적정 작업시간과 작업강도의 관계는 대수적으로 반비례한다. 작업강도가 커질수록 국소피로가 빨리 나타나 견딜 수 있는 작업시간은 짧아지므로, 비례가 아니라 반비례 관계로 알려져 있다.

국소피로에 이르는 시간은 근로자가 가진 최대의 힘에 대한 작업 요구 힘, 즉 작업강도에 의해 결정되며, 근육 내 대사산물 축적과 에너지원 고갈이 국소피로의 주된 발생 기전이다.

계통오차(systematic error, bias)는 기준치와 측정치 사이에 일정한 방향과 크기로 나타나는 오차로, 측정기기의 교정불량이나 조작상의 습관 등 원인이 비교적 뚜렷하여 대부분 원인을 찾아내어 보정할 수 있다.

반대로 확률오차(random error)는 측정치의 변이가 불규칙하여 값을 예측하기 어렵고, 측정치의 정밀도를 나타내는 지표로 쓰인다.

25℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 약 24.45L이므로, 농도 변환식은 $mg/m^3 = ppm \times \dfrac{분자량}{24.45}$이다.

톨루엔(분자량 92) 100ppm을 대입하면 $100 \times \dfrac{92}{24.45} \approx 376$ mg/m³ 이 된다.

산업안전보건법령상 근로를 금지해야 하는 질병은 전염 우려가 있는 질병, 정신분열증·마비성 치매 등 정신질환, 심장·신장·폐 등의 질환으로 근로에 의해 병세가 악화될 우려가 있는 경우 등이다.

근골격계질환은 반복동작이나 부적절한 자세 등에 의한 질환으로 전염성·감염성 질환에 해당하지 않으므로, 근로금지 대상 질병으로 규정되어 있지 않다.

고온작업자는 체온조절을 위한 발한으로 수분과 염분 손실이 크므로 식수와 식염을 우선 공급하는 것이 적절하며, 저온작업자는 체열 발생을 돕기 위해 지방질 위주의 영양을 공급하는 것이 바람직하다.

중작업자에게는 단백질을, 근육작업자에게는 신속한 에너지원인 당질을 위주로 공급하는 것이 적절한 영양관리 방안이다.

미국산업위생학회(AIHA)는 산업위생을 근로자나 지역주민에게 질병, 건강장애, 불쾌감 및 능률저하 등을 초래하는 작업환경 요인을 예측, 인식(인지), 평가하고 관리하는 과학과 기술로 정의한다.

이는 단순한 건강증진 프로그램이나 작업조건 설정 기술이 아니라, 유해요인의 예측·인지·평가·관리라는 단계를 포괄하는 과학적 접근이라는 점이 핵심이다.

그림의 여섯 동작은 ㉠ 발을 어깨너비 정도로 벌리고 몸의 균형을 정확하게 유지, ㉡ 무릎을 굽힘, ㉢ 중량물에 몸의 중심을 가깝게 함, ㉣ 몸과 등이 거의 일직선이 되도록 함, ㉤ 가능하면 중량물을 양손으로 잡음, ㉥ 등을 반듯이 유지하며 무릎의 힘으로 일어남이다.

들기 동작은 물체에 몸을 최대한 붙이는 것(㉢)에서 시작한다. 물체와 신체 중심 사이의 거리가 짧아야 허리에 걸리는 모멘트가 작아지기 때문이다. 이어 발을 벌려 지지면을 넓혀 균형을 잡고(㉠), 허리가 아니라 무릎을 굽혀(㉡) 자세를 낮춘다.

낮춘 자세에서 가능하면 양손으로 확실히 잡은 뒤(㉤), 몸과 등이 거의 일직선이 되도록 정렬하고(㉣), 마지막에 등을 편 채 다리(무릎)의 힘으로 일어선다(㉥). 정리하면 ㉢→㉠→㉡→㉤→㉣→㉥ 이다.

이 순서의 원리는 하나다. 허리를 굽혀 드는 것이 아니라 몸을 붙이고 다리로 든다는 것이며, 잡기와 정렬을 일어서기보다 먼저 끝내야 척추에 순간적인 굽힘·비틀림 부하가 걸리지 않는다.

근전도(EMG, electromyography)는 근육 활동 시 발생하는 전기적 신호를 기록하여 국소 근육 활동의 피로 정도를 객관적으로 평가하는 방법이다.

EEG는 뇌파, ECG는 심전도, EOG는 안구운동을 측정하는 방법으로 국소 근육피로 측정과는 관련이 없다.

작업환경측정에서 가스·분진·흄(fume)의 농도는 질량 기준인 mg/m³으로 표시하지만, 석면은 섬유 개수를 세어 개/cm³(섬유수 농도)로 표시한다.

이는 석면의 유해성 평가가 섬유의 질량보다 형태(길이, 직경비)와 밀접하게 관련되어 있어, 계수법으로 평가하는 것이 합리적이기 때문이다.

온열인자(thermal factors)는 인체의 열평형에 영향을 미치는 환경요인으로 기온, 습도, 기류, 복사열 네 가지를 말한다.

기압이나 공기밀도, 전도는 일반적으로 온열인자에 포함되지 않는다.

도수율(frequency rate)은 $\dfrac{재해건수}{연근로시간수} \times 1{,}000{,}000$으로 산출되는 재해발생빈도 지표로, 재해발생 건수와 연근로시간수만 알면 계산할 수 있다.

근로손실일수는 재해의 경중을 나타내는 강도율(severity rate) 산출에 필요한 값으로, 도수율 계산에는 필요하지 않다.

미국산업위생학술원(AAIH)의 윤리강령은 전문가로서의 책임, 근로자에 대한 책임, 기업주와 고객에 대한 책임, 일반대중에 대한 책임 네 영역으로 구성된다.

'검사기관으로서의 책임'은 이 윤리강령의 구성 항목에 해당하지 않는다.

경견완증후군은 손·손목·팔·어깨 부위를 반복적으로 사용하는 작업, 즉 키펀치, 전화교환, 금전등록기 조작과 같이 정적인 자세로 반복동작을 수행하는 작업에서 주로 발생한다.

전기톱을 이용한 벌목작업은 국소진동에 의한 레이노 현상(수지진동증후군) 등과 관련이 크며, 경견완증후군의 대표적 발생 작업과는 거리가 멀다.

이타이이타이병은 일본에서 광산 폐수에 함유된 카드뮴이 하천과 농작물을 오염시켜 발생한 만성중독으로, 신장장애와 골연화증을 동반한 극심한 통증이 특징이다.

납, 크롬, 수은 중독은 각각 다른 임상양상을 보이며 이타이이타이병의 원인물질이 아니다.

작업대사율(RMR)은 $RMR = \dfrac{작업\ 시\ 소비열량 - 안정\ 시\ 소비열량}{기초대사량}$으로 구한다.

안정 시 열량은 기초대사량의 1.2배이므로 $1100 \times 1.2 = 1320$kcal이고, $RMR = \dfrac{3500-1320}{1100} \approx 1.98$로 계산된다.

교대근무자의 건강관리를 위해서는 수면·휴식시설 확보, 야간작업량 조절, 적정한 난방·조명 등 환경조건 유지가 필요하다.

야간작업 후 충분한 수면과 휴식을 취하려면 8시간보다 더 긴 휴식시간이 확보되어야 하므로, 휴식시간을 단순히 8시간으로 고정하는 것은 적절한 건강관리 조건으로 보기 어렵다.

산업 스트레스에 대한 행동적 반응에는 흡연, 알코올 및 약물남용, 행동의 격양(공격성 증가) 등이 포함된다.

불면증은 수면과 관련된 생리적 반응에 가까워, 스트레스에 대한 행동적 결과로 분류하기는 어렵다.

일반적으로 성인 근로자가 안정(휴식) 상태에 있을 때의 산소 소비량은 약 0.25L/min 수준으로 알려져 있다.

작업강도가 높아질수록 산소 소비량은 이보다 크게 증가하며, 이를 기준으로 작업대사량이나 에너지소비량을 추정한다.

석재공장, 주물공장 등에서 발생하는 유리규산(결정형 실리카) 분진을 장기간 흡입하면 폐 조직에 섬유화가 진행되는 규폐증이 발생한다.

면폐증은 면분진, 석면폐증은 석면섬유, 활석폐증은 활석분진이 각각의 원인물질로 규폐증과는 원인물질이 다르다.

산업안전보건법령상 보건관리자는 원칙적으로 상시근로자 50인 이상인 사업장에 1명 이상 선임하도록 규정되어 있다(업종에 따라 세부 기준이 다를 수 있다).

그림의 문장은 “일정한 부피조건에서 압력과 온도는 비례함”이다. 부피를 고정한 채 압력과 절대온도의 관계를 규정하는 것은 게이-루삭(게이-뤼삭)의 법칙, 즉 기체의 압력-온도 법칙이다.

수식으로는 $\frac{P}{T}=C$, 즉 $\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2}$ 이며 온도는 반드시 절대온도(K)를 써야 한다. 밀폐된 용기 속 가스가 가열되면 압력이 급상승해 파열·폭발 위험이 커지는 현상이 이 법칙으로 설명된다.

온도가 일정할 때 압력과 부피가 반비례하는 것은 보일의 법칙, 압력이 일정할 때 부피가 절대온도에 비례하는 것은 샤를의 법칙, 용액 위 성분의 증기압이 그 성분의 몰분율에 비례한다는 것은 라울트의 법칙으로, 고정된 조건과 다루는 변수가 서로 다르다.

포화농도(ppm)는 물질의 증기압과 작업장 압력(대기압)의 비를 이용해 $ppm = \dfrac{증기압}{760} \times 10^6$으로 구한다.

에틸렌글리콜의 증기압 0.05mmHg를 대입하면 $\dfrac{0.05}{760} \times 10^6 \approx 66$ ppm 이 된다.

배경소음(background noise)은 대상으로 하는 특정 소음 이외에 존재하는 주변의 소음을 말하며, 대상소음도 산출 시 이를 측정소음도에서 보정해 제거해야 한다.

관측 장소의 모든 소음을 합친 것은 측정소음도(총 소음)에 해당하며, 배경소음과는 구분되는 개념이다.

대상소음도는 측정소음도에서 배경소음의 영향을 보정하여 구하며, 측정소음도와 배경소음의 차이가 10dB(A) 이상이면 배경소음의 영향이 무시할 수준이므로 보정 없이 측정소음도를 그대로 대상소음도로 본다.

이 문제에서는 측정소음도 68dB(A)와 배경소음 50dB(A)의 차이가 18dB(A)로 10dB(A) 이상이므로, 대상소음도는 68dB(A)가 된다.

활성탄관, 실리카겔관, Molecular sieve(분자체)는 모두 흡착제를 이용해 증기·가스상 물질을 채취하는 흡착 원리의 매체이다.

PVC 여과지는 입자상 물질을 여과지 표면에 물리적으로 걸러내는 여과(filtration) 방식이므로 흡착 원리와는 구분된다.

채취 공기량은 $0.2\,L/min \times 120\,min = 24\,L = 0.024\,m^3$이며, 채취된 벤젠량 10mg을 나누면 농도는 $\dfrac{10}{0.024} \approx 416.7\,mg/m^3$이다.

이를 ppm으로 환산하면 $416.7 \times \dfrac{24.45}{78} \approx 130$ ppm 이 된다(벤젠 분자량 78, 25℃·1기압 몰부피 24.45L 적용).

허용농도 표시에서 유해물질 이름 앞에 붙는 C(Ceiling, 천장값)는 작업 중 어떤 순간에도 초과해서는 안 되는 최고허용농도를 의미한다.

1일 8시간 평균농도는 TWA, 단시간 노출값은 STEL 개념에 해당하며, C는 이들과 달리 순간적으로도 넘지 말아야 할 상한 개념이다.

옥내(또는 태양복사열이 없는 옥외) 작업장의 WBGT는 $WBGT(^{\circ}C) = 0.7 \times 자연습구온도 + 0.3 \times 흑구온도$로 산출한다.

건구온도는 옥내 WBGT 산출식에 포함되지 않으며, 태양복사열이 있는 옥외에서는 건구온도 항이 추가된 별도의 식을 사용한다.

분진 측정에는 직독식 분진계, 여과지를 이용한 중량분석법, 임핀저(액체포집)법 등이 이용된다.

챠콜(활성탄)튜브는 흡착 원리로 유기용제 등 가스·증기상 물질을 채취하는 매체로, 입자상 물질인 분진 측정에는 사용하지 않는다.

기하평균은 $GM = \sqrt[n]{x_1 \times x_2 \times \cdots \times x_n}$으로 구한다.

다섯 개 값의 곱 $2.3\times2.2\times2.5\times5.2\times3.3 \approx 217.1$에 5제곱근을 취하면 $GM \approx 2.93\,mg/m^3$이 된다.

습식테스트미터(wet test meter)는 정확도가 높아 실험실에서 유량 보정용 2차 표준기구로 주로 사용된다.

로타미터, 건식가스미터, 열선기류계는 상대적으로 현장에서 사용하는 2차 표준기구에 해당한다.

시간가중평균 소음수준은 하루 동안의 누적소음노출량 D(%)를 이용해 $TWA(dB(A)) = 16.61 \log \left( \dfrac{D}{100} \right) + 90$으로 구한다.

이 식은 누적소음노출량이 100%일 때 TWA가 90dB(A)가 되도록 설정된 것으로, 노출기준(90dB(A), exchange rate 5dB)에 근거한다.

사이클론은 공기 중 부유분진 가운데 호흡성 분진(respirable dust)만을 선택적으로 채취하기 위해 고안된 전치분리장치로, PVC 여과지 카세트 앞에 연결해 사용하며 사용할 때마다 내부를 청소·점검해야 한다.

사이클론과 여과지 사이에 단계적으로 여러 개의 분리관을 설치해 입자의 질량크기분포를 얻는 것은 캐스케이드 임팩터(cascade impactor)의 기능으로, 단일 사이클론의 용도와는 다르다.

MCE(Mixed Cellulose Ester) 막여과지의 원료인 셀룰로스는 흡습성이 있어 수분을 흡수하기 때문에, 무게 변화가 발생하기 쉬워 중량분석(먼지의 중량 측정)에는 오히려 적합하지 않다.

반면 MCE 여과지는 산에 쉽게 용해되는 특성 덕분에 채취한 금속을 원자흡광법으로 분석하기에 적정하며, 표면 포집 특성으로 인해 석면 등 현미경분석용 시료 채취에도 활용된다.

입자상 물질은 질량 농도인 mg/m³, 가스상 물질은 부피비인 ppm, 소음은 dB(A)로 나타내는 것이 맞다.

반면 석면은 섬유(fiber) 형태의 특수성 때문에 질량이 아니라 개수농도로 관리하며, 단위는 개/cc(fibers/cc)를 사용한다. 따라서 석면을 μg/cc로 연결한 것은 잘못된 단위 연결이다.

비누거품미터의 유량은 뷰렛의 부피를 비누거품이 통과하는 데 걸린 시간으로 나누어 구한다.

$Q=\dfrac{1000\,mL}{28\,sec}\times 60=2142.9\,mL/min\approx 2.14\,L/min$으로 계산된다.

음의 잔향시간은 Sabine의 공식 $T=0.161\dfrac{V}{A}$ (V: 공간 부피, A: 총 흡음력)으로 구한다.

부피 80m³와 총 흡음력 120을 대입하면 $T=0.161\times\dfrac{80}{120}\approx 0.107$초로, 약 0.1초에 해당한다.

검지관법 자체의 한계로 흔히 지적되는 것은 민감도·특이도가 낮다는 점, 색변화 판독이 주관적이어서 판독자에 따라 편차가 크다는 점, 오염물질마다 전용 검지관을 골라 써야 하는 번거로움 등이다.

반면 밀폐공간에서 산소부족·폭발성 가스에 대한 측정자 안전 문제는 측정 환경 자체의 위험성에서 비롯되는 것으로, 검지관이라는 측정방법이 가진 고유한 단점으로 보기는 어렵다.

가스·증기의 ppm과 mg/m³ 간 변환은 25℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피가 24.45L라는 점을 이용해 $mg/m^3=ppm\times\dfrac{M}{24.45}$ (M: 분자량)로 계산한다.

제시된 식 $ppm\times(24.46/M)$은 분자량과 몰부피의 위치가 뒤바뀐 잘못된 관계식이다.

지시소음계의 A·B·C 특성 보정회로는 주파수별 청감 반응 차이를 보정하기 위한 것으로, 저주파수 영역(대략 1000Hz 이하)에서 세 특성치 간 차이가 크게 나타난다.

반대로 대부분의 소음 에너지가 1000Hz 이상일 때는 A, B, C 특성치의 차이가 거의 없어진다. 따라서 1000Hz 이하일 때 차이가 비슷하다는 설명은 틀렸다.

흡기저항이 큰 호흡용 보호구는 필터 포집효율이 다소 높아질 수 있으나, 그만큼 호흡 시 부담이 커지고 안면부 밀착이 흐트러지기 쉬워 마스크와 얼굴 사이로 오염공기가 새어 들어올 가능성이 커진다.

따라서 흡기저항이 크다는 것이 오히려 안전성을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있으며, 안전성이 확보된다는 설명은 옳지 않다.

방독마스크의 정화통(흡수제)은 유해가스를 화학적으로 흡착·흡수·중화하는 물질이어야 하며, 실리카겔, 활성탄(activated carbon), 소다라임(sodalime)이 대표적인 흡수제 재질이다.

반면 유리섬유(fiber glass)는 입자상 물질을 물리적으로 걸러내는 여과재(필터) 소재로 쓰일 뿐, 가스를 화학적으로 흡수하는 흡수제로는 적당하지 않다.

아크 용접 작업에서는 용접 흄 속 망간 등 중금속 노출, 아크에서 발생하는 자외선에 의한 눈·피부 영향, 인근에서 이루어지는 TCE(트리클로로에틸렌) 세척작업이 아크의 열·자외선과 결합해 유해한 분해생성물을 만들 가능성 등이 핵심 관리 항목이다.

반면 용접기에서 발생하는 전자파는 이 작업의 대표적인 건강관리 대상으로 다루어지지 않으므로, 전자파 노출정도 측정·관리는 아크 용접 작업환경관리 방안으로 거리가 멀다.

피부보호제는 접촉하는 물질의 성질에 따라 지용성 물질용, 수용성 물질용, 광과민성 물질용 등으로 분류하는 것이 일반적이다.

이러한 분류체계에 '수막형성형'이라는 항목은 포함되지 않으므로, 이는 피부보호제의 통상적 분류에 해당하지 않는다.

대뇌(뇌)는 산소 소비량이 매우 크면서도 산소를 저장하는 능력이 거의 없어, 신체 부위 중 산소결핍에 가장 민감하게 반응한다.

산소 공급이 짧은 시간만 중단되어도 뇌세포에는 비가역적인 손상이 발생할 수 있다.

점음원에서 거리에 따른 음압수준 감쇠는 $\Delta L=20\log_{10}\dfrac{r_2}{r_1}$로 계산한다.

거리가 2배($r_2/r_1=2$)가 되면 $20\log_{10}2\approx 6\,dB$ 감소한다.

두 화학물질이 함께 작용할 때 그 독성이 각 물질의 독성을 단순히 더한 값과 같이 나타나는 경우(2+2→4)를 상가작용이라 한다.

이는 각 물질의 작용이 산술적으로 합산되는 형태로, 합보다 훨씬 큰 효과가 나타나는 상승작용(2+2→10)이나 서로의 작용을 감소시키는 길항작용(2+2→2 이하)과는 구분된다.

반복 노출 시 피부를 건조하게 하고 갈색으로 변화시키며 주름을 유발하고, 눈의 각막과 결막에 흡수되어 광각막염·결막염 등 안질환을 일으키는 대표적인 유해광선은 자외선이다.

적외선은 주로 백내장 등 열에 의한 손상을, 가시광선은 시력 관련 영향을 유발한다는 점에서 이 문항의 설명과는 구분된다.

필터의 포집기전(관성충돌, 차단, 확산 등)은 입자 크기별로 효율이 달라지며, 대략 0.3㎛ 부근의 입자에서 이러한 기전들의 포집효율이 가장 낮아지는 최저 포집효율 입경(most penetrating particle size)이 나타난다.

이 때문에 방진마스크의 여과효율을 검정할 때는 국제적으로 0.3㎛ 크기의 시험입자를 사용해 가장 까다로운 조건에서 성능을 평가한다.

소음 대책은 크게 음원대책, 전파경로대책, 수음자대책으로 나뉜다. 공장 건물 내벽의 흡음처리, 지향성 변환, 방음벽 설치는 소음이 발생원에서 수음자에게 전달되는 경로상에서 소음을 줄이는 전파경로대책에 해당한다.

반면 소음기(消音器)는 배기구 등 소음이 발생하는 지점 자체에 부착해 소리를 줄이는 장치로, 전파경로가 아닌 음원대책으로 분류되므로 전파경로 대책으로 보기 어렵다.

국소진동(손·팔로 전달되는 진동)에서 주로 문제가 되는 주파수 범위는 대략 8~1500Hz로 알려져 있다.

이는 전신진동에서 주로 문제되는 저주파 대역(대체로 100Hz 이하)과는 구분되는 범위이다.

유해화학물질이 발산되는 작업환경에서 근로자에게 가장 많이 침투되는 경로는 호흡기이다.

공기 중에 부유하는 가스, 증기, 분진 등은 호흡을 통해 폐포까지 도달하여 흡수되므로, 산업위생학적으로 가장 중요하게 관리하는 노출경로이다.

방진마스크는 착용자의 호흡 부담을 줄이기 위해 흡기저항이 낮을 것이 선정기준 중 하나이다.

흡기저항이 크면 호흡이 힘들어지고 안면부 밀착이 흐트러져 오염공기가 새어 들어올 위험이 커지므로, 흡기저항이 클 것을 선정기준으로 제시한 것은 옳지 않다.

밀폐공간 작업 시 사업주는 작업 전 공기상태 측정·평가, 응급조치 등 안전보건교육·훈련, 공기호흡기·송기마스크 등 호흡용 보호구의 착용 및 관리 등의 조치를 취해야 한다.

이는 산소결핍·유해가스 중독을 예방하기 위한 조치들이며, 청력보호구는 소음 노출을 관리하기 위한 것으로 밀폐공간 건강장해 예방조치와는 관계가 없다.

국소배기장치의 제어속도는 오염물질의 발생 형태와 비산 속도에 따라 달라지며, 연마·블라스트 작업처럼 오염물질이 초고속으로 비산하는 작업에서는 가장 높은 범위인 2.5~10.0m/s의 제어속도가 요구된다.

발생 속도가 낮은 작업일수록 요구되는 제어속도도 낮아지는 것이 일반적이다.

전리방사선 피폭을 줄이는 대표적인 3원칙은 노출시간 단축, 거리 확보, 차폐이다.

물질대치는 유해한 화학물질을 덜 유해한 물질로 바꾸는 화학적 유해인자 관리 기법으로, 방사선 피폭 저감 대책과는 관계가 없다.

보호계수(PF)는 보호구 밖의 농도를 보호구 안의 농도로 나누어 구한다: $PF=\dfrac{C_{outside}}{C_{inside}}$.

$PF=\dfrac{300}{12}=25$로 계산된다.

촉광(광도)의 국제단위는 칸델라(candela, cd)이며, 지름 1인치의 촛불이 수평방향으로 낼 때의 빛의 세기가 대략 1촉광에 해당하고, 1촉광은 약 4π 루멘의 광속과 관계된다.

럭스(lux)는 단위 면적당 입사하는 광속, 즉 조도를 나타내는 단위이므로 촉광의 단위를 럭스라고 한 설명은 틀렸다.

상온·상압에서 액체 또는 고체(임계온도가 25℃ 이상)인 물질이 증기압에 따라 휘발하거나 승화하여 기체 상태로 존재하는 것을 증기라 한다.

이는 상온·상압에서 이미 기체 상태로 존재하는 '가스'와 구분되는 개념이다.

산소결핍 가능 작업장에서는 작업 전 산소농도 측정, 환기, 공기호흡기·호스마스크 등 보호구 착용과 같이 산소결핍 사고를 직접적으로 예방하는 조치가 핵심 관리대책이다.

작업자의 건강진단은 근로자의 건강상태를 사후적으로 확인·관리하는 제도로, 산소결핍 현장에서의 즉각적인 사고 예방조치와는 성격이 달라 거리가 멀다.

push-pull형 환기장치는 도금조, 자동차 도장 공정처럼 포착거리가 길어 일반적인 국소배기 후드만으로는 오염물질 제어가 어려운 경우에 사용하며, 한쪽에서 공기를 불어주고(push) 반대쪽에서 공기를 흡입(pull)해 오염물질을 효과적으로 후드 쪽으로 유도한다.

이러한 push 기류의 도움으로 같은 제어효과를 내는 데 필요한 배기 유량을 줄일 수 있어, 일반적인 국소배기 후드보다 오히려 동력비가 적게 드는 경우가 많으므로 동력비가 가장 많이 든다는 설명은 옳지 않다.

피토관, U자형 마노미터, 경사 마노미터는 국소배기장치의 정압·동압 등 압력을 직접 측정하는 계기이다.

반면 smoke tube는 연기를 이용해 기류의 방향이나 후드 주변의 흐름, 누출 여부를 육안으로 확인하는 기류 가시화 도구로, 압력을 측정하는 장비는 아니다.

정압조절평형법은 설계 단계에서 각 분지관의 압력손실을 미리 정확히 계산해 시공하는 방식으로, 설계가 정확할 경우 매우 효율적인 시설이 되고 잘못 설계된 분지관을 사전에 쉽게 발견할 수 있으며, 침식·부식이나 퇴적문제도 적게 발생한다는 장점이 있다.

다만 설계값이 이미 고정되어 있어 이후 공정 변경이나 확장에는 유연하게 대응하기 어렵다는 것이 이 방법의 한계이므로, 향후 변경·확장에 유연성이 크다는 설명은 정압조절평형법의 장점으로 볼 수 없다.

사이클론의 분진박스나 호퍼부에서 처리가스의 일부를 추가로 흡인하면 사이클론 내부의 난류 현상이 억제되어, 이미 집진된 먼지가 다시 비산되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 방법을 블로우다운(blowdown) 효과를 이용한 것이라 한다.

후드는 오염원을 완전히 감싸는 구조일수록 외부 난기류의 영향을 적게 받아 오염물질 포집효율이 높아진다.

따라서 유기용제 작업장처럼 확실한 제어가 필요한 경우에는 발생원을 둘러싸는 포위식 부스형 후드가 외부식(상방형·하방형·측방형) 후드들보다 일반적으로 가장 효율이 좋다.

기체비중은 같은 부피의 대상 기체와 공기의 무게비로, $\dfrac{M_{기체}}{M_{공기}}$로 계산한다.

이산화탄소(CO₂)의 분자량은 44이므로, $\dfrac{44}{28.97}\approx1.52$로 계산된다.

관 내 평균 유속은 $v=Q/A$로 구하며, 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}D^2$이다.

내경 200mm(0.2m)에서 $A=\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2\approx0.0314\,m^2$이고, 유량 55m³/min을 대입하면 $v=\dfrac{55}{0.0314}\approx1751\,m/min\approx29.2\,m/s$로 계산된다.

레이놀즈수는 $Re=\dfrac{vD}{\nu}$ (v: 유속, D: 관 내경, ν: 동점성계수)로 구한다.

풍속 4m/sec, 내경 0.507m, 동점성계수 $1.5\times10^{-5}\,m^2/sec$를 대입하면 $Re=\dfrac{4\times0.507}{1.5\times10^{-5}}\approx1.4\times10^{5}$로 계산된다.

덕트 내 반송속도는 이송하려는 물질의 비중과 입자 크기가 클수록 크게 설정해야 한다.

증기와 같이 가벼운 물질은 낮은 반송속도로도 이송할 수 있지만, 주조 분진처럼 무겁고 굵은 입자는 관 내에 침강·퇴적되지 않도록 가장 높은 반송속도가 요구된다.

시간당 사용량을 무게로 환산하면 $0.5\,\text{L/hr} \times 1000\,\text{mL/L} \times 0.805\,\text{g/mL} = 402.5\,\text{g/hr}$이고, 분당으로는 $402.5/60 \approx 6.71\,\text{g/min}$이다.

이를 분자량(72.1)으로 나누고 25℃·1기압의 몰부피(24.45L/mol)를 곱하면 발생 가스량은 $\dfrac{6.71}{72.1}\times 24.45 \approx 2.275\,\text{L/min} = 2275\,\text{mL/min}$이다.

ppm은 $\text{mL/m}^3$과 같으므로, 발생 가스량을 TLV(100ppm)로 나눈 뒤 안전계수 3을 곱하면 $\dfrac{2275}{100}\times 3 \approx 68.25\,\text{m}^3/\text{min}$이 된다.

산업환기에서 표준상태는 21℃, 1기압(760mmHg)을 기준으로 한다. 조건이 다른 기체의 부피는 보일-샤를의 법칙으로 표준상태 부피로 환산한다.

$V_2 = V_1 \times \dfrac{P_1}{P_2} \times \dfrac{T_2}{T_1}$에 값을 대입하면 $V_2 = 200 \times \dfrac{700}{760} \times \dfrac{294}{423} \approx 128.0\,\text{m}^3$이 된다.

전기집진장치는 정전기력을 이용해 입자상 물질을 하전·포집하는 장치로, 가스상(증기) 오염물질에는 작용하지 않아 가스상 물질 처리에는 적합하지 않다.

반면 넓은 입경 범위와 분진농도에서 높은 집진효율을 유지하고, 고온의 함진공기도 처리할 수 있으며 압력손실이 낮아 송풍기 운전비용이 저렴한 것은 전기집진장치의 대표적인 장점이다.

국소배기장치는 오염물질을 발생원에서 고농도·소량의 공기로 포집하기 때문에 필요송풍량이 상대적으로 적고, 그만큼 보충되어야 할 급기량도 적어 전체환기보다 경제적이다.

따라서 배출 공기량과 급기량이 많아 전체환기보다 경제적이지 못하다는 설명은 국소배기장치의 특성과 반대되는 내용이다.

합류관의 압력손실은 주관 쪽 손실과 분지관 쪽 손실을 각각 구해 더한 값입니다. 각각의 손실은 $\Delta P = \zeta \times VP$ 로 계산합니다.

표에서 합류각이 15°인 줄을 보면 압력손실계수가 주관 0.2, 분지관 0.09입니다. 주관 쪽 계수 0.2는 합류각 15°~35° 구간에서 공통으로 쓰이는 값으로 표에 하나로 묶여 있습니다.

주관과 분지관의 속도압이 모두 15 mmH₂O 이므로 $\Delta P = 0.2 \times 15 + 0.09 \times 15 = 3.0 + 1.35 = 4.35$ mmH₂O 입니다.

합류부 손실을 물을 때 분지관 계수만 쓰고 주관 계수를 빠뜨리는 실수가 잦습니다. 두 관의 손실을 모두 합해야 한다는 점을 기억하세요.

작업장의 부피는 $20 \times 10 \times 6 = 1200\,\text{m}^3$이다.

시간당 필요환기량은 $60\,\text{m}^3/\text{min} \times 60 = 3600\,\text{m}^3/\text{hr}$이므로, 공기교환횟수는 $3600/1200 = 3$회로 계산된다.

그림은 두 풀리에 걸린 벨트의 축간거리를 $l$로, 그 중앙($l/2$ 지점)에서 벨트가 아래로 처진 양을 $X$로 표시하고 있습니다. 즉 $X$는 벨트 길이가 아니라 중앙부 늘어짐(처짐)량입니다.

송풍기 벨트의 점검 기준에서 이 늘어짐 한계는 축간거리의 약 1~2%, 즉 $0.01l < X < 0.02l$ 범위로 관리합니다.

처짐이 이보다 작으면 장력이 과대해 베어링과 축에 무리가 가고, 이보다 크면 미끄럼(슬립)이 생겨 회전수가 떨어지고 벨트가 조기 마모됩니다.

후드의 유입손실계수는 유입계수(Ce)로부터 $F = \dfrac{1}{C_e^2} - 1 = \dfrac{1}{0.8^2}-1 = 0.5625$로 구해진다.

유입손실은 유입손실계수에 속도압을 곱해 $0.5625 \times 10 \approx 5.6\,\text{mmH}_2\text{O}$로 계산된다.

그림에서 우상향하는 시스템 요구곡선과 우하향하는 송풍기 성능곡선이 만나는 점이 실제 동작점(Actual)이고, 설계에서 원했던 점(Desired)은 그보다 오른쪽 위에 찍혀 있습니다.

중요한 것은 Desired 점이 시스템 요구곡선의 연장선 위에 놓여 있다는 점입니다. 이는 설계 때 예측한 압력손실 특성이 실제 시스템과 잘 맞았다는 뜻입니다.

그런데도 동작점이 왼쪽 아래로 내려온 것은 송풍기 성능곡선이 원하는 점을 지나지 못할 만큼 낮게 형성되어 있기 때문입니다. 즉 시스템 예측은 적절했으나 용량이 부족한 송풍기를 선정해 송풍량이 목표보다 적게 나오는 상황입니다.

만약 시스템 압력손실을 과대평가했다면 Desired 점은 성능곡선 위에 놓이되 시스템 요구곡선보다 위쪽(왼쪽)으로 벗어나 찍히고 실제 송풍량은 오히려 더 많이 나오게 되므로, 그림과는 다른 형태가 됩니다.

국소배기장치의 필요송풍량을 줄이려면 오염물질 발생원을 가능한 한 밀폐하고, 플랜지를 설치해 후드 유입기류를 조절하며, 주위 방해기류를 최소화해 후드 주변 기류를 안정시켜야 한다.

반대로 후드와 발생원 사이의 거리를 멀리하면 제어속도를 유지하는 데 필요한 송풍량이 거리의 제곱에 가깝게 늘어나므로, 거리를 멀게 하는 것은 필요송풍량을 줄이는 조치와 정반대이다.

제어속도(포집속도)는 발생한 오염물질을 후드 쪽으로 흡인해 포집하는 데 필요한 최소한의 기류속도를 의미한다. 즉 확보해야 할 하한값이지 유입되는 최대 속도가 아니다.

또한 제어속도는 유해물질의 발생조건과 확산조건, 주변 공기의 난기류 속도, 후드의 형상과 방향 등에 따라 달라진다.