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미세먼지 해법은 사물인터넷
미세먼지 해법은 사물인터넷
  • 이민휘
  • 승인 2018.04.08 17:16
  • 댓글 1
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요즈음 초미세먼지가 핫이슈다. 초미세먼지에 대한 공포도 해결하면서 실내공기의 해법도 찾아 보자. 간단한 여과장치인 공기청정기로 미세먼지를 잡은 수 있고 깨끗한 실내공기를 만들 수 있을까? 설령 공기청정기가 미세먼지를 잡을 수 있는 장치라 해도 필터링된 공기를 다시 정화가 안된 공기 속으로 내뱉고 다시 필터링 하는 방식은 효율적이지 않다.

 

또한 공기 중 미세먼지는 걸러낸다 해도 냄새와 새집증후군(SHS: Sick House Syndrome)은 어떻게 할 것인가? 물론 활성탄 필터로 VOC's는 어느 정도 흡착을 가능할 것이지만 필터를 갈거나 랜탈에 따른 유지보수 비용이 만만하지 않다.

 

환기를 시키지 않으면 실내공기 중 이산화탄소의 증가와 라돈 등 유해물질은 필터와 흡착만으로는 불가능하다. 이산화 티타늄을 촉매에 접촉한 유해물질에 자외선을 방사하여 제거하는 방식은 사실상 무지하게 비싼 산업용 레벨이다. 방안은 효과도 검증할 수 있고 가격도 저렴해야 한다.

 

또한 유지보수 역시 쉽고 저렴해야 한다. 해결책이 있을까? 있다. 일단 실내공간 자체가 공기정화가 되도록 설계하는 것이다. 그리고 간단한 IoT를 구현한다면 깨끗한 공기청정이 가능하다.

 

방 구조 확인

공기흡입과 배기를 위한 환기 구조를 살펴보자. 2006년후 승인 받은 공동주택·학교 교실 등엔 모두 환기구가 설치되어 있고 이전 아파트에도 주방과 화장실에 환기구가 설치되어 있다. 이 환기구와 창문을 이용하여 아파트 자체를 청정구조물로 만들 수 있다.

 

실내의 습도, 이산화탄소 농도, VOC/s, 미세먼지 상태가 나쁘다면 창문을 열어 환기를 해야 한다. 그런데 문제는 실내공기가 나쁘다 해도 외부 유입공기 역시 미세먼지가 심할 때가 문제다. 그래서 방충망 대신 나노 방진망을 설치한다.

 

방진망은 위 그림처럼 외부 미세먼지와 오염물질을 필터링 할 수 있다. 설치는 DIY로 쉽게 제작할 수 있다. 그런데 나노 방진망을 통해 공기가 유입되고 순환하려면 환기구가 필요하다. 2006년 이후 건물이라면 환기구를 이용할 수 있지만 그 이전에 지어진 건물이라면 화장실과 주방의 환기구를 이용해야 한다. 환기구를 통해 빠져 나간만큼 나노 방진망을 통해 신선한 공기가 유입될 것이다.

 

그런데 겨울과 봄처럼 건조하다면 일정한 습도를 유지해야 한다. 또 고급형 공기청정기에서 사용되는 헤파필터로도 잡히지 않는 초미세먼지는 어떻게 제거할 수 있을까? 식물이 실내에서 광합성을 하도록 하는 것이다.

 

식물이 광합성을 하게 되면 뿌리에서 수분을 빨아들여 잎에서 아주 작은 음이온 물방울을 다량 방출하다. 이 과정에서 빠르고 충분한 가습이 되고 방출된 음이온은 몸에 좋을 뿐만 아니라 양이온인 초미세먼지와 결합 엉켜지면서 커져 일반 공기청정기로도 걸러지는 크기가 되고 자연 낙하하게 된다.

 

이뿐만 아니라 식물은 산소를 공급하고 피톤치드와 같이 식물의 면역체계를 이용한 공기청정의 효과를 가져다 준다. 단 화분은 실내에서 광합성이 아니라 광호흡을 한다. 따라서 식물이 실내에서 광합성을 할 수 있도록 LED와 광촉매 등 별도의 장치가 필요하다.

 

이런 상태에서 저렴하게 DIY로 만들 수 있는 헤파필터 공기청정기를 직접 만들어 가동한다면 초미세먼지 제거와 외부로부터 신선한 공기는 유입할 수 있게 된다.

 

저예산 미세먼지 없는 클린 하우스 DIY

  1. 실내공기측정기(nodeMCU 외 센서, 액추에이터)
  2. DIY 나노 방진망 만들기
  3. 실내에서 광합성을 하는 산소나무

DIY에 대한 문의: crebizias@naver.com

자연 속 실내공기

현대인은 하루 일과 중 90%이상을 실내에서 생활하고, 하루에 20-30 kg 정도의 공기를 마시며 살아간다. 대부분의 삶을 실내에서 살아가고 있는 현대인의 삶의 질은 실내 공기의 질에 달려 있는 것이다. 세계적으로 약 430만 명이 실내공기 때문에 사망한다고 한다.

 

우리의 실내공간은 70년대 유류파동을 겪으면서 에너지 효율을 위해 실내를 밀폐해 왔다. 과거의 창호지와 흙으로 벽을 만들어 살던 주거 공간과는 달리 겨울에는 난방, 여름에는 냉방을 위해 실내공간은 밀폐되어 마치 우주선 안처럼 자연과 격리된 공간이 되었다. 미국 환경부는 현대인의 건강을 위협하는 5대 요인 중에 하나가 실내공기라고 규정하였다.

 

그림1처럼 밀폐된 공간에서는 촛불이 꺼지고 생명체는 죽게 된다. 그 공간에 식물이 있다면 식물에서 나온 산소가 동물에게 주어져 호흡이 가능하고, 동물의 호흡에서 나오는 이산화탄소는 식물의 광합성에 활용되어 서로 생명을 유지하게 된다.

 

자연이 생산하는 99%는 식물의 광합성으로 만들어 진다. "햇볕, 공기, 물, 흙, 생명"과 광합성의 불가분 관계를 이해하고 실내에서도 자연처럼 광합성을 할 수 있도록 하여 실내환경을 개선하고 사람과 교감 반응할 수 있도록 고안된 창작물이 식물로봇과 IoT산소나무다.

 

살아있는 식물로봇과 IoT산소나무는 자연의 생명유지시스템을 응용한 공기청정, 천연가습에 반려식물이 사람과 상호작용할 수 있도록 감성조명과 뉴미디어 기능을 장착한 감성공학 기반의 다기능 사물인터넷 제품이다.

 

실내에서 식물과의 동거는 실내 대기 환경을 바꿀 수 있는 유일한 대안이다. 절대로 공기청정기와 같은 디바이스로 실내공기를 자연처럼 바꿀 수는 없기 때문이다. 식물이 있는 자연은 식물의 광합성을 통해 “산화와 환원의 에코시스템”에 따라 자연은 순환한다. 따라서 식물과의 실내동거는 자연에서처럼 식물이 실내에서도 광합성을 할 수 있어야 한다.

 

그런데 화분 속에서 살아가는 식물들은 동물원에서 살아가는 동물 이상으로 고통스럽고 힘든 삶이란 점을 이해 해야 한다. 식물이 살아가기 위해서는 물과 햇빛 통풍 영양소가 필요한 것인데 실내에서는 햇빛의 부족과 통풍의 문제로 광합성을 할 수 없고 식물은 겨우 생명을 연장할 뿐이다. 쉽게 말해서 죽어가고 있는 것을 사람들이 지켜보며 좋아하는 셈이다.

 

IoT산소나무와 식물로봇은 식물이 실내에서 살아갈 수 있도록 광촉매와 전용 LED를 이용한 그린IoT로 식물의 광합성과 면역체계를 이용한 공기청정, 천연가습 그리고 날씨, 일정, 뉴스, 음악 외 콘텐츠를 제공하는 사물인터넷 제품이다.

 

DIY 식물로봇 산소나무 만들기

  1. 편백나무, 광촉매, 유리용기, NFC(편백나무 수경재배)
  2. 온도, 습도, 이산화탄소 농도, VOC’s, 미세먼지 측정기 만들기
  3. DIY에 대한 문의: crebizias@naver.com


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ㅋㅋㅋ 2018-04-08 20:37:57
DIY제품은 오욤된 공기로 정화된 공기 안내뿜나요? 똑같이 비효율적이지 않나요?차라리 공기청정기 100개를 동시에 돌리는게 낫지 않을까요?ㅋㅋㅋ