수소 화재⋅폭발 위험에 노출된 소방관의 방호 대책 마련을 위한 실험적 연구

Protective Measures for Firefighters Exposed to Hydrogen Fire and Explosion Hazards

제한된 공간에서 발생한 수소 화재⋅폭발 현장은 고온의 화염, 강력한 폭풍파, 비산 파편 등의 복합적 위험이 동시에 작용하여, 소방대원의 진입 및 소화 활동이 극도로 제한된다. 이러한 환경에서는 기존의 일반 구조화재 대응 장비만으로는 충분한 안전성을 확보하기 어렵다. 본 연구에서는 제한된 공간 내 수소-공기 혼합물 폭발 시 발생하는 화염⋅폭풍파⋅파편의 복합적 위험성을 분석하고, 소방대원 안전 확보를 위한 방호대책의 필요성을 제시하였다. 실험 결과, 방호장비를 착용한 소방관 모사 마네킹의 존재가 폭풍파와 화염의 전파 경로를 변화시켜 화염 확장을 억제하는 효과를 보였다. 또한, 밀폐 조건에서는 강한 반사압력과 광범위한 콘크리트 파편 비산이 발생하여, 수소-공기 혼합물 폭발이 구조적 손상과 붕괴로 이어질 가능성을 보여주었으며, 이에 따라 소방 인력의 안전 확보를 위한 전용 방호체계 구축이 필요함을 확인하였다.

Hydrogen fires and explosions in confined spaces involve significant hazards that severely restrict firefighting and rescue operations. Under such conditions, conventional structural-fire protection equipment is often ineffective to ensure responder safety. This study analyzes the combined hazards of high-temperature flames, intense blast waves, and debris generated during hydrogen explosions in confined environments and underscores the necessity of developing protective measures to safeguard firefighters. Experimental results showed that a mannequin equipped with protective gear altered the propagation paths of blast waves and flames, effectively suppressing flame expansion. Under fully confined conditions, strong reflected overpressures and extensive concrete fragment scattering were observed, indicating that hydrogen explosions can lead to severe structural damage and increase the risk of its collapse. These findings emphasize the need to develop dedicated protective systems to enhance firefighter safety during hydrogen explosion incidents.