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산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준) 해설 페이지

산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    1산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    어떤 유기용제 취급 작업장에서 1일 8시간 작업 중 공기 중 농도를 구간별로 측정한 결과가 다음과 같다. 이 물질의 8시간 시간가중평균(TWA) 노출농도[ppm]를 계산하고, 노출기준(TWA)이 100ppm일 때 초과 여부를 판정하시오.
    - 오전 3시간: 120ppm
    - 오후 3시간: 90ppm
    - 마지막 2시간: 60ppm
    해설
    [모범답안]
    풀이: TWA = (CiTi)8=120×3+90×3+60×28=360+270+1208=7508=93.75\dfrac{\sum(C_i \cdot T_i)}{8}=\dfrac{120\times3+90\times3+60\times2}{8}=\dfrac{360+270+120}{8}=\dfrac{750}{8}=93.75ppm
    정답: TWA = 93.75ppm, 93.75<10093.75 \lt 100 이므로 노출기준 미초과(적합).
    ■ 핵심 채점어: TWA / 시간가중평균 / Σ(C·T)/8 / (120×3+90×3+60×2)/8 / 750/8 / 93.75ppm / 미초과/적합
    ※ 근거: 화학물질 및 물리적 인자의 노출기준(고용노동부 고시)의 TWA(시간가중평균) 정의식 TWA=Σ(Cᵢ·Tᵢ)/8. 8시간을 기준으로 구간농도×구간시간을 합산 후 8로 나눔.
    2산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    독성작용이 유사하여 상가작용(additive)을 하는 두 유기용제에 동시에 노출되는 작업장에서 측정농도와 노출기준(TWA)이 다음과 같다. 복합노출지수(EI)를 계산하고 노출기준 초과 여부를 판정하시오.
    - 아세톤: 측정 400ppm / 노출기준 500ppm
    - 메틸에틸케톤(MEK): 측정 150ppm / 노출기준 200ppm
    해설
    [모범답안]
    풀이: EI = CiLi=400500+150200=0.8+0.75=1.55\sum\dfrac{C_i}{L_i}=\dfrac{400}{500}+\dfrac{150}{200}=0.8+0.75=1.55
    정답: EI=1.55>1EI=1.55\gt1 이므로 노출기준 초과(부적합).
    ■ 핵심 채점어: 복합노출지수 / EI / ΣC/기준 / 400/500=0.8 / 150/200=0.75 / 1.55 / 1 초과/부적합
    ※ 근거: 노출기준 고시상 상가작용(독성작용이 유사한 물질)이 혼재할 때 노출지수 EI=Σ(Cᵢ/Lᵢ)로 평가하며, EI>1이면 노출기준 초과로 판정.
    3산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    1일 12시간 교대(장시간 근무) 작업자가 있다. 정상 8시간 기준 노출기준(TWA)이 100ppm인 유해물질에 대해 Brief-Scala 보정법으로 보정된 노출기준[ppm]을 구하시오.
    (보정계수 RF = 8h×24h16\dfrac{8}{h}\times\dfrac{24-h}{16}, h = 1일 노출시간)
    해설
    [모범답안]
    풀이: RF = 812×241216=0.6667×0.75=0.5\dfrac{8}{12}\times\dfrac{24-12}{16}=0.6667\times0.75=0.5
    보정 노출기준 = 원래 노출기준 × RF = 100×0.5=50100\times0.5=50ppm
    정답: 보정된 노출기준 = 50ppm.
    ■ 핵심 채점어: Brief-Scala / 보정계수 RF / (8/h)×((24-h)/16) / (8/12)×(12/16) / 0.5 / 100×0.5 / 50ppm
    ※ 근거: 산업위생 표준 비정상 근무시간 보정모델인 Brief-Scala법: RF=(8/h)×((24−h)/16), 보정노출기준=노출기준×RF.
    4산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    어떤 분진에 대해 반면형 방진마스크(지정보호계수 APF = 10)를 사용하려 한다. 이 분진의 노출기준(TWA)은 5mg/m³이다.
    (1) 이 호흡보호구의 최대사용농도(MUC)[mg/m³]를 구하시오.
    (2) 작업장 공기 중 분진농도가 40mg/m³일 때 이 방진마스크의 사용 적합 여부를 판정하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    (1) MUC = APF × 노출기준 = 10×5=5010\times5=50mg/m³
    (2) 필요보호계수 = 공기 중 농도/노출기준 = 405=8\dfrac{40}{5}=8. APF(10) \ge 필요보호계수(8) 이고 공기 중 농도 40 <\lt MUC(50)
    정답: (1) MUC = 50mg/m³, (2) 사용 적합.
    ■ 핵심 채점어: 최대사용농도 / MUC=APF×노출기준 / 10×5=50mg/m³ / 필요보호계수 40/5=8 / APF≥필요보호계수 / 적합
    ※ 근거: 산업위생 호흡보호구 선정 표준식: 최대사용농도 MUC=지정보호계수(APF)×노출기준, 필요보호계수=공기중농도/노출기준, APF≥필요보호계수이면 적합.
    5산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    소음의 허용노출시간은 5dB 변화율(교환율) 기준으로 T=82(L90)/5T=\dfrac{8}{2^{(L-90)/5}} [시간]으로 산정한다(90dB(A)에서 8시간 기준). 소음수준이 (1) 100dB(A), (2) 105dB(A)일 때 각각의 1일 허용노출시간[시간]을 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    (1) L=100: T = 82(10090)/5=822=84=2\dfrac{8}{2^{(100-90)/5}}=\dfrac{8}{2^{2}}=\dfrac{8}{4}=2시간
    (2) L=105: T = 82(10590)/5=823=88=1\dfrac{8}{2^{(105-90)/5}}=\dfrac{8}{2^{3}}=\dfrac{8}{8}=1시간
    정답: (1) 2시간, (2) 1시간.
    ■ 핵심 채점어: 허용노출시간 / 5dB 교환율 / T=8/2^((L-90)/5) / 8/2²=2시간 / 8/2³=1시간
    ※ 근거: 산업안전보건법령 소음 노출기준(90dB(A) 8시간, 5dB 교환율)에 근거한 허용노출시간 산정식 T=8/2^((L−90)/5).
    6산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    동일한 음압레벨 90dB의 소음원이 여러 대 동시에 가동될 때 합성 소음레벨은 L_합 = L+10log10(n)L+10\cdot\log_{10}(n) [dB]로 계산한다. (1) 90dB 기계 2대, (2) 90dB 기계 3대를 동시 가동할 때 합성 소음레벨[dB]을 각각 구하시오. (log2=0.301, log3=0.477)
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    (1) L_합 = 90+10×log10(2)=90+10×0.301=90+3.01=93.090+10\times\log_{10}(2)=90+10\times0.301=90+3.01=93.0dB
    (2) L_합 = 90+10×log10(3)=90+10×0.477=90+4.77=94.890+10\times\log_{10}(3)=90+10\times0.477=90+4.77=94.8dB
    정답: (1) 약 93.0dB, (2) 약 94.8dB.
    ■ 핵심 채점어: 합성 소음레벨 / L+10·log(n) / 90+3.01=93.0dB / 90+4.77=94.8dB
    ※ 근거: 음압레벨(데시벨)의 에너지 합산 표준식 L_합=10·log₁₀(Σ10^(Lᵢ/10)); 동일레벨 n개는 L+10·log₁₀(n).
    7산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    귀마개(NRR 26dB)와 귀덮개(NRR 29dB)를 이중(동시)으로 착용하였다. (1) 두 보호구의 NRR을 단순 합산(26+29)하면 안 되는 이유를 한 줄로 쓰고, (2) NIOSH 권장 규칙(두 보호구 중 큰 NRR에 5dB 가산)에 따라 이중 착용 시 합성 차음성능(NRR)[dB]을 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    (1) 차음은 데시벨(로그 스케일) 값이라 산술 합산이 성립하지 않고, 골전도 등으로 실제 감쇠가 제한되기 때문.
    (2) 합성 NRR = 큰 값(29)+5=34(29)+5=34dB
    정답: (1) 단순 산술합 불가(로그 스케일·골전도 한계), (2) 34dB.
    ■ 핵심 채점어: 이중 청력보호구 / 단순 합산 불가 / 로그 스케일/골전도 / 큰 NRR+5 / 29+5=34dB
    ※ 근거: NIOSH 이중 청력보호구(귀마개+귀덮개) 권장 규칙: 두 장치 중 높은 NRR에 5dB를 가산해 합성 차음성능을 추정.
    8산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    플랜지가 부착된 외부식 국소배기 후드의 필요송풍량은 Q=60×0.75×V×(10X2+A)Q=60\times0.75\times V\times(10X^{2}+A) [m³/min]로 계산한다. 제어풍속 V = 0.5m/s, 발생원까지 거리 X = 0.25m, 후드 개구면적 A = 0.15m²일 때 필요송풍량[m³/min]을 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    10X2+A=10×(0.25)2+0.15=10×0.0625+0.15=0.625+0.15=0.77510X^{2}+A=10\times(0.25)^{2}+0.15=10\times0.0625+0.15=0.625+0.15=0.775
    Q=60×0.75×0.5×0.775=22.5×0.775=17.4375Q=60\times0.75\times0.5\times0.775=22.5\times0.775=17.4375
    정답: Q17.44Q\approx17.44m³/min.
    ■ 핵심 채점어: 플랜지 외부식 / Q=60×0.75×V×(10X²+A) / 0.775 / 22.5×0.775 / 17.44 m³/min
    ※ 근거: 산업환기 표준식(플랜지 부착 자유공간 외부식 후드, Della Valle 계열): Q=60·0.75·V·(10X²+A). 플랜지 부착 시 계수 0.75 적용.
    9산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    포위식(부스식) 국소배기 후드는 개구면 전체를 제어풍속으로 흡인하므로 필요송풍량을 Q=60×A×VQ=60\times A\times V [m³/min]로 계산한다. 개구면적 A = 0.5m², 제어풍속 V = 0.4m/s일 때 필요송풍량[m³/min]을 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이: Q=60×A×V=60×0.5×0.4=12Q=60\times A\times V=60\times0.5\times0.4=12
    정답: Q = 12m³/min.
    ■ 핵심 채점어: 포위식/부스식 후드 / Q=60·A·V / 개구면적×제어풍속 / 60×0.5×0.4 / 12 m³/min
    ※ 근거: 산업환기 표준식: 포위식(부스식) 후드 필요송풍량 = 개구면적 × 제어풍속(×60으로 분당 환산).
    10산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    국소배기 덕트에서 필요송풍량 Q = 12m³/min의 공기를 반송속도(덕트 내 풍속) V = 20m/s로 이송하려 한다. 원형 덕트의 소요 내경 D[mm]를 구하시오. (Q=AVQ=A\cdot V, A=πD24A=\dfrac{\pi D^{2}}{4})
    해설
    [모범답안]
    풀이:
    Q = 12m³/min = 1260=0.2\dfrac{12}{60}=0.2m³/s
    A = QV=0.220=0.01\dfrac{Q}{V}=\dfrac{0.2}{20}=0.01
    D = 4Aπ=4×0.013.1416=0.012732=0.1128\sqrt{\dfrac{4A}{\pi}}=\sqrt{\dfrac{4\times0.01}{3.1416}}=\sqrt{0.012732}=0.1128m
    정답: D0.113D\approx0.113m = 약 113mm.
    ■ 핵심 채점어: 반송속도 / Q=A·V / 단위환산 12/60=0.2m³/s / A=Q/V=0.01m² / D=√(4A/π) / 약 113mm
    ※ 근거: 유체 연속방정식 Q=A·V와 원형단면 A=πD²/4. Q를 m³/s로 환산 후 단면적→직경 산정.
    11산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    국소배기용 송풍기의 소요동력은 P=Q×ΔP6,120×ηP=\dfrac{Q\times\Delta P}{6{,}120\times\eta} [kW]로 계산한다(Q: 송풍량[m³/min], ΔP: 전압손실[mmAq], η: 효율). Q = 200m³/min, ΔP = 100mmAq, 효율 η = 0.6일 때 송풍기 소요동력[kW]을 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이: P=200×1006,120×0.6=20,0003,672=5.446P=\dfrac{200\times100}{6{,}120\times0.6}=\dfrac{20{,}000}{3{,}672}=5.446
    정답: P5.45P\approx5.45kW.
    ■ 핵심 채점어: 송풍기 소요동력 / P=Q·ΔP/(6120·η) / 200×100=20000 / 6120×0.6=3672 / 5.45kW
    ※ 근거: 산업환기 송풍기 축동력 표준식 P[kW]=Q·ΔP/(6120·η) (Q: m³/min, ΔP: mmAq). 6120은 단위환산 상수.
    12산업안전기사 실기 신출대비 — 6.보호구/산업위생(계산·기준)
    방독마스크 정화통 1개의 유효사용시간(파과까지의 사용 가능시간)이 40분인 작업환경에서, 1일 4시간(240분) 연속 유해가스 작업을 수행하려 한다. 작업 완료까지 준비해야 할 정화통의 최소 개수를 구하시오.
    해설
    [모범답안]
    풀이: 필요 개수 = 총작업시간 / 정화통 1개 유효사용시간 = 24040=6\dfrac{240}{40}=6 (나누어 떨어지지 않으면 올림)
    정답: 정화통 최소 6개.
    ■ 핵심 채점어: 정화통 개수 / 총작업시간/유효사용시간 / 240/40 / 올림 / 6개
    ※ 근거: 정화통 유효사용시간(파과시간) 기반 소요량 산정: 소요 개수=총작업시간÷1개 유효사용시간(비정수 시 올림).