8-11. 미세먼지 간이측정기 성능 모니터링 결과 공유

* 각 이미지는 클릭 시 원본크기로 확인하실 수 있습니다.* 

안녕하십니까, 사)한국패시브건축협회 김민주연구원입니다.

2020.03.20.~2020.05.08, 약 한 달반 동안 측정한 미세먼지 간이측정기 모니터링 결과 공유하고자 합니다.

이번 모니터링은 실내 공기질에 대한 관심 증가에 맞춰 판매되고 있는 미세먼지 간이 측정기를 구매하시고자 하는 분들께 가성비를 고려한 제품 선택에 참고가 되었으면 하여 진행하게 되었습니다.

① 정부에서 성능인증 1등급을 획득한 4대의 기계 비교

② 인증 받은 4대의 측정 평균값과 1등급 이외 기계 12대 측정값 비교

결과 요약

모니터링 결과를 먼저 요약하자면

1등급 인증을 받은 제품의 측정값은 오차범위 내에서 비슷한 측정 패턴을 나타내고 있으며, 1등급 이하 또는 비인증 14개 제품에서는 가격 & 정확도 사이의 상관 관계를 확인하지 못했습니다.

추천 제품

아무래도 국가에서 1등급 성능인증을 획득한 제품들을 우선 추천 드리며, 가정에서 사용하시는 간이 미세먼지 측정기는 정확한 수치를 확인하는데 주안점을 두기보다는 창을 열어 환기하거나 실내에서 진공청소기 가동, 요리 등 특정한 활동으로 인한 공기질 변화나 옥외의 미세먼지 농도 변화 등에 따른 영향을 확인하고 실내공기질을 관리하는데 "상대비교"로써 참고하시기 편한 제품을 선택하시길 권해 드립니다.

일단, 가격대비 성능으로 볼 때 비승인 제품군 중에서는 샤오미 , 코원, 코아레스 S4, 에어봄T 제품이 가장 나은 것으로 판단됩니다.

측정 세부 사항

모니터링은 총 16개의 간이측정기를 대상으로 진행되었고 

같은 공간에서 측정기기의 전원을 켠 후 3분이상의 시간이 지났을 때

사진을 찍어 그 당시 측정값들을 기록한 결과입니다.

실험실의 통제된 환경에서 측정한 값이 아니므로 참고 용도로만 활용하시기 부탁드리겠습니다.

또한, 저희 협회는 필터박스의 사용으로 실내 미세먼지농도가 매우 낮게 유지되는 상황으로써, 측정값들 또한 통상의 실내 미세먼지농도 유지기준에 비해 낮은 값들로 측정 되었습니다.

농도값이 낮을 경우 측정되는 오차율 또한 높아지기 때문에
(ex) 10과 5 / 35과 30 : 차는 5로 일정하지만 오차율은 50%, 15%로 매우 다르게 나타남)

그러므로 실제 사용하실 때는 이번 측정값들의 차이가 보다 크게 느껴질 수 있습니다.

1. 미세먼지 측정값 비교 그래프 

① 기기별 측정값

그래프에 표시된 남색 선은 국가에서 1등급 성능인증을 부여한 기기들의 수치로

비교적 비슷한 추이를 나타내며, 나머지 비인증 측정 장비들 중 동일 시점에서 

25㎍/㎥의 농도차이가 측정된 사례도 있었습니다.

② 기기간 측정값 비교 지표

그래프 이외 기기간의 오차정도를 보기 쉽도록 아래 3가지 수치로 정리하였습니다.

각 수치는 '국가 대기질 예보 정확도 평가방식'에서 사용되는 수치들로

아래의 특징을 가지고 있습니다.

- RMSE (평균제곱근편차) : 관측값 간의 상호간 편차. "0에 가까울수록 좋음"

- IOA(연관성 지표) : 값의 절대값이 얼마나 일치하는지. "1에 가까울수록 좋음"

- R(상관계수) : 값의 증감과 관련한 정도. "1에 가까울수록 좋음“

2. 성능인증 미세먼지 간이측정기 비교

절대적인 기준이 되는 농도값이 없기 때문에 '기기' : '기기'간 차이값을 산정하였습니다. 

이 중 R값은 각종 논문들에서 예측정확도를 판별하는데 사용되고 있고

국가 성능인증부여 평가 5가지 항목 중 하나인 결정계수 와도 관련이 있습니다.

국가 성능인증 시 결정계수는 0.8보다 큰 것을 기준으로 1등급을 산정하고 있고

실측 시의 값도 마찬가지로 0.80의 수치를 기록하였습니다.

즉, 1등급 기기 간 값 차이는 인정범위 안에 들어와 있다고 판단됩니다.

- R : 가장 낮은 값이 'S3-에어람', '에어람-3M'에서 나타났습니다.

(89%정도 값의 추이가 일치한다는 의미)

3. 1등급 이외 미세먼지 간이측정기 비교

 '1등급 기기 평균값'을 기준값으로 측정값 차이를 산정하였습니다.

RMSE 값 = 1.04 ~ 4.09 / IOA 값 = 0.75 ~ 0.97 / R 값 = 0.67 ~ 0.98 로

기기간 큰 편차가 관측되었습니다.

-----------------------------------------------------------------------------  

또한 각 업체들에서는 기기들의 성능시험을 빨리 수행하고 싶어 하지만

4개 기관에서 한정적인 대수로 시험이 진행되어 

다소 느리게 인증작업이 진행될 수 있을 것으로도 추측됩니다. 그러므로 1등급 이외의 제품들 중에 등급 신청이 진행 중인 것도 있을 수 있습니다.

국가성능인증 결과는 아래 4개 사이트에서 확인할 수 있습니다. 

- 한국건설생활환경시험연구원

  : http://www.kcl.re.kr/site/homepage/menu/viewMenu?menuid=001001002006

- 한국산업기술시험원

  : https://www.ktl.re.kr/notice/notice_1/notice_announcement.do?menu_gubun=sub&menu_no=4&menu_no2=0&menu_no3=¶ms=?&searchOption=%EB%AF%B8%EC%84%B8%EB%A8%BC%EC%A7%80

- 한국화학융합시험연구원

  : http://www.ktr.or.kr/customer-service/reference-room/communityid/data/list.do?ctgryId=1853

- 한국환경공단

  : https://www.kedis.or.kr/pt/ptBBSView.do?BType=7

제조사에서 1등급 이외 판정을 받은 후 거의 비슷한 외형의 기기를 수정하여 재인증을 받아 1등급이 되는 사례 또한 있기 때문에, 위 사이트에서 인증 모델명과 가지고 계신 기기의 모델명을 정확히 비교하는 것도 필요할 것 같습니다.

------------------------------------------------------------------  

한번 더 강조를 합니다만...

위의 결과들은 통제된 실험실이 아닌 일반실에서 표시되는 수치를 기록했음을 알려드리며, 참고용으로만 활용하시기 부탁드립니다.

감사합니다.