개념 한 쪽
습도는 공기 중에 포함된 수증기의 양을 가리키며 작업환경 열스트레스 평가와 밀접한 관련을 가진다 한다. 상대습도 개념과 단위 구분을 정확히 알고, 열환경 지표인 WBGT 계산식과 관련 공식들을 숙지해야 한다.
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출제기준 단원 「습도」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 옥외 WBGT 계산 | 1 | 주어진 습구·흑구·건구 온도로 옥외 WBGT 값을 산출하는 법 |
| 평균복사온도 공식 적용 | 1 | 기류속도와 온도 차로 평균복사온도 식을 활용하는 방식 |
| 옥내 WBGT 산출식 식별 | 1 | 옥내 허용기준 산출식에서 가중치 조합을 구분하는 능력 |
상대습도는 현재 공기 중 수증기량이 동일한 온도에서 가질 수 있는 최대 수증기량, 즉 포화수증기량에 대한 비율을 백분율(%)로 나타낸 지표라 정의한다. 예컨대 50%는 공기가 담을 수 있는 수증기의 절반만 포함하고 있음을 의미하므로 상대습도는 퍼센트 단위를 사용한다.
수증기량을 표현하는 다른 단위로는 g/m³ 또는 g/kg 같은 질량 기반 단위가 사용되며, ppm과 같은 농도 단위는 상대습도 표시에 적절하지 않다 한다. 온도가 변하면 같은 절대 수증기량이라도 포화수증기량이 달라지므로 상대습도는 온도에 민감하게 변동한다.
열환경 평가는 습도와 복사열, 기온을 종합하여 이루어진다 한다. 현장에서 흔히 쓰이는 열스트레스 지표인 WBGT는 옥외와 옥내에서 다른 가중치를 사용하여 계산한다. 또한 흑구온도와 기류속도, 기온 간의 관계로 평균복사온도를 추정하는 공식이 있어 복사열 영향을 정량화할 수 있다.
현장 측정 장비의 선택과 측정 조건도 습도 및 열환경 평가에 영향을 미친다 한다. 예를 들어 흑구온도계는 복사열을 포함한 환경을 평가하므로 표준 직경 기기에서 충분한 측정 시간이 필요하다 한다. 장비별 측정 원리와 표기 단위를 구분하여 해석해야 한다.
옥외 작업장에서 자연습구온도 20℃, 흑구온도 50℃, 건구온도 30℃가 주어지면 옥외 WBGT 계산식(0.7×자연습구온도 + 0.2×흑구온도 + 0.1×건구온도)을 적용하여 27℃를 얻는다 한다. 옥내의 경우는 습구온도 가중치가 더 커져 옥내 WBGT는 0.7NWB + 0.3GT로 산출한다. 평균복사온도는 흑구온도와 기온 차이에 기류속도의 제곱근을 곱한 보정항을 더하는 식 Tw = Tg + 0.24√V(Tg-Ta)를 사용하여 추정한다.
옥외 작업장의 온열조건이 다음과 같을 때 습구흑구 온도지수(WBGT)를 계산하면? (단, 자연습구온도 : 20℃, 흑구온도 : 50℃, 건구온도 : 30℃)
정답 ① · 옥외 작업장의 WBGT(습구흑구온도지수) 계산 공식은 WBGT = 0.7 × 자연습구온도 + 0.2 × 흑구온도 + 0.1 × 건구온도 입니다. 주어진 값을 대입하면 0.7 × 20 + 0.2 × 50 + 0.1 × 30 = 14 + 10 + 3 = 27℃ 가 됩니다.
옥외 WBGT = 0.7×습구온도 + 0.2×흑구온도 + 0.1×건구온도로 계산하며, 결과는 27℃이다.
작업장내의 흑구온도계와 기온과의 차를 실효복사온도라 하며 실제환경의 복사온도를 평가할때는 평균복사온도가 이용된다. 평균복사온도를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, Tg : 흑구온도, Ta : 기온, V : 기류속도, Tw : 평균복사온도 )
정답 ① · 문제는 평균복사온도를 구하는 식을 묻고 있다. 평균복사온도는 흑구온도에 기류속도와 흑구온도-기온 차에 비례하는 보정항을 더한 형태로 계산되며 식 전개는 Tw = Tg + 0.24√V(Tg - Ta)이다.
평균복사온도 공식은 Tw = Tg + 0.24√V(Tg-Ta)로 기류속도와 온차에 비례한다.
고온작업장의 고온허용 기준인 습구흑구 온도지수(WBGT)의 옥내 허용기준 산출식은? (단, NWB : 자연습구온도, GT : 흑구온도 이다.)
정답 ④ · WBGT(습구흑구온도지수)는 고온작업장의 열스트레스를 평가하는 지표입니다. 옥외에서는 복사열의 영향을 많이 받으므로 흑구온도(GT)의 가중치가 높고(0.7), 옥내는 복사열의 영향이 상대적으로 적어 자연습구온도(NWB)의 가중치가 높습니다.
옥내 WBGT는 복사열 영향이 적어 습구온도 가중치 0.7, 흑구온도 0.3을 사용한다.
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