關于消防救援人員輕質(zhì)滅火防護服的研究

姜佳良

摘要：隨著我國一線消防隊伍“全災種、大應急”工作職能的拓展，消防救援人員所直面的災害類型逐漸增多，對于現(xiàn)場處置人員的個人安全防護等級也提出了更高的需求。以一線消防救援人員實際配備的滅火防護服為研究對象，以常見輕質(zhì)滅火防護服為實例，對實戰(zhàn)處置過程中消防救援隊伍實際穿戴的防護服防水透氣層以及舒適層等部位的改進方式進行了逐一研判及對比，并以此為依據(jù)對防護服織物的防護性能測試提出了切實有效的相關建議，為相關功能裝備的研發(fā)提供了思路與方法，有益于為消防救援隊伍選擇更安全、更高效的防護服。

關鍵詞：滅火防護服；消防員；防護性能；熱輻射

中圖分類號：TU998.1? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）11-0019-05

為了有效保障一線消防救援人員的自身安全，在處置各類災害事故的過程中，消防救援人員通常需要根據(jù)災害的不同類型穿戴相應的滅火防護服。通常情況下，消防員滅火防護服特指消防員在進行滅火救援時穿著的用來對軀干、頭頸、手臂和腿部進行防護的專用服裝，根據(jù)XF10—2014《消防員滅火防護服》行業(yè)標準，該裝備主要包括外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層，除了四層織物之外還有外層補強布、拉鏈、螺紋袖口、防水襯布、拖拉帶等，同時標準規(guī)定該裝備的成衣重量不應超過3.5kg。近年來隨著“全災種、大應急”工作職能的拓展，特別是消防員職業(yè)化進程的有序推進，消防員個人防護裝備的減重增效成為滅火防護服改進的主要趨勢。

1 目前一線消防員配備的滅火防護服的設計方案

XF10—2014《消防員滅火防護服》詳細規(guī)定了一套能夠有效起到防護效能的滅火防護服外層、防水透氣層、隔熱層、舒適層的各個性能參數(shù)，此外還規(guī)定了四層織物抵御火焰和輻射的熱防護性能TPP（Thermal protective performance）不得低于28cal/cm2。熱防護性能對于消防員的火場安全十分重要，且通常由直接法進行測試，因此通過空氣層結(jié)構(gòu)設計來提升熱防護性能、同時降低裝備重量是目前我國消防救援人員滅火防護服的主要改進思路。

1.1? 消防員滅火防護服外層的疊層交織設計

如表1所示為XF10—2014《消防員滅火防護服》對于滅火防護服外層的性能要求。2014年該標準修訂后，有廠家針對傳統(tǒng)芳綸外層織物進行了熱防護性能的提升設計，形成了如表2所示的三種加強織物的形式。另外需要補充的是，目前大部分滅火防護服為了兼顧熱防護性能和強力性能而采用了W3的設計模式。同時和其他菱形、平紋方格相比，六邊形苯環(huán)花格的凸起更高、分布更勻而被廣泛地采用。

1.2? 消防員滅火防護服防水透氣層的點膠滴塑設計等

如表3所示為XF10—2014《消防員滅火防護服》對于滅火防護服防水透氣層的性能要求。通常情況下，滅火防護服防水透氣層的基材為80%的間位芳綸和20%的對位芳綸，同時也有少部分采用了70%的間位芳綸和30%的對位芳綸，對位芳綸的加入可以有效提升芳綸水刺氈的強力，雖然標準并未規(guī)定防水透氣層的強力性能參數(shù)，但是其對于覆膜后織物有洗滌縮水率的要求，因此需要提升水刺氈的強力。芳綸無紡布的兩側(cè)均為水平的平面，一側(cè)覆防水透濕膜后可以形成防水透氣層。除了加厚防水透氣層基材之外，近年來有廠家針對傳統(tǒng)芳綸無紡布進行了熱防護性能提升設計，形成了如表4所示的整理形式。此外針對防水透氣層的整理設計還有三點補充：第一，三維設計和滴塑點膠很難同時在一張防水透氣層上實現(xiàn)，現(xiàn)有的滴塑技術很難保證點膠準確地固定在三維織物的格子上，而如果只是固定在各自之間的凹槽則不利于熱防護性能的穩(wěn)定提升，而對于標準中要求的各層單位面積質(zhì)量不超過5%的波動也有影響；第二，雖然滴塑點膠技術有成功應用于膜上的研究，但是考慮到防水透氣層的拒油性能要求，所以實際上的點膠仍然以固定于無紡布一側(cè)為主；第三，目前還有使用阻燃性能更高、熱穩(wěn)定性更好的聚酰亞胺纖維替代間位芳綸制備無紡布的研究，但是進展緩慢。當然，上述的三維設計、滴塑點膠、加厚設計、聚酰亞胺材料替代的設計也可以應用于隔熱層上，但是隔熱層一般難以替代防水透氣層，因此輕質(zhì)裝備通常是去除了隔熱層后利用剩余的外層、防水透氣層、舒適層來實現(xiàn)消防員滅火防護服功能的。

1.3? 消防員滅火防護服舒適層的隆起波浪設計

如表5所示為XF10—2014《消防員滅火防護服》對于滅火戰(zhàn)斗服防水透氣層的相應性能要求?，F(xiàn)有的防水透氣層主要為芳綸和黏膠混紡的梭織布，目前國內(nèi)部分科研機構(gòu)針對傳統(tǒng)滅火戰(zhàn)斗服的舒適層進行了熱防護性能的提升設計，形成了表6所示的多種形式方案。

2 輕質(zhì)消防員滅火防護服的各個方案分析對比

XF10—2014《消防員滅火防護服》從安全性和舒適性兩個角度對裝備的性能進行了規(guī)范，其中安全性主要包括阻燃性能、熱穩(wěn)定性、熱防護性、斷裂強力、撕破強力等，而舒適性則包括表面抗?jié)裥?、抗?jié)B水性、透濕率性能。針對上述改進型方案，繼續(xù)進行安全性、舒適性和持久性的圖示對比（如圖1所示），可知兼顧各方面性能的外層方案是W3、防水透氣層方案是F1、舒適層方案是S1。當然，可以根據(jù)實際需求進行不同的排列組合，進而更好地滿足不同側(cè)重的輕質(zhì)裝備現(xiàn)實需求。

3 輕質(zhì)消防員滅火防護服的補充測試

3.1? 針對輕質(zhì)消防員滅火防護服各層織物的補充測試

對于消防員滅火防護服，由于熱防護性能的測試只是針對各層織物開展的，所以有因為加強織物、點膠滴塑、隆起波浪等方案導致的成衣局部防護性能下降的風險。畢竟和普通的各層織物相比，上述方案都存在著一定的非均質(zhì)情形，比如加強織物的菱形結(jié)構(gòu)、點膠滴塑的不同密度、隆起波浪的受壓變緊等，進而可能會導致局部出現(xiàn)問題。

為此，部分基材可以應用改性織物予以替代，檢測保守織物的熱防護性能看其是否滿足行業(yè)標準的需求。比如針對上述外層方案是W3、防水透氣層方案是F1、舒適層方案是S1來講，其外層為雙層外層，防水透氣層為凹凸芳綸無紡布覆膜結(jié)構(gòu)，而舒適層則為熱波卡結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)的熱防護性能可以達到33.5cal/cm2，而如果外層結(jié)構(gòu)換成同克重的單層外層、防水透氣層不采用凹凸三維結(jié)構(gòu)、舒適層是普通的梭織布，則保守方案的織物的熱防護性能經(jīng)過測試為29.8cal/cm2，因此同樣滿足行標不低于28cal/cm2的要求[1]。

3.2? 針對輕質(zhì)消防員滅火防護服成衣的補充測試

此外，為了檢驗相關方案的成衣真實使用狀況，可以參考GB8965.1—2020《防護服裝 阻燃服》的標準測試轟燃條件下成品服裝的阻燃性能，當二度燒傷和三度燒傷面積之和小于總面積的25%時，則達到A級阻燃服的性能。針對輕質(zhì)三層消防員滅火防護服、基于熱人儀開展8s的轟燃試驗，結(jié)果表明一度燒傷面積達到了1.8%、二度燒傷面積達到了19.6%、三度燒傷面積達到了0.7%，因此二度燒傷和三度燒傷面積之和為20.3%，該三層消防員滅火防護服達到了A級阻燃服的性能。同時，燒傷面積分布較為均勻、未出現(xiàn)局部過熱的情況，因此建議將熱人儀試驗作為輕質(zhì)消防員滅火防護服的補充測試手段，進而更好地表征防護服的持久穩(wěn)定性。輕質(zhì)消防員滅火防護服的熱人儀試驗如圖2所示。

4 結(jié)語

首先，本文參考XF10—2014《消防員滅火防護服》對于各層的規(guī)定，匯總了近年來輕質(zhì)消防員滅火防護服的設計方案；其次，針對外層加強織物、防水透氣層或隔熱層點膠滴塑或三維設計、舒適層的隆起波浪等進行了不同輕質(zhì)裝備的方案對比；最后，針對各種方案中的非均質(zhì)織物問題，提出了補充檢測的建議。針對外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層進行了各項改進方案，可以在保證熱防護性能的同時進一步提升裝備的安全舒適度；此外，為了避免輕質(zhì)裝備織物的非均質(zhì)導致的安全問題，建議針對相關方案的基本織物進行熱防護性（下轉(zhuǎn)第56頁）（上接第22頁）能測試，或者將針對成品服裝進行的熱人儀測試作為補充參考，甚至通過設置相應的閾值進行輔助評價。

參考文獻：

[1]肖勇.新型輕質(zhì)消防員滅火防護服[J].消防技術與產(chǎn)品信息，2017（11）：42.

Study on Light Protective

Clothing for Fire Rescue Personnel

Jiang Jialiang

（Tianjin Fire and Rescue Corps Jizhou Brigade，Tianjin 301900）

Abstract：With the expansion of the work function of " All-hazards emergency " of the first-line firefighters in China， the types of disasters faced by fire rescue personnel are gradually increasing， and a higher level of personal safety protection for on-site disposal personnel is also put forward. Taking the firefighting protective clothing actually equipped for first-line fire rescue personnel as the research object， taking the common light firefighting protective clothing as an example， this paper studies and compares the improvement methods of the waterproof breathable layer and the comfortable layer of the protective clothing actually worn by the fire rescue team in the process of actual combat disposal， and puts forward practical and effective relevant suggestions on the protective performance test of the protective clothing fabric based on this， It provides ideas and methods for the research and development of relevant functional equipment， and is beneficial to the selection of safer and more efficient protective clothing for fire rescue teams.

Keywords：firefighting protective clothing; firemfighter; Protection performance; thermal radiation