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SUMMARY
목차
제1장 서론 25
1.1. 연구의 필요성 25
1.2. 연구의 목적 28
1.2.1. 경제·산업적 측면 28
1.2.2. 사회·문화적 측면 29
1.3. 연구범위 31
1.3.1. 연구목표 31
1.3.2. 1차년도 32
1.3.3. 2차년도 33
제2장 고압용 장거리 소방호스 현황 및 시뮬레이션 해석 35
2.1. 국내 소방력 배치기준 및 운영 35
2.1.1. 소방차량 기준 35
2.1.2. 소방용수 기준 40
2.1.3. 소방인력 기준 41
2.1.4. 우리나라 소방출동체계 51
2.2. 국내·외 소방호스 현황 55
2.2.1. 국내 소방호스 현황 분석 55
2.2.2. 국외 소방호스 현황 분석 57
2.2.3. 국내·외 소방호스 개발 동향 60
2.2.4. 장거리 고압용 소방호스의 사용환경 분석 64
2.3. 고압이송에 따른 소방호스의 응력해석 68
2.3.1. 호스 직도 밀도 결정 시뮬레이션 68
2.3.2. 시뮬레이션 진행 과정 68
2.3.3. 해석 결과 72
2.4. 장거리 이송에 따른 고압 및 압력강하의 유체수치해석 74
2.4.1. 호스 개발 시뮬레이션 74
2.4.2. 최장거리 도출을 위한 유체수치해석 74
2.4.3. 시뮬레이션 결론 83
2.4.4. 호스 압력 강하 수리계산 분석 및 시험 83
제3장 고압용 장거리 소방호스 개발 94
3.1. 호스의 구성 요소 94
3.2. 기존 호스에 대한 제작과정 분석 103
3.2.1. 전체 호스 제작 과정 103
3.2.2. 기존 소방호스의 제작 과정 106
3.3. 고압용 장거리 소방호스 제작 107
3.3.1. 1차 개발 소방호스의 제작 과정 107
3.3.2. 2차 개발 소방호스의 제작 과정 114
3.3.3. 최종 고압소방호스의 제작 과정 및 성능시험결과 122
3.3.4. 최종 개발 고압호스의 쟈켓트와 연결금속구 및 축광 적용 137
3.4. 소방호스의 내구연한 논의 143
제4장 고압용 장거리 소방호스응용장비 개발 147
4.1. 연결부 압력상승 지능형 펌프 개발 147
4.1.1. 지능형 펌프 설계 147
4.1.2. 지능형 펌프 시스템 적용 158
4.2. 관창고정장치 개발 161
4.2.1. 개발 목적 및 성능 161
4.2.2. 관창고정장치 제작 및 적용 166
4.3. 사용 매뉴얼 개발 175
4.3.1. 고압용 장거리 소방호스 사용 매뉴얼 개발 175
4.3.2. 연결부 압력상승 지능형 펌프 사용 매뉴얼 개발 177
4.4. 고압용 장거리 소방호스현장 시연회 결과 보고서 182
4.4.1. 시연회 개요 182
4.4.2. 세부 시연 내용 183
4.4.3. 시연회 결과 188
제5장 고압용 장거리 소방호스 인정기준 191
5.1. 소방호스 관련 KFI 형식승인 분석 191
5.2. 제품검사의 기술기준 196
5.3. 축광형 장거리 소방호스의 검정기술기준(안) 제시 199
제6장 연구성과 사업계획(안) 225
6.1. 개발제품을 활용한 사업화 모델 제시 225
6.1.1. 예상수요에 대한 판매처 조사 225
6.1.2. 예상수요에 대한 설문조사 227
6.2. 장애요인 극복방안 도출을 위한 SWOT 분석 235
6.2.1. SWOT 분석 개념 235
6.2.2. 고압용 장거리 소방호스 사업계획 SWOT 분석 240
참고문헌 251
부록 : 고압용 장거리 소방호스 사용 매뉴얼, 연구실적, 연구논문 253
소방호스의 형식승인 및 제품검사의 기술기준(안) 255
고압호스 사용매뉴얼 276
압력상승 펌프의 안전 관련 주의사항 284
축광 성능을 갖는 고압용 장거리 호스 개발에 관한 연구 289
대심도 지하철역사의 대피시간 재획정에 관한 연구 297
고압호스 개발을 위한 시뮬레이션 및 성능시험에 관한 연구 304
국내·외 호스 개발현황 313
초고층·대심도 화재대응 초고압용 펌프 및 호스 개발 연구 314
장대터널용 소방호스 개발의 필요성에 관한 연구 315
장대터널용 초고압 펌프 및 호스의 운용 317
초고압 호스 개발 및 방법 318
소방용 고압 호스의 인증기준 319
개발 고압호스의 시험평가 320
고압용 소방호스 인증기준 및 축광시험 321
표 1.1. 초고층 건축물 지역별 현황 26
표 1.2. 초고층 건축물 용도 및 층수별 현황 26
표 1.3. 2012년 소방산업 매출액(좌), 2013년 소방산업 매출액(우) 28
표 2.1. 한국 소방차량 기본 배치 35
표 2.2. 구조대의 자동차 기본 배치 36
표 2.3. 소방자동차 등 배치기준 38
표 2.4. 소방용수 기준 40
표 2.5. 소방서 근무요원의 배치기준(제6조와 관련) 41
표 2.6. 소방차량 기본 배치 기준 42
표 2.7. 119안전센터 등의 인력 배치기준 43
표 2.8. 구조대의 자동차 기본 배치 44
표 2.9. 구조대의 인력배치 기준 45
표 2.10. 소방항공대의 인력배치 기준 46
표 2.11. 소방정대의 자동차 배치 기준과 인력배치 46
표 2.12. 소방관서(시·도별 총괄) 47
표 2.13. 119안전센터 소방력 배치기준 48
표 2.14. 인력 및 장비 보유기준 49
표 2.15. 일반구조대 현황 49
표 2.16. 소방력보강 5개년 계획(2008~2012) 50
표 2.17. 소방력 보강실적 50
표 2.18. 총괄(정원) 51
표 2.19. 상시출동 시스템 52
표 2.20. 출동시스템 54
표 2.21. 각국 화재 시 평균 출동차량 및 탑승인원 54
표 2.22. 국내 전체터널 현황 64
표 2.23. 초고층 건물 현황 66
표 2.24. 국내 외 초고층 건물 67
표 2.25. 시뮬레이션 조건 74
표 2.26. 사용유체 물성치 74
표 2.27. 15m 호스 조도별 해석결과 80
표 2.28. 30m 호스 조도별 해석결과 81
표 2.29. 50m 호스 조도별 해석결과 82
표 2.30. 호스 길이별 중량 83
표 2.31. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실(40 mm) 84
표 2.32. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실(65 mm) 86
표 2.33. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실(65, 40 mm) 87
표 2.34. 거리에 따른 호스의 압력강하 91
표 2.35. 소방호스의 우수품질 인증 기술기준 92
표 3.1. 접합부 나사의 기준치수 및 공차 97
표 3.2. 나사측정용 링게이지 97
표 3.3. 나사측정용 플러그 게이지 98
표 3.4. 나사측정용 링게이지 점검용 플러그게이지 98
표 3.5. 마찰시험조건 101
표 3.6. 1차 개발 고압호스 시제품 성능 시험 결과 112
표 3.7. 2차 개발 고압호스 시제품 성능 시험 결과 121
표 3.8. 성능테스트 시험결과 127
표 3.9. 2차 개발 고압호스 시제품 성능 시험 결과 138
표 3.10. 휘도 시험 기준 값 및 최종 개발 고압호스 측정 값 141
표 3.11. 소방시설 등의 점검 방법 및 점검 횟수 144
표 4.1. 펌프시스템의 성능 152
표 4.2. 펌프 재료 153
표 4.3. Vanguard 사 엔진 Data 155
표 4.4. 고정장치의 사용 방법 167
표 4.5. Case 1의 압력 측정 188
표 4.6. Case 2의 압력 측정 189
표 5.1. 시험 항목 및 시료수 192
표 5.2. 고무내장호스 형상 및 구조검사 193
표 5.3. 고무내장호스 1본당 고무 시험 193
표 5.4. 고무내장호스 1본당 합성수지 시험 194
표 5.5. 고무내장호스 연결금속구 194
표 5.6. 소방용 릴호스 형상 및 구조검사 195
표 5.7. 소방용 릴호스 기능시험 195
표 5.8. 소방용 릴호스 연결금속구 196
표 5.9. 검사항목 및 검사 장비명 196
표 6.1. 고정장치의 사용 방법 226
표 6.2. 근속년수 228
표 6.3. 주 수행 업무 228
표 6.4. 화재 진압 수행 기간 229
표 6.5. 화재 진압 경험(다중 선택 가능) 230
표 6.6. 화재 진압 시 소방호스의 최장 연결 길이 230
표 6.7. 적정 소방 호스의 1본 길이 231
표 6.8. 소방 호스의 연결 금속구의 문제점 232
표 6.9. 선단압력의 문제점 232
표 6.10. 소방 호스의 방사거리 적정성 판단 233
표 6.11. 현장 활동 장애 요인 233
표 6.12. 초고층 건축물 및 대심도 터널 증가 현황 242
표 6.13. 초고압 펌프 사양 244
표 6.14. 지능형 중계 펌프 사양 246
표 6.15. 관창 고정장치 사양 및 사용 방법 246
표 6.16. 국외 소방 로봇 현황 249
표 6.17. 기존 소방호스와 성능 시험 차이 250
그림 1.1. 국내 예산 증가에 따른 시장규모 성장 29
그림 1.2. 프랑스 몽블랑 터널 화재(좌), 스웨덴 비상시스템 계획(중), 대구... 30
그림 2.1. 소방출동체계 53
그림 2.2. 국내 소방호스 제품검사 현황(2007~2015) 56
그림 2.3. 소방호스의 제품검사 불합격율(2007~2015) 56
그림 2.4. 소방용 평호스 분류(일본) 57
그림 2.5. 소방용 젖는 호스 및 보형호스 58
그림 2.6. 일본 소방용호스 제품검사 현황(2014~2015) 59
그림 2.7. 국내 개발 양면코팅 소방호스 60
그림 2.8. 탈출로 표식 소방호스 60
그림 2.9. E-3 소방호스 61
그림 2.10. 캐나다 개발 소방용 호스 62
그림 2.11. 미국 개발 소방용 호스 62
그림 2.12. 일본 개발 소방용 호스 63
그림 2.13. 국내 전체터널 현황 그래프 65
그림 2.14. 초고층 건물 현황 그래프 66
그림 2.15. 솔리드 단일 body 단순화 모델링 68
그림 2.16. 원사를 원형단면 형태의 멀티 body로 리모델링 69
그림 2.17. 원형 단면의 멀티 body로 리모델링 70
그림 2.18. case1 모델링 70
그림 2.19. case2 모델링 71
그림 2.20. case1 71
그림 2.21. case2 72
그림 2.22. case1 시뮬레이션 73
그림 2.23. case2 시뮬레이션 73
그림 2.24. 해석 모델 76
그림 2.25. 표면 거칠기의 영향을 충분히 반영하기 위한 Cell 구성도... 77
그림 2.26. 표면 거칠기의 영향을 충분히 반영하기 위한 Cell 구성도... 78
그림 2.27. 표면 거칠기의 영향을 충분히 반영하기 위한 Cell 구성도... 79
그림 2.28. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실의 비율(40mm) 85
그림 2.29. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실의 비율(65mm) 86
그림 2.30. 소방호스의 수량에 대한 마찰 손실의 비율(40, 65mm) 87
그림 2.31. 소방호스 마찰손실 실측 결과 분석 88
그림 2.32. 호스 마찰손실 계산을 위한 프로그램 실행 90
그림 2.33. 호스 압력강하와 사용압력 기준 비교 90
그림 2.34. 초고압 소방호스의 프로토 타입의 압력손실 시험 92
그림 3.1. 나사식 연결금속구의 구조·모양 및 치수 96
그림 3.2. 평직(좌), 능직(우) 구조 102
그림 3.3. 호스 개발 Flow Chart 1 103
그림 3.4. 호스 개발 Flow Chart 2 104
그림 3.5. 기존 소방호스의 제작 과정 106
그림 3.6. 1차 개발 소방호스의 제작 과정 107
그림 3.7. 1차 개발 고압호스 108
그림 3.8. 기존 소방호스(좌), 1차 개발 고압호스(우)의 상세구조 108
그림 3.9. 기존 소방호스 109
그림 3.10. 1차 개발 소방호스 시험 112
그림 3.11. 2차 개발 소방호스의 제작 과정 114
그림 3.12. 2차 개발 고압호스 115
그림 3.13. 2차 개발 고압호스 상세구조 116
그림 3.14. 2차 개발 고압호스 116
그림 3.15. 나사식 연결금속구(좌)와 차입식 연결금속구(우) 117
그림 3.16. 기존 소방호스 및 1차 개발 고압호스의 나사식 연결금속구(좌),... 118
그림 3.17. 양면코팅 고무호스 단면 확대도 120
그림 3.18. 2차 개발 소방호스 시험 121
그림 3.19. 2차 개발 소방호스의 제작 과정 122
그림 3.20. 최종 고압소방호스 123
그림 3.21. 최종 고압소방호스의 구조 123
그림 3.22. 양면코팅 고무호스 단면 확대도 124
그림 3.23. 최종 고압호스 20m(좌), 30m(우) 중량 125
그림 3.24. 고압호스 쟈켓트의 축광원사를 입힌 직조 부분 및 구조 126
그림 3.25. 성능테스트 항목 128
그림 3.26. 고압 호스 개발과정 128
그림 3.27. 시험 성적서 136
그림 3.28. 고압호스 연결금속구의 경도 측정 138
그림 3.29. 2차 개발 고압호스의 축광형 원사 140
그림 3.30. 최종 개발 고압호스 내부의 축광표지 삽입 모습 140
그림 3.31. 축광성능시험 모습 141
그림 3.32. 암전 상태 축광호스 인지시간 평가 모습 142
그림 4.1. 연결부 압력상승 펌프 알고리즘 148
그림 4.2. 압력센서 및 추가배관, 밸브 보완 148
그림 4.3. 지능형 펌프 시스템 구성 149
그림 4.4. 구동 로직 다이아그램 1 150
그림 4.5. 구동 로직 다이아그램 2 151
그림 4.6. 펌프본체(좌) 및 엔진연결부(우) 153
그림 4.7. 구축된 펌프시스템(흡수구 방향, 방수구 방향) 154
그림 4.8. 23 HP 가솔린엔진 154
그림 4.9. 수직·수평 방사 모습 158
그림 4.10. 최적 시스템 구성방안 159
그림 4.11. 펌프운반장치 (RH, 전면, 후면) 160
그림 4.12. 기존 소방호스 진압활동 161
그림 4.13. 초기 고정장치 Concept 162
그림 4.14. 고정장치 설계안 163
그림 4.15. 방수포 및 폼관창 165
그림 4.16. 관창고정장치(전면, 후면, 측면) 167
그림 4.17. 고정장치 운전장치 168
그림 4.18. 운전레버(상, 하 작동) 169
그림 4.19. 고정브라켓 설치상태 169
그림 4.20. 고정브라켓 바닥면(돌기) 170
그림 4.21. 고정장치 소방호스 보관함 170
그림 4.22. 고정장치의 전동모터 171
그림 4.23. 고정장치의 차동기어 171
그림 4.24. Deep Cycle 배터리의 종류 172
그림 4.25. 구동부 타이어 173
그림 4.26. 운전부 타이어 174
그림 4.27. 압력상승 펌프 작동 방법 180
그림 4.28. 시연제품 182
그림 4.29. 소방호스 확인 사항 183
그림 4.30. 소방펌프자동차 확인 사항 184
그림 4.31. 중계펌프 확인 사항 185
그림 4.32. 관창고정장치 확인 사항 186
그림 4.33. 중계펌프 확인 사항 187
그림 4.34. Case 1 188
그림 4.35. Case 2 189
그림 6.1. 연구성과에 따른 사업화 계획 225
그림 6.2. SWOT분석과 경영전략의 수립 236
그림 6.3. SWOT 분석 절차 237
그림 6.4. 내·외부 환경요인 도출을 통한 마케팅 전략의 종류 242
그림 6.5. 초고층 건축물 및 대심도 터널 증가 현황 243
그림 6.6. 대봉그린아파트(좌), 우신골든스위트(우) 화재 사례 244
그림 6.7. 초고압 호스 상세구조(2중 자켓트) 245
그림 6.8. 국내 로봇 시장 현황 그래프 247
그림 6.9. 국내 드론 시장 현황 그래프 247
그림 6.10. 사업화를 위한 산학연 연계 250
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