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SUMMARY
목차
제1장 서론 33
1.1. 연구의 필요성 33
1.1.1. 소방관의 서열부담 위험성 33
1.1.2. 웨어러블 테크놀로지 기반 스마트 소방복에 대한 시대적 요구 35
1.1.3. 국제화된 착용평가 기준의 필요성 37
1.2. 연구목적 38
1.3. 연구범위 39
제2장 4개국의 스마트 소방복 요구 성능 40
2.1. 연구목적 40
2.2. 연구방법 40
2.2.1. 설문조사 대상 및 기간 40
2.2.2. 설문지 구성 42
2.2.3. 분석 방법 43
2.3. 4개국의 소방관과 소방복 현황 48
2.3.1. 설문 참여 4개국 소방관들의 키와 체중 분포 48
2.3.2. 호흡기 보호구 사용 실태 49
2.3.3. 현재 소방복에 대한 4개국 공통 불만 49
2.3.4. 출동 횟수 55
2.4. 4개국의 소방관의 스마트 소방복에 대한 요구 56
2.4.1. 4개국 공통 스마트 요소의 중요도 평가 56
2.4.2. 4개국 소방관이 중요하게 생각하는 세 가지 요소 57
2.4.3. 스마트 요소의 선호도와 이에 대한 공통된 요구 사항 58
제3장 환경온도 변화에 대한 부위별 피부온도의 온도안정성 비교 62
3.1. 연구의 목적 62
3.1.1. 피부온도로 심부온도를 예측했던 선행 연구들 62
3.1.2. 소방관의 작업 환경 온도 63
3.1.3. 연구의 목적과 가설 64
3.2. 연구방법 64
3.2.1. 피험자 64
3.2.2. 실험 의복 조건 65
3.2.3. 실험 과정 65
3.2.4. 측정 항목 및 장비 68
3.2.5. 분석 방법 70
3.3. 직장온도, 위내온도, 귀내온도의 비교 73
3.3.1. 직장온도, 위내온도, 귀내온도의 분포 73
3.3.2. 체격에 따른 심부온도 상승의 차이 75
3.3.3. 서열부담 지표 심부온도의 결정 77
3.4. 피부온도의 변화 77
3.4.1. 환경온도 변화에 대한 피부온도의 안정성 77
3.4.2. 피부온도에 대한 직장온도의 회귀식 80
3.5. 요약 및 결론 81
제4장 반복되는 직업 중 소방관의 서열부담 83
4.1. 연구의 필요성 83
4.1.1. 소방관의 반복되는 작업과 서열부담의 누적 83
4.1.2. 소방관 서열부담 누적에 관한 선행 연구 84
4.1.3. 연구 목적과 가설 85
4.2. 연구방법 86
4.2.1. 피험자 86
4.2.2. 실험 의복 조건 86
4.2.3. 실험 과정 86
4.2.4. 측정 항목 및 장비 87
4.2.5. 분석 과정 88
4.3. 연구결과 88
4.3.1. 두 조건에서 피부온도, 귀내온도, 직장온도, 심박수의 변화 88
4.3.2. 운동이 반복될 때의 서열부담 누적 91
4.4. 요약 및 결론 92
제5장 여름철 직업 중 소방관의 서열부담 에측을 위한 발등온도와 심박수 기반 비침습적 생리부담지표 개발 93
5.1. 연구 목적 93
5.1.1. 실시간 서열부담 모니터링의 필요성 93
5.1.2. 서열부담 지수들에 대한 선행 연구 리뷰 95
5.1.3. 연구의 목적과 가설 102
5.2. 연구 방법 102
5.2.1. [실험1] 103
5.2.2. [실험2] 107
5.2.3. [실험3] 110
5.3. 연구결과 113
5.3.1. [실험 1] 직장온도와 발등온도의 변화 113
5.3.2. [실험 2] 직장온, 발등온, 심박수의 변화 116
5.3.3. [실험 3] 직장온도, 발등온도, 발가락온도, 심박수의 변화 117
5.3.4. [실험1, 2, 3] 종합 117
5.4. 요약 및 결론 120
제6장 휴식 중 심박수를 이용한 소방관의 서열부담 예측 121
6.1. 연구 목적 121
6.1.1. 인체생리적 변수로서의 심박수 121
6.1.2. 소방관의 휴식 시 생리적 기준의 필요성 122
6.1.3. 연구의 목적과 가설 124
6.2. 연구 방법 124
6.2.1. 피험자 124
6.2.2. 실험 의복 조건 124
6.2.3. 실험 과정 126
6.2.4. 측정 항목 및 장비 127
6.2.5. 분석 방법 127
6.3. 심박수를 이용한 서열부담의 추정 128
6.3.1. 심박수와 직장온도의 회귀식 128
6.3.2. 심박수에 대한 직장온도 예측식 도출 132
6.4. 소방관의 생리적 휴식 기준에 있어 심박수 활용 방안 135
6.4.1. 심박수를 이용한 생리적 직업 적합성의 판정 135
6.4.2. 휴식 중 심박수 측정의 기준 137
6.4.3. 심박수를 활용한 직장온도의 예측오차와 운동 강도의 관계 139
6.5. 요약 및 결론 140
제7장 스마트 소방복 착용평가를 위한 모의작업 실험 141
7.1. 연구 목적 141
7.1.1. 소방관들의 다양한 작업과 운동 강도 141
7.1.2. 소방관들의 다양한 작업을 고려한 모의작업 실험 141
7.1.3. 연구의 목적과 가설 147
7.2. 연구 방법 148
7.2.1. 피험자 148
7.2.2. 실험 의복 조건 148
7.2.3. 실험 과정 148
7.2.4. 측정 항목 및 장비 151
7.2.5. 분석 방법 152
7.3. 피부온과 심박수의 변화 153
7.3.1. 피부온도의 변화 153
7.3.2. 심박수의 변화 155
7.4. 소방관의 작업 종류와 시간에 따른 서열부담 157
7.4.1. 직장온도의 변화 157
7.4.2. PhSI 와 PeSI의 비교 158
7.5. 요약 및 결론 159
제8장 국제 소방관 심포지엄 결과보고 160
8.1. 심포지엄 개요 160
8.1.1. 심포지엄 개최 목적 160
8.1.2. 연사 소개 161
8.1.3. 언론 홍보 172
8.2. 발표요약 : 1) 소방관의 서열부담 174
8.2.1. 소방관의 생리적 부담 원인과 해결 방안 [발표자:Taylor, N.] 174
8.2.2. 일본의 소방관 건강과 안전에 관한 이슈 [발표자:Son, S. Y.] 175
8.2.3. 고령 소방관의 방열 능력 저하 [발표자:Kenny, G.] 176
8.3. 발표요약 : 2) 소방복과 소방복 관련 규정의 현황 178
8.3.1. 유럽 소방복 디자인과 표준에 관한 인간공학 [발표자:Heus, R.] 178
8.3.2. 영국 소방관들의 개인보호구 개발과 과거로부터의 교훈 [발표자:House, J.] 179
8.3.3. 소방복의 특성을 결정하는 요인과 평가방법 [발표자:Kim, J. H.] 181
8.3.4. ASTM과 NFPA 표준에 대한 리뷰 : 국제 표준의 발전을 위해 무엇이 활용될 수 있을까? [발표자:Coca, A.] 183
8.4. 발표요약 : 3) 차세대 소방복에 요구되는 기능과 스마트 소방 184
8.4.1. 가속도계를 이용한 workload의 추정 [발표자:Kuklane, K.] 184
8.4.2. 소방관의 동작성과 안전성 향상을 위한 인간공학적 접근 [발표자:Park, H.] 186
8.4.3. 소방관의 비침습적 서열부담 지표 [발표자:Lee, J. Y.] 188
제9장 소방관 서열장해 예방을 위한 스미트 소방복 착용평기의 국제표준 제안 191
9.1. 표준 제안 191
9.1.1. 표준의 이름 191
9.1.2. 적용 범위 [Scope] 191
9.1.3. 참고자료 [Normative reference] 192
9.1.4. 서열장해 예방을 위한 스마트 소방복의 일반적인 구성 193
9.1.5. 실험 환경과 프로토콜 [Experimental environment and protocol] 194
9.1.6. 피부온도의 측정과 평가 194
9.1.7. 심박수의 측정과 평가 195
9.1.8. 그 외 측정 변수 196
9.2. 부록 [Annex] 198
9.2.1. Annex A : 차세대 스마트 소방복 시스템 198
9.2.2. Annex B : 현행 국내 소방용 개인보호구 성능평가 199
9.2.3. Annex C : 소방복에 활용 가능한 무선 네트워크 시스템 연구 204
9.2.4. Annex D : 동작성 평가 [Coca et al. 2010] 205
9.2.5. Annex E : 캐나다 소방관 신체 적합도 평가[Deakin et al. 1996] 206
9.2.6. Annex F : 일본 동작성 평가 프로토콜 [Son et al. 2014] 207
9.2.7. Annex G : 중간휴식 중 심박수 평가 208
참고문헌 209
표 1.1. 차세대 스마트 소방복 시스템 구성 36
표 1.2. 의류 개발과 평가의 다섯 단계 37
표 2.1. 4개국 공동 설문응답 소방관들의 인구통계학적 특성 41
표 2.2. 소방용 보호복 상하의에 대한 4개국 소방관들의 공통 의견 53
표 3.1. 실험에 참여한 소방관 8명의 인구통계학적 특징 및 경력 65
표 3.2. 실험용 소방복의 구성 및 중량, 착장 사진 66
표 3.3. 실험 중 심부온도의 변화 73
표 3.4. 체격에 따른 그룹 별 인체계측정보 75
표 3.5. 체격에 따른 직장온도의 변화 76
표 3.6. 체격에 따른 귀내온도의 변화 76
표 3.7. 직장온도 상승이 시작될 때의 피부온도와 피부온도에 대한 직장온도의 회귀식 80
표 4.1. 두 조건에서의 직장온도, 피부온도(이마, 전완, 발가락), 심박수의 차이 90
표 5.1. 더운 환경에서 작업하는 작업자들의 서 열부담 경감을 위한... 93
표 5.2. 최근 30여년 간 서열 스트레스 및 서열부담에 대한 리뷰 논문들 96
표 5.3. 서열스트레스와 서열부담 지수들 98
표 5.4. Moran et al. (1998)의 생리부담지수(PSI) 값에 대응하는 심박수와... 100
표 5.5. 실험 1, 실험 2, 실험 3에 사용된 의복 조건들과 의복 총중량 106
표 5.6. 실험 1, 실험 2, 실험 3에 사용된 운동 프로토콜 107
표 5.7. 실험 2에 사용된 소방용 개인보호구의 중량 및 소재 특성 110
표 6.1. 실험 의복의 소재 특성과 무게 125
표 6.2. 더미변수를 이용한 회귀분석의 결과 131
표 7.1. Static ROM과 Dynamic ROM의 측정 항목 142
표 7.2. 동작성 평가 프로토콜 143
표 7.3. 캐나다 소방관의 신체 적합도 평가 144
표 7.4. 소방복의 동작 적합성과 서열부담 평가 프로토콜 146
표 7.5. 소방복의 동작 적합성과 서열부담 평가 프로토콜(BS EN 469, 2002) 147
표 7.6. 실험 프로토콜 149
표 7.7. 실험 환경 조건 150
표 7.8. 한서감 척도와 운동자각도 척도 151
표 7.9. 평균피부온도의 변화 154
표 7.10. 이마온도의 변화 154
표 7.11. 가슴온도의 변화 155
표 7.12. 발등온도의 변화 155
표 7.13. 심박수의 변화 156
표 7.14. 직장온도의 변화 157
그림 2.1. 4개국 공동 설문지 47
그림 2.2. 4개국 소방관들의 키와 체중의 분포 48
그림 2.3. 4개국 소방관들의 호흡기 보호구 사용 시간... 49
그림 2.4. 4개국 소방관들의 월 평균 출동 회수... 55
그림 2.5. 13가지 스마트 요소들 중 소방관들이 가장 중요하게 생각하는... 56
그림 2.6. 4개국 소방관이 가장 중요하게 생각하는 세 가지 스마트 요소... 57
그림 3.1. 주기적으로 변화하는 환경온도 66
그림 3.2. 개별 실험 별 환경온도의 변화 67
그림 3.3. 실험에 사용된 장내온도 측정 장치 69
그림 3.4. 피부온도 측정 위치 69
그림 3.5. 실험에서 분석된 변수(ΔT, t, slope)에 대한 설명,...(이미지참조) 71
그림 3.6. 관찰 데이터의 산포도(A)와 이를 토대로 그린 피부온도에 대한 직장온도... 72
그림 3.7. 직장온도와 귀내온도 그리고 피부온도(이마, 가슴)의 변화 비교 74
그림 3.8. 환경온도 변화에 대한 피부온도의 안정성 79
그림 3.9. 피험자 여덟 명의 이마온도와 직장온도와의 관계 81
그림 4.1. 소방관의 서열부담 발생 요인과 가중 요인 83
그림 4.2. 두 조건에서의 실험 프로토콜 87
그림 4.3. 피부온도, 귀내온도, 직장온도의 운동 중 변화 (NoBreak 조건) 89
그림 4.4. 피부온도, 귀내온도, 직장온도의 운동 중 변화 (Break 조건) 89
그림 4.5. 휴식기, 중간 휴식기, 회복기의 직장온도, 심박수, 이마온도, 전완온도의... 91
그림 5.1. [실험 1] 25ºC와 32ºC 환경에서 60분 휴식하는 동안... 113
그림 5.2. [실험 1] 25ºC와 32ºC 환경에서 운동하는 동안... 114
그림 5.3. 25ºC와 32ºC 환경에서 발등온도와 생리부담지수 (PSI),... 115
그림 5.4. [실험 2] 22ºC와 32ºC 환경에서 직장온도와 발등온도, 심박수의... 116
그림 5.5. [실험 3] 32ºC 환경에서 직장온도와 발등온도, 발가락온도, 심박... 117
그림 5.6. 32ºC 환경에서 발등온도와 직장온도(왼쪽), 심박수(오른쪽)와의 상관관... 118
그림 5.7. [실험 1]과 [실험 3]의 결과 중 운동 중 발등온도와 주관적 감각... 119
그림 5.8. 발등온도로 수정된 PSI와 원 PSI 점수 간의 상관관계 119
그림 6.1. 실험 의복 착장 모습 126
그림 6.2. 안정 시 심박수와 안정 시 직장온도의 분포와 회귀선 129
그림 6.3. 안정 시 심박수와 운동 중 직장온도의 변화량에 대한 회귀선 130
그림 6.4. 심박수에 대한 직장온도 예측값과 실측값의 비교 133
그림 6.5. 예측값과 실측값에 대한 Bland-Altman plot 134
그림 6.6. 소방관이 32ºC, 60% NO2max에서 15분, 30분, 45분 간 열질환 없이...(이미지참조) 136
그림 6.7. 운동 종료 후 심박수의 변화 138
그림 6.8. 직장온도 예측값의 오차와 상대적 운동 강도와의 관계 139
그림 7.1. 소방관의 모의작업 실험 과정 150
그림 7.2. 실험 전 구간에서의 심박수의 변화 156
그림 7.3. PhSI와 PeSI의 비교 158
그림 8.1. 국제심포지엄 발표 프로그램 162
그림 8.2. 국제심포지엄 언론보도 172
그림 8.3. 국제심포지엄 언론보도 173
그림 8.4. 소방방화복의 변천 (1) 178
그림 8.5. 소방방화복의 변천 (2) 179
그림 8.6. 휴식 중 물에 손과 아래팔을 침지하고 있는 영국 소방관의 모습 180
그림 8.7. 방화복을 통한 열 전달 경로 181
그림 8.8. NFPA 1971의 라벨링 구성 요소 183
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