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화마에서 소방관 지켜라…서울대, 화염시험 시설 국내 첫 개발

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2018년 05월 11일 12:10 프린트하기

마네킹에 방화복-장갑 완제품 성능 시험


기존에는 직물 단위로 소재 평가해
“화재현장서 실제 보호 효과 예측 불가”

 

서울대 연구진이 개발한 방화복 시험용 화염 체임버 내부. 마네킹 팔에 보호장갑을 끼우고 화염에 노출시켜 손과 팔 부위의 예상 화상 정도를 예측, 평가할 수 있다. - 사진 출처 서울대 의복과건강연구실
서울대 연구진이 개발한 방화복 시험용 화염 체임버 내부. 마네킹 팔에 보호장갑을 끼우고 화염에 노출시켜 손과 팔 부위의 예상 화상 정도를 예측, 평가할 수 있다. - 사진 출처 서울대 의복과건강연구실

올 들어 잇단 대형 화재로 소방관의 안전 문제에 관심이 모이는 가운데 방화장갑이나 방화복 등 보호구 성능을 시험하는 화염 체임버(실험용 밀폐시설)가 국내에서 처음으로 개발됐다.

 

서울대 의류학과 이주영·김도희 교수팀은 9일 서울대 생활과학대학 주최로 열린 ‘2018년 소방안전 공청회’에서 자체 개발한 화염 체임버를 공개했다. 그동안 국내 방화용 보호구는 직물 수준에서 소재의 물성을 평가해 성능을 인증해 왔다. 이 때문에 소방관들이 실제 착용했을 때의 보호 효과를 평가하는 데는 한계가 있었다.

 

이 교수는 “단순 소재 평가로는 화재 현장에서 인체로 전달되는 열량이나 통증을 느끼는 데 걸리는 시간, 화상 정도 등을 예측할 수 없다”며 “미국, 유럽 등 선진국에서는 전신 마네킹에 방화복을 입혀 부위별 예상 화상 정도와 쾌적감 등을 종합 평가하지만, 국내에선 완제품 상태에서의 평가가 의무화돼 있지 않은 실정”이라고 말했다. 화염 마네킹을 보유한 기관도 해외 제품을 수입해 온 단국대가 유일했다.

 

화상 경험 소방관 58.9%는 손에 화상
손 부위 화염 노출 잦지만, 장갑 방화효과는 취약

 

화염 체임버, 소방용 보호장갑 우선 시험
향후 목-발 등 시험 부위 확대 계획
“현장 적용 위해선 제도적 의무화 필요”
  

화염 시험을 마친 소방용 보호장갑. 손 부위는 구조 작업 중 화염에 많이 노출되는 데 비해 장갑의 보호 효과가 취약한 실정이다. 때문에 화염 체임버는 소방용 보호장갑을 우선적으로 시험하도록 설계됐다. 향후에는 얼굴, 목, 발 등으로 시험 부위를 확대할 계획이다. - 사진 출처 서울대 의복과건강연구실
화염 시험을 마친 소방용 보호장갑. 손 부위는 구조 작업 중 화염에 많이 노출되는 데 비해 장갑의 보호 효과가 취약한 실정이다. 때문에 화염 체임버는 소방용 보호장갑을 우선적으로 시험하도록 설계됐다. 향후에는 얼굴, 목, 발 등으로 시험 부위를 확대할 계획이다. - 사진 출처 서울대 의복과건강연구실

연구진의 화염 체임버는 소방관들이 가장 빈번하게 화상을 입는 손 부위에 대한 방화 성능을 우선적으로 시험할 수 있도록 설계됐다. 향후 얼굴과 목, 발 등 시험 부위를 확대할 계획이다. 앞서 연구진이 전국 소방공무원 981명을 대상으로 실시한 설문 결과에 따르면 화상을 입은 경험이 있는 소방관 중 58.9%가 손에 화상을 입은 것으로 나타났다. 김 교수는 “대부분 보호장갑을 착용하고 있었는데도 화상을 입은 것은 손 부위가 구조 작업 중 화염에 많이 노출되는 데 비해 장갑의 보호 효과가 취약하기 때문으로 볼 수 있다”고 설명했다.

 

가로 2.55m, 세로 2.85m, 높이 2.6m인 화염 체임버는 직육면체 모양의 밀폐된 방으로 내벽은 내화성 석고보드, 외벽은 스테인리스 패널로 제작됐다. 체임버 내부에는 45도·90도 회전이 가능한 화염발생기 8개와 환기시스템, 안개발생기, 가스탐지기 등이 있다. 열 감지 센서가 탑재된 성인 남성 크기의 손과 팔 부위 마네킹이 m²당 84kW(킬로와트)의 열에 노출된다. 이는 국제표준화기구(ISO)가 정한 고위험 화재 현장에서 노출되는 열량으로 섭씨 약 1000도 수준의 고열을 뜻한다. 마네킹 팔은 소방관들이 구조 작업 도중 손을 계속해서 움직이는 조건을 모사하기 위해 10초에 한 바퀴(360도)씩 회전한다. 6단계에 걸친 높이 조절도 가능하다.

 

연구진은 실제 화재 현장처럼 다습한 환경에서의 화염 시험이 중요하다고 했다. 김 교수는 “보통 장갑이 젖었을 때보다 말랐을 때 더 크게 화상을 입지만, 젖은 상태가 같을 경우 습도가 높아질수록 화상이 심해진다. 이런 부분을 검토하기 위해 습도를 최대 99%까지로 높일 수 있는 안개발생기를 설치했다”고 설명했다. 연구진은 피부 깊이에 따른 온도 분포로 화상 정도를 예측하고 분석 결과를 보고서로 작성하는 프로그램도 함께 개발했다.

 

화염 체임버는 방화용 보호구에 대한 국내 표준 개선에 활용될 전망이다. 이날 공청회에 참석한 서울 관악소방서 남기범 장비회계팀장은 “연구 결과가 현장에 적용되려면 제도적 뒷받침이 반드시 필요하다”고 강조했다. 이 교수 역시 “국내에서도 완제품 상태에서의 성능 평가가 의무화 돼야 한다”고 말했다.

 

이어 이 교수는 “손 부위는 기존 전신 화염 마네킹에서도 간과했던 부분이다. 향후 방화용 보호장갑에 대한 새로운 ISO 표준을 제안할 계획”이라며 “화염 체임버는 웨어러블 센서로 화재 현장과 소방관의 상태를 실시간 감지하는 스마트 방화복 개발에도 활용할 수 있다”고 말했다.

 

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