세계 미래학회(World Future Society)가 발표한 2010~2025년 미래전망 20(Shadow of the future twenty)을 보면 생명공학의 발달로 인해 유전자 연구로 유전질환 치료가 가능할 것으로 예견되고 있는 가운데 미국, 일본 등을 비롯한 많은 국가에서 차세대 성장동력 산업의 고부가가치를 창출할 수 있는 대표적인 지식기반 산업으로 바이오산업을 손꼽고 있다.
또한, 최근 중증급성호흡기 증후군(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS), 조류 인플루엔자 인체감염증(Avian Influenza, AI), 신종 인플루엔자(Pandemic Influenza, PI), 슈퍼 박테리아 등 전염성이 강하거나 생명에 치명적인 신종 전염병이 전세계에 등장하고 우리나라도 2009년 신종플루(Pandemic Influenza, PI) 환자가 발생하면서 인플루엔자 환자는 2007년 16만 6000명에서 2008년 20만 2000명, 2009년 208만명으로 폭증한 것으로 나타나고 있다. 2009년 신종플루 등의 여파로 인플루엔자 환자가 예년에 비해 10배 이상 증가하고 있어 이에 관한 연구가 활성화 되고 있다. 그러나, 국내에는 공기를 통하여 전파되는 질병들이나 위험성이 높은 새로운 미생물들을 대상으로 연구할 수 있는 시설이 미비한 상태로 2008년 1월에 '유전자변형생물체국가간이동 등에 관한 법률' 시행되고 2008년 2월에 국내 처음으로 생물안전3등급연구시설(BSL3 lab.)을 국가가 인증하고 사용을 허가하고 있다. 이에 2010년 5월까지 13개소의 BSL3실험실에 대해서 사용이 허가되어 있고, 현재 생물안전 3등급 연구시설에 대한 다양한 연구가 진행되어지고 있다.
따라서, 본 연구에서는 CONTAM 2.4를 활용하여 멀티죤에서의 병원균 거동에 관한 연구를 통해 생물안전 3등급 연구시설의 안전성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 또한, 이러한 생물안전 3등급 연구시설은 시설 정지 시 재인증을 받아야 하는 특수시설로 설비시스템을 상시가동하고 있기 때문에 동일 규모 일반 건물에 비해 더 많은 양의 에너지가 소비된다. 본 연구에서는 에너지 사용량을 평가할 수 있는 TRNSYS 프로그램(Transient system simulation)과 멀티존 시뮬레이션 프로그램인 CONTAM 2.4를 연동하여 틈새바람과 환기의 영향에 따른 동적인 부하변동 해석을 포함한 생물안전 3등급 연구시설의 에너지 소비량에 관한 시뮬레이션을 수행하였다. 더 나아가 에너지 소비 절약방안으로 열교환기를 적용하여 열교환에 따른 공조시스템 에너지 소비량의 절감효과에 대한 해석을 수행하였다. 그 결과, 음압이 유지되는 생물안전 3등급 연구시설의 경우 병원균 오염에 대한 안전성을 확인할 수 있었으나, 배기시스템에 HEPA Filter를 설치하였으나 필터성능보다 낮은 제거율을 보여 UV 살균이나 정기적인 훈증소독을 통한 병원균의 2차감염을 방지하는 대안이 필요할 것이다. 이러한 시설의 경우, 에너지 다소비형 시설로서 현재 범세계적으로 에너지 절약에 대한 관심이 대두되어 있는 시점에서, 생물안전 3등급 연구시설에서도 안전성을 바탕에 둔 에너지 절약방안에 관한 관심이 필요한 시점이다.
따라서, 본 연구에서는 생물안전 3등급 연구시설이 안전하게 운영될 수 있는 시스템 검증과 안전성을 확보하면서 에너지 소비량을 감소시킬 수 있는 방안에 대한 연구를 진행하였다. 이러한 연구를 통해 생물안전 3등급 연구시설의 시설의 안정화를 확보하고 합리적인 시설의 운영방법을 제시해 줄 수 있을 것으로 기대된다.