1 引言

　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展， 科學技術的不斷進步， 各種新材料、新工藝、新技術被廣泛應用， 火災事故發(fā)生的形式也呈現(xiàn)出多樣性和復雜性。近年來， 在火災撲救和事故處置中， 因熱輻射、爆炸等原因犧牲、受傷的消防隊員人數(shù)顯著增加。新的火災形勢對消防隊員在滅火救援中的人身安全帶來了一定的威脅， 對消防員的個人防護提出了新的挑戰(zhàn)。如何做好火災救援時消防人員的防護，滅火防護服裝的防護性能應達到哪些要求， 已經(jīng)成為個人防護裝備領域研究的重要課題。

　　2 滅火防護服性能參數(shù)比較

　　滅火防護服的主要性能要求有： 外層阻燃防火性能、隔熱性能、防水透氣性能、防靜電性能、反光帶的反光性能。

　　2.1 外層材料防火阻燃性能要求比較

　　滅火防護服是由外層、防水透氣層、隔熱層、舒適層多層織物復合而成的， 其中最外層是與火和熱直接接觸的一層， 也是關系到產(chǎn)品質(zhì)量好壞的最關鍵的一層。消防員在滅火時一般處于高溫和烈焰的環(huán)境中， 防護服的阻燃性能是消防員工作安全的重要保障。

　　2.1.1 我國標準對防護服外層面料及隔熱層阻燃性能的要求

　　我國GA10-2002 《消防員滅火防護服》中關于外層面料及隔熱層阻燃性能的規(guī)定是， 要求服裝試樣點燃試驗后的損毀長度不應大于100mm， 續(xù)燃時間不應大于2s， 且不應有熔融、滴落現(xiàn)象。測試方法采用的是GB/T5455-1997 《紡織品燃燒性能試驗垂直法》進行測試， 該方法參考了日本工業(yè)標準JIS 1091-1992 《纖維制品燃燒性能試驗方法》。

　　2.1.2 歐盟標準對防護服外層防火阻燃性能的要求

　　根據(jù)歐盟標準EN 533:1997中所介紹的短暫的燃燒蔓延性能檢測方法進行測試， 其判定標準采用了三級指數(shù)評判標準。檢測試樣的準備:長(200±1) 毫米×寬(160±1) 毫米六塊測試材料。

　　檢測前的水洗要求: A. 75℃水洗12 次(遵照EN ISO 10528的工業(yè)洗滌方法) ;也可以根據(jù)客戶的要求水洗5 次， 再進行檢測。

　　B. 將試樣在水中浸泡(BS5651:1978)， 然后依據(jù)ISO 3175的要求干洗5 次， 再進行檢測。三級評判標準如表1.1 所示。

　　表1.1 EN496 對防護服外層防火阻燃性能的分級要求

　　2.1.3 美國標準對防護服外層材料防火阻燃性能的要求

　　NFPA 標準要求采用美國ASTM D 6413 《紡織物阻燃性能測試方法(垂直法)》進行測試防護服裝外層材料的阻燃性能。

　　收集樣本測試后產(chǎn)生的熔滴或燃燒物進行測試， 記錄燃燒時間和燒焦長度， 燃燒時間和燒焦長度應該分別記錄近0.2 秒和近3 毫米。樣品是否合格應該通過觀察融化物、滴落物、平均燃燒時間和平均燒焦長度來判斷。任何一項標準未達到均判定為不合格。

　　2.1.4 對比

　　我國和歐美的標準都是對滅火防護服進行燃燒試驗以檢驗其阻燃性能， 不同的是歐盟標準中先對防護服進行了洗滌， 使實驗結果可信度更高， 而且歐盟標準對材料防火阻燃性能進行了分級， 這樣分級的優(yōu)點是不同質(zhì)量的滅火防護服有明確的判斷標準， 可以對該服裝的防火阻燃性能進行更細化的分類。美國NFPA 標準中對滅火防護服防火阻燃性能的要求較為嚴格， 測試標準及參數(shù)要求均高于我國標準。

　　2.2 防護服隔熱性能要求比較

　　消防員的工作環(huán)境是高溫高輻射熱的火場， 火場中溫度處于60℃～1，100℃之間， 而其輻射熱在115kW/m2•s ～ 200kW/m2•s 之間。高溫極易導致消防人員灼傷， 因此適應火場的消防服必須具有良好的熱防護性能， 包括防直接灼燒熱傳導的性能和防輻射熱滲透的性能。

　　2.2.1 我國標準對防護服隔熱性能標準的要求

　　我國用熱防護能力TPP(thermal protective performance) 的值來表征滅火防護服隔熱性能。其原理是通過對織物表面導致人體2 度燒傷(灼傷) 所需熱能測定， 來評價服裝熱防護的相對能力。GA10-2002 規(guī)定滅火防護服的TPP值不應小于28。

　　TPP 的計算公式如下：

　　TPP = F×T

　　其中：

　　TPP—熱防護能力;

　　F—暴露熱通量， cal/(cm2•s);

　　T—導致燒傷的時間， s

　　2.2.2 歐盟標準對防護服隔熱性能的要求

　　歐盟標準是分別在火焰直接烘烤和熱輻射條件下， 測量滅火防護服的傳熱能力來衡量滅火防護服的隔熱性能。

　　2.2.2.1 火焰烘烤下傳熱性能要求

　　按照EN 367 《防護服-隔熱與阻燃-暴露于火焰中材料的傳熱能力測試方法》所確定的方法進行試驗， 材料的傳熱能力用熱傳遞指數(shù)(HTI) 表征， 測定結果按照表1.2 進行分級。

　　表1.2 火焰烘烤下熱傳遞能力分級

　　2.2.2.2 熱輻射下傳熱性能要求

　　按照EN ISO 6942 《防護服-隔熱與阻燃-測試方法： 對材料暴露于單一輻射熱源下的隔熱性能評價》所確定的方法進行試驗，材料的輻射傳熱能力用輻射熱傳遞因子指數(shù)(RHTI) 表征， 測定結果按照表1.3 進行分級。

　　表1.3 輻射熱源下熱傳遞能力分級

　　2.2.3 美國標準對防護服隔熱性能的要求

　　按照ISO 17493 《耐熱服裝和設備—采用熱空氣循環(huán)爐對耐熱對流的試驗方法》， 其測試方法與我國滅火防護服測試方法相同。

　　2.2.4 對比

　　對于隔熱性能要求， 歐盟標準同樣采用對測試材料進行分級的方式進行要求， 且采用的測試方法是直接測量防護服裝材料的熱傳遞能力來表征材料的絕對隔熱性能; 而我國是采用間接的方法， 來用TTP 來衡量防護服的相對隔熱能力。美國滅火防護服隔熱性能要求與我國相同。

　　2.3 耐靜水壓性能及透水蒸汽性能要求比較

　　防水透氣層是用于阻止水向隔熱層滲透同時又能排出水蒸汽的防護服面料中的一層， 該層可以使消防員滅火戰(zhàn)斗過程中感覺到舒適， 使滅火救援行動更為便利。

　　2.3.1 我國標準對耐靜水壓性能及透水蒸汽性能的要求

　　我國標準規(guī)定耐靜水壓的測試按照GB/4744-1997 《紡織織物-抗?jié)B水性測定-靜水壓試驗規(guī)定》所規(guī)定的方法進行。該方法的原理是以織物承受的靜水壓來表示水透過織物所遇到的阻力。在標準大氣條件下， 試樣的一面承受一個持續(xù)上升的水壓，直到有3 處滲水為止， 并記錄此時的壓力?？梢詮脑嚇拥纳厦婊蛳旅媸┘铀畨?， 水壓上升的速率應為1.00kPa/min±0.05kPa/min (10cmH2O/min±0.5cmH2O/min)， 防水透氣層的耐靜水壓值不應小于17kPa。透水蒸汽試驗按GB/T 1037-1998 《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法》規(guī)定的方法進行， 水蒸汽透過量不應小于5000g/(m2•24h )。

　　2.3.2 歐盟標準對耐靜水壓性能及透水蒸汽性能的要求

　　歐盟標準規(guī)定耐靜水壓的測試按照EN 20811-1992 《紡織品-耐水滲透性的測定-靜水壓試驗》標準所規(guī)定的方法進行試驗， 試驗加壓速率為0.98±0.05kPa/min。歐盟標準用不透氣性來表征防護服透水蒸汽性能， 不透氣性的測量按照EN31092 《紡織品-生理效應-穩(wěn)態(tài)條件下耐熱和耐水蒸汽性能的測量(防護熱板排汗試驗)》規(guī)定的方法進行測試， 歐盟標準對防護服耐靜水壓性能和抗透水蒸汽性能分級要求如表1.4 所示。

　　表1.4 歐盟標準對防護服耐靜水壓和透水蒸汽性能分級

　　2.3.3 美國標準對耐靜水壓性能及透水蒸汽性能的要求

　　NFPA 中以抗水滲透性能要求為判定滅火防護服防水性能要求， 而不是采用耐靜水壓性能要求。要求如下：

　　樣品要求， 樣品面積至少1m2， 樣品數(shù)量至少5 個; 測試壓力172kPA 根據(jù)《防水布料高靜水壓測試方法》進行要求。測試方法按照聯(lián)邦標準191A 《紡織物測試方法》判定標準： 如出現(xiàn)水分滲出則判定實驗失敗。

　　2.3.4 對比

　　通過比較發(fā)現(xiàn)， 我國對于該項參數(shù)的要求低于歐盟標準和美國NFPA 標準。這項參數(shù)會影響消防人員的戰(zhàn)斗力， 提高此項標準的要求有利于使我國滅火防護服更加人性化、科學化。我國基層消防部隊， 尤其是東北地區(qū)由于滅火防護服防水性能差而引起的凍傷人員數(shù)量居高不下， 造成這種現(xiàn)象的原因是我國標準中防水性能較低， 因此提高我國滅火防護服防水性能要求迫在眉睫。

　　2.4 反光帶性能要求比較

　　2.4.1 我國標準對反光標志帶性能的要求

　　反光標志帶應牢固地縫合在防護服上衣和褲子上， 分體式防護服在上衣胸圍、下擺、袖口、褲腳處。反光標志帶的縫合寬度不應小于50 mm， 反光標志帶應設置在其360°方位均能可見。反光標志帶性能參數(shù)有： 逆反射系數(shù)、耐熱性能、阻燃性能、耐洗滌性能。反光標志帶逆反射系數(shù)的平方稱為逆反射率， 所以逆反射系數(shù)越大放射性能越好， 我國標準對反光標志帶逆反射系數(shù)的最低要求如表1.5 所示。耐熱性能的要求為在溫度為260℃±5℃條件下試驗5 min后， 反光材料表面應無炭化、脫落現(xiàn)象， 且逆反射系數(shù)不應小于表1.5 規(guī)定值的70%。阻燃性能的要求是續(xù)燃時間不應大于2s， 且不應有熔融、滴落現(xiàn)象。耐洗滌性能要求按照標準方法洗滌25 次后，不應出現(xiàn)破損、脫落、變色的現(xiàn)象。高低溫性能要求經(jīng)高低溫試驗后反光標志帶不應出現(xiàn)斷裂、起皺、扭曲的現(xiàn)象。

　　表1.5 逆反射系數(shù) 單位cd/(lx·m²)

　　2.4.2 歐盟標準對反光標志帶性能的要求

　　歐盟標準要求獨立反光材料應該附于滅火防護服表面， 且面積不小于0.13m2。反光材料應該環(huán)繞防護服雙臂， 雙腿以及頸部，以便使全身各個部位可見。如果使用非反光材料或混合反光材料， 則熒光帶最小面積不小于0.2m2。獨立反光材料要進行耐熱測試，測試方法依照ISO 17493 《防熱服裝和設備-使用高溫氣體環(huán)流電爐的對流防熱測試方法》， 在溫度為(180±5) ℃， 放入測試箱進行測試后， 材料未出現(xiàn)燃燒、融化， 或材料收縮不超過5%。值得注意的是在歐盟標準中這種測試方法及要求不止針對服裝外層阻燃性能， 對反光標志材料也有同樣嚴格的測試要求。

　　2.4.3 美國標準對反光標志帶性能的要求

　　美國標準對于反光標志帶性能的要求有反射系數(shù)標準和不同光線照射下的最小亮度因子。反光標志帶的光度性能按照ASTME 991 《測量反光材料的熒光特性的標準實施規(guī)程》的測試方法進行， 該標準要求分別測試黃綠熒光、橙紅熒光、紅光下的色度坐標及最低亮度因子。

　　反射系數(shù)測試按照ASTM E 809 《測量反光材料的光度特性的標準實施規(guī)程》。

　　Ra 測試公式見如下公式

　　Ra=R1/Ar

　　其中：

　　Ra—反射系數(shù);

　　R1—發(fā)光強度系數(shù);

　　Ar—反光材料表面積。

　　在NFPA 中對于反光標志帶的阻燃、耐磨擦及耐洗滌要求同服裝外層材料的相關性能。

　　表3 摩擦色牢度指標對比

　　2.4.4 對比

　　經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)， 歐盟標準中對于不同等級的反光標志帶面積大小進行了具體的要求， 這樣有利于不同等級產(chǎn)品綜合質(zhì)量的提升。美國標準對滅火防護服反光標志帶光度要求， 采用了不同熒光下分別進行測試的方法， 該方法可以確保在復雜的火場環(huán)境中反光標志帶對各種光線均有良好反光性能。而我國標準中對于反光標志帶的阻燃、耐摩擦及耐洗滌要求是低于其外層相關性能要求的。這就容易導致經(jīng)過長時間的使用， 反光標志帶的磨損情況較其外層材料嚴重， 這影響了滅火防護服的使用壽命，降低了消防人員滅火戰(zhàn)斗的安全系數(shù)。

　　2.5 整體性能模擬測試方法

　　整體性能模擬測試方法的典型代表是假人測試方法， 其優(yōu)點是精確度高、重復性好， 并可在真人無法試驗的極端環(huán)境條件下進行測試試驗。

　　“消防測試假人” 是一個裝有105 個測溫傳感器的摸擬消防員人體， 每個測溫傳感器測得的溫度值代表150cm2 左右皮膚的溫度， 測溫傳感器是由直徑10mm、厚1mm 的銅板焊接了直徑為0.3mm的熱電偶構成， 為了不讓熱量從銅板傳遞到鋁合金假人殼體， 把銅板粘結在聚四氟乙烯加工成的基座上進行隔熱。

　　3 對我國滅火防護服標準發(fā)展的啟示

　　通過對比發(fā)現(xiàn)， 我國關于滅火防護服的標準同歐美國家相比仍然存在一些差距。結合消防部隊滅火防護服的實際使用出現(xiàn)的問題， 建議我國滅火服防護標準從以下方面進行修訂。

　　3.1 增加對防護服應用地區(qū)的差異性要求

　　滅火防護服的性能要求應當重視我國存在的地區(qū)氣候差異。在北方地區(qū)應當增加對于冬季所穿著的內(nèi)襯保溫以及表面防水性能的要求， 防止消防人員冬季作戰(zhàn)凍傷。南方地區(qū)應提高對于散熱透氣性能的要求。

　　3.2 從系統(tǒng)角度出發(fā)， 提高滅火防護服的整體性能

　　可借鑒歐盟標準中的假人模擬試驗方法， 增加對于滅火防護服整體防護性能的測試。滅火防護服對于消防員滅火戰(zhàn)斗來說是一個完整的軀體防護系統(tǒng)， 但是如果出現(xiàn)某些部位防護水平低于其他部位， 則仍然會導致消防員受傷， 影響整個滅火防護服的防護水平。

　　3.3 制定滅火防護服管理、保養(yǎng)、維護方法和要求

　　滅火防護服是由特殊面料制成的， 如果沒有正確的管理、保養(yǎng)、維護方法容易導致滅火防護服使用壽命、效能受到影響。我國標準要求對于滅火防護服的保養(yǎng)、維護方法由生產(chǎn)廠家提供， 但是由于沒有明確的規(guī)定， 往往滅火防護服的管理、保養(yǎng)、維護方法不當。因此， 建立統(tǒng)一的滅火防護服管理、保養(yǎng)、維護的專業(yè)化方法以及有關服裝報廢方面的技術規(guī)定是十分必要的。

　　3.4 增加防靜電性能要求

　　對于消防員滅火防護服裝防靜電性能， 我國與歐美國家的標準中均未進行要求。但對于滅火防護服防靜電性能的要求是十分必要的。目前火災現(xiàn)場情況復雜， 靜電也能成為點火源， 例如在天然氣泄露事故中， 如果滅火防護服沒有良好的防靜電性能， 當消防人員處于易燃易爆的環(huán)境中容易導致爆炸， 危害消防人員的生命安全， 也給消防滅火戰(zhàn)斗帶來了危險; 同時靜電會使穿著者感到不適， 降低消防人員的滅火效率。

　　3.5 引入防護服裝的分級概念

　　歐盟標準對防護服裝進行了分級， 分別規(guī)定了不同等級防護服裝的最低標準。而我國僅規(guī)定了滅火防護服產(chǎn)品市場準入與產(chǎn)品認證的最低性能要求， 沒有劃分級別。建議標準中規(guī)定出防護服裝的級別， 這樣細分和規(guī)范了市場， 也為政府采購提供了參考。同時， 高級別的性能要求有利于產(chǎn)品性能的提高， 帶動滅火防護服產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 有利于新技術在滅火防護服領域的應用， 也有利于提高我國消防人員防護水平。

　　3.6 測試方法與國際接軌

　　引入國外先進的測試技術和試驗方法， 如消防假人測試法， ASTM E 991 《測量反光材料的熒光特性的標準實施規(guī)程》所介紹的不同光線照射下的最小亮度因子測試法等使我國標準中的技術性能指標與國際接軌， 有利于我國消防服裝的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　3.7 制定消防員整套防護裝備標準

　　我國和歐盟是對防護服裝構成部分的各個產(chǎn)品分別制定標準。而美國采用的滅火防護服裝標準不只包含防護服還包括頭盔， 靴子、手套等其他防護裝備， 美國這一做法符合目前的發(fā)展趨勢。所以，建議綜合考慮消防員防護裝備中各個產(chǎn)品如空氣呼吸器、生命報警器等的相互配合和制約因素， 制定消防員整套防護裝備標準。

　　4 結束語

　　本文通過對中外滅火防護服標準的比較研究，發(fā)現(xiàn)我國與歐美國家在滅火防護服標準方面的差距， 并提出針對性的修訂建議，為我國滅火防護服標準的完善提供了依據(jù)。