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실물화재 훈련과 재현: 효과적인 훈련에서 충실한 재현의 역할- Ⅱ

서울소방학교 박지수 | 기사입력 2022/07/20 [10:00]

실물화재 훈련과 재현: 효과적인 훈련에서 충실한 재현의 역할- Ⅱ

서울소방학교 박지수 | 입력 : 2022/07/20 [10:00]

<지난 호에서 연결되는 내용입니다.>

 

밸런스 유지하기

실물화재 모의훈련 중 불은 진짜라는 걸 가장 중요하게 생각해야 한다. 지난 호에서 훈련용 화재와 실제 화재를 나눠 사용하긴 했지만 연소과정이나 화재 역학은 같다. 다른 점은 가연물의 종류나 양, 배치, 환기 상태다.

 

완벽한 기능적 충실도(물리적 충실도 포함)를 제공하려면 구조적인 환경이나 가연물, 환기 상태가 실제 현장과 똑같아야 한다. 하지만 이는 다양한 변수가 생기는 동시에 교육생들을 위험에 노출시킨다.

 

교육용 건물을 지어 사용하면 변수를 통제하면서도 반복적이고 지속적인 교육을 할 수 있게 된다. 교육용 건물은 일반 고체 가연물을 사용하거나 가스를 사용하도록 디자인한다.

 

시설을 디자인하고 가연물을 선택할 땐 진행될 훈련이나 환경적인 문제, 교육생들의 건강과 안전, 예상 교육 주기, 교육 시설 교체주기(초기ㆍ유지 비용)가 충실도에 반영돼야 한다. 또 이를 포함하는 다양한 각도에서 고민해야만 한다.

 

▲ [그림 1] (왼쪽부터)가스를 사용한 실물화재와 탄소가 포함된 일반가연물을 사용한 일반화재(출처 Ed hartin)


[그림 1]처럼 가스를 사용해 구획실 화재를 재현한 훈련시설은 물리적 충실도에서 확연한 차이를 보인다. 훈련 목적에 따라 이 물리적 차이가 중요할 수 있다. 하지만 기능적 충실도의 차이 또한 무시할 수 없을 만큼 중요하다.

 

훈련시설과 시스템

현재로서는 구획실 화재 훈련이 실제 화재를 재현하지 못하는(사진, 비디오, 2차원 컴퓨터 시뮬레이션 훈련, VR 활용 훈련) 훈련을 대신해 실제 화재 성상이나 전술을 배우고 적용하는 유일한 수단이다. 실물화재 훈련에는 다양한 소품과 시설이 있고 각각의 특성과 기능이 있다.

 

어떤 종류의 훈련시설이 가장 적절할까? 이 질문에 대한 답은 간단하면서도 복잡하다. 간단하게 답하자면 여러분의 교육목표에 맞아야 한다. 좀 더 복잡하게 얘기하자면 교육목표와 환경적인 측면, 예산문제가 적절히 균형을 이룬 충실도를 반영해야 한다.

 

실물화재 훈련의 현실

▲ [그림 2] 1인 가족 주거 형태를 지어 진행한 훈련(출처 Kriss Garcia)


Kriss Garcia와 Reinhard Kauffman은 2009년 5월 Fire Engineering 잡지에 ‘당신이 감당할 수 있을 만한 실질적인 실물화재 훈련’이라는 제목의 글을 기고했다. 이 글에서 그들은 목재 프레임을 패널 형식으로 만들어 뼈대를 세우고 5/8inch의 석고보드로 마감하는 구조물을 다른 실물화재 훈련시설의 대안으로 내세우며 칭찬해 마지않았다.

 

비록 이 시설은 일회성이고 한계가 있었지만 미국의 전형적인 목조 주택화재의 중요한 특징들을 모사해냈다. 이는 흥미로운 질문을 낳는다.

 

훈련장의 소품과 시설은 재현하고자 하는 구조의 특성을 어느 정도까지 모사해야 할까? 좀 더 구체적으로 파고든다면 어떤 특성(예 가연물 배치, 벽체 구획, 온도 측면, 환기 측면)에 중점을 둬야 할까? 

 

실물화재 훈련 소품과 시설 디자인을 비롯한 여러 가지 옵션 선택 시 이 시설이 모의상황이라는 걸 가장 중요하게 고려해야 한다. 불은 진짜지만 가연물과 여러 제반 조건은 특정한 효과를 위해 조절될 수 있다(현실과 다르게). 이는 훈련 효과가 떨어지는 걸 의미하진 않는다. 각각의 의도된 목표를 갖고 교육생들을 가르치고 기술을 익히게 한다.

 

특히 Kriss와 Reinhard는 철제 컨테이너에 대해 신랄하게 비판했다. 그들은 이런 종류의 시설로는 실제와 같은 맥락으로 화재가 발전하는 모습을 보여주지 못하고 화재 전술을 연마하지 못한다고 얘기했다. 필자는 몇몇 사항에 대해선 정중하게 동의하지 않는다고 밝힌다.

 

1) 단일 구획실(데모 셀 또는 어택 셀)은 전술훈련용으로 디자인된 게 아니다. 이 시설은 안전하고 효과적으로 구획실 내의 기본적인 화재발전단계를 보여주고 초급자에게 관창 조작을 연습할 수 있도록 도와주기 위해 만들어졌다.

 

2) 여러 개의 구획실로 이뤄진 컨테이너(멀티 셀)는 내부 문이나 장애물, 다양한 화점 등을 제공해 전술훈련을 진행할 수 있다. 하지만 다른 일반가연물을 사용하는 시설과 마찬가지로 가연물의 배치나 화재하중이 실제 주택화재나 상업시설 화재와는 많은 차이를 보인다.

 

Kriss는 컨테이너에서 훈련할 때 지나치게 심각한 화재로 발전하는 경우와 이에 따른 장비, 교육생의 피해를 지적하기도 했다. 이는 부적절한 사용의 결과지 시설 자체의 단점은 아니다. 훈련조건은 교관단들에 의해 조절되고 세팅된다.

 

본인은 Kriss와 Reinhard의 얘기 중 최근에 나온 가스 이용 훈련시설이 주요한 화재 성상 지표들을 재현해내는 데 실패하고 환기나 소화 용수 적용에도 적절하게 반응하지 않아 교육하는 데 애를 먹는다는 의견엔 전적으로 동의한다.

 

Kriss와 Reinhard는 이상적인 실물화재 훈련시설에 대한 좋은 예를 제시했다. 하지만 시설이나 소품이 의도하고자 하는 목적을 고려하는 것도 중요하다.

 

단일 구획실(어떤 자재를 사용했는지에 상관없이)은 골프에서 퍼팅이나 드라이브 비거리를 연습하는 것처럼 화점실 진입절차를 연습하거나 관창 조작을 연습하는 매우 훌륭한 역할을 한다. 퍼팅과 비거리 연습은 특정 기술을 익히는 데 유용하지만 골프라는 게임 전부를 뜻하진 않는다.

 

이상적인 실물화재 훈련은 안전하고 효과적으로 그리고 효율적으로 특정한 교육목표를 달성하는 데 있다. 화재 현장에서 모든 문제를 해결할 하나의 만능 전술이 존재하지 않는 것처럼 모든 실물화재 훈련 과정을 만족시킬 만능 훈련시설도 존재하지 않는다.

 

다시 한번 말하지만 모든 실물화재 훈련장은 모의다. 중요한 건 적절한 물리적, 기능적 충실도(실감 나게 보이면서 실제와 같은 기능)를 제공하고 원하는 교육목표를 달성해 내는 데 있다.

 

교육목표와 의도적인 활용

미군 파일럿은 엄격한 교육과정을 거친다. 이론 수업과 모의훈련이 있고 F22같이 현역으로 활동하는 전투기로 비행 훈련을 하기 전 T6, T38과 같은 훈련용 전투기로 비행 훈련을 한다. 각각의 모의훈련과 단계별 교육용 전투기들은 파일럿에게 특정한 교육목표를 전달한다.

 

아무래도 실제 비행은 위험이 따르기 때문에 더 높은 급의 전투기를 실제로 비행해보기 전에 계속해서 모의훈련장에서 기술을 습득한다.

 

▲ [그림 3] (위쪽부터) T6, T38, F22 전투기(출처 Ed hartin)

 

실물화재 훈련에도 같은 개념이 적용될 수 있다. 화재발전단계를 지켜보고 화재에 소화 용수를 적용하는 효과를 관찰하는 건 화점실 내부 진입절차를 배우고 화세를 통제하며 전술적인 배연을 하는 것과는 교육적인 맥락에서 어느 정도 차이가 있다.

 

이상적으로는 다양한 실물화재 훈련시설을 갖춰 훈련의 특정 단계와 특정 교육목표에 맞춘 최적의 교육환경을 제공하는 거다.

 

컨테이너 기반시설과 석조 건축 기반시설은 어떤 교육목표와 교육결과를 지향하는지에 따라 간단해질 수도, 복잡해질 수도 있다([그림 4]부터 [그림 7]까지 참조)

 

▲ [그림 4] 단일구획 시연(데모), 어택 셀, Gresham(오리건주) 소방본부, 미국(출처 Ed hartin)

▲ [그림 5] 19개의 멀티 컨테이너로 구성한 홍콩소방학교 CFBT 훈련장(출처 경기소방 최기덕)

▲ [그림 6] 작은 규모 석조건물, FairFax(버지니아주) 소방본부, 미국(출처 Ed hartin)

▲ [그림 7] 큰 규모의 석조건물, 영국 소방학교(출처 Ed hartin)

 

위에 나온 각각의 훈련시설은 특성이 다르고 각자의 교육목표를 달성하는 데 최적화돼 있다(다양한 교육목표를 달성하는 데 쓰일 수 있고 그게 종종 필요하다).

 

소방본부는 재정적인 한계에 부딪혀 실물화재 훈련에 제한을 두는 경우가 있다. 만약에 운이 좋다면 교육용으로 별도의 건물을 지어 보다 안전하고 효과적인 환경에서 다양한 실물화재 훈련을 진행할 수 있다.

 

교육용으로 지어진 건물도 한계는 있다. 가장 중요한 문제는 교관과 교육생은 교육용 건물이 실제 화재 현장을 그대로 베껴왔다고 믿을 때 발생한다. 이는 불가능하다. 비행 모의훈련이 고성능 전투기를 그대로 베껴올 수 없는 것과 같은 이치다. 하지만 지식을 배우고 기술습득으로 능숙해지는 데 가장 중요한 요소들을 모사할 순 있다.

 

교관들은 1) 반드시 교육목표를 세우고 교육생들의 숙련도를 높이면서 안전을 담보할 수 있는 교육의 중요한 요소들을 파악해야 한다. 2) 시설의 최대 활용방안과 동시에 제한사항에 대해 알고 있어야 한다.


남겨진 질문들

호주 시드니에서 2009년에 열린 소방기술사협회 구획실 화재 분과 워크숍1)에서는 수준별 화재 성상 훈련의 필요성(예 신입 대원, 현장경험 있는 대원, 팀장급)과 꾸준한 전문기술의 발전, 기술 유지를 강조했다. 하지만 아래 질문을 포함해 흥미로운 질문들이 많이 남아있다.

 

ㆍ대원들이 구획실 화재 성상을 이해하는 데 가장 효과적인 방법은 무엇일까?

ㆍ훈련을 통해 얻은 지식을 효과적으로 실전에 옮겨 적용하는 데 필수적인 건 무엇일까?

ㆍ중요한 기술들을 발전시키고 유지하는 데 훈련장 재현 충실도는 어느 정도까지가 필수일까? 

ㆍ컴퓨터나 비디오 기반으로 된 모의상황 훈련으로 실화재 훈련을 보강하고 전문성을 높일 수 있을까?

ㆍ2차원 또는 3차원 VR 기반 모의상황 훈련으로 어느 정도까지 구획실 화재 역량을 발전시킬 수 있을까?

 

Portland 주립대학의 David Morgan 교수는 말했다. “성공적인 연구프로젝트엔 두 가지가 필요하다: 의미 있는 질문과 그 질문에 답을 찾기 위한 적절한 방법”(Morgan, 2005, p.1-2). 소방기술사협회 구획실 화재 분과 회원들 사이의 협업에서 가장 잠재성이 높다고 보는 점은 연구의 성취와 이를 끊임없이 적용해 보는 사람들, 과학자들 그리고 진압대원들 사이의 교류와 통합의 장이 마련된다는 거다.

 

2009년 워크숍 기간 분과 회원이자 UL2)에서 일하는 Steve Kerber(전 NIST3) 직원)는 과학자와 기술자들이 단순히 소방서비스를 위해 일하는 게 아닌 함께 연구하는 것의 중요성을 강조했다. 바로 이점이 의미 있는 질문의 씨앗을 뿌리는 것인 동시에 답을 내줄 지식과 기술을 제공하는 길이다.

 

현재로서는 일반가연물을 사용해 실물화재 훈련을 진행하는 게 물리적으로나 기능적으로 가장 높은 충실도를 보여준다. 하지만 가스를 이용한 훈련시설이 더 높은 충실도를 제공하도록 설계되지 말란 법은 없다.

 

이는 복잡한 계산과 비용이 들게 된다. 게다가 실제 불을 사용하지 않고 컴퓨터를 이용해 더 안전하게 구획실 화재에서 필요한 기술들을 훈련할 수 있는 시설을 만들 무궁무진한 가능성이 있다.


마무리하며

군대나 항공사에서는 파일럿을 양성할 때 이론 수업과 모의 상황훈련, 단계별 비행기체를 달리하는 훈련 등의 엄격한 교육과정을 거친다. 단계별 모의 상황훈련과 비행기체들은 그 단계에 맞는 교육목표 달성에 최적화돼 있다.

 

좀 더 상위급의 비행기체를 몰 수 있을 때도 비행 시 위험성을 줄이고자 그 전 단계의 비행기체로 수없이 많은 연습을 한다. 같은 개념을 실물화재 훈련에도 적용할 수 있을 거다.

 

모든 실물화재 훈련은 모의 상황이다. 하지만 효과적인 훈련이 되려면 물리적ㆍ기능적으로 적절한 충실도를 갖춰야 한다(예로 시각적인 모습과 작동하는 모습이 실제와 가까워야 한다). 실물화재 훈련은 교육목표에 맞는 지식과 기술의 발전, 높은 수준의 숙련도를 올려줄 요소들을 모사해야 한다.

 

하지만 배운 게 전부가 아님을 인식하는 것도 중요하다. 의도치 않게 중요한 부분이 빠진 채 교육받았다면 그게 위험한 결과를 낳을 수 있다.

 

급박한 현장에서 역량을 발휘하려면 실제와 같은 환경에서 훈련하는 게 필요하다. 하지만 현장에서 안전하고 효과적으로 활동하는데 필요한 지식과 기술을 배울 때 정확히 어느 정도의 충실도가 필요한지에 대해선 단정할 수 없다.

 

이 글이 현장 상황을 재현하는 실물화재 훈련과 교육목표에 궁극적으로 영향을 주는 충실도의 주요 요소들을 발굴하는 데 도움이 되길 바란다.

 

 


1) IFE(Institution of Fire Engineers) Compartment Firefighting SIG(Special Interest Group) 

2) UL: Underwriters Laboratory: 미국 국제안전공인인증기관

3) NIST: National Institute of Standards and Technology 

 

참고자료

1. Dave Casey(2018). The use of shipping containers in Live fire training from https://www.fireengineering.com/apparatus-equipment/the-use-of-shipping-containers-in-live-fire-training/

2. Ed Hartin(2009). Live fire training as simulation:The role of fidelity in effective training from http://www.cfbt-us.com/pdfs/training_fidelity.pdf

3. Box, G. & Draper, N. (1987). Empirical model-building and response surfaces. San Francisco: Wiley.

4. Duncan, J. (2007). Fidelity versus cost and its effect on modeling & simulation. Paper presented at Twelfth International Command and Control Research and Technology Symposium (12 th ICCRTS), 19-21 June 2007, Newport, RI.

5. Garcia, K. & Kaufmann, R. (2009, May). Realistic live-burn training you can afford. Fire Engineering, 162(5), 89-93.

6. Morgan, D. (2005). Introduction [to integrated methods] (Unpublished Manuscript). Portland, OR:Portland State University.

7. National Fire Protection Association (NFPA). (2007) NFPA 1403 Standard on Live Fire Training Evolutions. Quincy, MA: Author.

8. Northam, G. (n.d.). Simulation fidelity – Getting in touch with reality. Retrieved May 2, 2009 from http://www.siaa.asn.au/get/2395365095.pdf

9. Rehman, A. (1995). A handbook of flight simulation fidelity requirements for human factors research, Report Number DOT/FAA/CT-TN95/46. Retrieved July 6, 2009 from http://ntl.bts.gov/lib/000/800/858/tn95_46.pdf

10. Friedland, N. & Keinan, G. (1992) Training effective performance in stressful situations: Three approaches and implications for combat training. Military Psychology, 4 (3), 157-174.

 

 

서울소방학교_ 박지수 : pjs8891@seoul.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2022년 7월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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