이 글의 목적은 병원에서 사용하는 의료용 산소를 고압가스 설비 관점에서 안전하게 저장·공급하기 위한 시설 기준과 설계·운영상 유의사항을 체계적으로 정리하여, 시설 담당자와 엔지니어가 실제 현장에서 바로 활용할 수 있도록 돕는 것이다.
1. 의료용 산소와 관련 법규 체계 이해
의료용 산소는 환자 치료에 사용하는 의약품이면서 동시에 고압가스에 해당하는 특수한 물질이다. 따라서 병원 시설에서 의료용 산소를 저장·사용할 때에는 여러 법령과 기술기준이 중첩 적용된다.
1.1 주요 적용 법령과 기준
- 고압가스안전관리법: 산소를 포함한 고압가스의 제조·저장·사용 시설 기준과 검사·관리 기준을 규정한다.
- 의료법 및 의료기기 관련 규정: 의료기관 시설 기준과 의료용 가스설비 시공·유지관리 적합성 요구사항을 규정한다.
- KS P ISO 7396-1: 의료용 가스 배관 시스템에 대한 국내 표준으로, 병원 내 산소·질소·진공 등 의료가스 배관 설계·시공·시험 기준으로 활용한다.
- 소방 관련 법령: 산소 저장실의 방화구획, 피난, 전기설비, 화재감지 및 소화기 배치 기준이 적용된다.
- 산업안전보건법: 산소 취급 작업자의 안전보건 교육, 위험성평가, 누출·화재 위험 관리 등을 요구한다.
실무에서는 고압가스안전관리법상의 저장·사용 시설 기준을 우선 검토하고, 병원 내부 배관·아웃렛·경보 시스템은 KS P ISO 7396-1 및 NFPA 99 수준의 요구사항을 참고하여 설계·시공하는 방식이 일반적이다.
1.2 의료용 산소의 고압가스 분류
- 의료용 산소 실린더: 압축가스로 분류되며, 용기 내 압력과 저장량에 따라 고압가스 저장시설에 해당할 수 있다.
- 액체산소 탱크(벌크 저장설비): 저온 액화가스로 분류되며, 일정 용량 이상이면 고압가스 제조소 또는 저장소로 허가·검사 대상이 된다.
- 중앙배관을 통한 병실 공급: 산소 사용량이 큰 종합병원에서는 중앙 기계실 또는 야외 저장소에서 산소를 공급하여 배관망으로 각 병동에 분배한다.
저장량이 일정 기준을 초과하는 경우에는 고압가스 저장소로 보고 허가·완성검사·정기검사 대상이 되므로, 설계 초기 단계에서 산소 저장량과 가스 종류별 합산량을 정확히 산정하는 것이 중요하다.
2. 병원 의료용 산소 공급 방식과 시스템 구성
병원 의료용 산소 설비 기준을 이해하려면 먼저 공급 방식과 시스템 구성을 구분해야 한다.
2.1 주요 공급 방식 유형
- 벌크 액체산소 탱크 방식
- 병원 외부 야드에 대형 액체산소 탱크(저온 저장탱크)를 설치한다.
- 탱크에서 기화기(vaporizer)를 통해 기체 산소로 변환 후 압력조정기를 거쳐 배관망으로 공급한다.
- 대형 종합병원·대학병원 등 산소 사용량이 많은 시설에서 주로 사용한다.
- 고압 실린더 매니폴드 방식
- 고압 산소용기 여러 개를 매니폴드로 연결하여 집합 설치하고 중앙배관에 연결한다.
- 중·소규모 병원 및 요양병원에서 흔히 사용하는 방식이다.
- 산소 농축기 또는 PSA 산소발생기 연계 방식
- 산소발생기를 이용하여 산소 90~96% 농도의 산소93(Oxygen 93)을 생산하고 배관으로 공급한다.
- 표준에서는 산소 99% 및 산소 93 시스템 요구사항을 구분하여 규정한다.
2.2 시스템 기본 구성요소
- 주 공급원: 액체산소 탱크 또는 실린더 매니폴드, 산소발생기 등
- 비상·예비 공급원: 예비 실린더군 또는 예비 탱크로 구성하며, 주 공급원 이상 시 자동 또는 수동 전환이 가능해야 한다.
- 압력 조정 및 제어 장치: 1차·2차 압력조정기, 감압밸브, 안전밸브, 역류방지장치 등
- 배관 분배 시스템: 동관 또는 적합한 재질의 배관, 분기, 존(Zone) 차단밸브, 아웃렛
- 감시·경보 시스템: 압력·유량·저장량 감시, 중앙경보판, 로컬 경보판, 비상전원 연계
주의 : 공급 방식이 무엇이든, 환자에게 공급되는 산소는 중단·혼입·오염이 없어야 하므로 주 공급원·예비 공급원·배관·경보 시스템을 하나의 통합된 생명유지 설비로 보고 설계·운전해야 한다.
3. 의료용 산소 저장설비(탱크·용기보관실) 시설 기준
병원 의료용 산소 시설에서 중대한 사고 위험을 좌우하는 부분은 저장설비와 그 설치 장소이다.
3.1 액체산소 저장탱크(벌크 설비) 설치 기준 개요
- 설치 위치
- 가능한 한 야외에 설치하며, 건물·도로·인접부지와의 이격거리 기준을 검토해야 한다.
- 고압가스 상세기준 및 별표 기준에 따른 보호시설(학교, 병원, 다중이용시설 등)과의 안전거리를 확보해야 한다.
- 구조·방호
- 탱크 지지구조는 지진·풍하중을 고려하여 설계하며, 기초는 부등침하가 발생하지 않도록 한다.
- 저장량이 일정 기준을 초과하는 경우 방호벽 설치 또는 추가 이격거리 확보가 요구된다.
- 차량 충돌 위험이 있는 위치에는 가드레일·볼라드 등 차량 방호시설을 설치한다.
- 배관·기화기
- 탱크에서 기화기·배관으로 연결되는 라인은 응력집중 및 열변형을 고려하여 플렉시블 조인트, 유연한 배관 경로를 확보한다.
- 기화기 주변은 자연통풍이 잘 되는 위치에 설치하고, 적설·결빙에 의한 성능 저하를 방지하는 구조로 해야 한다.
3.2 고압 산소용기 보관실 기준
병원 내 산소 실린더 보관실은 고압가스 저장·사용 시설 기준과 동시에 의료용 가스 특성을 반영하여 설계해야 한다.
- 건축 구조
- 벽체는 불연재료를 사용하고, 지붕은 가벼운 불연 또는 난연재료를 사용하는 것이 일반적이다.
- 기타 가연성가스와 함께 보관하지 않으며, 산소·가연성가스·기타 가스를 명확히 구획·분리한다.
- 환기
- 상부 자연 환기구 또는 기계 환기설비를 설치하여 산소 누출 시 국부적인 산소 농도 상승을 방지한다.
- 실내 체적과 누출 시나리오를 고려하여 적정 환기량을 산정하고, 상시 또는 간헐 운전 방식을 정한다.
- 바닥·구획
- 바닥은 평탄·건조하게 유지하고 배수로를 통해 응축수·청소수를 안전하게 배출한다.
- 충전용기(Full)와 공용기(Empty)를 구획하여 정리하고, 전도 방지를 위한 체인·고정틀을 설치한다.
- 표시·안전관리
- 출입문에 “의료용 산소 보관실”, “화기 엄금”, “흡연 금지” 등 경고표지를 부착한다.
- 실내에서는 윤활유·유류·가연성 물질을 사용·보관하지 않는다.
| 구분 | 주요 요구사항 | 비고 |
|---|---|---|
| 액체산소 탱크 | 야외 설치, 이격거리 확보, 방호벽 또는 추가 이격, 차량 방호 | 저장량 기준 초과 시 고압가스 저장소 허가 |
| 실린더 보관실 | 불연 구조, 자연·기계 환기, 실린더 전도 방지, 화기 엄금 | 산소·가연성가스 분리 보관 |
| 실내 매니폴드실 | 단독실 설치, 환기 확보, 출입 통제, 경보·비상차단 장치 | 내화구조·전기설비 방폭여부 검토 |
주의 : 산소는 자체적으로는 연료가 아니지만 강한 산화제로서, 산소 농도가 상승하면 작은 점화원에도 화재·폭발이 격렬해지므로, 보관실 내부의 모든 자재·윤활유·코팅재가 산소에 적합한 재질인지 반드시 확인해야 한다.
4. 의료용 산소 배관설비 기준(병원 내 배관망)
병실·수술실·중환자실에 산소를 안정적으로 공급하기 위해서는 KS P ISO 7396-1 등에서 제시하는 의료가스 배관 기준을 충족해야 한다.
4.1 배관 재질과 청정도
- 재질:
- 의료용 가스 배관에는 탈지 처리된 동관(Deoxidized Copper Tube)을 사용하는 것이 일반적이다.
- 특수한 경우 스테인리스강 배관을 사용할 수 있으나, 의료용 가스용으로 인증된 제품·접합 공법을 사용해야 한다.
- 청정도:
- 배관 내면은 기름기·분진·산화피막이 제거된 상태여야 하며, 산소용 배관은 특히 오일 프리 상태를 유지해야 한다.
- 동관은 공장 탈지(Factory Degreased) 제품을 사용하고, 현장 조립 후 질소 퍼지 상태에서 브레이징을 수행한다.
4.2 접합·시공 기준
- 브레이징
- 은(Ag)계 브레이징 재료를 사용하며, 납(Pb)이 포함되지 않은 재료를 사용한다.
- 브레이징 작업 시 배관 내부에 질소를 흘려 산화 스케일 발생을 최소화한다.
- 배관 경로
- 급격한 굴곡·불필요한 루프·막다른 배관(Dead Leg)을 피하고, 점검·유지보수가 가능한 경로로 배치한다.
- 다른 용도의 배관(스팀, 온수, 전선관 등)과 적절한 이격을 유지하고, 교차 시에는 열·자기장·진동 영향을 검토한다.
4.3 가스별 분리와 식별
- 가스별 배관은 상호 연결되지 않도록 설계하며, Valved Cross-connection을 설치하지 않는다.
- 배관 외면에는 색상·문자·화살표로 가스종류와 흐름 방향을 일정 간격마다 표시한다.
- 병동·층별 분기부에는 명확한 표찰을 부착하여, 개·폐 대상 존을 쉽게 인지하도록 한다.
| 항목 | 권장 기준 | 점검 포인트 |
|---|---|---|
| 배관 재질 | 의료용 탈지 동관 또는 동등 이상 재질 | 인증서, 재질시험성적서 확인 |
| 접합 방식 | 질소 퍼지 브레이징, 납 무함유 솔더 | 시공 기록, 작업절차서 준수 여부 |
| 배관 식별 | 색상·문자·방향 표시, 일정 간격 반복 | 천장 내부·기계실 구간 누락 여부 |
5. 병원 의료용 산소실·의료가스 저장실 설계 기준
의료용 산소와 기타 의료가스를 보관·분배하는 공간(의료가스실, 매니폴드실, 산소실 등)은 건축·설비·전기 측면에서 별도 기준을 따른다.
5.1 실 배치와 방화 성능
- 의료가스 저장실은 가급적 외벽에 접하여 배치하고, 비상 시 외부로 직접 대피 또는 강제 환기가 가능하도록 한다.
- 인접구획과의 벽체는 일정 시간 이상의 내화구조를 확보하여 화재 확산을 지연한다.
- 병실·수술실과 직접 인접하지 않고, 기계실·서비스 코어 주변에 배치하는 구성이 일반적이다.
5.2 출입문·환기·전기설비
- 출입문
- 가능하면 외부 방향으로 여는 여닫이문을 사용하고, 평상시에는 잠금 관리하되 비상 시 즉시 개방 가능해야 한다.
- 문에는 “의료가스실”, “Authorized Personnel Only” 등 출입 통제 표지를 부착한다.
- 환기
- 저장량·실 체적·누출 시나리오를 고려하여 자연 또는 기계 환기를 설계한다.
- 흡입구·배출구 위치는 산소의 특성(공기와 비슷하거나 약간 무거운 기체)을 고려하여 상부·중간부에 설치하는 것이 일반적이다.
- 전기설비
- 스파크가 발생할 수 있는 전기기기 설치를 최소화하고, 필요한 경우 의료가스용으로 적합한 구조의 기기를 사용한다.
- 정전 시에도 경보·조명·차단 기능이 유지되도록 비상전원(비상발전기·UPS) 연계를 검토한다.
주의 : 의료용 산소실 내부에 일반 콘센트, 휴대용 히터, 연장선 등을 임의로 설치하는 사례가 종종 발생하는데, 이는 점화원을 증가시키는 행위이므로 설계·검토 대상이 아닌 전기기기는 원칙적으로 반입·설치하지 않는 것이 바람직하다.
6. 압력조정·차단·경보 등 안전설비 기준
의료용 산소 설비의 핵심은 공급이 끊기지 않으면서도 이상 발생 시 신속히 차단·경보를 발생시키는 것이다.
6.1 압력조정 및 안전장치
- 1차 압력조정기: 저장설비에서 나오는 고압 산소를 중간압으로 낮추며, 이중화 구성을 통해 한쪽 고장 시에도 공급이 유지되도록 한다.
- 2차 압력조정기: 병동·존 단위로 공급압을 재조정하고, 과압 시 안전밸브를 통해 안전한 장소로 방출되도록 한다.
- 역류방지·역화방지 장치: 산소·아세틸렌 등 연소성 가스를 함께 사용하는 설비에는 역류·역화 방지장치를 설치한다.
6.2 존(Zone) 차단밸브와 병동별 관리
- 각 병동·수술실 구역 입구에는 존 차단밸브 박스를 설치하여, 해당 구역만 선택적으로 차단할 수 있도록 한다.
- 밸브 박스에는 해당 가스 종류·공급 구역 이름을 표시하고, 밸브 위치도를 비치한다.
- 수술실·중환자실 등 중요 구역은 이중 공급 루프 또는 바이패스를 검토한다.
6.3 경보 및 감시 시스템
- 중앙 감시·경보반:
- 중앙기계실, 응급실 또는 중앙감시실 등 24시간 감시가 가능한 장소에 설치한다.
- 저장량 저하, 공급압력 이상, 전원 이상, 예비 공급원 전환 등 주요 상태를 표시·경보한다.
- 로컬 경보:
- 수술실·중환자실 등 중요 구역 근처에 설치하여, 해당 구역의 압력 이상을 즉시 인지할 수 있도록 한다.
| 장치 | 기능 | 설치 위치 예 |
|---|---|---|
| 1차 압력조정기 | 저장설비 고압 → 중간압 변환 | 야외 산소탱크 주변 또는 매니폴드실 |
| 존 차단밸브 | 병동·구역별 공급 차단 | 병동 복도 천장, 수술실 전실 |
| 중앙경보반 | 저장량·압력·전원 상태 감시 | 기계실, 중앙감시실 |
7. 운전·점검·유지관리 및 교육 기준
아무리 설계를 잘해도 유지관리와 교육이 따라가지 못하면 의료용 산소 설비는 잠재적인 사고원으로 변한다. 병원에서는 운영 단계의 절차를 명문화해야 한다.
7.1 일상 점검 항목
- 저장설비:
- 저장량(잔량) 및 탱크·실린더 압력 확인
- 밸브·플랜지·배관 접속부 누출 여부 육안·비누거품 검사
- 기화기 결빙·결로·부식 상태 확인
- 배관·아웃렛:
- 병실 아웃렛 파손·오염 여부·비의도적 혼입 여부 확인
- 사용하지 않는 아웃렛 캡(Plug) 장착 상태 확인
- 경보·전기:
- 경보반 표시·부저 기능 점검
- 비상전원 전환 시험(정기적으로 실시)
7.2 정기 점검 및 검사
- 고압가스 관련 정기검사:
- 저장량·용도에 따라 법정 정기검사 주기에 맞추어 검사기관의 검사를 받아야 한다.
- 검사 결과 지적사항은 시정조치 후 재확인한다.
- 배관 시스템 성능검사:
- 누설시험, 압력강하 시험, 알람 세팅값 검증 등을 정기적으로 재검토한다.
- 배관 개조·증설 시에는 부분이 아닌 시스템 전체 관점에서 기능시험을 재실시한다.
7.3 취급자 교육 및 작업허가
- 의료용 산소 설비 취급자·기계실 담당자는 고압가스 및 의료가스 관련 교육을 이수해야 한다.
- 산소실 출입·밸브 조작·실린더 교환은 지정된 인원만 수행하도록 작업허가 절차를 마련한다.
- 실린더 교환, 밸브 개폐, 긴급 차단 절차를 그림·체크리스트로 제작하여 현장에 비치한다.
주의 : 의료용 산소 설비는 환자 생명과 직결되므로, 단순 설비 담당자뿐 아니라 임상의사·간호사·응급실 인력도 기본적인 경보 의미, 산소 공급 중단 시 응급조치 절차를 이해하고 있어야 한다.
8. 설계·감리·시공 시 체크리스트 활용 방안
병원 의료용 산소 설비는 복잡한 시스템이므로, 단계별 체크리스트를 만들어 활용하는 것이 좋다.
8.1 설계 단계 체크포인트
- 산소 사용량 예측: 침상 수, 병상 회전율, 수술실 사용시간 등을 반영하여 피크 사용량을 산정한다.
- 저장방식 선정: 벌크 탱크·실린더 매니폴드·산소발생기 조합을 결정하고, 각 방식별 법적 요구사항을 비교한다.
- 배관 루트·존 구획 계획: 향후 증·개축 가능성을 고려하여 메인 루프와 존 분리를 설계한다.
- 경보·BMS 연계: 중앙경보반과 병원 통합 모니터링 시스템 연계 방식을 결정한다.
8.2 시공·감리 단계 체크포인트
- 배관 재질·탈지 여부 증빙서류 확인
- 브레이징 작업 중 질소 퍼지 기록 및 시험 성적 확인
- 누설시험·압력시험·청정도 검사 결과 검토
- 아웃렛 종류·규격·가스별 키잉(Keying) 방식 확인
- 경보·차단밸브·표지판 위치가 설계와 일치하는지 현장 확인
| 단계 | 주요 체크 항목 | 주요 책임자 |
|---|---|---|
| 기본설계 | 수요예측, 저장방식, 배관 개념도, 법규 검토 | 설계자, 병원 시설팀 |
| 실시설계 | 배관 상세, 이격거리, 구조·전기 검토, 경보 시스템 정의 | 전문 설계사, 감리 예정자 |
| 시공 | 재료 인증, 탈지·브레이징, 시험, 탱크·실린더 설치 | 시공사, 감리자 |
| 운전 전 | 전체 기능시험, 경보 작동, 전환 시나리오 검증 | 병원 시설팀, 시공사, 검사기관 |
FAQ
Q1. 병원 의료용 산소 저장량이 어느 정도부터 고압가스 저장소로 관리해야 하는가?
의료용 산소는 고압가스에 해당하므로, 압축가스 및 액화가스 모두 일정 저장량을 초과하면 고압가스 저장소로 분류되어 허가, 완성검사, 정기검사 대상이 된다. 구체적인 경계값은 저장형태·압력·질량 환산 방식 등에 따라 다르므로, 설계 시점에 최신 고압가스 관련 별표·상세기준을 확인하여 산소·기타 가스의 합산 저장량이 어떤 구분에 해당하는지 판단해야 한다.
Q2. 의료용 산소 배관에 일반 동관을 사용해도 되는가?
의료용 산소 배관에는 일반 배관용 동관이 아니라, 내면 청정도가 확보된 의료용 또는 동등 수준의 탈지 동관을 사용하는 것이 원칙이다. 또한 공장에서 탈지 처리된 제품을 사용하고, 현장에서 브레이징 작업 시에도 질소 퍼지 등으로 추가 오염을 방지해야 한다. 윤활유·오일이 묻은 배관이나 피팅을 사용하면 산소 환경에서 발열·화재 위험이 커진다.
Q3. 기존 병원 리모델링 시 의료용 산소 설비를 어떻게 검토해야 하는가?
리모델링 시에는 단순히 기존 배관을 연장하는 수준으로 보기보다, 전체 의료가스 시스템 관점에서 재검토하는 것이 바람직하다. 우선 현재 저장방식·배관 루트·존 구획·경보 체계를 파악하고, 증설 후 최대 수요에 대해 저장량·압력손실·이중화 수준이 충분한지 검토한다. 또한 법규·표준이 개정되어 기존 설비가 현행 기준에 미달하는 부분이 없는지 확인하고, 필요 시 단계적으로 개선계획을 수립해야 한다.
Q4. 의료용 산소실에 가연성 가스를 같이 보관해도 되는가?
산소는 강한 산화제로서 가연성 가스와 함께 저장할 경우 화재·폭발 위험이 크게 증가하므로, 일반적으로 동일 구획 안에 산소와 가연성 가스를 함께 보관하지 않도록 설계하는 것이 원칙이다. 부득이한 경우에도 벽체·격벽·이격거리 등 추가 안전조치를 검토해야 하며, 소규모 병원이라도 산소실·가연성가스실을 가능한 분리하여 계획하는 것이 좋다.