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防護(hù)服性能對(duì)消防員的影響及對(duì)策
- 編輯：zgz 修改時(shí)間：2010-11-26 11:19:33 來源：本站原創(chuàng)
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- 本文摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口數(shù)量和建筑密度日益增加，誘發(fā)火災(zāi)的因素也隨之增多，消防部隊(duì)的滅火救援任務(wù)日趨繁重。在滅火救援作戰(zhàn)中，消防員滅火防護(hù)服保護(hù)著消防員的生命安全。它是對(duì)消防員身體上下軀干等部位進(jìn)行熱防護(hù)的常規(guī)個(gè)人防護(hù)裝備，是消防員的“護(hù)身服”。但是，滅火防護(hù)服的熱防護(hù)性能越好，其總熱損失越低。當(dāng)遇到需要長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度作戰(zhàn)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防員產(chǎn)生的大量生物熱就會(huì)迅速堆積在滅火防護(hù)服內(nèi)部，一定程度上影響到消防員的生理和心理健康。因此有關(guān)專家提出關(guān)注使用滅火防護(hù)服對(duì)消防員的健康和安全的影響。
- 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口數(shù)量和建筑密度日益增加，誘發(fā)火災(zāi)的因素也隨之增多，消防部隊(duì)的滅火救援任務(wù)日趨繁重。在滅火救援作戰(zhàn)中，消防員滅火防護(hù)服保護(hù)著消防員的生命安全。它是對(duì)消防員身體上下軀干等部位進(jìn)行熱防護(hù)的常規(guī)個(gè)人防護(hù)裝備，是消防員的“護(hù)身服”。但是，滅火防護(hù)服的熱防護(hù)性能越好，其總熱損失越低。當(dāng)遇到需要長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度作戰(zhàn)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防員產(chǎn)生的大量生物熱就會(huì)迅速堆積在滅火防護(hù)服內(nèi)部，一定程度上影響到消防員的生理和心理健康。因此有關(guān)專家提出關(guān)注使用滅火防護(hù)服對(duì)消防員的健康和安全的影響。筆者以所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合親身經(jīng)驗(yàn)，淺談滅火防護(hù)服透氣性能對(duì)消防員的影響，并介紹一些改善透氣性能的方法，以供參考。
一.透氣性能與滅火防護(hù)服
1.1透氣性能的概念
透氣性能是用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上水蒸氣透過服裝層的質(zhì)量來描述的。以滅火防護(hù)服為例，水蒸汽分子穿透服裝層的速度取決于消防員皮膚表層與滅火防護(hù)服外空氣之間水蒸汽濃度（或濕度）的差異，同時(shí)也受服裝面料物理抵抗性的影響。濕氣差異又取決于消防員的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度（運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，所出的汗也越多）和所處的氣候環(huán)境。面料抵抗性是服裝所用材料及其厚度的一種性能。一般來說，滅火防護(hù)服越厚，熱防護(hù)性能越強(qiáng)，而服裝的透氣性越差。
1.2滅火防護(hù)服的結(jié)構(gòu)與透氣性能
滅火防護(hù)服是由外層、防水透氣層、隔熱層、舒適層多層織物復(fù)合而成的。其中：外層面料具有較高的阻燃和熱防護(hù)性能，防御火焰和高溫；防水透氣層位于外層和隔熱層之間，起到阻止水向隔熱層滲透同時(shí)又能排出水蒸氣的作用；隔熱層具有耐高溫隔熱作用，使消防員免受高溫和輻射熱的傷害；舒適層主要作用是使消防員穿著更加舒適。多層結(jié)構(gòu)使滅火防護(hù)服具有較好的阻燃、隔熱、抗輻射熱滲透等性能，但與此同時(shí)滅火防護(hù)服的透氣性會(huì)減弱，并隨著滅火防護(hù)服的重量增加，使消防員產(chǎn)生更多的生物熱。這種多余的熱量使人體的體溫升高，對(duì)消防員的健康產(chǎn)生影響。
二 .滅火防護(hù)服透氣性能對(duì)消防員的影響
2.1生理影響
人體體溫調(diào)節(jié)的中樞在下丘腦，在它的控制下，產(chǎn)熱和散熱處于動(dòng)態(tài)平衡，可以維持體溫的正常。在火場(chǎng)等高溫的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，機(jī)體代謝加速，產(chǎn)熱增加，消防員的身體會(huì)借助于皮膚血管擴(kuò)張、血流加速、汗腺分泌增加、呼吸加快等，將體內(nèi)產(chǎn)生的熱量透過滅火防護(hù)服的多層結(jié)構(gòu)送達(dá)體表，通過輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流及蒸發(fā)等方式散熱，以保持體溫在正常范圍內(nèi)。據(jù)研究，人的循環(huán)系統(tǒng)末梢組織熱傳導(dǎo)值可以在此時(shí)增加5-6倍，這被稱為熱應(yīng)激。生物體都具有這種應(yīng)激能力，保證了在熱環(huán)境下的生存。但是人的熱應(yīng)激能力是有限度的，而且還具有較大的個(gè)體差異。若消防員的滅火防護(hù)服透氣散熱性能不好，并在熱環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，超過了個(gè)人的熱應(yīng)激能力，就會(huì)出現(xiàn)如下丘腦的排汗中樞發(fā)生障礙，機(jī)體不能通過排汗蒸發(fā)熱量，使機(jī)體內(nèi)蓄積了過多的熱量，導(dǎo)致消防員出現(xiàn)體表溫度升高、大量流汗、呼吸急促、心跳加速、脈搏加快等狀況。如不能及時(shí)緩解和恢復(fù)將會(huì)使消防員頭暈、頭痛、心慌、惡心、嘔吐等，在炎熱的夏季環(huán)境，還有可能造成消防員暈厥或休克。
據(jù)研究，熱應(yīng)激對(duì)消防員的影響還表現(xiàn)在隨著滅火防護(hù)服內(nèi)部熱量的堆積，大量出汗將引起血流量的減少，特別是引起血漿量的減少。同時(shí)，體溫升高引起血管舒張，血管直徑增大，使更多的血淤積在靜脈系統(tǒng)中，回流心臟的血液減少，從而導(dǎo)致血流量或血壓降低很快，心臟不能提供足夠的血量同時(shí)滿足肌肉、心肌和腦部供血的需要，容易引起胸悶和心臟病突發(fā)。心臟病是消防員死亡的主要原因之一，美國(guó)每年因心臟病死亡的消防員大約占到總死亡人數(shù)的40%以上。
2.2心理影響
熱量在滅火防護(hù)服內(nèi)大量聚集，會(huì)使消防員疲勞程度迅速增加,力量大幅度下降,興奮性明顯下降,迷茫、抑郁等負(fù)性情緒上升，操作錯(cuò)誤數(shù)升高，正確數(shù)下降，智力下降，運(yùn)動(dòng)速度、靈敏性下降等等，嚴(yán)重影響了滅火作戰(zhàn)的效能。
三 透氣性能的研究與改善
鑒于消防員滅火防護(hù)服的透氣性能對(duì)消防員健康的影響，全世界的科學(xué)家都在為如何提供既有很高的防護(hù)性能又有較好透氣性能的消防服而研究和努力。
3.1滅火防護(hù)服的研究與改進(jìn)
芬蘭研究機(jī)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)證了滅火防護(hù)服防水透氣層的有無對(duì)透氣性能的影響：把消防員分為兩組，第一組穿著含有防水透氣層的滅火防護(hù)服，第二組穿著不含防水透氣層的滅火防護(hù)服，兩組消防員進(jìn)行相同的消防活動(dòng)后，第一組消防員的皮膚溫度、出汗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二組消防員。這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果表明沒有防水透氣層的滅火防護(hù)服透氣性能更好一些。
但是，防水透氣層又是滅火防護(hù)服結(jié)構(gòu)中所不可或缺的。消防員在滅火作戰(zhàn)中使用大量水和泡沫做滅火劑，如果滅火防護(hù)服不設(shè)防水透氣層，防水性就會(huì)變差，水透過服裝層與消防員皮膚接觸，對(duì)消防員的健康造成影響，特別是在冬季，有可能給消防員造成凍傷。防水透氣層具有良好的防水性能，所以滅火防護(hù)服設(shè)有防水透氣層是有必要的。近些年來，有關(guān)專家和研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)研制了較先進(jìn)的防水透氣層，比如美國(guó)Gore公司研制的PTFE膜和eVent膜，在防水的前提下提高了滅火防護(hù)服透氣的性能。
美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中，用總熱損失（TotalHeatLoss）來衡量服裝的透氣性，從而了解該服裝對(duì)消防員熱應(yīng)激的影響。其單位是：瓦每平方米（W/m2）。總熱損失越高，表明該滅火防護(hù)服更透氣，具有使更多的熱量和水汽流向外部環(huán)境的能力。2007版的NFPA1971標(biāo)準(zhǔn)要求，四層結(jié)構(gòu)的消防滅火防護(hù)服的總熱損失不得低于205W/m2。作為衡量防護(hù)服熱防護(hù)性能的TPP值與總熱損失THL之間存在著相互矛盾。如果該防護(hù)服的熱防護(hù)性能非常優(yōu)異，則其熱損失會(huì)比較低，也就是透氣性能比較差，容易使消防員產(chǎn)生熱應(yīng)激。反之，如果該防護(hù)服的總熱損失很高，透氣性能較好，則其熱防護(hù)性有可能達(dá)不到足夠的防護(hù)要求。
在不同的情況下，消防員對(duì)這一對(duì)矛盾的側(cè)重也會(huì)有所不同。當(dāng)消防員處于常規(guī)情況下時(shí)，考慮更多的是防護(hù)服的總熱損失，即透氣性能，而當(dāng)消防員置身于高溫爆燃的情況下時(shí)，考慮更多的是防護(hù)服的熱防護(hù)性能。世界各地的科學(xué)家長(zhǎng)期以來也一直在該領(lǐng)域中不斷探索，2008年杜邦公司的科學(xué)家們發(fā)明了一項(xiàng)研究成果，很好的解決了這一對(duì)矛盾。杜邦公司的這一研究成果是一個(gè)稱為Nomex?OnDemand的隔熱層。在常規(guī)或普通的條件下，該隔熱層能夠保持非常薄的狀態(tài)，具有非常好的透氣性和靈活性，從而降低了消防員在出勤過程中可能遇到的熱應(yīng)激。使用Nomex?OnDemand隔熱層的消防服，其總熱損失值為260W/m2（Kevlar/PBI外層面料、CrosstechPJ防水透氣層、Nomex?OnDemand隔熱層）。而當(dāng)消防員處于因爆燃高溫可能導(dǎo)致嚴(yán)重?zé)齻木o急情況下時(shí)，Nomex?OnDemand會(huì)快速激活變厚，使得隔熱層中保留更多的空氣，從而大大提高了防護(hù)服的熱防護(hù)性能。
另外，滅火防護(hù)服應(yīng)在設(shè)計(jì)上從人體工程學(xué)等方面考慮，根據(jù)地域差異、用途、消防員個(gè)體差別設(shè)計(jì)出舒適、有針對(duì)性、合身的防護(hù)服。例如，在滅火防護(hù)服的上衣腋部連接處添加延長(zhǎng)連接部分，使消防員的手臂運(yùn)動(dòng)更靈活自如，從而減少了因克服這部分阻力產(chǎn)生的熱量，更有利的保障了消防員的健康。
3 .2其他改進(jìn)方法
消防安全腰帶使用方法的改進(jìn)有助于提高透氣性。出于保護(hù)消防員人身安全及方便消防員攜行裝備的考慮，和穿著舊款滅火防護(hù)服一樣，目前消防員在穿著滅火防護(hù)服時(shí)腰部仍須佩戴消防安全腰帶。但與以往不同的是，滅火防護(hù)服的多層結(jié)構(gòu)及透氣性較差的特點(diǎn)決定了其內(nèi)部散熱有一部分要依靠上衣下擺處自然通風(fēng)，而佩戴消防安全腰帶恰恰封堵了這個(gè)重要的散熱通道，不利于熱量的有效散失。據(jù)了解，國(guó)外消防員在穿著滅火防護(hù)服時(shí)較少佩戴消防安全腰帶，其常用做法是消防員將需隨身攜帶的工具及逃生自救用的繩、帶、鉤等放置在專用裝置內(nèi)斜挎在肩上，上衣下擺處可以起到很好的散熱作用。
此外，吸熱背心也可以減少滅火防護(hù)服透氣性差對(duì)消防員的影響。在滅火防護(hù)服的內(nèi)部穿著吸熱背心，通過強(qiáng)制熱交換吸收蓄積的生理熱，降低滅火防護(hù)服內(nèi)部的溫度，來減小消防員的生理壓力，保障其安全。
隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)消防員個(gè)人防護(hù)裝備取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，技術(shù)水平上與世界先進(jìn)國(guó)家的差距在不斷縮小。但是，個(gè)人防護(hù)裝備的使用對(duì)消防員生理、心理影響的研究并不多。因此，消防員滅火防護(hù)服在設(shè)計(jì)過程中要多考慮滅火救援的實(shí)際狀況、透氣性能對(duì)消防員生理、心理的影響等等，在滿足滅火救援的熱防護(hù)情況下，多增加滅火防護(hù)服的透氣性能。消防員只有在健康積極的狀態(tài)下，才能最大限度地提高作戰(zhàn)效能，更好的保衛(wèi)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。
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