IEC 60079-10-1:2020 기준 온도 설정 지침

IEC 60079-10-1:2020(KS C IEC 60079-10-1) 기준에 따른 폭발위험장소 구분 계산 시, 온도는 누출률(Wg)과 가상 체적(Vz) 산정에 직접적인 영향을 미치는 변수이다.

 

 

 

IEC 60079-10-1:2020 기준 온도 설정 지침

기준 온도 20°C를 일괄 적용하기보다 해당 장소의 실제 대기 온도(Ambient Temperature)를 반영하는 것이 원칙이다.

 

 

표준 대기 조건의 정의

IEC 60079-10-1 표준은 다음과 같은 기준 대기 조건(Reference Atmospheric Conditions)을 제시한다.

• 기준 압력: 1.01325E+5 Pa (101.3 kPa)
• 기준 온도: 293 K (20°C)

이 수치는 물질의 연소 특성(LFL, 가스 밀도 등)을 비교하거나 정의할 때 사용하는 '참조값'이다.

그러나 실제 위험장소 범위를 산정하는 계산 과정에서는 설비가 설치되는 환경의 실제 주변 온도(Tₐ)를 적용하는 것을 원칙으로 한다.

 

 

설치 환경별 온도 적용 기준

1. 실내(Indoor) 장소

• 실내 환경은 외부 기온 변화로부터 격리되어 있으나, 내부 설비의 발열 및 공조 설비(HVAC)의 영향을 받는다.
• 공조 시스템이 가동되는 제어실이나 작업장 내부라면 20°C 적용이 타당하다.
• 단, 공조 설비가 없는 일반 제조 시설의 경우 실내 최고 예상 온도인 25°C ~ 30°C를 Ta로 설정하여 보수적 결과를 도출한다.

2. 실외(Outdoor) 장소

• 실외 장소는 계절적 기온 변화에 직접 노출되므로 연간 평균 기온이나 표준 상태인 20°C를 사용하는 것은 위험 범위를 과소평가할 우려가 존재한다.
• 확산 계수와 가스 밀도는 온도에 반비례하므로, 국내 기상 데이터를 근거로 하절기 최고 온도인 35°C 또는 지역별 설계 외기 온도를 Ta에 대입한다.

 

 

온도 변화에 따른 계산 영향 (가이드라인)

위험장소 구분도 계산 시 주요 변수들과 온도(Tₐ)의 상관관계는 다음과 같다.

• 가스 밀도 (ρₐ): 대기 온도 Tₐ가 상승하면 공기 및 누출 가스의 밀도는 감소한다.
• 증발률 (Wₑ): 인화성 액체 누출 시 증발률은 액체 표면의 증기압(Pᵥ)에 의존하며, 이는 Tₐ와 상관성이 매우 높다.
• 가상 체적 (Vᶻ): 가상 체적 계산 시 가스 농도와 환기 효율의 비를 산정하며, 이때 Tₐ는 가스의 체적 팽창에 기여한다. 더 중요한 것은 물질의 증기압이다. 인화성 액체의 경우 온도가 올라가면 증기압이 급격히 상승하여 누출률(Wg) 자체가 커진다.

 

 

요약 및 권고

계산상의 객관성을 확보하기 위해 표준 대기 조건은 20°C를 유지하되, 실제 위험장소 구분을 위한 수치 해석 시에는 현장 환경의 최고 예상 온도를 적용한다.

• 단순 참조 시(표준 조건): 표준 대기압 상태의 물질 특성 정의 시 표준 상태 정의인 20°C 사용
• 실내 공정: 일반적인 실내 작업 환경 기준으로 실내 최고 운영 온도 (예: 25°C).
• 실외: 지역별 하절기 최고 기온(보수적 설계) (예: 35°C).
• 주의: 인화성 액체의 누출을 계산할 때는 대기 온도(Ta)보다 액체의 운전 온도(Tₘ)가 증기압 산정에 결정적인 역할을 하므로 이를 혼동하지 않도록 한다. 증발율 계산 시는 대기 온도(Ta)를 적용한다.