진흙굴착 대피소의 환기 구조 실험

1. 진흙 굴착 대피소의 구조와 환기의 필요성 - 밀폐 공간의 위험성과 기초 설계 원칙
진흙 굴착(흙 굴착식) 대피소는 직접 땅을 파고 진흙을 활용해 벽과 천장을 만드는 전통적인 대피소 중 하나다. 강한 내외풍 저항력, 일정한 온도 유지, 급조·은폐 효과로 생존 상황에서 유용하지만 지상 구조물과 달리 대피소 내부 환기가 극도로 어려워진다는 근본적 약점을 안고 있다. 터널형 대피소는 그 특성상 외기와의 소통이 약화되고, 피난민의 호흡과 생활 활동, 그리고 습기·온도 변화로 인해 내부의 공기질이 급속히 악화된다.
만약 환기가 부족하면 이산화탄소 습기 유해가스(예: 토양가스 곰팡이 포자 등) 농도가 치솟고 저산소증 어지럼증 중독 등 생명의 위협이 따른다. 이를 피하기 위해서는 설계 초기 단계부터 '공기 흐름'과 '환기 루트'를 필수 구조 요소로 넣어야 하며, 단순한 개구부가 아닌 내부 대피 공간 전체를 관류할 수 있는 환기 구조가 요구된다.
진흙 굴착 대피소는 공간 효율, 침강-붕괴 예방, 적정 습도 조절, 구조 개구부 배치(입구·환기구 분리) 등 다층적 고려가 필요하므로 사전 현장 답사와 설계, 구조 실험이 반드시 선행되어야 제대로 된 환기 대책이 마련된다.

 

2. 환기구 설계유형과 과학적 실험방식 - 수평·수직 환기, 크기 및 위치 최적화
효율적인 환기 구조를 설계하기 위해서는 먼저 기본적인 물리 원리와 터널 환경의 특성을 반영해야 한다. 대표적으로 이중 출구 방식이 있다. 입구와 별도로 구멍(수직환기구)을 대피소 반대편 또는 천장 쪽에 설치해 자연환기를 유도하는 방식이다. 이때 각 환기구의 지름은 사람의 머리 둘레(15~30cm)보다 작고, 길이는 토양 강도와 붕괴 위험을 고려해 최단 거리로 파는 것이 안전하다. 겨울철 또는 습한 계절에는 하부 가스와 상부 습기의 이동을 감안하여 구멍의 위치를 조정한다.
실험적으로는 터널 내부에 촛불이나 훈연재(연기 발생기)를 피워 외부로 연기가 얼마나 빨리 배출되는지, 그리고 신선한 공기가 입구에서 얼마나 원활하게 유입되는지 관찰한다. 또 간단한 풍선·비닐봉지를 통로에 배치한 뒤 압력(기류) 변화를 측정해 최적의 통풍 경로와 환기구 각도를 결정한다. 자연기압차와 온도차를 촉진하기 위해 입구와 환기구의 높이를 바꾸거나 냉·온 공기의 대류 원리를 실험적으로 도입하는 것이 큰 도움이 된다.
토사 붕괴 예방을 위해 환풍구 벽은 진흙 돌 나무 토낭 등으로 보강하고 소형 갈대 대나무 플라스틱 관 등에 강제 송풍로(간이 송기관)를 넣는 것도 실전에서 실험된 방식이다.

3. 실전예시:저예산,자연재기반환기구구조와보강실험
진흙 굴착 대피소에서 환기 구조를 구현할 때는 현장 환경을 최대한 살려야 한다. 가장 널리 쓰이는 방식이 '수직 환기구+양방향 통로'의 조합이다. 임시 현장 실험에서는 나뭇가지, 돌, 진흙(점토), 잡초, 대나무 등 자연 소재만을 이용해 10~30cm 내외의 수직굴을 내부 깊숙한 곳까지 연결한다.
굴착 과정에서 환풍구 주변의 토사가 흘러 막히는 것을 막기 위해 내관재(대나무, 갈대, 플라스틱 병 등)를 넣고 표면은 진흙+돌멩이+목재로 보강한다. 뚜껑과 그물, 뚜껑 등으로 비·먼지·벌레가 들어오는 것을 차단하고, 습기가 높을 경우 환기구 바닥에 숯이나 건초를 놓아 내부 수분 흡착 기능도 병행한다.
현장 실험에서 입구(바닥부)와 수직 환기구(상부) 간 온도·기압 차이가 클 때에는 자연스러운 '굴뚝 효과'로 신선한 공기가 들어가고 내부 습·열과 저장 가스류가 배출되는 결과가 일어나는 것을 확인한다. 겨울철·우기에는 추가 방풍·방수 커버, 보온 피복 등도 실험적으로 병행한다.
또한 환기부족 개선을 위해 송풍기, 수동펌프, 자연풍을 이용한 '강제환기시스템'을 도입한 실험도 병행하고 있으며 실제로는 현장상황(지형, 온습도, 장비유무 등)에 따라 다양한 변형구조가 나타난다.

4. 장기생존과 안전유지를 위해 보완·점검해야 할 환기 실전 가이드
진흙 굴착에 따른 대피소 환기의 성패는 지속적인 점검과 신속한 보완에 달려 있다. 환기구는 사용 중 진흙, 낙엽, 작은 동물, 습기, 흙이 쌓여 막힐 수 있으므로 하루 1~2회 이상 반드시 청소나 점검을 실시해야 한다. 내부 공기질이 나빠지거나 어지러움, 두통, 습기침습, 곰팡이 냄새, 호흡곤란 증상이 감지되면 즉시 환기구, 입구, 통로 전체를 점검해 길이나 각도를 보정한다.
강수기나 폭설 시에는 환풍구 입구를 임시 마개, 덮개, 방수포 등으로 씌워 빗물·이물질의 유입을 막고, 결로를 방지하기 위해 환풍구 부근에 방습용 숯, 건초, 흙 자루 등을 추가 배치한다.
장기체류가 필요한 경우 여러 개의 환기로(2개 이상), 보조구멍 또는 교차환기통로를 설계해 구조 중 나올 수 있는 추락·붕괴·습기 문제에 대비한다. 야외 생존에서는 각종 기압·온도·습도측정기, CO₂센서, 연기 등 단순 측정 장비로 공기 흐름을 주기적으로 검사하면 생존율이 극대화된다.
결국 진흙 굴착 대피소 환기 구조의 실험과 실전은 과학적 원리를 바탕으로 최대한 단순하고 점진적으로 보완 가능한 체계를 개발하는 데 초점을 두어야 하며, 지속적 관찰과 유연한 구조 개선이 생명을 살리는 핵심 노하우임을 항상 명심해야 한다.