[화재 진압용 소방호스 장착 기구 디자인 개발 연구, 한국디자인학회, 한국디자인학회 학술발표대회 논문집 2024, 안수아, 양현서, 이동운, 이주앙, 지해성, 박기철]

Reviewed by 안수아 학부연구원 

본 연구는 소방관들의 화재 진압 활동에서 반복적으로 발생하는 소방호스 장착과 조작 과정의 불편을 줄이고, 보다 안전하고 효율적인 진압 활동을 가능하게 하기 위한 새로운 소방호스 장착 기구의 디자인 개발을 목표로 하였다. 화재 현장에서 소방호스는 소방관이 사용하는 가장 중요한 장비 중 하나이지만, 무게와 압력, 반복적인 사용으로 인해 피로와 부상의 원인이 되며 조작의 효율성에도 큰 영향을 미친다. 특히 고압의 물을 방출하는 과정에서 호스가 반동을 일으켜 소방관의 신체에 큰 부담을 주고, 장시간 호스를 고정하거나 방향을 전환하는 과정에서 근골격계 손상이 누적되는 문제가 보고되고 있다. 이에 따라 본 연구는 소방호스 사용의 물리적 부담을 경감하면서도 신속하고 안정적인 화재 진압이 가능하도록 장착 기구를 설계하고자 하였다.

연구는 우선 실제 소방관들을 대상으로 한 인터뷰와 사용 경험 분석을 통해 문제점을 도출하였다. 소방관들은 호스 무게와 압력으로 인한 피로 누적, 장시간 진압 시 발생하는 손목과 어깨의 통증, 방향 전환 시 호스를 잡는 손의 미끄러짐과 제어 어려움 등을 주요 불편 요소로 지적하였다. 또한 현장 실습과 훈련 과정에서 얻어진 데이터를 기반으로, 물 분사량과 압력, 반동력의 물리적 계산을 통해 호스 제어에 필요한 힘을 수치화하고 이를 보조할 수 있는 구조적 장치를 도출하였다.

이 과정에서 연구진은 소방호스 장착 기구의 핵심 기능을 세분화하여 설계 방향을 수립하였다. 첫째, 호스를 안정적으로 지지할 수 있는 구조적 지렛대 장치, 둘째, 방향 전환 시 호스를 부드럽게 회전시킬 수 있는 회동 구조, 셋째, 사용자의 손목과 어깨에 걸리는 하중을 분산시킬 수 있는 지지대 설계, 넷째, 다양한 체격의 소방관이 사용할 수 있도록 조절 가능한 모듈화 디자인을 포함하였다. 이를 바탕으로 여러 차례의 로우파이델리티 및 하이파이델리티 프로토타입을 제작하고, 실제 소방관들의 피드백을 통해 최종 디자인을 완성하였다.

프로토타입은 알루미늄과 스테인리스 소재를 기반으로 제작되었으며, 경량성과 내구성을 동시에 확보하였다. 디자인은 소방호스를 고정하는 클램프 구조와, 호스의 방향을 제어할 수 있는 회전형 가이드, 그리고 어깨나 허리에 착용하여 힘을 분산시키는 보조 장치로 구성되었다. 실험 결과, 기존 방식에 비해 호스 반동 제어력이 향상되었고, 장시간 사용 시 팔과 어깨에 가해지는 피로도가 현저히 줄어드는 것으로 확인되었다. 또한 소방관들은 화재 현장에서 장치가 호스 제어를 보조함으로써 신속하고 안정적인 진압이 가능해졌으며, 무엇보다 조작의 단순화와 안전성 향상에 높은 만족도를 보였다.

최종적으로 본 연구에서 제안된 소방호스 장착 기구는 화재 현장에서 소방관의 물리적 부담을 줄이고, 효율성과 안전성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 대안으로 평가된다. 특히 모듈형 구조와 인체공학적 설계는 다양한 상황과 사용자에 대응할 수 있는 범용성을 갖추었으며, 이는 실제 화재 진압 장비의 표준화 가능성까지 제시한다. 결론적으로 본 연구는 소방관의 근골격계 부담을 경감시키고 진압 효율을 높이는 실질적 디자인 솔루션을 제안함으로써, 화재 안전 분야에서 학문적·실무적 기여를 동시에 달성하였다.

[학회후기]

2024년 11월 2일, 카이스트 본원에서 열린 한국디자인학회 가을 학술대회에 참석해 연구를 구두로 발표할 기회가 있어 뜻깊었습니다. 특히, 저희의 연구 주제와 목표를 학회 참석자들 앞에서 직접 설명하고 피드백을 받을 수 있어서 큰 보람을 느꼈습니다. 더불어, 다른 대학생들이 수행한 다양한 연구 주제와 디자인 연구 방법을 볼 수 있어 흥미로웠고, 이를 통해 얻은 새로운 시각과 인사이트는 앞으로의 연구 방향에 큰 도움이 될 것 같습니다. 한국디자인학회는 다양한 분야의 디자인 전문가들이 모여 최신 연구와 디자인 트렌드를 공유하고 논의하는 자리로, 이러한 학술적 교류는 학문적 시각을 넓히는 좋은 기회였습니다. 특히 서울대학교 윤주현 교수님의 기조 강연에서 글로벌 기후위기라는 중요한 주제를 디자이너의 시각에서 어떻게 풀어야 할지 들으며 많은 영감을 받았습니다. 학우들과 공유한 주제와 맞닿아 있어 더욱 흥미롭게 들을 수 있었고, 여러 세션을 통해 학계와 업계의 다양한 의견을 접할 수 있는 소중한 시간이었습니다.

[발표 후기]

주제: 화재진압용 소방호스 장착 기구 개발 연구

발표 주제는 화재진압용 소방후스 장착 기구 개발 연구로, 화재 진압 중 큰 수관 사용 시 발생하는 물리적 부담을 완화하기 위한 장치 설계와 프로토타이핑 및 디자인 과정에 대해 발표했습니다. 저희는 현대 사회에서 화재 양상이 복잡해지고 대형화되는 문제를 지적하며, 이러한 환경에서 소방대원의 안전을 지키기 위해 본 연구가 필요한 이유를 설명했습니다. 또한, 인터뷰와 실사용 분석을 통해 파악한 소방대원의 요구사항을 기반으로 장치의 아치 구조와 경량화 설계가 어떻게 이루어 졌는지와 그 기능성을 평가하는 사용성 테스트 결과를 공유했습니다.이 발표를 통해 소방대원의 실질적인 안전과 작업 효율 향상에 기여할 수 있는 연구의 의의를 전달하고, 졸업 프로젝트의 성과를 공유할 수 있어 보람을 느꼈습니다. 다양한 분야의 학생들과 교수님 앞에서 저의 연구를 소개하고 피드백을 받을 수 있어 성장할 수 있던 경험이었습니다.

질문 1. 이 장치를 사용함으로써 화재 진압 활동에서의 시간이 많이 단축되나요? 또 그게 많이 크리티컬 한가요?

답변: 이 장치의 목적은 ‘신속성’을 고취시키는 것이 아닌 소방 인원의 효율적 운용과 소방대원의 신체적 부담감소를 목표로 합니다. 이 목표가 이루어 질 시 화재 상황에서의 빠른 상황종료는 당연히 따라오는 결과라고 생각합니다. 따라서 이 기구하나만을 생각했을 때 시간이 단축된다고 명확하게 답변은 드리지 않지만, 이 장치를 통해 더 많은 소방대원이 소방호스를 다룰 수 있다면 빠른 화재 진압 또한 가능할 것이라고 생각합니다.

질문 2. 방향을 위해 소방호스를 꺾을 때 발판 지지로는 부족하고 장치가 뒤로 들릴 것 같습니다. 또한 렌더링의 모습처럼 잘 꺾일 수 있을지도 의문이다.

답변: 방향 전환을 위해 소방호스를 꺾을 때의 충분한 힘을 장치가 받을 수 있는지에 대해서는 구조해석만을 전부 믿을 수 없다는 것에 우리도 동의한다. 따라서 사용성 평가 및 후속연구를 진행할 예정이다. 꺾이는 것은 우리가 다른 소방 활동 보조 기구 개발 논문을 참고하며 디자인한것이기 때문에 가능할 것으로 예상한다.

[청취 후기]

주제: 글로벌 기후 위기에 관한 디자이너의 대처

윤주현 교수님의 "글로벌 기후위기에 관한 디자이너의 대처" 강연은 디자이너들이 기후변화 문제에 어떻게 대응할 수 있는지에 대한 인사이트를 제공했습니다. 기후 위기가 심화됨에 따라 디자이너들은 대중의 경각심을 높이는 포스터 제작과 캠페인을 통해 큰 역할을 하고 있으며, UN SDG와 IPCC의 기후 데이터를 활용하여 탄소중립을 위한 시각적 자료를 제작한다고 합니다. 특히, 데이터 시각화는 복잡한 정보를 쉽게 전달하여 많은 사람들의 이해를 돕고 행동 변화를 유도하는 중요한 수단으로 작용합니다. 이번 강연을 통해 디자이너로서의 사회적 책임과 역할에 대해 다시 한번 생각하게 되었고, 기후 문제 해결에 기여할 수 있는 디자인의 힘을 깨닫게 되었습니다.

주제: Prototyping for the Future: Design Education in the Era of Advanced Technology

김창민 대표님의 강연에서는 기술 발전이 일상과 환경에 미치는 영향을 다루며, 디자이너가 이러한 변화를 수용하고 대응하는 방법에 대해 설명했습니다. 급격한 기술 변화 속에서 디자인 교육도 IoT와 AI 등 신기술을 반영하여 발전해야 하며, 이를 통해 학생들이 새로운 기회에 기여할 수 있는 지식과 기술을 갖추도록 해야 한다고 강조했습니다. 이 강연을 통해 프로토타이핑의 역할과 미래 디자인 실무에 미칠 영향을 이해하게 되었고, 앞으로의 디자인 교육 방향에 대한 깊이 있는 인사이트를 얻을 수 있었습니다.