森林消防避火罩防護(hù)極限野外測(cè)試試驗(yàn)

于文男 靳 松 張 京 平小帆

(黑龍江省森林保護(hù)研究所，哈爾濱 150040)

森林消防避火罩是由黑龍江省森林保護(hù)研究所自主研發(fā)的新型應(yīng)急逃生自救裝備，專(zhuān)為森林消防人員設(shè)計(jì)研制的應(yīng)急自救安全防護(hù)裝備，由新型鋁箔復(fù)合材料經(jīng)特制的玻璃纖維線縫合制成。森林消防人員進(jìn)行撲火作業(yè)，被林火圍困無(wú)法逃脫時(shí)，可按照操作規(guī)范快速展開(kāi)避火罩，進(jìn)入罩內(nèi)，俯臥在地面上，進(jìn)行安全自救。作為保障撲火隊(duì)員生命安全的最后一道屏障，避火罩的安全防護(hù)性能成為至關(guān)重要一點(diǎn)，本次試驗(yàn)就是測(cè)試在極端嚴(yán)酷的火環(huán)境下，森林消防避火罩防護(hù)能力極限。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采取人為措施(增加可燃物載量、汽油引燃等)模擬高強(qiáng)度森林大火火場(chǎng)環(huán)境，對(duì)避火罩防護(hù)能力極限進(jìn)行測(cè)試。

2 試驗(yàn)方法

在避火罩外迎火方向和可燃物中，矩陣排列放置了高中低9路測(cè)溫儀，分別用來(lái)測(cè)量林火在距離地面不同高度的溫度、熱輻射溫度和火焰蔓延速度等；在避火罩內(nèi)放置了有毒有害氣體檢測(cè)儀、溫濕度無(wú)紙記錄儀和5路測(cè)溫儀，分別獲取避火罩前、側(cè)、后的罩體溫度、地表溫度、罩體內(nèi)部空氣溫濕度和氧氣、一氧化碳、二氧化碳的含量。

在距離罩體0.6m處，環(huán)繞堆放1m高的玉米稈、稻草、松毛等組成的易燃可燃物帶，從可燃物帶前端點(diǎn)燃，記錄點(diǎn)火時(shí)間、熄滅時(shí)間、避火罩狀態(tài)變化情況，并采集所有儀器記錄數(shù)據(jù)，如圖1所示。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在火焰平均高度5m的高強(qiáng)度火環(huán)境中，30min內(nèi)避火罩仍然完好無(wú)損，罩體內(nèi)空氣質(zhì)量、有毒(害)氣體含量、溫度變化均在安全范圍內(nèi)(見(jiàn)表1、圖2、圖3)。

4 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)觀查及試驗(yàn)錄像回放，10時(shí)40分開(kāi)始點(diǎn)火，火勢(shì)旺盛，火場(chǎng)煙霧為白煙，可燃物燃燒非常充分，平均火焰高度約5m。試驗(yàn)中火焰不時(shí)燎到避火罩罩體表面長(zhǎng)達(dá)7min之久。11時(shí)10分火焰熄滅。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查避火罩內(nèi)外均無(wú)火燒破損痕跡，局部面積有小塊變黑，主要由于火焰接觸過(guò)近，持續(xù)炙烤導(dǎo)致。通過(guò)紅外測(cè)溫儀測(cè)出的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，避火罩內(nèi)部溫度約為30℃左右。

5 試驗(yàn)分析

罩體外部通過(guò)安放的16路測(cè)溫儀顯示最高溫度為第6分鐘時(shí)的600℃，此時(shí)罩體內(nèi)部迎火頭靠近避火罩頂端位置溫度為55.5℃(即測(cè)溫點(diǎn)10)，尾部靠近地面溫度，也就是使用者頭部靠近地面的溫度為17.4℃(即測(cè)溫點(diǎn)12)，雖同在罩體內(nèi)部，但位差將近38℃，可見(jiàn)在避火罩使用中，正確的使用方法直接關(guān)系到罩內(nèi)使用者的生命安全。與此同時(shí)，與罩內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外部溫度為146℃～172℃(即測(cè)溫點(diǎn)3、6、9)，內(nèi)外溫差為150℃左右；與測(cè)溫點(diǎn)12對(duì)應(yīng)的外部測(cè)溫點(diǎn)15的溫度為83℃，溫差為66℃左右，說(shuō)明避火罩防熱輻射效果是優(yōu)異的。在峰值溫度時(shí)，罩內(nèi)氧氣濃度下降為20.4%，一氧化碳濃度下降為139ppm，二氧化碳下降為1 600ppm，并以此為拐點(diǎn)，各氣體濃度隨后均有不同程度的回升，其主要原因是由于罩體內(nèi)部溫差迅速拉大，導(dǎo)致罩體內(nèi)氣體循環(huán)速度加快，靠近地表的各氣體均在罩體內(nèi)部向上循環(huán)，導(dǎo)致靠近地表各氣體濃度變小。而隨后的二氧化碳與一氧化碳濃度飆升，根據(jù)回放錄像，可發(fā)現(xiàn)避火罩迎風(fēng)處有少量煙氣進(jìn)入，導(dǎo)致罩內(nèi)氣體濃度升高。

6 結(jié)論

本次試驗(yàn)是模擬極限條件下，對(duì)避火罩的保護(hù)性能進(jìn)行測(cè)試，在避火罩的正常使用中，極少會(huì)在靠近可燃物和火焰的情況下使用。本次的試驗(yàn)環(huán)境外部最高溫度達(dá)到了600℃，靠近避火罩的熱輻射溫度也達(dá)到了近200℃， 而罩體

表1 模擬火場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)表

內(nèi)部溫度與氣體仍保持在人可存活的條件下，足以證明森林消防避火罩在以上條件下仍具有極強(qiáng)的耐高溫性能。

森林消防避火罩的推廣應(yīng)用，將使得一線撲火隊(duì)員的人身安全得到有效的保護(hù)，自我防護(hù)能力得到提升，避免傷亡事故的發(fā)生，大大提高撲火效率，減少火災(zāi)造成的損失，為應(yīng)用單位帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在減少森林火災(zāi)造成林木資源的損失、節(jié)約撲救經(jīng)費(fèi)和勞保支出等方面也將帶來(lái)顯著的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]管鄂.鋁箔絕熱材料與節(jié)能[J].現(xiàn)代節(jié)能,1991,(2).

[2]張明文，曲大銘，等.森林消防人員防煙面罩技術(shù)探討及應(yīng)用[J].林業(yè)勞動(dòng)安全,2009，(2).

[3]張娜,張玉軍,田庭艷,劉超.高溫低熱導(dǎo)率隔熱材料的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].中國(guó)陶瓷,2006,(1).

[4]劉國(guó)信.鋁箔復(fù)合包裝材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J].中國(guó)包裝,2005,(2).

[5]賴(lài)毅.新型隔熱降溫裝飾材料高光澤度鋁箔搪瓷的探討和研究(摘要)[J].中國(guó)搪瓷,2003,(Z1).

[6]許兆卓.彩色鋁箔復(fù)合材料[J].上海有色金屬,1980,(5).

[7]新型絕熱包覆材料[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),1994,(2).

[8]李振玲，于維勛.鋁箔水玻璃珍珠巖復(fù)合絕熱材料的節(jié)能效果[J].節(jié)能,1995,(3).

[9]新型高溫玻璃纖維絕熱材料[J].工業(yè)加熱,1994,(4).

[10]姚紅艷,周文孝,等.硅酸鋁纖維/石英復(fù)合隔熱材料的研制[J].硅酸鹽通報(bào),2006,(4).