국소배기장치 필요환기량 계산기

유해물질 발생원 가까이에 후드를 설치해 오염공기를 포집·배기하는 환기 시스템입니다. 전체환기(희석환기)에 비해 오염물질을 발생 즉시 제거하므로 훨씬 적은 풍량으로 효과적인 작업환경 개선이 가능합니다. 산업안전보건법은 유기용제·특정 화학물질 취급 작업에 국소배기장치 또는 포위식 후드 설치를 의무화하고 있습니다.

포위식(Enclosing Hood)은 발생원을 완전히 감싸 가장 효율적이며, Q = V × A 공식을 씁니다. 외부식(Exterior Hood)은 발생원 외부에 설치하며 거리에 따라 Q = V × (10X² + A)로 필요 배기량이 급증합니다. 리시버식(Receiver Hood)은 연삭·가열 등 방향성 기류가 있는 발생원에 사용하며 효율이 외부식보다 높습니다. 가능한 포위식을 우선 선택하는 것이 바람직합니다.

고용노동부 고시 "국소배기장치의 후드 형식별 제어풍속 기준"에 따라 유해물질 종류와 후드 형식별로 최솟값이 정해져 있습니다. 가스·증기류 포위식 0.4 m/s, 외부식 0.5 m/s, 분진·흄 외부식 1.0 m/s, 발암성 물질 2.5 m/s 이상이 대표적입니다. 실제 설계 시 안전여유를 두어 기준값보다 10~20% 높게 설정하는 것이 권장됩니다.

Q = V × (10X² + A) 공식에서 X가 거리입니다. X = 0.3m이면 10 × 0.09 = 0.9, X = 0.6m이면 10 × 0.36 = 3.6이 됩니다. 거리가 2배 늘면 배기량이 4배 이상 증가합니다. 따라서 외부식 후드는 발생원에 최대한 가깝게 설치해야 하며, 거리 30 cm 이내를 목표로 하는 것이 실무 기준입니다.

반송속도가 너무 낮으면 분진이 덕트 내부에 침적되어 막힘·화재·폭발 위험이 생깁니다. ACGIH 기준 가스·증기 5 m/s, 경량 분진 10 m/s, 중량 분진·칩 15~20 m/s 이상이 권장됩니다. 반송속도는 배기량 Q를 덕트 단면적으로 나눠 구하며, 본 도구에서 자동 계산합니다. 덕트 직경을 줄이면 반송속도가 올라가지만 압력손실도 함께 증가합니다.

팬은 필요 배기량(Q)과 시스템 정압(TP = 덕트 손실 + 후드 손실)을 기준으로 선정합니다. 본 도구는 ΔP 800 Pa, 효율 70%로 팬 동력을 추정하나, 실제 정압은 덕트 길이·곡관 수·후드 형태에 따라 크게 달라집니다. 팬 정격 용량에 10~20% 여유를 두고, 가변속 인버터를 적용하면 에너지 절감에도 유리합니다.

설치 후 반드시 제어풍속 측정(발연관·열선풍속계)으로 실제 제어풍속이 법정 기준 이상인지 확인해야 합니다. 산업안전보건법은 국소배기장치 자체검사(1년 1회 이상)를 의무화하고 있습니다. 또한 작업환경측정 결과를 통해 유해물질 농도가 노출기준 이하로 유지되는지 확인하고, 미달 시 후드 위치 조정·배기량 증가·발생원 밀폐 등 추가 개선을 해야 합니다.

본 계산기는 Dalla Valle 외부식 공식과 산안법 후드별 기준 제어풍속을 기반으로 하는 이론값입니다. 실제 현장은 기류 방해·난기류·후드 설치 각도·덕트 시스템 압력손실 등 복합 요인이 작용합니다. 결과는 초기 설계 참고용으로 사용하고, 최종 설계는 산업위생 전문가(CIH·산업위생관리기사)의 검토와 현장 실측을 반드시 거쳐야 합니다.