이 글의 목적은 밀폐공간 작업에서 발생하는 산소결핍과 질식재해를 체계적으로 예방하기 위한 일반대책을 현장에서 즉시 적용할 수 있도록 표준 절차와 점검표, 계산법, 교육·훈련 요소를 정리하여 제공하는 것이다.
1. 밀폐공간과 산소결핍의 이해
1.1 밀폐공간 정의와 위험성
밀폐공간은 자연환기가 불충분하거나 산소결핍·유해가스 축적 가능성이 있고 출입이 제한된 공간을 의미한다. 대표 예시는 탱크, 피트, 맨홀, 보일러, 저장조, 사일로, 반응기, 배관 내부, 선박 밸러스트 탱크 등이 있다. 이러한 공간은 공기교환이 느리며 내부 공정 잔재물, 부패, 산화반응, 용해성 가스 방출 등으로 산소 농도가 낮아지거나 유해가스가 축적되기 쉽다.
1.2 산소결핍의 인체 영향
| 산소 농도(Vol%) | 인체 영향 | 현장 조치 |
|---|---|---|
| 20.9 | 대기 정상 수준이다 | 작업 가능하다 |
| 19.5 | 허용 하한선이다 | 이하일 경우 작업 금지한다 |
| 17~19 | 주의력 저하, 심박수 증가, 어지러움 발생 가능하다 | 즉시 환기하고 재측정한다 |
| 14~16 | 피로감, 판단력 장애, 운동기능 저하가 발생한다 | 작업 중지하고 원인 제거한다 |
| 10~13 | 구토, 실신 위험이 높아진다 | 출입 금지하고 공기호흡기 사용한다 |
| <10 | 수분 내 의식상실 및 사망 위험이 높다 | 구조도 공기호흡기 필수이다 |
주의 : 19.5% 미만은 법정 산소결핍 상태로 간주하며 모든 작업을 즉시 중지하고 환기·원인제거 후 측정을 반복하여 기준을 충족할 때까지 입장하지 말아야 한다.
2. 관리체계: 역할·책임·문서화
2.1 3역할 체계
- 작업승인자 : 작업허가서 검토·발행, 위험성평가 승인, 격리·환기·측정 확인을 수행한다.
- 감시인(Attendant) : 출입자 통제, 의사소통 유지, 가스농도 추적 기록, 비상상황 인지·통보를 수행한다.
- 작업자(Entrant) : 사전교육 이수, PPE 착용, 측정값 정상 확인 후 입장한다.
2.2 필수 문서
| 문서 | 핵심 내용 | 보관 기간 |
|---|---|---|
| 밀폐공간 작업허가서 | 작업범위, 기간, 격리·환기·측정·PPE·비상대응 승인 내역 포함이다 | 최소 1년 이상이다 |
| 위험성평가서 | 산소결핍, 질식, 화재·폭발, 추락, 전기·기계 위험 평가이다 | 최소 3년 이상이다 |
| 가스측정 기록지 | 전·중·후 및 연속측정 로그, 교정·범프테스트 기록이다 | 최소 1년 이상이다 |
| 격리·차단 체크리스트 | LOTO, 블라인드 플랜지, 밸브 이중차단, 역류방지 확인이다 | 최소 1년 이상이다 |
| 교육·훈련 이수대장 | 대상자, 과정명, 시간, 평가 결과이다 | 최소 3년 이상이다 |
3. 작업허가 절차(표준)
3.1 절차 개요
- 작업 신청과 위험성평가를 수행한다.
- 설비 격리(에너지 차단·배관 블라인드·배기 연결)를 완료한다.
- 강제환기 계획을 수립하고 공회전 시험을 수행한다.
- 가스측정기 교정·범프테스트 후 초기 측정을 수행한다.
- 작업허가서 승인 및 툴박스 미팅을 실시한다.
- 감시인 배치 후 연속측정·주기측정을 수행하며 작업을 진행한다.
- 작업 종료 후 후속 측정과 설비 복귀·허가서 회수를 수행한다.
3.2 작업허가서 필수 항목
- 산소농도 기준: 19.5~23.5% 범위 내 확인이다.
- 연소성 가스 하한계(LFL) 10% 미만 확인이다.
- 유해가스(황화수소, 일산화탄소 등) 기준치 미만 확인이다.
- 환기량·공기교환 횟수(ACH) 산정값 기록이다.
- PPE: 공기호흡기, 하네스·트라이포드, 방폭등, 방폭선풍기 필요 여부 명시이다.
- 비상연락망·구조장비·응급의료 준비 상태 확인이다.
4. 가스측정: 원칙·기기·방법
4.1 측정 원칙
- 항상 산소 → 연소성 가스 → 유독가스 순으로 측정한다.
- 상·중·하 3지점과 구석·코너·슬러지 상부까지 탐침을 확장하여 측정한다.
- 작업 전·작업 중 주기측정(예: 15분 간격) 또는 연속측정을 수행한다.
4.2 휴대용 가스측정기 관리
| 항목 | 권장 기준 | 현장 포인트 |
|---|---|---|
| 교정 주기 | 월 1회 또는 제조사 권장 주기이다 | 고농도 노출 후 즉시 재교정한다 |
| 범프테스트 | 매일 사용 전 기능 확인이다 | O2, LEL, H2S, CO 최소 4가스 확인한다 |
| 흡입펌프 | 전장 상태 및 필터 청결 확인이다 | 길이별 흡입지연 보정한다 |
| 알람 설정 | O2 Low 19.5%, High 23.5% 권장이다 | LEL 10% 알람, H2S·CO는 사내 기준 준수한다 |
주의 : 측정기의 산소 센서는 유기용제 증기나 고습도에 간섭을 받을 수 있다. 의심될 경우 다른 장비로 교차확인해야 한다.
4.3 기록 예시 서식
일시: 2025-11-01 09:10 공간: 저장탱크 T-301 내부 측정자: 홍길동 상부 O2 20.6% / LEL 0% / H2S 0 ppm / CO 2 ppm 중부 O2 20.7% / LEL 0% / H2S 0 ppm / CO 2 ppm 하부 O2 20.5% / LEL 0% / H2S 0 ppm / CO 3 ppm 조치: 강제환기 유지, 15분 후 재측정5. 환기·희석: 계산과 운영
5.1 공기교환 횟수(ACH)와 시간
강제환기의 기본은 충분한 공기교환 횟수를 확보하는 것이다. 목표 농도 도달 시간을 예측하여 입장 타이밍과 연속환기 필요 여부를 결정한다.
기호: V = 공간 체적(m³) Q = 환기량(m³/min) N = 공기교환 횟수(회/hr) t = 환기 시간(min) C0 = 초기 오염 농도, C = 목표 농도
관계식:
N = (Q × 60) / V
균질 혼합 가정 시 C(t) = C0 × exp(−N × t / 60)
실무 추정:
초기 치환: 6~10회 공기교환 후 입장 검토
작업 중 유지: 4~6회/hr 이상 연속 환기5.2 환기량 산정 예시
예시 조건: V = 60 m³(지름 4 m, 높이 4.8 m 수직탱크) 목표: 8회/hr 공기교환 필요 환기량 Q = (N × V) / 60 = (8 × 60) / 60 = 8 m³/min
선정:
방폭 송풍기 정격 10 m³/min, 덕트 손실 고려 안전율 20% 확보
공기 흡입구는 외부 신선공기, 배출구는 최저점 또는 오염원 근접주의 : 덕트 길이, 굴곡, 집진필터는 실유량을 크게 감소시킨다. 성능곡선을 확인하고 현장 유량계를 사용하여 검증해야 한다.
5.3 환기 배치 방식
- 푸시-풀 병행: 상부 주입과 하부 배출을 병행하여 데드스페이스를 최소화한다.
- 착화원 관리: 방폭형 송풍기·조명·스위치를 사용한다.
- 슬러지·바닥 가스 포켓 제거: 하부 배출 덕트를 바닥면 가까이 설치한다.
6. 격리·에너지 차단(LOTO)·청소
6.1 유체·에너지 격리
- 이중차단 후 드레인(DC&D) 또는 블라인드 플랜지 삽입을 실시한다.
- 역류·사이펀 방지를 위해 배관 높이 차와 체크밸브 상태를 확인한다.
- 전기·공압·유압 에너지 차단과 저장된 에너지 방전을 수행한다.
6.2 내부 청소
- 잔존 화학물 제거, 수세·증기세정 후 충분한 건조를 수행한다.
- 부패·산화 반응원 제거, 흡착면 탈착을 고려한 장시간 환기를 수행한다.
7. 개인보호구(PPE)·진입 장비
- 호흡보호구: 산소결핍 가능성 시 양압식 공기호흡기(SCBA) 또는 송기식 마스크를 사용한다.
- 추락·인양: 전신하네스, 회수용 윈치, 삼각대 또는 고정 앵커를 준비한다.
- 통신: 양방향 무전기 또는 유선 통화장비, 소음 환경에서는 진동 호출기를 병행한다.
- 조명: 방폭등, 비상 휴대등, 케이블 보호를 사용한다.
8. 교육·훈련·적격성
8.1 교육 커리큘럼
| 과목 | 주요 내용 | 시간(최소) |
|---|---|---|
| 밀폐공간 위험요인 | 산소결핍, 유독가스, 화재·폭발, 물리적 위험이다 | 1h |
| 작업허가 절차 | 서류, 역할, 승인, 기록이다 | 1h |
| 가스측정 실습 | 교정, 범프, 다지점 측정, 기록이다 | 2h |
| 환기 설계·운영 | ACH 산정, 배치, 검증이다 | 1h |
| 비상대응 훈련 | 구조장비, 인양, 응급처치, 산소투여이다 | 2h |
8.2 적격성
- 신규자·협력업체는 교육·평가 통과 후에만 입장 가능하다.
- 감시인은 구조 절차와 통신 절차를 숙지하고 장비 사용에 숙련되어야 한다.
9. 비상대응·구조
9.1 구조 기본 원칙
- 무호흡 구조 금지이다. 구조자는 반드시 공기호흡기를 착용한다.
- 먼저 환기·가스 차단·전원 차단을 실시한다.
- 가능하면 외부에서 비접촉 인양을 시도한다.
- 의식 확인, 기도 확보, 100% 산소 투여를 실시한다.
- 119 및 산업단지 구급팀 동시 신고를 수행한다.
9.2 현장 배치 체크리스트
- 삼각대·윈치·구명라인, SCBA 2세트 이상 배치한다.
- 구급가방, 자동심장충격기(AED), 산소호흡기 준비한다.
- 비상연락망, 접근 경로, 구조차량 진입 동선을 확보한다.
주의 : 전화 통화만으로 지시하는 구조는 지연과 2차사고를 유발한다. 사내 초기 구조조는 현장에 상시 준비되어야 한다.
10. 작업 중 관리: 연속측정·통신·기상
- 연속측정 장비를 입구 가까이에 설치하고 경보가 울리면 즉시 대피한다.
- 무전기 통화 코드를 사전 정의하고 5분 주기 호출을 유지한다.
- 기상 악화, 외기 산소 농도 저하 가능성, 주변 공정 변경 시 작업을 중지한다.
11. 위험성평가 포인트
11.1 간단 매트릭스
| 위험원 | 발생 가능성 | 중대성 | 등급 | 주요 대책 |
|---|---|---|---|---|
| 산소결핍 | 중 | 치명 | 고 | 연속측정, 환기, SCBA 대기이다 |
| 황화수소 | 중 | 치명 | 고 | 가스세정·배출, 하부 배기이다 |
| 일산화탄소 | 저~중 | 중 | 중 | 내연기관 반입 금지, 배출가스 관리이다 |
| 폭발 위험 | 저~중 | 치명 | 고 | LEL 모니터, 점화원 통제, 방폭 설비이다 |
| 추락·협착 | 중 | 중 | 중 | 하네스, 감시인 시야 확보이다 |
12. 표준 작업허가서 샘플
제목: 밀폐공간 작업허가서 공간: 맨홀 MH-07 작업내용: 배관 교체 기간: 2025-11-02 08:00 ~ 17:00 승인자/감시인/작업자: 서명 기재
격리조치:
밸브 V-101, V-102 이중차단 및 드레인 완료
전원 차단 LOTO 태그 부착
환기계획:
방폭 송풍기 12 m³/min, 상부 주입·하부 배기, 연속 가동
입장 전 8회 공기교환 완료 기록
가스측정:
O2 20.7%, LEL 0%, H2S 0 ppm, CO 2 ppm(상·중·하)
측정기 교정일: 2025-10-28, 범프테스트: 2025-11-02 07:30
PPE:
전신하네스, 안전모, 보안경, 방폭등, 무전기
비상 대비 SCBA 2세트 대기
비상대응:
구조장비 삼각대/윈치 설치
비상연락망: 119, 보건팀, 시설팀
특기사항:
핫워크 금지, 점화원 통제13. 체크리스트(현장용)
| 구분 | 항목 | 기준 | 확인 |
|---|---|---|---|
| 격리 | 블라인드/이중차단/드레인 | 완료 표식 부착이다 | □ |
| 환기 | ACH 산정·연속 가동 | 목표 6회/hr 이상이다 | □ |
| 측정 | 교정·범프·3지점 측정 | 19.5~23.5% 유지이다 | □ |
| PPE | 하네스·통신·조명 | 방폭 사양 확인이다 | □ |
| 감시 | 감시인 상시 배치 | 출입자 명부 관리이다 | □ |
| 비상 | SCBA·삼각대·AED | 즉시 사용 가능이다 | □ |
14. 빈번한 실패 모드와 예방 팁
- 입장 직전 환기 중단으로 재농축이 발생한다. 입장 중에도 연속환기를 유지한다.
- 하부 포켓 가스 미측정으로 국부 산소결핍이 남는다. 하부 흡입 측정을 강화한다.
- 내연기관 장비 반입으로 CO 급증이 발생한다. 전기 구동 장비만 사용한다.
- 측정기 배터리 저하로 오경보가 발생한다. 예비 배터리와 예비 장비를 준비한다.
주의 : 협력업체 단독 작업은 금지한다. 원청의 허가·감시 체계 밖에서 진행되는 작업은 중대재해로 직결된다.
15. 유지관리: 데이터 기반 개선
- 측정값, 환기량, 작업시간, 이상징후를 기록하여 계절·공정별 경향을 분석한다.
- 근접사고 보고 체계를 운영하여 재발방지 대책을 업데이트한다.
- 장비 성능시험(환기 유량, 센서 응답시간)을 분기별로 검증한다.
FAQ
산소 20% 이상이면 항상 안전한가?
그렇지 않다. 산소 농도가 정상이어도 황화수소나 일산화탄소가 기준치를 초과하면 질식 위험이 존재한다. 산소와 유해가스를 모두 측정해야 한다.
공기호흡기 없이 필터 마스크로 입장해도 되는가?
산소결핍 가능성 또는 농도 불확실 시 필터 마스크는 사용하면 안 된다. 양압식 공기호흡기 또는 송기식 마스크만 허용한다.
입장 전에 환기를 얼마나 해야 하는가?
일반적으로 6~10회 공기교환을 완료하고 목표 농도 달성 여부를 확인한다. 이후 작업 중에도 환기를 지속하여 농도의 재상승을 방지한다.
감시인은 동시에 다른 업무를 병행해도 되는가?
안 된다. 감시인은 밀폐공간 작업 감시에 전념해야 하며 작업장 이탈이나 병행업무는 허용되지 않는다.
LEL이 0%라도 용접이 가능한가?
일반대책에서는 핫워크를 금지한다. 공정상 불가피할 경우 별도 핫워크 허가, 가스 차단·불활성화, 실시간 LEL 모니터링, 방폭 설비로 관리해야 한다.