대형산불로 비화발생 시 산림인접지역 건축물에 비상소화장치 적용 효과성 분석

권진석(Jin Suk Kwon),박태희(Tae Hee Park),임유리(Yu Ri Lim),신영민(Young Min Shin),박정화(Jung Hwa Park),이지향(Ji Hyang Lee) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계

기후변화로 인한 건조일 수 증가와 국지적 강풍으로 대형산불 발생 요인은 증가하고 있으며, 산림의 입목량 증가와 지피물(낙엽 등) 퇴적, 높은 비율의 침엽수림 분포로 산불의 대형화⋅확산의 위험이 커지고 있다. 2020년은 전년 대비 산불 발생 건수와 피해 면적은 소폭 감소하였으나 최근 10년 평균 대비 건수는 36% 증가하였으며, 피해 면적은 170% 증가하였다. 동해안 산불은 적은 건수에 비해 피해 규모가 큰 경우가 많다. 또한 산림인접지역에 민가, 축사 등 건축물이 있어 산불로 인한 비화 등으로 화재가 전이될 경우가 많다. 특히 ’19년도에 발생한 강원산불의 경우 건조한 봄철 날씨와 산불 발생 시간이 야간이었기 때문에 진화에 어려움이 있었다. 이에 시⋅도 소방력을 총동원하더라도 화재피해 방지는 역부족이였으며 이를 극복하기 위해 소방시설을 통한 주민자율진화체계 구축으로 비상소화장치를 사용하여 주택 22채 중 19채를 방어한 실제 사례에서 효과성을 보였다. 소방청에서는 ’20년도 말부터 강원동해안 지역에 총 700개의 비상소화장치 및 펌프와 저수조 등을 설치하였다. 본 연구에서는 강원동해안 지역에 설치한 비상소화장치의 효과성을 도출하기 위해 산림인접지역의 민가 및 건출물의 유형 중 가장 흔히 사용되는 건축 외장재를 사용한 건축물에 산불로 인한 비화발생 시 화재전이 양상을 확인해보았다. 실험에 사용된 건축물의 지붕재질은 경량철골 슬레이트, 아스파트싱글, 플라스틱 슬레이트, 함석슬레이트를 사용하였고, 벽체재질은 샌드위치패널, 드라이비트, 세라믹사이딩 패널, 목조(OBS 합판)을 사용하였다. 비화발생장치는 목재펠릿을 연료로 하여 비화의 상황을 재현할 수 있는 장치로 수관화 현상 시 발생하는 비화물의 열량에 맞추어 설정하였다. 비상소화장치를 사용하여 건축물과 지피물에 3분간 예비주수를 하여 예비주수 유무에 따른 건축물 화재 전이 유무 및 온도 변화를 측정하였다. 그 결과, 비상소화장치를 활용하여 예비주수를 할 경우에는 비화로 인한 건축물로의 화염 전이를 예방할 수 있으며 소방차가 출동하기 전까지 충분한 골든타임을 확보할 수 있다.

금속화재 소화약제 적용성 비교 연구

권진석(Jin-Suk Kwon),김태선(Tae-sun Kim),김태동(Tae-Dong Kim),박태희(Tae-Hwe Park),박민영(Min-Yong Park),김수영(Su-Young Kim),김황진(Hwang-Jin Kim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

금속을 가공하거나 금속물질을 취급하는 공장에서는 금속폐기물은 위허물이 아닐 경우 별도 지정수량 및 관리기준이 명확하지 않아 많게는 100톤 이상 적재하여 보관하고 있다. 마그네슘이나 알루미늄이 함유된 금속폐기물은 수분에 취약하여 장마철 수분접촉으로 인한 화재가 발생하기 쉬우며, 공장 내 부주의로 화염이 전이되면 금속화재가 발생한다. 실제 전남곡성 금속화재의 경우 200톤 가량의 금속화재가 완전소화까지 22일이 소요된만큼 일반화재와 달리 화재가 지속되는 시간이 길고 공격적인 화재 진압을 위한 주수소화가 불가하여 적절한 소화용구나 금속화재용 소화약제를 사용해야 한다. 현재 금속화재 현장에서는 소화를 위해 건조사나 팽창질석으로 방어선을 구축하여 직접적인 소화는 어려움이 있다. 이를 개선하기 위해 국내⋅외에서 금속화재용 소화약제를 개발중에 있으며 일부 활용중에 있다. 본 연구에서는 금속화재 대응 시 소방공무원의 안전을 확보하고 현장대응에 도움이 되고자 국내⋅외에서 사용중인 고체소화용구와 액체소화약제의 적용성을 비교하였다. 비교실험은 ISO7165 기준에 따라 진행하였으며 가연물은 마그네슘(150㎛, 순도 99%이상, 2kg)으로 적용하였다. 마그네슘에 착화한 후 소화를 위해 동 시에 사용한 고체소화용구로는 건조사, 팽창질석, 팽창글라스, 염화나트륨분말, D급 소화기를, 액체소화약제로는 수산화실리카, 액화팽창질석, 침윤소화약제를 사용하였다. 소화용구와 약제에 대해 경제성, 안전성, 소화시간, 사용편의성에 대해 분석하였고 실험결과, 고체소화용구 중에서는 팽창질석이 위 4가지 기준을 적용하였을 때 현장에서 방어선 구축에 가장 적절한 소화용구로 도출되었으며 공격적인 진압을 위한 액체소화약제로는 침윤소화약제가 가장 우수한 것으로 도출되었다. 금속화재현장에서는 1차적으로 고체소화용구로 방어선 구축이 최우선이며, 금속화재 현장의 폐기물 일부를 액체소화약제에 반응시켜 안전성이 확보될 경우 공격적인 화재진압을 해야한다.

자동차화재 시 질식소화덮개 적용방안에 관한 실험적 연구

권진석(Jin-Suk Kwon),김황진(Hwang-Jin Kim),이수호(Soo-Ho Lee),김수영(Su-Young Kim),박태희(Tae-Hwe Park),김태동(Tae-Dong Kim),김수영(Soo-Young Kim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.1

최근 발생한 자동차 화재의 경우 일반도로(47.3%), 고속도로(17.2%)와 같이 도로 위에서 발생하는 경우가 많다. 자동차화재 신고가 접수된 후 소방대원이 현장에 도착할 때까지 도로의 교통상황에 따라 지연될 수 있고 펌프차가도착하기 전까지 화재진압을 할 수가 없다. 본 연구에서는 자동차화재 발생 시 주수를 하지 않고 자동차용 질식소화덮개를 활용한 질식효과로 자동차화재 소화에 대한 실험을 통해 적용방안 및 활용방법을 도출하였다. 동일한 차종에 착화를 하여 최성기에 질식소화덮개를 10 min, 20 min, 30 min 적용하여 질식에 의한 소화가 가능한지를 확인하였다. 그 결과, 10 min 이상 적용한 3번의 실험에서 부분적 재발화는 있었지만 간단한 잔화정리로 완전 진화가 가능하였다. 본 실험결과를 통해 질식소화덮개의 소화 가능성과 현장활용 방안을 통해 신기술의 자동차화재 대응기술을 제시한다. Recently, car fires have been occurring on city roads (47.3%) and expressways (17.2%). Depending on the trafficconditions on the road, the growth of these fires can be delayed until firemen or a pump car arrives at the scene. In thisstudy, application and utilization methods were derived based on car fire extinguishing experiments. To this end, asuffocation effect was induced using a car fire blanket and without using water in the event of a car fire. A car was ignited,and the car fire blanket was applied for 10, 20, and 30 min during the peak of the fire to verify whether the fire couldbe extinguished. A partial fire was caused for the three experiments, which could be put out with a small amount of water. Based on the results of these experiments, i.e., car fires can be put out using a car fire blanket and an on-site utilizationplan, a new technology is presented.

홍수파모형을 이용한 변단면내의 수위계산에 관한 연구

권진석(Kwon Jin Suk),김성모(Kim Sung Mo),김가야(Kim Ga Ya),박상길(Park Sang Kil) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.3

교육현장용 지진재난 대응 매뉴얼 비교·분석 -한·일 양국을 중심으로-

이지향(Lee, Ji Hyang),권진석(Kwon, Jin Suk),손명찬(Son, Myung Chan),이영욱(Lee, Young Uk),박상현(Park, Sang Hyun) 한국방재학회 2017 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.-

소방공무원 심신안정을 위한 기능성 콘텐츠 적합성 평가

박태희(Tae-Hee Park),권진석(Jin-Suk Kwon),김수영(Su-Young Kim),장민혁(Min-huyk Chang),김치중(Chi-Jung Kim),이지향(Ji-Hyang Lee) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.3

소방공무원은 각종 재난 현장의 위험에 항시 노출되어 있으며, 소방공무원의 정신과 신체적 건강에 대한 안전 대책이 필요한 실정이다. 소방공무원의 정신적 스트레스를 최소화하고 정신질환을 예방하기 위해 다양한 프로그램들이 운용되고 있으며, 심신안정실 또한 일선 소방관서에 구축하는 추세이나 아직까지 보급이 미흡한 실정이다. 이에본 연구에서는 소방공무원 스트레스 감소를 위해 영상장치, 힐링체어, 방향 장치 등으로 구성된 독립 부스 형태의힐링룸을 구축하여 소방관서에 배치·운용하였다. 본 장치는 스트레스 감소 효과를 검증하기 위해 소방공무원을 대상으로 운용하였으며 소방공무원의 ECG 측정을 통해 정량적인 지표를 5종 설정하고, 해당 지표들을 통해 스트레스감소 효과를 확인하였다. 또한 정신건강 인터뷰를 통해 소방공무원의 스트레스를 측정 분석하여 해당 콘텐츠의 스트레스 감소를 확인하였다. 본 연구를 통해 소방공무원의 정신적 회복탄력성 강화 및 소방관서 내 심신안정실 활성화에 필요한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. Firefighters are constantly exposed to dangers in disaster sites and they need a plan to safeguard their mental health. There are various programs in place, such as mental and physical health stabilization rooms, to reduce stress and preventmental illnesses. While these are easily accessible during work, they are lacking in function. To effectively decrease thestress of firefighters, a 65-inch TV set, a healing chair, and an aromatic device were installed in an independent booth,called a healing room. Such rooms were built in fire stations and its effects on stress were analyzed. Five quantitativeindicators were identified based on the ECG measurement of firefighters and stress reduction effects were confirmed. Additionally, for the qualitative analysis, mental health interviews of firefighters confirmed stress reduction. The results ofthis study are expected to be used as baseline data to enhance psychological resilience in firefighters and to revitalize theirmental and physical health using stabilization rooms.

소방차량 우선신호시스템 확대를 위한 현황분석 연구

박태희(Tae Hee Park),권진석(Jin Suk Kwon),이지향(Ji Hyang Lee) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

개인 자가용의 보급이 확대되고 지속적인 소방력과 장비가 충원됨에 따라 긴급히 출동하는 소방의 초기집중 대응시간(골든타임) 확보율은 절반 수준이다. 그 이유로는 소방차량을 운용하는 기관원의 차량 신호위반과 과속에 대한 어려움, 시민들의 소방차 길 터주기 인식 부족과 불법주정차 그리고 차량정체에 따른 출동 시간 지연이 대표적이다. 소방의 골든타임은 화재와 구급 환자를 고려하여 7분 이내를 목표로 하고 있으며 이에 대한 적극적인 대응이 필요한 실정이다. 소방차량의 신속한 출동을 위해 국내 각 지자체는 소방차량과 경찰 차량에 우선신호를 부여하는 우선신호시스템을 구축하고 있으며 지능형 교통체계를 기반으로 한 중앙제어방식과 교통신호에 직접적으로 신호를 연동하는 현장제어방식을 사용 중에 있다. 하지만 우선신호시스템에 대한 구축방식과 예산이 지자체별로 상이하여 효율적인 우선신호시스템 구축에 대한 검토가 필요한 실정이다. 우선신호시스템에 대한 현황분석은 총 19개 시⋅도 소방본부 대상으로 진행되었으며, 양식배포를 통해 우선신호시스템의 구축기반, 적용구간, 적용차량, 운영 전문인력, 주 출동로 활용 여부를 응답받았으며 출동 거리에 따른 출동 소요 시간을 중점적으로 분석하였다. 취합된 결과를 통해 우선신호시스템이 일부 소방차량 출동에 유의미한 차이를 가진다는 결과를 얻었으며, 구축기반에 따라 비교하였을 경우 중앙제어방식이 현장제어방식 보다 출동 시간 단축에 효과적인 것으로 나타났다. 소방기본법에 따라 국민의 생명⋅신체 재산을 보호해야하는 소방공무원에게 우선신호시스템의 필요성은 현황분석을 통해 충분히 도출되었다고 생각된다. 하지만 지자체 고유의 교통신호체계에 접목되고 있는 우선신호시스템의 확대를 위해서는 현 시스템의 현황을 직시하고 사용자 수준에서 개선점을 도출하여야 하며 미래교통체계에 맞춰 고도화될 필요가 있다고 판단된다.

실화재 실험을 통한 소방대원 화상위험성 분석

김태선(Tae-Sun Kim),김황진(Hwang-Jin Kim),한동훈(Dong-Hun Han),박태희(Tae-Hwe Park),신영민(Young-Min Shin),권진석(Jin-Suk Kwon) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

소방대원은 화재진압 시 화염 또는 복사열, 대류열에 의한 화상위험성에 항상 노출되어 있다. 소방청에서 ‘20.4 월 전국 소방공무원 50,527명을 대상으로 설문조사를 실시한 결과 242건의 화상사고가 발생하였으며 이 중 81%는 개인보호장비를 착용한 상태였다. 현장에서 진압활동을 하는 소방대원은 현장의 급박한 상황과 두꺼운 방화복에 의해 내부온도가 상승하는 것을 인지하기 어려워 현장 활동이 끝나고 화상을 인지하는 경우가 다수 발생하였다. 화상정도는 2도 화상(66.5%), 1도 화상(18.2%), 3도 화상(15.3%) 순으로 조사되었으며 화상부위는 손(28.5%), 머리(24.8%), 귀(10.3%), 목(10.3%), 다리(8.7%), 어깨(6.6%) 순이였다. NIST(1996)에서는 소방대원이 건축물 화재 대응 시 온도환경에 따른 방화복의 보호정도를 분석한 내부 연구보고에서 2도 화상에 대한 사람 피부내성의 열유속 및 허용시간을 나타내었으며, 일본 소방과학연구소(2004)에서는 소방 활동 시 방사열과 온도에 관한 조사연구를 통해 열유속의 크기별로 일정시간 노출 시 발생할 수 있는 증상을 발표하였다. 기존 국내⋅외 관련 문헌에서는 일정 복사열 또는 온도에서 노출 되었을 때 화상위험성을 분석하였지만 본 연구에서는 정형화된 복사열 구간에서의 화상위험성이 아닌 실제 화재를 진압하는 상황에서 변화하는 복사열 및 방화복 착용 시 신체부위별 온도 측정을 통해 화상위험성을 검증하였다. 가로 3.6 m, 세로 2.4 m, 높이 2.4 m 크기의 샌드위치 패널 구조물을 설치하고 목재와 신나로 가연물을 구성하여 실제 화재 시 실내에서 화재를 진압하는 경우와, 실외에서 화재를 진압하는 경우로 구분하여 화재실 개구부로부터 2 m 이격된 지점에서 방화복을 착용한 마네킨이 화점을 통해 방수하는 상황을 모사하였다. 소방대원에 미치는 복사열과 방화복 내부온도를 측정하기위해 마네킨에는 사람의 피부와 가장 유사한 돈피를 부착하고 화상이 잘 발생하는 신체부위별로 열전대를 설치하였으며 1.6 m, 1.4 m, 1m, 0.7m 위치에 복사열 유속계를 설치하였다. 실험결과 구획화재 시 실내에서 화재를 진압하는 경우 실외보다 약 3배 이상의 높은 복사열에 노출되었으며 실내에서 진압시 1.6 m 지점에서 최고 37 kW/㎡ 복사열에 노출되었으며 헬멧부위의 외부 최고온도는 519 ℃ 까지 상승하였다. 방화복 내부 온도는 무릎부위 55.2 ℃, 손 49.3 ℃, 팔 43.4 ℃ 등 31.1 ℃~ 55.2 ℃로 부위별로 상이하게 측정되었다. 복사열의 경우 지면으로부터 0.7 m 지점이 1.6 m 지점보다 최대 13.65 kW/㎡ 낮게 측정되어 현장에서 화재 진압 시 화염이 분출되는 개구부로부터 충분한 이격거리를 유지하고 낮은 자세로 방수하여 화상위험을 최소화 시킬 필요가 있다.

안전약자 상층 대피 지원에 관한 실험적 연구

이지향 ( Ji Hyang Lee ),이효정 ( Hyo Jeong Lee ),권진석 ( Jin Suk Kwon ),박상현 ( Sang Hyun Park ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2019 한국안전학회지 Vol.34 No.1

This study is aiming to compare stair ascent transportation speed and physical burden of evacuation supporters according to the types of stair ascent transportation for vulnerable people experimentally. In this study, we measured heart rate of the supporters to indicate physical burden during the transportation. The subjects of this experiment were male students, age of 20-26. Experimental conditions were the ways of stair transportation and the weight of vulnerable people. The types of stair transportation were giving a piggyback ride and carrying a wheelchair. Each experimental trial was video-recorded for measurement of ascent speed and observing supporters movement. As a result of the experiment, as for the ascent transportation speed by piggyback ride from the first floor to the fourth floor, the average speed of the light case is 31 seconds and for the heavy case is 43 seconds. When it comes to the average speed of wheelchair transportation’s average speed the light case is 1 minute and 11 seconds and the heavy case is 1 minute and 49 seconds. Therefore, it was indicated that when the weight of a vulnerable people is lighter, the transportation speed is faster. The heart rates of evacuation supporters are different depending on transportation methods or individual’s condition but as repetitive transportation increases, they tend to reach the maximum heart rates.

재난현장 골든타임 확보를 위한 소방차량 우선신호시스템 확대 방안 연구

박태희(Tae Hee Park),이지향(Ji Hyang Lee),권진석(Jin Suk Kwon) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계

골든타임이란 재난 대응 목표 시간 관리 개념으로, 응급상황에서 인명구조 조치를 하기 위한 초기 집중 대응 시간을 의미한다. 소방청에서는 국민의 생명과 재산을 최대한으로 지키기 위해 재난 현장 소방차량 도착시간을 7분으로 하는 골든타임을 제시하고 있다. 골든타임 도착률은 2017년부터 꾸준히 상승하는 추세를 보이지만, 경북과 강원은 도착률이 절반에 미치지도 못하였고, 경기와 충북은 도착률이 절반 수준으로 나타났다. 이는 우선신호시스템이 지자체의 예산과 교통상황에 따라 사용하는 우선신호시스템의 운영방식이 다르고 도입 사업의 주체에 따라 한계성이 분명하기 때문이다. 우선신호시스템의 확대를 위해 소방공무원을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 교통시뮬레이션(VISSIM)을 통해 우선신호시스템 적용 시 출동 시간의 효과성을 분석하였다. 설문조사는 인지도 및 관심도, 필요성, 개선사항을 리커트 척도 5점 만점을 기준으로 총 2,477명의 소방공무원에게 총 22개 문항을 질문하였다. VISSIM을 통한 효과성 분석은 청주시를 대상으로 충북경찰청의 협조를 받아 분석 대상 구간의 신호현시 자료를 기반으로 분석하였다. 또한 넓은 범위에서의 교통영향분석을 수행하기 위해 단일 교통축을 포함하여 2가지축을 추가로 포함하여 분석하였다. 우선신호시스템의 설문조사 결과 소방공무원의 우선신호시스템에 대한 인지도와 관심도는 보통이었으나, 우선신호시스템의 필요성은 높게 나타났다. 또한 우선신호시스템의 개선에 대해서는 중립적인 견해를 밝히고 있었으나 소방공무원이 요구하는 개선점이 있는 것으로 보아 우선신호시스템의 개선과 확대가 필요하다는 것을 확인하였다. VISSM을 통한 효과성 분석으로는 교통 포화도에 따라 효과성의 차이는 나타났지만 우선신호 시스템을 적용할 경우 모든 포화도에서도 소방차량의 통행속도가 빨라짐에 따라 출동 시간 단축에 효과가 있음을 입증하였다. 본 연구는 우선신호시스템의 효과성을 입증하고 나아가 국민의 생명과 재산을 지키는 소방차량의 신속한 출동 및 소방공무원의 안전한 출동환경 조성을 목표로 수행되었다.