소방용 수난구조헬멧의 충격흡수성능 시험기준 개발 연구 = A Study for Testing Standards Development of the Impact Absorbing Performance in Firefighting Water Rescue Helmets

국문 초록 (Abstract)

연구목적 본 연구의 목적은 소방용 수난구조헬멧의 주요 성능인 충격흡수성능 기준의 개발을 위해국내외 성능기준의 비교 분석 및 실험적 검증을 통해 국내 실정에 부합하는 성능기준의 객관적 근거를마련하고자 한다 자유낙하 에너지 관계식을 이용하여 수난구조헬멧의 . 낙하높이 기준 값을 산정하였다. 그리고 수난구조헬멧의 산정된 낙하높이 값을 이용한 충격흡수성능 시험을 실시하여 타당성을 검증하였다. 연구방법 국내 안전헬멧 KFI(Korea Fire Institute) 인증기준과 EN(European Norm) 1395 규격의 비교 분석을 수행하고, 특히 자유낙하 에너지 방정식을 이용하여 충격체의 낙하높이 값을 도출하여소방용 수난구조헬멧의 충격흡수성능에 대한 시험기준을 마련하였다. EN 인증을 받은 수난구조헬멧의 3종 제품을 이용하여 성능 시험기준에 대한 타당성을 실험적으로 검증하고 이에 따른 기초 데이터베이스를 구축하였다. 결과 수난구조헬멧의 무게가 작고 및 충격완화장치가 없는 구조이므로 충격체의 낙하높이 기준이 작아야 하는 것으로 분석하였다. 자유낙하 에너지 관계식을 이용하여 수난구조헬멧의 충격체 낙하높이 값이 35 cm로 도출되었다. 낙하높이 값의 변화속에서 충격흡수성능 시험을 실시한 결과, 낙하높이 값 35 cm에서 최고전달충격량이 국내 시험 인증기준인 최고전달충격량 5,000 N 이하로 나타났다. 이에 따라 유사 연구결과와의 부합성을 고려하여 낙하높이 개선 값에 대한 타당성을실험적으로 검증하였다. 결론 향후 연구결과는 수상구조헬멧의 성능 표준화를 통해 제품의 품질 향상과 소방력 제고를 위한 기초 데이터베이스 구축에 기여할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose The purpose of this study is to establish an objective basis for performance standards that meet domestic circumstances through comparative analysis and experimental verification of domestic and foreign performance standards in order to develop impact absorption performance standards, which are the main performance of fire-fighting water rescue helmets. The standard fall height of the rescue helmet was calculated using the free-fall energy relationship. Then, the validity was verified by conducting a shock absorption performance test using the calculated fall height of the rescue helmet. Methods A comparative analysis of the domestic safety helmet KFI(Korea Fire Institute) certification standard and the EN(European Norm) 1395 standard was performed, and in particular, the fall height value of the impact body was derived using the free fall energy equation by mechanical energy conservation law to establish test standards for the impact absorption performance of firefighting water rescue helmets. Using three types of EN-certified water rescue helmets, we experimentally verified the validity of the performance test standards and established a basic database accordingly. Results Since the rescue helmet is light and does not have an impact absorbing device, it was analyzed that the impact height standard should be low. Using the free fall energy relationship, the impact height of the rescue helmet was derived as 35 cm. As a result of conducting a shock absorption performance test under changing drop height values, the maximum transmitted impact was found to be less than the domestic test certification standard of 5,000 N at a drop height of 35 cm. Accordingly, the validity of the drop height improvement value was experimentally verified by considering the consistency with similar research results. Conclusion Future research results are expected to contribute to building a basic database to improve product quality and firefighting capabilities through standardization of the performance of water rescue helmets.

참고문헌 (Reference)

• 1 김현철, "헬멧의 충격에너지 흡수효과에 관한 해석적연구" 189-193, 2018
• 2 고용노동부, "제2014-46호 - 보호구 안전인증 고시"
• 3 홍승희 ; 이승진, "재난 구조 활동을 위한 증강현실(AR)기반 소방 헬멧 HMD UI 디자인연구 – 센서 정보 시각화를 중심으로-" 76 : 80-92, 2021
• 4 김성길 ; 김인형 ; 임새미, "인명구조요원의 자원봉사 참여과정과 경험" 9 (9): 85-106, 2020
• 5 김동준 ; 조호대, "우리나라 소방공무원 면접 평가 개선 방안" 7 (7): 143-152, 2018
• 6 유광호 ; 이철희, "안전모 충격시험 장치 설계 및 충격 특성 변화 연구" 30 (30): 155-161, 2021
• 7 신운철, "안전모 충격 흡수 성능에 관한 분석" 93-99, 2011
• 8 이동규 ; 김정훈 ; 김예슬 ; 임난영, "스마트 소방 단계별 필요한 데이터는 무엇인가? : 경기도 소방공무원의 설문조사를 중심으로" 12 (12): 219-231, 2023
• 9 소방청, "소방장비 기본규격 - 소방용 안전헬멧(KFS)-3-0003-2021-04"
• 10 한국소방산업기술원, "소방용 안전헬멧의 KFI 인증기준"
• 11 유현희 ; 배광빈 ; 양기근, "소방시설 자체점검제도 개선방안에 관한 연구 : 공동주택을 중심으로" 9 (9): 205-222, 2020
• 12 박평규 ; 김로, "소방관을 위한 스마트 쿨링헬멧에 관한 연구" 8 (8): 79-85, 2020
• 13 한용택, "소방관용 구조용 헬멧 장비 및 개발에 관한 경향 분석" 239-240, 2017
• 14 김한구 ; 심종현 ; 김청균, "소방·가스안전용 헬멧의 강도안전성에 관한 연구" 12 (12): 31-37, 2008
• 15 양기근 ; 홍영근 ; 윤상기, "소방 환경 변화에 따른 소방사무의 합리화 방안" 12 (12): 143-160, 2023
• 16 "산업용 안전모"
• 17 홍승태 ; 정재한 ; 김성용 ; 권춘근, "산불진화대원용 안전헬멧에 대한 성능평가 기준 연구" 33 (33): 66-77, 2019
• 18 안용준 ; 강명창 ; 이태구, "개인 맞춤형 소방용 헬멧의 융합 디자인 방안 연구" 33 (33): 371-376, 2016
• 19 김태환, "가스 산업용 헬멧의 강도안전성에 관한 연구" 103-106, 2013
• 20 "ISO 11999-5, PPE for firefighters – Test methods and requirements for PPE used by firefighters who are at risk of exposure to high levels of heat and/or flame while fighting fires occurring in structures – Part 5:Helmets"
• 21 "Helmets for fire fighting in buildings and other structures"
• 22 "Helmets for canoeing and white water sports"
• 23 "Firefighters helmets – Helmets for technical rescue"
• 24 "BS EN 12492, Mountaineering equipment. Helmets for mountaineers. Safety requirements and test methods"