산불진화대원의 안전 확보와 작업능률 향상을 위해 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 개발하였다. 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 기준이 현재 국내에 없기 때문에 한국소방산업기술원(KFI)에서 운용중인 소방대원용 헬멧에 대한 기준을 기초로 하여 연구를 시작하였다. 관계자 의견 수렴 및 외국 기준의 검토를 통하여 26개 시험항목 중 15개 시험항목을 제외하고 11개 시험항목을 선정하였다. 2 종류의 일반 안전헬멧과 하나의 소방대원용 헬멧을 시료로 하여 KFI 기준을 적용하여 시험하고 그 결과를 비교하였다. 시험 결과 일반 안전헬멧은 착장체와 턱끈의 기능이 기준에 미달하였고 특히 PE나 ABS 재질은 열에 취약함을 확인하였다. KFI 기준과 ISO 16073, NFPA 1977, NFPA 1971 및 BS EN 443의 판정기준을 비교하여 우리나라 산불진화대원들의 작업 환경에 적합한 11개의 시험항목과 판정기준을 최종 선정하였다.
산불진화대원의 안전 확보와 작업능률 향상을 위해 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 개발하였다. 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 기준이 현재 국내에 없기 때문에 한국소방산업기술원(KFI)에서 운용중인 소방대원용 헬멧에 대한 기준을 기초로 하여 연구를 시작하였다. 관계자 의견 수렴 및 외국 기준의 검토를 통하여 26개 시험항목 중 15개 시험항목을 제외하고 11개 시험항목을 선정하였다. 2 종류의 일반 안전헬멧과 하나의 소방대원용 헬멧을 시료로 하여 KFI 기준을 적용하여 시험하고 그 결과를 비교하였다. 시험 결과 일반 안전헬멧은 착장체와 턱끈의 기능이 기준에 미달하였고 특히 PE나 ABS 재질은 열에 취약함을 확인하였다. KFI 기준과 ISO 16073, NFPA 1977, NFPA 1971 및 BS EN 443의 판정기준을 비교하여 우리나라 산불진화대원들의 작업 환경에 적합한 11개의 시험항목과 판정기준을 최종 선정하였다.
To secure the safety and improve the work efficiency of forest firefighting crews, performance evaluation criteria for safety helmets were developed in this study. Because the standards for forest firefighting safety helmets are not available in Korea, we began our study based on the standards for f...
To secure the safety and improve the work efficiency of forest firefighting crews, performance evaluation criteria for safety helmets were developed in this study. Because the standards for forest firefighting safety helmets are not available in Korea, we began our study based on the standards for firefighting safety helmets used by the Korea Fire Institute (KFI). Eleven test items were selected excluding 15 other items out of the 26 test items that, through the consultation of stakeholders and the review of foreign standards, were initially included in our study. Two types of general safety helmets and one firefighting helmet were tested by applying KFI standards, and the results were compared. The general safety helmets did not meet the standards of the retention system and chin strap. Additionally, polyethylene and acrylonitrile butadiene styrene materials were found to be especially weak under heat conditions. We compared the criteria of KFI, International Standardization Organization (ISO) 16073, National Fire Prevention Association (NFPA) 1977, NFPA 1971, and British Standards European Norm (BS EN) 443, and finally selected 11 test items and their acceptance criteria suitable for the work environment of forest firefighting crews in Korea.
To secure the safety and improve the work efficiency of forest firefighting crews, performance evaluation criteria for safety helmets were developed in this study. Because the standards for forest firefighting safety helmets are not available in Korea, we began our study based on the standards for firefighting safety helmets used by the Korea Fire Institute (KFI). Eleven test items were selected excluding 15 other items out of the 26 test items that, through the consultation of stakeholders and the review of foreign standards, were initially included in our study. Two types of general safety helmets and one firefighting helmet were tested by applying KFI standards, and the results were compared. The general safety helmets did not meet the standards of the retention system and chin strap. Additionally, polyethylene and acrylonitrile butadiene styrene materials were found to be especially weak under heat conditions. We compared the criteria of KFI, International Standardization Organization (ISO) 16073, National Fire Prevention Association (NFPA) 1977, NFPA 1971, and British Standards European Norm (BS EN) 443, and finally selected 11 test items and their acceptance criteria suitable for the work environment of forest firefighting crews in Korea.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
잔불 정리와 뒷불 감시가 주요 업무라 하더라도 산불 현장에선 항상 불의 위험에 노출되어 있기 때문에 일반용 개인보호장비로는 안전에 대한 요구 조건을 충족시킬 수 없다. 따라서 소방용 장비의 성능까지는 아니더라도 일반용 안전장비보다는 성능 수준이 높은 새로운 성능평가 기준을 찾고자 하였다.
산불진화대원용 안전헬멧에 대한 기준이 현재 국내에 없기 때문에 산불진화대원의 안전 확보와 작업능률 향상을 위해 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 제안하고자 하였다. 한국소방산업기술원(KFI)에서 운용중인 ｢소방용 진압헬멧의 KFI 인정기준｣의 26개 시험항목을 기초로 하여 연구를 시작하였다.
산불진화대원의 인명 피해 방지와 작업 효율 향상을 위해서는 개인보호장비에 대한 표준 규격이 반드시 필요하다. 이번 연구에서는 산불진화대원의 주요 업무 및 작업 환경에 대한 검토를 거친 후, 산불진화대원의 필수 보호 착용 도구 중 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 제안하고자 하였다. 여기서 기준이란, 어떤 품목에 대해 성능 평가방법과 적합 · 부적합 판정 방법을 규정한 것을 말한다.
제안 방법
2 종류의 일반 안전헬멧과 하나의 소방대원용 헬멧에 대해 KFI 기준을 적용하여 시험하고 그 결과를 비교하였다. 앞에서 선정된 11개 시험항목 중에서 구조, 내식성, 반사성능 시험을 제외하고 나머지 8가지 항목에 대해 시험하였다.
소방용 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 산불진화대원용 안전헬멧에 그대로 적용하기에는 요구 수준이 너무 높은 반면, 일반 안전헬멧은 산불 진화용으로 사용하기에 품질이 부족하다. 따라서 소방용 안전헬멧의 성능까지는 아니지만 일반 안전헬멧보다는 성능이 우수하고 산불 진화작업에 적합한 성능 수준을 찾기 위해 산불진화대원들이 사용하고 있는 2 종류의 일반 안전헬멧과 하나의 소방대원용 헬멧을 대상으로 KFI 기준을 적용하여 시험하고 그 결과를 비교하였다.
재료에 대한 온도ㆍ습도 시험, 땀 시험 및 두발유 시험은 다른 외국기준에서 찾아볼 수 없었다. 따라서 이 3개 시험항목을 제외한 11개 항목들을 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 시험항목으로 선정하였다.
산불진화대원용 안전헬멧에 대한 시험항목을 선정하기 위해 2차로 외국의 기준에 있는 시험항목들을 검토하였다. 검토한 외국 시험기준들을 Table 2에 나타내었다.
2 종류의 일반 안전헬멧과 하나의 소방대원용 헬멧에 대해 KFI 기준을 적용하여 시험하고 그 결과를 비교하였다. 앞에서 선정된 11개 시험항목 중에서 구조, 내식성, 반사성능 시험을 제외하고 나머지 8가지 항목에 대해 시험하였다.
또한 충격에 견딜 수 있고 안정적인 착용을 위해서는 모체와 착장체의 구조 및 턱끈의 기능을 개선할 필요가 있음을 확인하였다. 이어서 판정 기준을 수립하는데 참고하기 위해 KFI 기준과 ISO 16073, NFPA 1977, NFPA 1971 및 BS EN 443의 판정기준을 비교하여 우리나라 산불진화대원들의 작업 환경에 적합한 판정기준들을 최종 선정하였다.
산불진화대원용 안전헬멧에 대한 기준이 현재 국내에 없기 때문에 산불진화대원의 안전 확보와 작업능률 향상을 위해 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 성능평가 기준을 제안하고자 하였다. 한국소방산업기술원(KFI)에서 운용중인 ｢소방용 진압헬멧의 KFI 인정기준｣의 26개 시험항목을 기초로 하여 연구를 시작하였다. 그러나 산불진화대원과 소방대원은 주요 업무와 작업 환경이 많이 다르기 때문에 관계자(산불진화대원) 의견 수렴 및 외국 기준의 검토를 통하여 26개 시험항목 중 15개 시험항목을 제외하고 11개 시험 항목을 선정하였다.
｢소방용 진압헬멧의 KFI 인정기준｣에 있는 26개의 시험 항목을 기본으로 하여 관계자(산불진화대원) 의견 수렴 및 자료 검토를 통하여 관계가 없는 시험항목들을 걸러내었다. 소방용 헬멧의 안면렌즈, 물받이와 관련된 시험들은 해당이 없기 때문에 제외하였다.
대상 데이터
한국소방산업기술원(KFI)에서 운용중인 ｢소방용 진압헬멧의 KFI 인정기준｣의 26개 시험항목을 기초로 하여 연구를 시작하였다. 그러나 산불진화대원과 소방대원은 주요 업무와 작업 환경이 많이 다르기 때문에 관계자(산불진화대원) 의견 수렴 및 외국 기준의 검토를 통하여 26개 시험항목 중 15개 시험항목을 제외하고 11개 시험 항목을 선정하였다.
산불진화대원용 안전헬멧에 대한 11개의 성능평가 시험 항목 및 판정기준을 Table 16에 나타내었다. 안전헬멧의 구조는 고용노동부의 보호구 안전인증 고시에서 규정하고 있는 헬멧에 대한 기준을 적용하였다. 내관통성 시험, 충격흡수성 시험, 난연성 시험은 ISO 16073 기준을, 내열성 시험은 BS EN 443 기준을, 턱끈강도 시험은 NFPA 1977 기준을 그리고 내식성 시험, 반사성능 시험, 턱끈풀림 시험, 측면 변형 시험 및 이탈 시험은 KFI 기준을 적용하였다.
앞에서 산불진화대원용 안전헬멧에 대한 시험 항목을 11개로 선정하였다. 이어서 산불진화대원의 작업 환경과 안전에 대한 요구사항을 고려하여 11개 시험항목에 대한 판정기준을 정하여야 한다.
그리고 산불 진화작업에서 전기절연과 완전한 방수성능까지는 필요하지 않기 때문에 관련 시험항목들을 제외하였다. 이렇게 26개 시험 항목 중 12개 시험항목을 제외하고 14개 시험항목을 1차로 선정하였다. 그 결과를 Table 1에 나타내었다.
시험에 사용된 3가지 안전헬멧에 대한 특성을 Table 4에 나타내었다. 일반용 안전헬멧은 PE (Polyethylene)와 ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) 재질이며 소방 구조용 헬멧은 PEI (Polyether imide) 재질이다. PEI는 열보호 성능이 우수한 반면 가격이 비싸다.
이론/모형
KFI에서 운용중인 ｢소방용 진압헬멧의 KFI 인정기준｣(2)에서 정한 시험방법과 판정기준을 8개의 시험항목에 적용하여 실시하였다. 각 시험방법과 판정기준은 시험결과에 요약하여 나타내었다.
Table 15를 참조하여 산불진화대원용 안전헬멧의 성능평가 판정기준을 선정하였다. 내관통성 시험, 충격흡수성 시험, 난연성 시험에 대해서는 산불진화대원용 개인보호장비에 대한 기준인 ISO 16073을 수용하였다. 내열성 시험의 경우 다른 기준들은 260 ℃에서 5분간 노출하는데 비해 BS EN 443 기준은 90 ℃에서 20분간 노출하는 조건이었다.
안전헬멧의 구조는 고용노동부의 보호구 안전인증 고시에서 규정하고 있는 헬멧에 대한 기준을 적용하였다. 내관통성 시험, 충격흡수성 시험, 난연성 시험은 ISO 16073 기준을, 내열성 시험은 BS EN 443 기준을, 턱끈강도 시험은 NFPA 1977 기준을 그리고 내식성 시험, 반사성능 시험, 턱끈풀림 시험, 측면 변형 시험 및 이탈 시험은 KFI 기준을 적용하였다.
열보호 성능과 열에 대한 내구성 관련 시험들은 소방대원과 산불진화대원의 작업환경이 다르기 때문에 판정기준에 차이가 있어야 한다. 따라서 판정기준에 차이가 있을 경우 ISO 16073과 NFPA 1977 기준을 우선적으로 수용하였다. 그러나 안전헬멧의 기계적․물리적 내구성 관련 시험들은 소방대원과 산불진화대원 간의 판정 기준에 크게 차이를 둘 필요가 없다.
내열성 시험의 경우 다른 기준들은 260 ℃에서 5분간 노출하는데 비해 BS EN 443 기준은 90 ℃에서 20분간 노출하는 조건이었다. 산불진화대원들은 주불 진화보다는 잔불 진화가 주요 업무이고 또한 장시간 작업을 하기 때문에 BS EN 443 기준을 수용하였다. 턱끈강도 시험의 판정기준은 산불진화대원용 개인보호장비에 대한 기준인 NFPA 1977을 수용하였다.
산불진화대원용 안전헬멧의 구조는 고용노동부의 보호구 안전인증 고시에서 규정하고 있는 헬멧에 대한 기준(7)을 적용하였다. 내식성 시험은 금속 재질이 있는 경우에만 적용하는 시험이므로 생략하였다.
턱끈 풀림 시험과 이탈 시험은 KFI와 BS EN 443에서만 적용하고 있는데 판정기준이 동일하므로 KFI 기준을 그대로 수용하였다. 측면변형 시험도 KFI와 ISO 16073 및 BS EN 443 기준이 동일하므로 KFI 기준을 그대로 수용하였다.
턱끈강도 시험의 판정기준은 산불진화대원용 개인보호장비에 대한 기준인 NFPA 1977을 수용하였다. 턱끈 풀림 시험과 이탈 시험은 KFI와 BS EN 443에서만 적용하고 있는데 판정기준이 동일하므로 KFI 기준을 그대로 수용하였다. 측면변형 시험도 KFI와 ISO 16073 및 BS EN 443 기준이 동일하므로 KFI 기준을 그대로 수용하였다.
산불진화대원들은 주불 진화보다는 잔불 진화가 주요 업무이고 또한 장시간 작업을 하기 때문에 BS EN 443 기준을 수용하였다. 턱끈강도 시험의 판정기준은 산불진화대원용 개인보호장비에 대한 기준인 NFPA 1977을 수용하였다. 턱끈 풀림 시험과 이탈 시험은 KFI와 BS EN 443에서만 적용하고 있는데 판정기준이 동일하므로 KFI 기준을 그대로 수용하였다.
성능/효과
2 종류의 일반용 안전헬멧과 하나의 소방 구조용 안전헬멧에 대해 KFI 인정기준의 시험 방법에 따라 8개 항목의 시험을 수행한 결과를 Table 14에 나타내었다. Table 14에서 보는 바와 같이 PE와 ABS 재질의 일반 안전헬멧은 내관통성 시험 1개 항목에서만 적합 판정을 받은 반면, 소방 구조용 안전헬멧은 8개 시험항목에서 모두 적합 판정을 받았다.
산불진화대원용 안전헬멧도 어느 정도의 열에는 견딜 수 있도록 재질을 개선할 필요가 있음을 확인하였다. 또한 충격에 견딜 수 있고 안정적인 착용을 위해서는 모체와 착장체의 구조 및 턱끈의 기능을 개선할 필요가 있음을 확인하였다.
산불진화대원용 안전헬멧도 어느 정도의 열에는 견딜 수 있도록 재질을 개선할 필요가 있음을 확인하였다. 또한 충격에 견딜 수 있고 안정적인 착용을 위해서는 모체와 착장체의 구조 및 턱끈의 기능을 개선할 필요가 있음을 확인하였다.
시험 결과 산불진화대원용 안전헬멧도 어느 정도의 열에는 견딜 수 있도록 재질을 개선할 필요가 있음을 확인하였다. 또한 충격에 견딜 수 있고 안정적인 착용을 위해서는 모체와 착장체의 구조 및 턱끈의 기능을 개선할 필요가 있음을 확인하였다.
참고문헌 (9)
Forest Service Instructions 1307, "Integrated Regulation of Forest Fire Management", Korea Forest Service (2016).
KFI Certification 81, "KFI Certification for Firefighting Safety Helmet", Korea Fire Institute (2014).
ISO 16073, "Wildland Firefighting Personal Protective Equipment - Requirements and Test Methods", International Standardization Organization (2011).
NFPA 1977, "Standard on Protective Clothing and Equipment for Wildland Fire Fighting", National Fire Protection Association (2016).
NFPA 1971, "Standard on Protective Ensembles for Structural Fire Fighting and Proximity Fire Fighting", National Fire Protection Association (2013).
BS EN 443, "Helmets for Fire Fighting in Buildings and other Structures", British Standards Institution (2008).
Ministry of Employment and Labor, "Notice of Protective Equipment Safety Certification", Ministry of Employment and Labor Notice 64 (2017).
H. H. Kim, S. Y. Lee, J. H. Jeong, C. G. Kwon, H. Y. Ahn, and S. T. Hong, "A Study on Performance Evaluation Criteria for Safety Gloves for Forest Firefighting Crews", Fire Science and Engineering, Vol. 32, No. 6, pp. 74-83 (2018).
S. T. Hong, J. H. Jeong, W. S. Lim, S. P. Kwon, S. Y. Lee, H. H. Kim, J. S. Lim and J. D. Moon, "Development of Performance Evaluation Criteria for Protective Equipmetn for Forest Firefighting Crews", Korea Fire Institute (2017).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.