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消防服到底要湿的还是干的?

http://www.fire.hc360.com2017年01月07日14:31 来源:中国消防网 T|T

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    如同现在很多人争论的议题,消防人员身上的装备如果是湿的,会不会比干的抗热效果来得好?这个问题不但在国内讨论许久,甚至连国外都有相当多的实验研究,因为消防人员常会在火场的各种情况下弄湿自己的衣服,如射水、流汗等。为了去了解其中的奥妙,笔者在美国发现两篇类似的探讨文章,便将其翻译及整理后,供各位先进参考。

    在有关湿气对于消防衣的议题中,一些消防衣厂商也会在说明书标示湿气与抗热性相关的信息,有些是正确的,有些则是容易让人误导的,原因是因为其实湿气对于抗热性的影响没有一定的答案。有时当湿度达一定的饱和时,它会增加消防衣的抗热效果;有时候的湿度则会造成危险。或许唯一可以写下的确切结论只有「干的消防衣其抗热程度较湿的消防衣可预期」,相同的特性可运用在手套、消防鞋及头套。

    头套的实验

    在该网页的文章提到,在数年前的美国有一个大型分队,里面的队员刚开始熟悉头套的使用,而使用的方法是把头套沾湿。这种作法在其它分队流传开后,一致被认为该使用的方式不安全,之后大部分的消防人员便选择了不戴头套,而不是选择不戴湿的头套。为了验证哪种方法才是对的,他们召集了专家学者进行实验,并将头套分为「干燥」、「潮湿」及「饱和湿」三种情况,针对从低辐射的热流到极端的闪燃热流开始作抗热实验。

    在这个实验中,有个有趣的发现,就是当在最低热辐射的火流情况下,干燥的头套较潮湿的头套来得好,但是饱和湿的头套也比潮湿的头套好;在中度热辐射的火流情况下,干燥、潮湿及饱和湿三种的防护效果相当;而在极端的闪燃热流情况下,饱和湿的头套「略胜」潮湿的头套,而干燥的头套则表现最差。整体而言,随着热辐射的增加,三种的抗热性能也越低。最后,人体模型的检测结果显示,在闪燃发生的高辐射热测试下,没有被头套保护到的脸、脖子及耳朵等处均被烧毁。

    上述的实验结果,最明确的结论是,没有戴头套一定比有戴头套来得差,再来就是不同程度的湿气下,对于防护装备的抗热性会有不同的表现。

    多变的消防衣实验结论

    一般而言,消防衣的组成是由外层、抗渗水(或完全防水)层及抗热层等三层材质组成。一个30年内的研究指出,消防衣的抗热性依外层、内层或内外两层都潮湿等三种情况都会有所改变。这个实验也提到当内层是湿的但外层是干燥的情况下,可以在消防员被灼伤前有最快速的热传导警告;而完全防水材质的内装因为储水较多,又较抗渗水材质有更多的警告。

    近年内又有更多的研究去验证在相对长时间的低辐射热暴露情况下,衣服热能量储存及传导的情况。而在这些实验中发现,当阻水层是完全防水材料时,在某个湿度下,会导致最坏的抗热结果。

    读者可以很快的发现,上述的结论有些许矛盾之处,其实这些实验并不能说出什么明确的结论,这边提出来是要告诉读者,要从一两个设定的条件来写出湿气对于消防衣的影响,其实是相当困难的。为什么会这么复杂呢?你就要了解水在消防衣中是如何发挥它的特性及影响的。

    

    水从哪里来?

    消防员会有很多机会使自己身上沾湿,例如对火点射水时,部分水雾会飞散回来而洒在消防员身上;也有部分附着在天花板的水滴滴下来后附着在瞄子手身上;甚至当消防员感觉辐射热过热时,将水往自己身上洒等。新的消防衣的外层都会有经过防水处理,然而这类的防水处理会很快的被冲洗掉。

    消防员身上附着水份时,装备会开始变得笨重,手套的防滑装置因此钝化,然后水会藉由外层将水传递到抗浸水层表面的纤维,此时表面又会吸一些水份,接着水份就会被抗浸水层阻挡住,除非透过衣领、袖口、衣襟等开口才会再继续流往内层。

    然而,当消防员接触潮湿处时,则会使水有一条新的管道进入内层。例如以膝盖处而言,在进行蹲姿或爬行前进时,即使膝盖处有防水处理,当接触到潮湿处时,水会循着膝盖流到裤管底部未防水处,进而由裤管底部的纤维将水吸往内层;当消防鞋踩踏进入积水处时,即使鞋底是防水的,水也会透过鞋子与裤管的接缝处将水引至消防衣裤的内层。

    最后,便要提到消防员无论如何一定会有的汗水。汗水是会不断产生的,即使像读者现在坐在椅子上阅读一样,之所以没有看到汗水,是因为相较于衣服,衣服与皮肤间的空气较为干燥,因此汗水便会蒸发;接着,当衣服与皮肤间空气湿度达到饱和时,蒸发就会减少,然后形成汗滴。相同的概念,当消防员穿着消防衣时,内层的防热层是与皮肤接触的,此时消防员的汗水会面临两种状况,如果防水层是较易吸水的材质,此时消防员的汗水将会被抗热层吸收,接着在散热层扩散开;如果是较不易吸水的材质,汗水则会依地心引力特性往低处流到鞋子里,这也就是为什么有些消防员会抱怨感觉汗水都流到他们的鞋子里。

    水的媒介作用

    消防衣如上述所说,很容易在各种情况下弄湿。然而,一旦消防衣是潮湿的状态下,便会影响其抗热的性能。为什么呢?因为消防衣中的水成为了重要的媒介。当水成为媒介时,有两点相当值得注意的特性。首先是水的高热容量,因为水的高比热及气化潜热,使得水可以储存吸收更多的热能,因此,潮湿的衣服所能够储存的热量较干燥的衣服来得多。

    令一个值得注意的特性则是水的传导性,相较于空气,水比空气易导热。抗热层之所以可以抗热的其中一项因素便是其抗热层的纤维间有空隙,其空隙间的空气使得热不易传导进皮肤层,而当水充满其空隙时,就会使得抗热层形成一个新的热传导路径。

    水的高吸热容量以及高导热的特性是相当重要的概念。当穿着湿的消防衣在火场中时,水成为了额外的吸热材质。然而,当水不断的吸热但是却没有透过其它方式让热量消失时,热量有可能达到烫伤的温度。附着在衣服表面的水,因为最接近热源,因此温度上升得非常快,而这些水份此时会有两条路径,一条是从表面蒸发,一条则是透过可渗透入内层之路径往内层移动,此时便有可能接触到皮肤造成伤害。

    当然,水绝对不是唯一会影响消防衣防护性的因子,但是水加入消防衣的变异性却是不可忽略的。消防人员应如何去有效管理消防衣的湿气,是个不可忽视的事情。

    实务上的应用

    由上述的说明,我们可以很清楚的了解到,水附着在消防衣上有可能会使消防衣得抗热性产生不同的变化。

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