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“소방우천활동복, 돌발홍수에서의 안전을 책임진다”

국립소방연구원 최신웅 | 기사입력 2020/07/20 [10:00]

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“소방우천활동복, 돌발홍수에서의 안전을 책임진다”

국립소방연구원 최신웅

| 입력 : 2020/07/20 [10:00]

‘소방우천활동복 개선에 관한 연구’… 이렇게 시작됐다

소방공무원은 우천을 동반한 자연재해(홍수, 태풍 등) 현장 활동 시 소방공무원 복제세칙의 소방우천활동복을 착용한다. 부력성 구명장비(라이프 자켓, 다이빙슈트 등)를 별도로 착용하지 않은 상태에선 Flash Flooding1) (돌발 홍수)에 대비할 수 없다.

[그림 1]은 각종 재난현장에서 지휘관, 구조, 구급대원들이 소방우천활동복을 착용한 상태에서 현장 활동 중인 모습이다. 이 중에는 허리 이상 높은 수위의 위험한 현장도 있음을 알 수 있다.

▲ [그림 1] 소방우천활동복 착용 상태로 자연재해 현장활동 중인 소방대원들

2016년 10월 5일 낮 12시 7분께 울산 태풍 ‘차바’로 현장에 출동한 간호사 출신 구급대원 1명이 순직한 사고가 발생했다. 국립소방연구원에서는 사고 원인규명과 재발방지를 위해 현장조사와 분석을 진행했다.

당시 현장에 출동했던 구급대원 중 일부는 소방우천활동복 내 착용하고 있던 방수재질 구급가방의 미세한 부력에 의해 생존2)했음을 확인했다. 이를 착안해 우천활동복과 기본부력장치를 결합한 부력식 소방우천활동복을 개발했다.

▲ [그림 2] 지휘관, 대원 2명이 전봇대 등을 붙잡고 있는 모습(주민차량 블랙박스)

▲ [그림 3] 지휘관, 대원 2명 등의 위치(현장조사 재구성)

소방우천활동복 어떻게 개발됐나?

사고 당시 지휘관, 대원 2명은 기본적인 복장이었다. 비를 막을 수 있는 우의와 장갑, 모자를 제외하곤 본인이나 인명구조와 관련한 어떠한 개인안전장비도 없었다.

따라서 기존의 소방우천활동복에 부력확보장치를 탑재(결합)해 위기상황 시 수동(가스실린더 수동 타격, 마우스블로우)으로 공기를 주입한 후 팽창시켜 부력을 확보하는 형태를 연구ㆍ개발했다. 소방공무원이 자연재해 활동을 할 때 최소한의 부력을 확보함으로써 안전사고를 예방하기 위함이다.

특허동향 사전 조사를 통해 공백기술과 장벽기술을 분석하고 현장 대원과 전문가들이 참석한 정책자문회의를 통해 의견을 수렴했다. 1차 시작품은 3안 5형태로 제작해 우선 샘플링 자체테스트를 진행했다.

▲ [그림 4] 소방우천활동복 1차 디자인 세 가지(조끼형, 목걸이형, 허리벨트형) ※(…) 부력장치 부분

▲ [그림 5] 간이수조 자체 성능 테스트(부양력, 안정성, 복원력, 실린더 작동, 작업성 등)

자문회의와 샘플링 자체 성능테스트 주요 의견을 반영해 1차 시작품 3안 5형태 30식이 제작됐다. 1안 목걸이형은 소방우천활동복과 부력장치(목걸이 형태)의 결합형태로 작동방식 두 가지(① 가스실린더 18g 수동 타격, ② 마우스 블로우)를 만족하는 기능과 부력장치의 위치에 따라 내부와 외부 장착형으로 분류해 제작됐다.

2안 조끼형은 소방우천활동복과 부력장치(조끼 형태)의 결합형태로 작동방식은 같으며 부력장치는 내부 일체형의 단일안으로 제작됐다. 특히 2안은 자체테스트에서 선호도가 타 안에 비해 긍정적으로 평가돼 외부장착형은 분류하지 않았다.

3안 허리벨트형은 소방우천활동복과 부력장치(허리벨트 형태)의 결합형태로 작동방식은 같으며(가스실린더 21g) 부력장치의 위치에 따라 내부와 외부 장착형으로 분류해 제작됐다.

▲ [그림 6] 우천활동복 1차 시작품(3안 5형태)

현장 적응성 파악을 위한 테스트

필드테스트는 경기도 특수대응단(야외 5m 수난구조훈련장)과 중앙119구조본부 영남119특수구조대(실내 5m 풀)에서 진행했다. 육안 테스트로 시작품에 대한 설계, 부력안정성, 착용성 등과 직접 착용 후 부력장치의 압박감, 마우스블로우, 부양력, 가스실린더 작동상태, 신체복원력, 안정성, 작업성, 비상탈의 등의 성능 테스트 후 평가 체크리스트를 작성해 선호도 평가를 했다.

▲ [그림 7] 1차 필드테스트(착용성, 팽창력, 수중 성능, 부양력, 복원력, 마우스블로우 공기보충 테스트 등)

▲ [그림 8] 2차 필드테스트(육안점검, 수면ㆍ수중 착용성, 부양력, 복원력, 팽창력 테스트 등)

▲ [표 1] 필드테스트 조사 결과

1, 2차 필드테스트 총 20명의 현장대원이 5형태의 소방우천활동복을 100여 회 테스트했다. 테스트 후 체크리스트를 통한 조사 결과 착용 시험의 부력 장치 위치, 크기 적정성에서 3-2 허리벨트 외장형에 다소 부정적인 의견이 많았다.

작업성 시험에서는 대부분 보통 이상의 결과가 도출됐다. 수중성능시험에서는 부력장치 수동팽창을 하기 위한 무리도에서 전체적으로 보통 이상이나 상대적으로 3-2 허리벨트 외장형이 부정적이었다.

마우스피스를 이용한 공기보충 적정성에서는 3-1, 3-2 허리벨트형들이 부정적이었다. 부력장치의 압박감은 상대적으로 1-1 목걸이 내장형이 부정적으로 도출돼 자체테스트와 동일한 문제점이 반복됐다.

6) 부력장치의 복원력, 7) 수면 위 얼굴 부양력은 전체적으로 보통 이상 양호하나 1-2 목걸이 외장형은 상대적으로 부정적으로 도출돼 부력장치의 고정ㆍ손잡이 기능 등 보완이 필요하다는 걸 알 수 있었다.

현장에 적용해 봤다!

1, 2차 필드테스트 후 실제 재난현장에 시범 활용을 통한 현장의 목소리를 듣고자 팀(대)별, 개별 현장적용 테스트를 계획했다. 시기적으로 2019년 9월 20일 오후 3시 기준 제17호 태풍 ‘타파’와 지역적 영향권에 부산, 경남 등이 포함돼 신속히 해당 시ㆍ도와 현장적용 협조를 받아 수행했다.

팀별 테스트는 2019년 9월 21일부터 10월 8일까지 18일간 부산 북부소방서의 지휘관, 화재진압, 구급대원 등 38명이 참여해 진행했다. 개별 테스트는 2019년 10월 1일부터 10월 4일까지 4일간 중앙119구조본부 2명, 서울, 부산, 경기, 인천 각각 1명 총 6명의 지휘관, 특수구조대원에 의해 수행됐다.

< 테스트 조건 >

○ 안 전 : 현장적용 전 사용방법(요령)ㆍ관련 안전교육 실시

○ 환 경 : 2019년 태풍 17호 ‘타파’부산 지역 등 풍속과 강우량(300㎜) 기록

2019년 태풍 18호 ‘미탁’부산 등 풍속과 강우량(250㎜) 기록

○ 인 력 : 총 44명(지휘관급, 화재진압, 구조, 구급, 행정요원 등)

< 현장적용 기간 중 출동현황 >

- 시제품 착용 출동건수 총 112건(자연재해, 교통사고, 풍수해 지원 등)

▲ [그림 9] 현장적용 테스트 전 안전교육ㆍ작동 테스트

▲ [그림 10] 현장적용 테스트(강풍 구조물 안전조치, 기타 안전사고 출동, 풍수해 지원 출동, 태풍 구조물 안전조치 등)

현장 목소리를 들어보니…

< 공통적 주요 의견 >

- 우천 소방활동 중 가스실린더의 위치상 부상 위험 가능성 존재

- 부력장치 수동식 작동(당김) 손잡이가 걸려 오작동 우려

- 내부형은 내부에서 부력장치가 겉돌아 접치거나 앞부분이 떠 불편

- 장시간 활동 시 체온상승 우려

< 추가 의견 >

- 허리벨트형 실패사례 발생ㆍ작동 후 재조립 시 시간적, 구조적 불편

- 향후 색상ㆍ디자인 등 개선 필요(주황+검정)

- 수동 손잡이 당김줄 고강도 재질의 견고한 제작 필요

- 부력장치의 야간 등 인지 가능 반사테이프ㆍ휘슬 필요

▲ [표 2] 현장적용 테스트 조사 결과

현장적용 테스트를 통해 가스실린더로 인한 부상을 방지할 수 있는 가슴 보호대 등 형태의 덧댐, 수동팽창 작동손잡이 볼은 활동 시 걸림 등 지장이 없도록 보완해야 할 것으로 판단했다.

야간 활동 대비 반사테이프, 호루라기 등 기능을 추가로 탑재해야 할 필요성을 느꼈다. 이 모든 결과를 반영해 목걸이 외장형, 조끼 내장형 등 두 가지를 최종 시작품으로 선정했다.

드디어 세상에 나온 최종 시작품

▲ [그림 11] 부력식 소방우천활동복 최종 시작품

최종 시작품의 현장적용은 전국 현장 활동 소방공무원을 대상으로 70명의 선착순 희망자를 선정해 재난현장과 훈련 등 적용 테스트를 수행했다.

참가자들은 부력식 우천활동복을 착용한 후 현장 활동 시 위험할 수 있다고 판단되는 몇 가지 시나리오를 제안해 줬다. 예를 들어 구급대원의 경우 전술조끼 등을 착용한 상태의 사용법, 우천활동복 수동작동 손잡이의 위치 파악 실패, 개인 수영능력에 따른 부력장치의 사용요령 등이다.

따라서 부력식 우천활동복 위 전술조끼 등을 착용한 사용자는 수동작동 손잡이의 위치를 인지해야 한다. 위급상황이 발생하면 조끼 등의 지퍼를 우선 내림과 동시에 수동작동 손잡이를 작동시키고 조끼 등을 탈착시키는 훈련 등이 선행돼야 할 것으로 판단된다.

목걸이형은 특성상 부력장치가 외부로 돌출돼 사용자의 수영 능력에 따라 두 가지의 시나리오가 가능하다. 만약 수영이 가능하다면 입영하면서 부력장치 측면의 손잡이를 잡아 부력을 유지하거나 스트로크를 병행해 안전지대로 탈출하는 훈련이 필요하다. 수영이 불가능하다면 부력장치 측면의 손잡이를 최대한 몸쪽으로 끌어당겨 부력을 유지하는 훈련도 해야 한다.

한편 부력장치 가스실린더 내부의 CO 특성상 투과성이 있어 약 24시간 지나면 처음보다 팽팽하지 않다는 걸 실험으로 알 수 있었다. 향후 필요시 라이프 자켓으로 인증 등을 정책부서와 협의해 추진할 예정이다.

▲ [그림 12] 현장적용 훈련 테스트(1. 1안 목걸이형, 2. 전술조끼 착용상태, 3. 2안 조끼형)

이번 연구, 어떤 성과 거뒀나?

주요 연구성과로 최종 시작품 2종을 직무발명 국가명의 특허출원(2019.12.27.)을 했고 최근 특허등록(2020.5.21.)이 완료됐다. 명칭은 특허 사업권 확장성을 위해 소방에 국한하지 않고 ‘부력확보장치가 외장된 안전요원 우천활동복’과 ‘부력확보장치가 내장된 안전요원 우천활동복’으로 등록됐다.

이번 연구를 통해 자연재해(홍수, 태풍 등) 현장 활동 시 갑작스럽게 불어나는 급류나 수류 발생 현장은 매우 위험하다는 점과 그에 상응하는 S/W 외 H/W 측면의 장비(치)가 필요한 걸 재차 확인했다. 또 ‘부력식 소방우천활동복’ 시작품을 제작해 단계별 테스트를 진행하는 과정에서 단순 비옷의 개념이던 소방공무원 복제가 현장 활동의 안전확보를 위해 직결되는 장비라는 의식 전환의 계기가 됐다.

곧 ‘소방공무원 복제세칙’상 특수복에 분류된 우천활동복과 함께 부력식 소방우천활동복 1, 2안을 정책 제안할 예정이다. 향후 소방공무원들이 자의적으로 복제를 선택할 수 있으면 하는 바람에서다.

이번 연구는 안전장비 중 하나인 라이프 자켓의 기술동향 조사ㆍ분석으로 연구성과품의 보급과 동시에 안전교육 가능성을 마련했다. 향후 라이프 자켓 개념의 연구개발 과제와 연계할 때 수행에 기초가 되리라 생각된다.

마지막으로 본 연구과제 수행 중 단계별 테스트에 참여해 주신 모든 소방공무원과 고견을 주신 자문위원님들께 고개 숙여 감사의 인사를 전한다.

1) Flash Flooding : 돌발 홍수 또는 갑자기 불어난 홍수를 의미하며 이와 관련된 미국 사례를 보면 FEMA(미국연방비상관리국) 또는 CDC(질병관리본부)는 기본안전수칙을 다음과 같이 표현하고 있다.

Flash Floods는 미국에서 기상과 관련된 사망원인 1위이며 흐르는 물이 6inches(약 15㎝)는 사람을 쓰러뜨릴 수 있으며 2feet(약 61㎝)의 물은 자동차를 쓸어 버릴 수 있다고 경고하고 있다. 이때는 자동차는 버리고 즉시 높은 곳으로 이동하라고 권고한다.

2) 당시 생존했던 구급대원은 동료의 죽음으로 약 3년간 PTSD 치료를 받았지만 지난 2019년 8월에 스스로 목숨을 끊었고 2020년 5월 21일에 인사혁신처로부터 위험직무 순직을 인정받았다.

참고문헌ㆍ자료

1. 소방공무원 복제세칙 특수복 소방우천활동복(소방청 훈령 제61조)

2. 울산 태풍 『차바』 수난 순직사고 분석보고서(국립소방연구원, 소방공무원 안전사고 분석보고서, 2017-1)

3. 특허분석보고서(국립소방연구원 특허분석 용역, 지성 국제특허법률사무소)

4. 소방 통계연보(2019년 소방청 자료)

5. 소방공무원 복제규칙(행정안전부령 제82호)

6. 소방우천활동복 1차 시작품 제작 과업지시서(국립소방연구원, 시울프마린)

7. 어선용품의 형식승인시험 및 검정 등에 관한 기준(해양수산부 고시)

8. 선박용물건의 형식승인시험 및 검정 등에 관한 기준(해양수산부 고시)

9. 미국 연방비상관리국 http://www.fema.gov

10. 기상청 국가기후데이터센터 https://data.kma.go.kr/cmmn/main.do 기상자료개방포털