체감온도 열지수 습구흑구온도지수(WBGT)

오늘은 체감온도(여름철, 겨울철), 열지수, 습구흑구온도지수(WBGT) 에 대한 포스팅입니다. 사업장에서는 근로자 보호를 위해서 여름철에는 열에 장시간 노출될 경우 발생하는 질환인 온열질환을 예방하여야 하고, 겨울철에는 추위가 직접 원인이 되어 인체에 피해를 입힐 수 있는 한랭질환을 예방해야 합니다. 체감온도, 열지수, 습구흑구온지수의 정의와 계산식, 그리고 관련 애플리케이션을 소개해 드립니다.

체감온도(여름철, 겨울철), 열지수, 습구흑구온도지수(WBGT) 확인과 계산할 수 있는 애플리케이션 링크는 다음과 같습니다.

습구흑구온도, 체감온도, 열지수 계산 애플리케이션 링크

열지수, 체감온도, 더위체감지수, 습구흑구온도지수 계산기 애플리케이션

여름철 체감온도

정의 및 계산식

습도, 바람 등의 영향을 더해 사람이 느끼는 더위를 정량적으로 나타낸 것으로 여름철 낮은 습도에서 덜 덥게 느끼고, 높은 습도에서 더 덥게 느끼는 것을 반영한 온도를 말합니다. 최근 열사병 등 온열질환 예방 지침(KOSHA GUIDE H-219-2022)에서의 체감온도는 기상청에서 제공하는 ‘여름철 체감온도’를 말합니다.

체감온도란 사람이 실제로 느끼는 온도를 말합니다. 이는 공기 중의 온도뿐만 아니라 다른 요소들이 복합적으로 작용하여 결정됩니다. 그 중에서도 여름철에는 기온과 습도가 가장 중요한 변수로 작용합니다. 기온은 당연히 높을수록 더운 것이고, 습도는 공기 중에 포함된 물분의 양을 나타냅니다. 습도가 높으면 사람이 땀을 통해 열을 배출하는 것이 어렵습니다. 사람의 체온을 조절하는 주된 방법 중 하나는 땀을 통해 열을 배출하는 것인데, 이때 땀이 증발되면서 체온을 낮춥니다. 그런데 습도가 높으면 공기 중에 이미 물분이 많이 있어 땀이 잘 증발하지 않습니다. 따라서 체온을 빠르게 낮출 수 없어 더워 느껴지는 것입니다.

계산식은 다음과 같습니다.

– 체감온도 = -0.2442 + 0.55399Tw + 0.45535Ta – 0.0022Tw2 + 0.00278TwTa + 3.0(기존 3.5)

* Tw = TaATAN[0.151977(RH+8.313659)1/2] + ATAN(Ta+RH) – ATAN(RH-1.67633) + 0.00391838RH3/2ATAN(0.023101RH) – 4.686035

** Ta : 기온(°C), Tw : 습구온도(Stull의 추정식** 이용), RH : 상대습도(%)

출처: 기상청. 기후통계분석 > 응용기상분석 > 체감온도

기상청 날씨누리에서 현재 체감온도를 확인할 수 있습니다. 기상청 날씨누리 링크

그리고 여름철 체감온도 단기 예보는 기상청 생활기상지수에서 확인할 수 있습니다. 기상청 날씨누리 생활기상지수 링크

따라서 여름철 체감온도는 기온과 습도를 모두 고려하여 계산되며, 이는 사람이 얼마나 더워 느낄지를 더 정확하게 예측하는데 도움을 줍니다.

여름철 체감온도 확인 애플리케이션

입력

입력은 지역을 시군구 단위로 선택하면 주소 세부에서 읍면동을 선택할 수 있습니다. 하단의 여름철 체감온도 확인을 클릭하시면 선택한 지역의 여름철 체감온도를 확인할 수 있습니다. 동네예보 지점별로 조회가 가능하며 오늘, 내일, 모레의 예측단계를 제공합니다.

여름철 체감온도 입력
북마크 저장

북마크(변수) 저장을 클릭하시면 인터넷 주소(url)를 복사할 수 있는데 이 주소로 들어오면 설정한 지역의 여름철 체감온도를 바로 확인할 수 있습니다.

여름철 체감온도 북마크(변수) 저장

예를 들면, 인천광역시 연수구 송도3동의 url은 다음과 같습니다.

https://occupationalhealthblog.net/weather/?inputs&where_weather=%22A47%22&dong=%22%EC%86%A1%EB%8F%843%EB%8F%99%22&region_weather=%22%EC%9D%B8%EC%B2%9C%EA%B4%91%EC%97%AD%EC%8B%9C%20%EC%97%B0%EC%88%98%EA%B5%AC%22

대상 선택

대상은 다음과 같은 선택 항목이 있습니다. 대상마다 체감온도가 다르며, 체감온도 단계(-, 관심, 주의, 경고, 위험)의 체감온도 기준도 다릅니다.

세분화 서비스 대상
  • 도로(작업현장): 햇볕이 내리쬐는 포장된 도로 위에서 작업하는 환경
  • 건설현장(작업현장): 작업자 주변에 철근이나 구조물 등이 설치된 건설현장에서 작업하는 환경
  • 조선소(작업현장): 햇볕이 내리쬐는 철판 바닥 위에서 작업하는 환경
  • 노인: 일반환경에서 노년의 사람이 서있는 상태 가정
  • 어린이: 어린이의 야외활동이 많은 운동장(모래 바닥)의 지상 1m~1.5m의 환경 상정
  • 농촌: 농작업을 하는 야외 노지로 그늘이 없고 바람이 드는 환경
  • 비닐하우스: 농작물 수확을 위해 지어진 백색의 비닐하우스로 통풍 및 환기가 되지 않는 환경
  • 취약거주환경: 창문이 없거나 작아 환기가 안 되고 바람이 거의 없는 쪽방, 강한 햇볕 아래 직접적 영향을 받는 옥탑방 환경

결과

오늘, 내일, 모레의 예측단계를 그래프와 표로 보여줍니다.

여름철 체감온도 그래프
여름철 체감온도 그래프
여름철 체감온도 표
여름철 체감온도 표

여름철 체감온도 단계별 대응요령

작업현장: 도로, 건설현장, 조선소

체감온도분류조치
31°C 이상관심
(파랑)
공통사항(관심, 주의, 경고, 위험)
기상 상황 확인하여 근로자에게 폭염정보 제공(기상청 홈페이지, 앱 활용)
시원하고 깨끗한 물과 근로자가 쉴 수 있는 그늘(휴식공간) 준비
옥외작업 및 실내 더운장소에서 작업시 근로자가 요청한 경우 쿨토시 등 보냉장구 제공
온열질환 민감군과 작업강도가 높은 작업은 주의
33°C 이상주의
(노랑)
매시간 10분씩 그늘(휴식공간)에서 휴식 제공
– 온열질환 민감군, 작업강도가 높은 작업자에게는 휴식시간 추가 배정
무더위 시간대(14~17시)에는 옥외작업 단축 또는 작업시간대 조정
실내작업장의 경우 작업장 내 냉방·환기시설이 적절한지 점검
35°C 이상경고
(오렌지)
매시간 15분씩 그늘(휴식공간)에서 휴식 제공
– 온열질환 민감군, 작업강도가 높은 작업자에게는 휴식시간 추가 배정
무더위 시간대(14~17시)에는 불가피한 경우를 제외하고는 옥외작업 중지
-불가피한 옥외작업 시 휴식시간 충분히 부여
업무담당자를 지정하여 근로자의 건강상태 확인
38°C 이상위험
(빨강)
매시간 15분씩 그늘(휴식공간)에서 휴식하기
– 온열질환 민감군, 작업강도가 높은 작업자에게는 휴식시간 추가 배정
무더위 시간대(14~17시)에는 재난 및 안전관리 등에 필요한 긴급조치 작업 외 옥외작업 중지
-긴급작업을 할 경우에는 휴식시간 충분히 부여
열사병 등 온열질환 민감군에 대하여 옥외작업 제한
업무담당자를 지정하여 근로자의 건강상태 확인
여름철 체감온도 단계별 대응요령(작업현장: 도로, 건설현장, 조선소)
  • 온열질환 민감군이란?
    • ▲비만, 당뇨, 고·저혈압 등 질환자 ▲온열질환 과거 경력자 ▲고령자 ▲폭염 노출작업 신규배치자
  • 작업강도가 높은 작업이란?
    • ▲(작업예시) 건설현장의 형틀·철근·콘크리트 타설·용접작업 등에서 전신을 움직이는 작업, 중량물을 수작업에 의해 반복적으로 들고 내리거나 취급하는 작업, 삽질·망치질·톱질 등 공구 사용작업 등으로 장시간 폭염에 노출되는 작업

노인, 어린이, 취약거주환경

단계지수범위대응요령
위험
(빨강)
37 이상– 독거노인 등은 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 안부전화 등 수시로 상태 점검
– 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 지자체는 취약계층을 무더위쉼터로 이동 지원
– 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 외출을 자제하고, 실내 또는 시원한 곳에서 쉬기
– 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 열사병 증상(구토, 고열 등) 나타나 면 119에 신고
경고
(오렌지)
34 이상
37 미만
– 온열질환 발생 가능성이 높으니 냉방장치를 틀거나, 더위를 피할 수 있는 곳에서 쉬기
– 독거노인 등은 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 안부전화 등 상태 점검
– 영유아·노약자는 온열질환 발생 가능성이 높으니 외출을 자제하고 휴식 취 하기
– 온열질환 발생 가능성이 높으니 지자체는 취약계층을 무더위쉼터로 이동 지원
– 수분과 염분을 섭취하고 현기증, 메스꺼움 등을 느끼면 주변에 도움 요청
– 온열질환 발생 가능성이 높으니 열사병 증상(구토, 고열 등) 나타나면 119에 신고
주의
(노랑)
31 이상
34 미만
– 영유아·노약자는 온열질환에 걸리기 쉬우니 건강관리에 유의
– 차량 안 온도가 높아지면 질식할 수 있으니 어린이·노약자를 혼자 차에 두 지 않기
– 독거노인, 신체가 약한 사람 등은 온열질환에 걸리기 쉬우니 안부전화 등 으로 상태 점검
– 온열질환에 걸리기 쉬우니 무더위쉼터와 같은 더위를 피할 수 있는 곳에 서 쉬기
관심
(파랑)
29 이상
31 미만
– 온열질환에 취약한 영유아·노약자는 30분 간격으로 쉬면서 야외 활동
– 온열질환에 취약한 영유아·노약자가 야외 활동을 할 때 불편해하는지 관찰
– 온열질환에 취약한 영유아·노약자는 야외 활동 시간을 줄이고, 수시로 상태 확인
29 미만– 관심 단계에 도달하지 않은 상태
여름철 체감온도 단계별 대응요령(노인, 어린이, 취약거주환경)

농촌, 비닐하우스

단계지수범위대응요령
위험
(빨강)
38 이상– 온열질환 발생 가능성이 매우 높으니 한낮에는 모든 작업을 멈추고 충분히 쉬기
경고
(오렌지)
35 이상
38 미만
– 온열질환에 걸리기 쉬우니 아침·저녁에만 일하고, 충분한 휴식 취하기
주의
(노랑)
33 이상
35 미만
– 온열질환에 걸리기 쉬우니 수시로 수분 섭취, 장시간 농작업·나홀로작업 자제
관심
(파랑)
31 이상
33 미만
– 온열질환에 대비하여 통기성이 좋은 작업복 착용, 수분 섭취, 그늘에서 쉬기
31 미만– 관심 단계에 도달하지 않은 상태
여름철 체감온도 단계별 대응요령(농촌, 비닐하우스)

여름철 체감온도 계산 애플리케이션

여름철 체감온도는 기온(°C)과 상대습도(%)로 결정됩니다.

입력

여름철 체감온도 계산 입력

선택은 기온, 상대습도, 시간대와 대상(작업현장)을 선택해야 합니다. 기본으로 선택된 3시와 작업현장 조선소를 그대로 두면 가중치 없이 여름철 체감온도가 계산됩니다.

시간대도로건설현장조선소
30.31.20.0
60.51.00.0
91.21.31.7
121.41.62.2
151.31.21.0
180.90.70.0
210.51.40.0
240.31.20.0
시간대에 따른 대상·환경별 가중치(작업현장)

결과

결과 확인

위에서 보여드린 산식으로 여름철 체감온도가 계산됩니다. 그 체감온도에 따른 단계도 확인할 수 있습니다.

여름철 체감온도 계산 결과
목표 기온·습도 확인

체감온도는 기온과 습도로 결정되므로 기온과 습도를 조절하면 원하는 체감온도로 환경을 조성할 수 있습니다.

여름철 체감온도 계산 결과 그래프

경고, 주의, 관심, 낮음 단계로 넘어서는 기온과 습도를 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 기온이 23°C이고, 상대습도가 60%라고 하면 다음과 같은 결과를 확인할 수 있습니다.

기온에 따른 체감온도(℃)

  • 낮음 단계 20.0 – 30.5
  • 관심 단계 30.6 – 32.5
  • 주의 단계 32.6 – 34.5
  • 경고 단계 34.6 – 37.5
  • 위험 단계 37.6 –
    • 최저 기온 20℃, 최고 기온 70℃로 설정되어 있음
    • 기온은 0.1°C 단위, 둘째 자리에서 반올림

습도에 따른 체감온도(%)

  • 낮음 단계 0 – 45
  • 관심 단계 46 – 66
  • 주의 단계 67 – 90
  • 경고 단계 91 – 100
  • 위험 단계 습도를 조절해도 위험 단계까지 도달할 수 없음
    • 습도는 1% 단위, 첫째 자리에서 반올림

겨울철 체감온도

정의 및 계산식

겨울철 체감온도는 기온과 풍속을 고려하여 사람이 얼마나 추워 느끼는지를 예측하는 지표입니다. 이는 특히 실외에서 활동하는 사람들에게 중요한 정보로, 몸이 얼마나 빨리 냉각되는지에 대한 지표가 됩니다. 기온은 당연히 낮을수록 추운 것이고, 풍속은 바람이 얼마나 빠르게 불어오는지를 나타냅니다. 바람이 강하게 불면, 우리의 피부에서 열이 빠져나가는 속도가 빨라집니다. 이는 바람이 우리 피부에 닿는 공기를 계속 교체하면서 발생하는 현상인데, 이로 인해 우리의 체온은 빠르게 감소합니다. 따라서 같은 기온이라도 풍속이 높을수록 더 추워 느껴지게 됩니다.

겨울철 체감온도는 일 최저 체감온도를 제공하며, 기온 10°C 이하, 풍속 1.3 m/s 이상일때만 산출합니다.

겨울철 체감온도 = 13.12 + 0.6215Ta – 11.37 V0.16 + 0.3965 V0.16Ta

T : 기온(°C), V : 10분 평균 풍속(km/h)

겨울철 체감온도 계산 애플리케이션

입력

겨울철 체감온도는 기온(°C)과 평균 풍속(km/h)으로 결정됩니다.

겨울철 체감온도 계산 입력

결과

결과 확인

위에서 보여드린 산식으로 겨울철 체감온도가 계산됩니다. 그 체감온도에 따른 단계도 확인할 수 있습니다.

겨울철 체감온도 계산 결과
목표 기온·풍속 확인

체감온도는 기온과 풍속으로 결정되므로 기온과 풍속을 조절하면 원하는 체감온도로 환경을 조성할 수 있습니다.

겨울철 체감온도 계산 그래프

열지수(heat index)

정의 및 계산식

열지수는 기온과 습도에 따라 사람이 실제로 느끼는 더위를 지수화한 것이며,고온이 지속되는 기간 중 사망자 수가 현저하게 증가하는 것에 주목한 미국 기상청(NWS)에서 고온다습한 환경에 대한 대국민 경보를 더욱 효율적으로 제시하여 열파에 미리 대처할 수 있는 체제로 열지수(Heat Index : HI, apparent temperature)를 개발하였습니다.

출처: 기상청. 기후통계분석 > 응용기상분석 > 열지수

열지수는 온도와 습도를 고려하여 사람이 느끼는 체감온도를 계산하는 것으로, Rothfusz의 다중 회귀 방정식을 사용합니다. 상대습도와 온도에 따라서 조정값을 더하거나 뺄 수 있으며, 특정 조건(열지수 값이 화씨 80도 이하)에서는 더 간단한 계산식이 사용됩니다. 그러나 이 방정식은 극단적인 온도와 습도 조건에 대해서는 유효하지 않습니다.

간단한 계삭식은 다음과 같습니다. 특정 조건 하에 계식은 출처를 확인하시기 바랍니다.

HI = 0.5 * {T + 61.0 + [(T-68.0)1.2] + (RH0.094)}

여기서 T는 화씨 온도, RH는 상대 습도(%)를 의미하며, HI는 화씨로 표현된 체감 온도, 즉 열지수(heat index)를 의미합니다.

출처: National Weather Service. Weather Prediction Center. The Heat Index Equation

열지수 계산 애플리케이션

입력

열지수 계산 입력

입력은 기온(°C), 상대습도(%)를 입력해야 합니다. 섭씨 온도를 입력하면 화씨 온도로 변환하여 계산합니다.

결과

결과 확인
열지수 계산 결과
목표 기온·습도 확인

열지수는 기온과 습도로 결정되므로 기온과 습도를 조절하면 원하는 체감온도로 환경을 조성할 수 있습니다.

열지수 계산 결과 그래프

습구흑구온도지수(WBGT)

정의 및 계산식

습구흑구온도지수는 일사량, 습도, 풍속, 기온 등을 고려하여 인간이 체감하는 온도를 측정하는 방법 중 하나입니다. 이 온도는 기상관측 장비인 습구흑구계를 사용하여 측정됩니다. WBGT(WetBulb Globe Temperature)는 미국 국방부에서 훈련병 야외 훈련 시 열사병 피해를 예방하고자 개발한 지수로 야외환경에 최적화하여 기온, 습구온도, 흑구온도를 이용해 계산되는 지수입니다.

  • 습구 (Wet Bulb): 습구 온도는 공기의 포화 수증기압을 측정하는데 사용되는 변수입니다. 습구 온도계는 물에 젖은 천으로 감싸진 온도계로, 물이 증발함에 따라 냉각되는 효과를 측정합니다. 이 값은 공기의 현재 온도와 상대습도에 따라 달라집니다. 증발이 잘 이루어지는 환경 (즉, 건조하거나 바람이 많이 불거나 온도가 높은 곳)에서는 습구 온도가 더 낮아집니다.
  • 흑구 (Black Globe): 흑구 온도는 일사(태양 복사)의 영향을 받는 온도를 측정하는데 사용됩니다. 흑구온도계는 햇빛에 직접 노출되며, 주변의 복사열을 받아들이는 능력이 높은 검은색 구 모양의 온도계입니다. 이를 통해 일사량이 주는 온도 변화를 측정합니다.
  • 건구 (Dry Bulb): 건구 온도는 우리가 일상적으로 이야기하는 ‘온도’와 같으며, 기본적인 공기 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 건구 온도계는 아무런 영향을 받지 않는 상태에서의 공기 온도를 나타냅니다.

습구흑구온도지수는 다음과 같은 산식으로 계산됩니다.

  1. 옥외(태양광선이 내리쬐는 장소)
    • WBGT(℃)=0.7 X 자연습구온도+0.2 X 흑구온도+0.1 X 건구온도
  2. 옥내 또는 옥외(태양광선이 내리쬐지 않는 장소)
    • WBGT(℃)=0.7 X 자연습구온도+0.3 X 흑구온도​

습구흑구온도지수 계산 애플리케이션

입력

더위체감지수 WBGT 습구흑구온도지수 계산 입력

습구흑구온지수는 습구, 흑구, 건구온도 입력이 필요합니다.

더위체감지수 WBGT 습구흑구온도지수 계산 결과 의복 보정지수

그리고 고열작업의 노출기준을 확인하기 위해서는 착용복장을 선택해야 합니다. 여름작업복을 선택하면 가중치가 0℃입니다. 작업시간은 경작업, 중등작업, 중작업에 따라 달라지므로 선택이 필요합니다.

복장 형태CAF
여름작업복0℃
상하가 붙은 면작업복+2℃
겨울 작업복+4℃
방수복+6℃
CAF : 의복 보정지수(℃)(Clothing Adjustment Factors)
  • 경작업 : 200 kcal/hr까지의 열량이 소요되는 작업을 말하며 앉아서 또는 서서 기계의 조정을 하기 위하여 손 또는 팔을 가볍게 쓰는 일 등을 뜻함.
  • 중등작업 : 200 ~ 350 kcal/hr까지의 열량이 소요되는 작업을 말하며 물체를 들거나 밀면서 걸어 다니는 일 등을 뜻함.
  • 중작업 : 350~500 kcal/hr까지의 열량이 소요되는 작업을 말하며 곡괭이질 또는 삽질하는 일 등을 뜻함.

결과

결과로 습구흑구온도지수를 확인할 수 있습니다.

더위체감지수 WBGT 습구흑구온도지수 계산 결과

습구흑구온도지수와 작업의 경중에 따른 작업시간은 다음과 같습니다.

작업시간경작업중등작업중작업
계속작업30.0℃26.7℃25.0℃
매시간 75% 작업, 25% 휴식30.6℃28.0℃25.9℃
매시간 50% 작업, 50% 휴식31.4℃29.4℃27.9℃
매시간 25% 작업, 75% 휴식32.2℃31.1℃30.0℃
고열작업의 노출기준

참고: 기상청. 더위체감지수 서비스 관련 Q&A 발췌

여름철 폭염으로 인한 온열질환 예방가이드 등 게시(고용노동부)

참고: 고용노동부. 여름철 폭염으로 인한 온열질환 예방가이드 등 게시.

– 산업보건이야기 블로그는 보건관리에 조그만한 도움을 드리기 위해 산업안전보건에 관한 내용을 개인적으로 정리하였습니다. 개인적인 의견이 포함되어 있으며 관련 내용 개정으로 잘못된 정보가 포함되어 있을 수 있습니다. 사업장에서 적용하시 전에 다시 내용을 확인하십시오.
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