 것으로 사료된다. 적 매끄러웠으며, 미세 구멍은 관찰되지 않았다. (벽지 D) 5. 결 론 본 연구는 건물 내 곰팡이 발생 저감을 위하여, 건축 내장재 중 벽지를 대상으로 온습도 환경 조건 변화에 따 른 표면에서의 곰팡이 발아 및 성장 특성을 파악하였다. 실험 결과, 곰팡이가 발아하는데 소요되는 시간은 벽지 의 종류와 온습도 조건에 따라 차이가 나는 것으로 나타 났다. 곰팡이 성장 및 발아에 있어 벽지 C와 벽지 D가 ( 벽지 A) 온습도 조건 변화에 민감하게 반응 하는 것으로 나타났 다. TVOCs와 HCHO의 방출기준을 만족하여, 친환경 최우 수 등급을 받은 벽지 A와 벽지 B는 본 실험 4가지 온습 도 환경에서 조건변화에 따라 큰 차이 없이 나머지 두 벽지에서 보다 곰팡이가 잘 발아 및 성장하는 것을 알 수 있었다. 벽지 A와 벽지 B는 벽지의 분류 상 실크 벽 지에 속하는데 이러한 벽지를 시공할 때는 곰팡이 발생 위험에 대한 세심한 고려가 필요할 것으로 판단되었다. 즉, 화학적 오염물질의 방출량만 고려하여 제작한 친환경 (벽지 B) 건축자재의 선정에 있어 곰팡이 발생 등 생물학적 오염 에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다. 다른 실험 대상 벽지와 비교하였을 때, 벽지 C는 상대 적으로 온습도 조건 변화에 따라 곰팡이 발아 및 성장에 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 벽지의 분류상 종이 벽지로 구분되는데, 본 실험 결과 종이 벽지는 온습도 조 건에 따라 곰팡이 발아 및 성장 속도에 큰 차이를 보였 다. 즉, 종이 벽지는 다른 벽지에 비해 곰팡이 발아에 온 습도 환경 조건 변화에 민감하게 반응함을 고려해야 할 (벽지 C) 것이다. 大韓建築學會論文集 計劃系 제25권 제6호(통권248호) 2009년 6월 243
문현준 윤영란 박진우 SEM 사진촬영을통해각자재의표면구조의특성과곰팡이의발아및성장관계를파악한결과, 표면이매끄럽고미세구멍이관찰되지않은벽지 D보다는, 대체적으로거칠고구멍이존재하는벽지 A와벽지 B, 그리고벽지 C에서곰팡이가상대적으로잘성장하는결과를나타내었다. 그러나이러한차이가표면구조와곰팡이성장의긴밀한상관관계로인한것인지, 영양분, 화학적오염물질등그밖의다른요인이더큰변수역할을하는지는추가적인실험을통해규명되어야할것이다. 본연구를통해, 벽지의종류에따라곰팡이발생특성이매우다름을알수있었다. 이러한결과가자재의영양분, 벽지의종류등어떠한오인에따른결과인지는추호연구를통해규명되어야할것이다. 또한자재에서의곰팡이발생특성을파악한결과, 본실험에사용된화학물질저방출벽지는나머지일반벽지에비해곰팡이발생위험이상대적으로큰것을알수있었다. 화학오염물질의방출량에대한기준치만을고려하여현재국내에서시행되고있는친환경건축자재의인증제도에있어, 화학적오염물질의방출량뿐아니라생물학적오염성에대한위험도고려해야할필요가있을것으로판단된다. 또한벽지뿐아니라다양한건축자재를대상으로자재표면에서의곰팡이발생특성을파악하여, 곰팡이위험도에따른건축자재를분류함으로써올바른자재선택의기준을제시해야할것이다. 금번실험과같은건축자재에서의곰팡이발생에대한기초연구결과를바탕으로향후국내에서생물학적오염에근거한자재선정기준을마련할수있을것으로기대한다. 참고문헌 1. 김윤신, 이은규, 엽무종, 김기영 (2002) 다중이용시설의실내공기중미생물분포에관한연구, 한국환경위생학회지, 28(1), 85-92 2. 문현준 (2006) 확률적곰팡이발생위험도평가지표의개발, 대한건축학회논문집 ( 계획계 ),v.22n.5, 255-263 3. 박재범, 김기연, 장규엽, 김치년, 이경종 (2006) 다중이용시설내부에분포하는부유진균의경별농도특성, 한국환경보건학회지, 32(1), 36-45 4. 임미정, 이승민, 성민기, 김신도 (2005) 거주공간내폼알데하이드, 총휘발성유기화합물, 부유미생물분포현황, 한국대기환경학회추계학술대회논문집, 545-547 5. 정윤희, 홍준배, 장윤희 (2001) 생활환경과실내공기의미생물학적오염에관한연구, 한국환경위생학회지, 27 (2), 1-9 6. 최종태, 김윤신 (1993) 병원내공기중미생물의농도에관한조사연구, 한국환경위생학회지, 19(1), 30-36 7. 홍준배, 정윤희, 장윤희 (2003) 서울시내종합병원공기중의미생물분포, 한국환경위생학회 29 (1), 1-7 8. Adan, O.C.G., (1994) On the fungal defacement of interior finishes. Ph.D. Dissertation, Eindhoven University, The Netherland. 9. A. Hukka, H.A. Viitanen (1999) A Mathematical Model of mold Growth on Wooden Material, Wood Science and Technology 33, 475-485 10. Ayerst, G.,(1969) The effects of moisture and temperture on growth and spore germination in some fungi. Journal of Stored products Research(5), 127-141 11. Baughman, A., and Arens, E. (1996) "Indoor Humidity and Human Health - Part1: Literature Review of Health Effects of Humidity-Influenced Indoor Pollutants." ASHRAE Transaction 102(Part 1) 12. Clark, N. M., Ammann, H. M., Brunekreef, B., et al. (2004). Damp Indoor Spaces and Health. Washington D. C., The National Academics Press 13. Cooley J.D., Wong W.C., Jumper C.A., Straus D.C., (1998) Correlation between the prevalence of certain fungi and sick building syndrome. Occup Environ Med(55), 579-584 14. Moon, H.J. and Augenbroe. G. (2008), Empowerment of decision-makers in mould remediation, Building Research & Information, 2008, 36(5), 486-498 15. Morey, P., Abe, K., Horner, E. and Ligman, B. (2002) Use of fungal detectors to monitor drying of water damanged buildings, in: Indoor Air 2002, 748-751 16. Pasanen, A.-L., Pasanen, P.(1991) Significance of air humidity and air velocity for fungal spore release into the air, Atmos. Environ. A, 25, 459-462 17. Pasanen, A.-L., Juutinen, T., Jantunen, M. J. and Kalliokoski, P. (1992) Occurrence and misure requirements of microbial growth in building materials. International biodeterioration and biodegradation, 30, 273-283 18. Ritschkoff, A-C., H. Viitanen, et al.(2000) The Response of Building Materials to the Mold Exposure at Different Humidity and Temperature Conditions. Proceedings of Healthy Buildings 2000, 3, 317-322 19. Robbins, C. A, L. J. Swenson, et al.(2000) Health Effects of Mycotoxins in Indoor Air, A Critical Review. Applied Occupational and Environmental Hygeine. 15(10), 773-784 20. Shelton, B. G., Kirkland, K. H., Flanders, W. D. and Morris, G. K. (2002) Profiles of Airborne Fungi in Buildings and outdoor Environments in the United States., Applied and Environmental Microbiology, 68, 1743-1753 ( 接受 : 2008. 12. 3) 244 大韓建築學會論文集計劃系제 25 권제 6 호 ( 통권 248 호 ) 2009 년 6 월