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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
산업환기시스템 효율적관리 방안 개발 연구(직건)
- 연구책임자
- 서회경
- 수 행 연 도
- 2013년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 : 산업환기시스템 효율적 관리 방안 개발 연구 2. 연구 필요성 및 목적 산업환기시스템은 초기 설계 및 시공과 유지관리가 제대로 이루어져야만 기대한 효과를 볼 수 있으며, 적절한 설계와 시공으로 초기 효율이 좋은 시스템이라도 관리 소홀로 인해 환기 효율이 저하되어 작업환경이 악화되는 경우를 흔히 볼 수 있음. 특히 중소규모 사업장의 경우 국소배기 설비를 전담하는 부서나 담당 직원이 없는 경우가 많아 자체적으로 산업환기시스템을 제대로 유지 관리하기에 어려운 부분이 많음. 따라서 국소배기시스템의 점검 및 유지관리를 위해 필요한 자료를 정리하고, 중소규모 사업장 안전보건관리자 등에게 실제적으로 도움을 줄 수 있는 산업환기시스템 관리 방안을 제시할 필요가 있음. 3. 연구내용 및 방법 가. 연구내용 국소배기시스템의 후드 및 덕트, 공기정화장치, 송풍기 등 각 구성 요소별 점검 및 진단을 위해 필요한 장비에 대한 소개와 후드 형태별 제어유속 측정, 후드정압 측정, 송풍기 입/출구 정압 측정 등의 측정 내용 및 방법을 측정 사진과 함께 제시하여 이해하기 쉬운 내용으로 정리하고, 국소배기시스템 진단 체계를 수립하였음. 그리고 산업환기시스템의 효과적인 유지관리 방안을 모색하기 위하여 실제 현장조사를 실시한 사업장을 대상으로 작업특성별 환기 시뮬레이션을 실시하여 환기 효과를 검증하여 사례별로 제시하였음. 나. 연구방법 국소배기시스템의 적절한 유지관리를 위해 선행되어야 할 성능 검사를 위해 필요한 측정 장비 및 측정 내용과 방법을 산업환기 관련 문헌조사를 통하여 정리하고 현장 사진을 수집하여 제시하였음. 국소배기시스템 현장조사를 실시한 사업장 5개소의 연마 및 세척, 피막처리, 알루미늄 용해, 그라비아 인쇄, 분말 계량 공정 등을 대상으로 각 공정별 국소배기 성능 평가에 따른 문제점을 파악하고 개선 방안을 모색하였으며, 전산유체역학(CFD ; Computational Fluid Dynamics)을 활용하여 개선 효과를 검증하여 10가지 사례로 정리하였음. 4. 연구결과 가. 국소배기시스템 측정 및 장비 국소배기시스템 성능 변화를 모니터링하기 위해 필요한 스모크 테스터와 유속계, 피토관·마노미터·아네로이드 압력계 등 유체흐름의 압력 측정 장비, 송풍기 임펠러 회전수 측정기, 표면온도계 등의 장비에 대한 소개와 특성을 정리하였음. 후드 형태별 제어유속과 후드 흡인유량, 후드정압, 덕트 반송속도, 송풍기 입/출구 정압, 회전수 등의 측정 항목별 측정 내용 및 방법을 사진과 그림을 이용하여 이해하기 쉽게 정리하여 제시하였음. 나. 국소배기시스템 진단 방법 국소배기시스템을 최적 효율 상태로 유지관리하기 위해서는 시스템의 정확한 진단이 무엇보다 중요하며, 체계적인 진단 방법 수립이 필요함. 작업 공정 및 국소배기장치 계통도 확보 등을 통해 국소배기시스템의 진단 계획을 수립하고 후드, 덕트, 공기정화장치, 송풍기 등 각 구성 요소별 점검을 통하여 실태파악 및 문제점을 도출하여 개선 방안을 수립함으로써 국소배기시스템을 효과적으로 유지관리 할 수 있음. 다. 사업장 국소배기시스템 성능 평가 사례 조사 국소배기시스템 성능에 대한 적절한 검사 및 진단은 시스템 성능 평가를 위한 필수 사항으로 주기적으로 모니터링 되어야 하고, 그 결과 국소배기시스템의 문제점을 파악하고 시스템 효율 향상을 위한 개선 방안을 수립함으로써 산업환기시스템을 효율적으로 관리할 수 있음. 이에 대한 이해를 돕고자 실태조사를 수행한 5개 사업장의 자동 로봇용접공정 및 연마, 세척, 피막처리, 알루미늄 용해, 그라비아 인쇄, 분말 계량 공정 등을 대상으로 국소배기시스템 성능 평가 및 전산유체역학(CFD ; Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 환기효과를 검증하여 개선 방안을 마련하였음. 개선 유형별 10가지 사례를 제시하였으며, 그 중 자동 로봇용접 공정의 사례는 다음과 같음. 자동 로봇용접 공정의 경우 공정을 부스화시켜 용접흄이 작업장 주변으로 확산되지 않도록 음압관리를 하고 있으나, 부스 개구면에서 제어유속을 측정한 결과 법정 기준치에 미달하는 수준이었음. 각 부스별 유량 측정은 공간상 측정이 불가능하여 송풍기 유량을 측정하여 총 배기량을 평가한 후 각 공정별 댐퍼 개폐율 및 덕트 반송속도를 고려해 유량 분배 수준을 유추하였음. 송풍기 성능평가 결과, 송풍기 유량은 정격 사양 대비 약 52%로 저하되어 있었고 송풍기 정압 및 회전수는 정격 사양 대비 약 90% 이상의 효율을 보이고 있어 송풍기 유량 저하의 원인은 기계적 노후에 따른 모터 효율 저하라 판단하였음. 이에 대한 개선 의견으로, 모터 교체 등의 조치가 필요하고 부스의 불필요한 개구부를 최대한 차폐시켜 부스 내부 음압 유지를 더욱 철저히 유지시킴으로써 환기 효율을 향상시킬 수 있음. 5. 활용방안 및 기대성과 연구를 통해 마련된 산업환기시스템 관리 방안은 중소규모 사업장 안전보건 관리자뿐만 아니라 산업환기에 관심 있는 사람은 누구나 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 후드, 덕트, 공기정화장치, 송풍기 등의 각 구성 요소별 측정 및 점검 사항을 현장 사진을 예시로 활용하여 정리하였음. 그리고 국소배기시스템 환기 효율 향상을 위한 개선 방안을 사례별로 제시하고 전산유체역학(CFD)을 이용하여 환기 개선 효과를 검증하였음. 따라서 이번 연구결과는 산업환기시스템을 보유하고 있는 중소규모 사업장 안전보건관리자 등이 국소배기시스템을 최적 상태로 유지관리하고 환기 효율 개선을 통해 근로자 건강장해 예방을 위한 자료로 활용할 수 있을 것임. 6. 중심어 : 산업환기시스템, 국소배기, 유지관리, 환기 효율 7. 참고문헌 및 연락처 가. 참고문헌 1) 김태형, 김현욱, 박동욱, 백남원. 산업환기. 신광출판사; 1999.(295-330쪽.) 2) 하현철, 김대윤, 허창수 등. 국소배기장치 후드의 제어유속 적합성 연구: 연구결과보고서. 산업안전보건연구원 2010-72-889, 2010. 3) 김태형, 하현철, 김종철 등. 직업병 발생 화학물질 취급업종 표준산업환기 방안 연구(Ⅲ): 연구결과보고서. 산업안전보건연구원 2009-65-1252, 2009. 4) 김태형, 하현철, 김종철 등. 직업병 발생 화학물질 취급업종 표준산업환 기 방안 연구(Ⅱ): 연구결과보고서. 산업안전보건연구원 2008-92-1158, 2008. 5) 김태형, 김정말, 원정일, 하현철. 직업병 다발 화학물질 취급업종 표준산업 환기 방안 연구: 연구결과보고서. 산업안전보건연구원 2008-10-11, 2007. 6) American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Industrial Ventilation - A Manual of Recommended Practice for Design. 27th ed. ACGIH, Cincinnati (OH); 2010. 7) American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Industrial Ventilation - A Manual of Recommended Practice for Operation and Maintenance. ACGIH, Cincinnati (OH); 2007. 나. 연락처 1) 연구책임자 : 직업건강연구센터 서회경 연구원
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