이 글의 목적은 위험물안전관리법에 따른 제조소·저장소·취급소의 환기설비 및 배출설비 용량 기준을 체계적으로 정리하고, 실제 설계와 점검 시 필요한 계산 방법과 실무 팁을 제공하는 것이다.
1. 위험물 시설에서 환기설비 용량이 중요한 이유
위험물 제조소, 옥내저장소, 일반취급소와 같은 시설에서는 인화성 액체와 가연성 가스의 증기가 누출될 경우 실내에 체류하면서 화재·폭발 위험을 급격히 높인다. 이때 환기설비는 두 가지 역할을 한다. 첫째, 실내에 체류하는 가연성 증기와 유해가스를 희석하여 폭발 하한계(LEL) 이하로 유지하는 역할을 한다. 둘째, 작업자의 건강장해를 방지하고 장시간 체류가 가능한 작업환경을 유지하는 역할을 한다.
환기설비 용량이 부족하면 동일한 위험물량이라도 공간 내 농도가 빠르게 상승하고, 아주 작은 점화원에도 폭발이 발생할 수 있다. 반대로 과도하게 큰 용량을 설치하면 에너지 사용량 증가, 소음, 설비비 증가 등 비효율이 발생한다. 따라서 법령이 요구하는 최소 기준과 공학적으로 적정한 용량을 모두 고려한 합리적인 설계가 필요하다.
2. 환기설비와 배출설비 개념 정리
2-1. 자연환기 중심의 환기설비
위험물안전관리법에서 말하는 “환기설비”는 기본적으로 자연배기 방식의 환기를 전제로 한다. 즉, 급기구(신선한 공기를 들이는 개구부)와 환기구(오염된 공기를 배출하는 개구부)를 이용하여 실내 공기를 밀어내는 구조이다. 제조소의 위치·구조 및 설비 기준에서는 환기는 자연배기 방식으로 하고, 일정 바닥면적마다 소정 크기 이상의 급기구를 설치하도록 규정한다.
자연환기 방식은 구조가 단순하고 유지관리 비용이 적다는 장점이 있으나, 기상 조건과 온도차에 크게 의존하기 때문에 고농도의 위험물 증기가 발생하는 공정에는 단독으로 사용하기 어렵다. 이 때문에 실제 현장에서는 자연환기 기준을 충족하면서 별도로 기계식 배출설비(배출팬)를 함께 설치하는 사례가 많다.
2-2. 기계환기 중심의 배출설비
“배출설비”는 팬과 덕트를 사용하여 강제로 오염공기를 옥외의 안전한 위치로 내보내는 기계식 환기설비를 의미한다. 유해화학물질 취급시설, 산업안전보건 관련 고시 등에서는 배출설비의 배출능력이 1시간당 설비 또는 실내 용적의 20배 이상이 되도록 규정하고 있으며, 일반배출·국소배출 모두 이 기준을 적용하도록 요구한다.
위험물 시설에서도 자연환기 설비만으로는 위험을 충분히 제어하기 어려운 경우가 많아, 해당 20배/시간 기준을 설계 기준으로 채택하여 배출팬 용량을 산정하는 것이 일반적인 실무 관행이다. 다만 이 기준은 위험물안전관리법 본문이 아닌, 타 법령·기술지침에 근거한 것이므로 반드시 관련 규정과 지자체·소방서의 해석을 함께 확인해야 한다.
3. 관련 법령 구조와 환기설비 조항 위치
위험물안전관리법에서는 제조소·저장소·취급소의 위치·구조 및 설비 기준을 시행규칙 별표 형식으로 구체화하고 있다. 대표적으로 다음과 같은 별표에 환기·배출설비 조항이 포함된다.
- 제조소의 위치·구조 및 설비의 기준: 시행규칙 별표 4의 “채광·조명 및 환기설비” 항목 중 환기설비 조항에 규정한다.
- 옥내저장소, 일반취급소 등: 각 시설별 별표에서 제조소 기준과 거의 동일한 형식으로 채광·조명·환기 설비 기준을 준용하고 있다.
이들 별표에서 공통적으로 반복되는 구조는 다음과 같다.
- 채광설비: 불연재료 사용, 채광면적 최소화 등
- 조명설비: 방폭등 사용, 내화·내열 전선 사용, 스위치 위치 제한 등
- 환기설비: 자연배기 방식, 급기구 개수·면적, 급기구·환기구 위치, 인화방지망 설치 등
주의 : 설계나 점검 시 “환기설비” 조항만 떼어보지 말고, 같은 항목에 포함된 채광·조명 기준과 함께 검토해야 한다. 방폭 조명, 스위치 위치, 창 면적 등이 환기설비와 함께 종합적으로 평가되는 경우가 많기 때문이다.
4. 제조소 환기설비 용량 기준(자연환기)
4-1. 급기구 면적·개수 기준
제조소의 환기설비 기준에서 가장 핵심이 되는 내용은 급기구의 개수와 유효 면적이다. 시행규칙 별표 4에 따르면 다음과 같이 규정되어 있다.
- 환기는 자연배기 방식으로 할 것.
- 급기구는 당해 급기구가 설치된 실의 바닥면적 150㎡마다 1개 이상 설치할 것.
- 각 급기구의 유효 면적은 800㎠ 이상으로 할 것.
- 다만 바닥면적이 150㎡ 미만인 경우에는 바닥면적 구간별로 더 작은 최소 면적을 허용한다.
150㎡ 미만일 때 허용되는 급기구 최소 면적은 다음과 같이 정리할 수 있다.
| 실 바닥면적 구간 | 급기구 최소 면적 기준 | 비고 |
|---|---|---|
| 60㎡ 미만 | 150㎠ 이상 | 작은 실·펌프실 등에 적용 |
| 60㎡ 이상 ~ 90㎡ 미만 | 300㎠ 이상 | 중소 규모의 작업실 |
| 90㎡ 이상 ~ 120㎡ 미만 | 450㎠ 이상 | 탱크전용실 등 |
| 120㎡ 이상 ~ 150㎡ 미만 | 600㎠ 이상 | 150㎡에 근접한 경우 |
| 150㎡ 이상 | 각 급기구 800㎠ 이상, 150㎡마다 1개 | 150㎡를 초과하는 면적은 비례 적용 |
실무에서는 통상적으로 다음과 같이 해석한다.
- 바닥면적이 150㎡ 이상이면 “150㎡당 1개, 1개당 800㎠ 이상” 기준을 적용한다.
- 바닥면적이 150㎡ 미만이면 위 구간표에 따라 급기구 1개만 설치해도 기준을 충족할 수 있다.
- 그러나 폭발위험이 크거나 공정열이 큰 경우에는 법적 최소 기준을 만족하더라도 실제로는 2개 이상의 급기구를 설치하는 것이 바람직하다.
4-2. 급기구 개수 산정 예시
바닥면적에 따른 급기구 개수 산정은 비교적 단순하다. 실내 체적이 아니라 “바닥면적” 기준이라는 점에 주의해야 한다.
1) 바닥면적 A = 320㎡, 제조소 건축물 2) 기준: 150㎡당 급기구 1개, 급기구 1개 면적 ≥ 800㎠
필요한 급기구 개수 N:
N = 올림(A / 150) = 올림(320 / 150) = 올림(2.13…) = 3개
각 급기구의 최소 면적:
800㎠ 이상
예: 0.20 m × 0.40 m = 0.08 m² = 800㎠
따라서, 0.20 m × 0.40 m 이상 크기의 급기구 3개를 설치하면
자연환기 설비 기준을 충족한다.이때 급기구는 바닥에 가까운 낮은 위치에 설치하고, 가는 눈의 금속망 등 인화방지망을 설치해야 한다. 이는 인화성 증기가 공기보다 무거운 경우가 많아 바닥 부근에 체류하기 때문에, 저부에서 신선 공기를 넣어주어야 효과적인 희석이 가능하기 때문이다.
4-3. 환기구 위치와 형식
환기구는 지붕 위 또는 지상 2m 이상의 높이에 두고, 회전식 고정 벤티레이터나 루프팬 방식, 또는 이와 동등 이상의 환기능력을 가진 설비로 설치해야 한다. 상부에 설치하는 이유는 상대적으로 가벼운 가스와 온도가 상승한 공기가 상부로 모이는 경향이 있기 때문이다. 또한 지상 2m 이상으로 높이면 작업자 호흡 높이에서 직접적인 역류를 줄이고, 배출된 가스가 다시 실내로 들어오는 재유입을 억제할 수 있다.
주의 : 자연환기 설비는 “면적 기준”만 맞춘다고 끝나는 것이 아니다. 급·배기의 위치, 높이, 건축물의 방향, 주변 건축물의 방풍·와류 영향까지 고려해야 실제로 유효한 환기가 확보된다. 단순히 규정상의 면적만 맞춘 설계는 점검 시에는 통과하더라도 사고 예방 측면에서는 충분하지 않을 수 있다.
5. 기계식 배출설비 용량 기준과 20회/시간 규정
위험물안전관리법 자체는 기계식 배출설비에 대한 수치 기준을 직접적으로 명시하지 않는 경우가 많다. 그러나 유해화학물질 및 산업안전보건 관련 규정에서는 배출설비의 배출능력이 “1시간당 설비 또는 배출대상 장소 용적의 20배 이상”이 되도록 요구하고 있으며, 많은 설계 지침에서 이 기준을 위험물 시설 배출설비에도 그대로 적용하도록 안내하고 있다.
이를 환기공학 관점에서 표현하면 다음과 같다.
- 환기횟수 n: 1시간 동안 실내 공기가 몇 번 완전히 치환되는지를 나타내는 무차원값(회/h)이다.
- 실내 체적 V: 실의 길이×폭×높이를 곱한 값으로 m³ 단위이다.
- 필요 배출풍량 Q: 팬이 1시간 동안 배출해야 할 공기량(m³/h)이다.
기본 관계식은 다음과 같다.
Q[m³/h] = n × V
여기서,
n : 환기횟수(회/h)
V : 실내 체적(m³)
또는 초당 유량으로 환산하면,
Q[m³/s] = n × V / 3600배출능력 기준이 “1시간당 용적의 20배 이상”이라는 것은 곧 n ≥ 20 회/h를 의미한다. 즉, 같은 공간이라도 체적이 클수록 요구되는 배출설비 용량이 선형적으로 증가한다.
5-1. 기계식 배출설비 용량 산정 예시
예시 조건 - 제조소 실 크기: 길이 10 m × 폭 8 m × 높이 4 m - 실내 체적 V = 10 × 8 × 4 = 320 m³ - 목표 환기횟수 n = 20 회/h (최소 기준)
요구 배출풍량 Q
Q = n × V = 20 × 320 = 6,400 m³/h
팬 선정
카달로그상 정격 풍량 ≥ 6,400 m³/h 인 방폭형 팬 선택
덕트손실과 여유율(보통 10~20%)을 고려하여
7,000~8,000 m³/h 급 팬을 검토
운전
상시 운전을 원칙으로 하되, 공정 특성 상 간헐운전이 필요한 경우에는
인터록(누출감지, 공정운전, 출입문 상태 등)과 연동하여 제어주의 : 카탈로그상의 정격풍량은 “정압 0” 또는 특정 정압에서의 값이다. 실제 현장에서는 덕트 길이, 굴곡, 필터, 후드 구조 등으로 인해 정압 손실이 발생하므로, 단순히 Q = n×V로 계산한 값보다 10~20% 이상 여유를 두고 팬을 선정하는 것이 일반적이다.
5-2. 자연환기 기준과의 관계
배출설비가 기계식으로 유효하게 설치된 경우, 일부 시설에서는 자연환기 설비의 설치를 완화하거나 대체할 수 있도록 운영 지침에서 인정하는 경우가 있다. 그러나 이는 법 조항마다 표현과 해석이 다르므로 “배출설비가 있으니 자연환기 급기구를 생략해도 된다”라고 단정해서는 안 된다. 자연환기 기준을 기본으로 충족하되, 배출설비는 위험도에 따라 추가 설치하는 방향으로 검토하는 것이 안전하다.
6. 옥내저장소·일반취급소 등의 환기·배출설비 비교
제조소 외에도 옥내저장소, 일반취급소 등 여러 유형의 위험물 시설에서 환기·배출설비 기준이 유사한 구조로 규정되어 있다. 시설 유형별로 환기설비 기준을 정리하면 다음과 같다.
| 시설 유형 | 환기방식 기본 원칙 | 급기구 면적·개수 기준 | 환기구 설치 위치 | 배출설비 적용 |
|---|---|---|---|---|
| 제조소 | 자연배기 방식 | 150㎡당 1개 이상, 800㎠ 이상(150㎡ 미만은 완화 구간 적용) | 지붕 위 또는 지상 2m 이상 | 고위험 공정에 기계식 배출설비 병행 설계 |
| 옥내저장소 | 제조소 기준과 유사 | 제조소 환기설비 기준을 준용하는 경우가 많음 | 상부에 환기구 설치 | 대형 탱크실은 배출설비 추가 설치 권장 |
| 일반취급소 | 자연배기 + 일부 기계환기 병행 | 실 규모에 따라 급기구 설치 | 상부 개구부 또는 루프팬 | 주유취급소·판매취급소 등은 구조에 따라 국소배기 적용 |
| 기타 특례시설 | 위험물 성질에 따라 별도 특례 | 관련 특례 조항 참고 | 옥외 배출 위치를 특히 주의 | 폭발성·독성 가스는 고성능 배출설비 필수 |
실무에서는 설계 단계에서 해당 시설이 어떤 유형에 해당하는지, 일반 기준이 적용되는지 특례 조항이 있는지를 먼저 판정한 후, 그에 맞는 환기·배출 기준을 적용해야 한다.
7. 환기설비 용량 설계·검토 절차(실무용 체크리스트)
현장에서 바로 활용할 수 있도록 환기설비 용량 설계·검토 절차를 단계별로 정리하면 다음과 같다.
- 대상 시설 및 위험물 파악
- 시설 유형: 제조소, 옥내저장소, 일반취급소 등 구분
- 위험물 종류: 제1류~제6류, 인화점, 증기비중, 독성 등 파악
- 누출 시 예상 상태: 증기, 분무, 분진 등 형태 확인
- 법령·기술기준 확인
- 위험물안전관리법 시행규칙 해당 별표의 환기설비 조항 확인
- 유해화학물질, 산업안전보건 등 타 법령의 배출설비 기준 병행 검토
- 지자체 및 소방서의 행정해석·지침 여부 확인
- 자연환기 설비 설계
- 바닥면적 기준으로 급기구 개수·면적 산정
- 급기구 저부 설치, 인화방지망 설치 계획
- 환기구 지붕 또는 상부 설치 위치·형식 검토
- 기계식 배출설비 용량 산정
- 실내 체적 V 계산
- 위험도에 따라 목표 환기횟수 n 설정(최소 20회/h, 필요 시 상향)
- Q = n × V로 기본 풍량 산출 후 여유율 고려
- 방폭등·전선·스위치 위치 등 전기설비와의 인터페이스 검토
- 배출 위치 및 확산 검토
- 배출구가 인접 건물 창·흡입구·주차장 등과 충분한 이격을 두었는지 확인
- 재유입(배출된 가스가 다시 흡입되는 현상) 가능성 검토
- 필요 시 풍동해석, CFD 해석 등 활용
- 운전·유지관리 계획 수립
- 상시운전 또는 공정 연동운전 여부 결정
- 필터·팬·벨트 점검 주기 설정
- 실제 환기성능 확인을 위한 정기 측정 계획 수립
8. 자주 지적되는 위반 사례와 예방 대책
점검·검사 현장에서 빈번하게 지적되는 환기설비 관련 위반 사례는 다음과 같다.
- 급기구 면적 부족: 급기구 개수는 맞지만, 창을 에어컨 배관, 전선 등으로 가려 실제 유효 개구면적이 기준에 못 미치는 경우가 많다.
- 급기구 위치 부적정: 바닥 부근이 아닌 중간 높이에 설치하거나, 내부 설비·적재물로 막혀 공기가 실질적으로 유입되지 못하는 구조이다.
- 환기구 높이 부족: 환기구를 지상 2m 미만에 설치하거나, 옥외 인접 공간 쪽으로 바로 배출하여 인접 건물의 창, 출입구와 간섭을 일으키는 사례이다.
- 배출설비 용량 부족: 설계 당시에는 충분했으나, 설비 증설·적재량 증가 등으로 실내 체적 대비 환기횟수가 20회/h 아래로 떨어진 경우이다.
- 배출팬 비방폭형 사용: 인화성 증기 발생 가능 구역임에도 일반형 팬을 사용하는 사례로, 누출 시 점화원이 될 수 있다.
예방 대책은 다음과 같이 정리할 수 있다.
- 설계 단계에서 여유율을 충분히 반영하고, 향후 설비 증설 여지를 고려하여 배출용량을 계획한다.
- 건축·설비·전기·소방 설계자 사이에 조기 협업을 통해 급기구·환기구 위치를 확정한다.
- 신·증설 공사 시 기존 환기·배출설비 용량 재검토를 “체크리스트 항목”으로 의무화한다.
- 정기점검 시 급기구·환기구가 물건 적치 등으로 막혀 있지 않은지 확인하고 즉시 시정한다.
9. 정리 및 현장 적용 포인트
위험물안전관리법에서 요구하는 환기설비 용량 기준은 크게 두 축으로 이해할 수 있다. 첫째, 자연환기 설비에 대한 급기구 면적·개수 기준으로, 제조소·옥내저장소·일반취급소 등 대부분 시설에서 유사한 구조로 적용된다. 둘째, 배출설비에 대한 “1시간당 용적의 20배 이상”이라는 기계환기 능력 기준으로, 유해화학물질 및 산업안전보건 규정에서 요구하는 내용을 위험물 시설 설계에도 연동하여 적용하는 방식이다.
실무자는 다음의 세 가지 질문을 기준으로 환기설비를 검토하면 도움이 된다.
- 바닥면적 기준 급기구 개수·면적이 법적 최소 기준을 충족하는가?
- 실내 체적과 환기횟수 20회/h 기준에 따라 산출한 배출풍량을 만족하는가?
- 급기·배기 위치, 배출구 방향, 방폭 전기설비 등이 전체적으로 조화를 이루고 있는가?
이 세 가지를 모두 만족하도록 설계·운영한다면, 대다수의 정기검사·완공검사에서 환기설비 관련 지적을 예방할 수 있고, 무엇보다도 실제 위험물 화재·폭발 사고의 가능성을 크게 줄일 수 있다.
FAQ
Q1. 환기설비와 배출설비 중 어느 쪽 기준을 우선 적용해야 하는가?
법령상으로는 환기설비(자연환기)에 대한 기준이 위험물안전관리법 시행규칙 별표에 직접 명시되어 있으므로 이를 우선적으로 충족해야 한다. 배출설비(기계환기)의 20회/h 기준은 유해화학물질·산업안전보건 규정에 근거한 것이므로, 해당 시설이 동시에 그 법령의 적용을 받는다면 양쪽을 모두 충족하도록 설계하는 것이 원칙이다. 실무적으로는 자연환기 기준을 기본으로 확보하고, 위험도에 따라 배출설비를 추가하여 20회/h 이상을 확보하는 방향으로 검토하는 것이 바람직하다.
Q2. 바닥면적이 50㎡인 소규모 펌프실도 150㎡당 급기구 1개 기준을 그대로 적용해야 하는가?
바닥면적이 150㎡ 미만인 경우에는 면적 구간별로 완화된 급기구 최소 면적 기준이 적용된다. 예를 들어 바닥면적이 60㎡ 미만이면 150㎠ 이상의 급기구 1개만으로도 법적 기준을 충족할 수 있다. 다만, 펌프실 내부에 인화성 액체 누출 가능성이 크거나 장시간 작업이 이루어지는 경우에는 법적 최소 기준 이상으로 급기구를 확대하거나 배출설비를 병행하는 것이 안전하다.
Q3. 실내 체적이 500m³인 제조소에서 환기횟수를 20회/h보다 높게 설정해야 하는 경우는 언제인가?
20회/h는 일반적인 기준일 뿐, 모든 위험물에 대해 충분한 값이라고 단정할 수는 없다. 고휘발성 인화성 액체(예: 휘발유), 독성·폭발성이 큰 가스, 연속 공정으로 대량 누출 가능성이 있는 설비 등에서는 30~40회/h 수준의 환기횟수가 필요할 수 있다. 또한 국소배기 후드를 사용하는 경우에는 후드 위치·포착효율 등을 고려하여 국소부에서 더 큰 순간 풍량이 요구된다. 따라서 환기횟수는 위험물 종류, 누출 시나리오, 공정 특성을 반영하여 결정해야 한다.
Q4. 자연환기 설비 기준을 모두 만족한다면 기계식 배출설비는 설치하지 않아도 되는가?
법령상으로 자연환기 기준만 명시된 시설이라 하더라도, 실제 위험도와 작업환경을 고려했을 때 기계식 배출설비가 사실상 필수에 가까운 경우가 많다. 특히 지하층, 외부와의 개구부가 제한된 구조, 고농도 증기 발생 공정, 독성 가스 사용 공정 등에서는 자연환기만으로는 충분한 위험 저감이 어렵다. 따라서 법적 최소 기준 충족 여부와 별개로, 위험성 평가 결과에 따라 기계식 배출설비 설치를 검토해야 한다.
Q5. 배출설비의 풍량을 어떻게 검증해야 하는가?
배출설비 풍량 검증은 팬 성능곡선과 덕트 정압 손실 계산을 통해 설계 단계에서 1차 검토를 하고, 준공 후에는 실제 운전 조건에서 풍량계를 이용하여 측정하는 방식으로 수행하는 것이 일반적이다. 국소배기 설비의 경우 후드 개구부에서의 사용풍속을 직접 측정하여 기준 이상인지 확인한다. 정기점검 시에는 필터 막힘, 팬 회전수 저하 등으로 인해 초기 설계 풍량보다 감소하지 않았는지 주기적으로 확인해야 한다.