실화재 실험을 통한 소방대원 화상위험성 분석

Risk Analysis of Firefighter Burn Injuries by Full-Scale Fire Test

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.