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              消防救援:消防服到底要濕的還是干的?

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              作者:  來源:中國消防網  時間:2016/10/12 15:04:19

              如同現在很多人爭論的議題,消防人員身上的裝備如果是濕的,會不會比干的抗熱效果來得好?這個問題不但在國內討論許久,甚至連國外都有相當多的實驗研究,因為消防人員常會在火場的各種情況下弄濕自己的衣服,如射水、流汗等。為了去了解其中的奧妙,筆者在美國發現兩篇類似的探討文章,便將其翻譯及整理后,供各位先進參考。

               

                在有關濕氣對于消防衣的議題中,一些消防衣廠商也會在說明書標示濕氣與抗熱性相關的信息,有些是正確的,有些則是容易讓人誤導的,原因是因為其實濕氣對于抗熱性的影響沒有一定的答案。有時當濕度達一定的飽和時,它會增加消防衣的抗熱效果;有時候的濕度則會造成危險;蛟S唯一可以寫下的確切結論只有「干的消防衣其抗熱程度較濕的消防衣可預期」,相同的特性可運用在手套、消防鞋及頭套。

               

              頭套的實驗

               

                在該網頁的文章提到,在數年前的美國有一個大型分隊,里面的隊員剛開始熟悉頭套的使用,而使用的方法是把頭套沾濕。這種作法在其它分隊流傳開后,一致被認為該使用的方式不安全,之后大部分的消防人員便選擇了不戴頭套,而不是選擇不戴濕的頭套。為了驗證哪種方法才是對的,他們召集了專家學者進行實驗,并將頭套分為「干燥」、「潮濕」及「飽和濕」三種情況,針對從低輻射的熱流到極端的閃燃熱流開始作抗熱實驗。

               

                在這個實驗中,有個有趣的發現,就是當在最低熱輻射的火流情況下,干燥的頭套較潮濕的頭套來得好,但是飽和濕的頭套也比潮濕的頭套好;在中度熱輻射的火流情況下,干燥、潮濕及飽和濕三種的防護效果相當;而在極端的閃燃熱流情況下,飽和濕的頭套「略勝」潮濕的頭套,而干燥的頭套則表現最差。整體而言,隨著熱輻射的增加,三種的抗熱性能也越低。最后,人體模型的檢測結果顯示,在閃燃發生的高輻射熱測試下,沒有被頭套保護到的臉、脖子及耳朵等處均被燒毀。

               

                上述的實驗結果,最明確的結論是,沒有戴頭套一定比有戴頭套來得差,再來就是不同程度的濕氣下,對于防護裝備的抗熱性會有不同的表現。

               

              多變的消防衣實驗結論

               

                一般而言,消防衣的組成是由外層、抗滲水(或完全防水)層及抗熱層等三層材質組成。一個30年內的研究指出,消防衣的抗熱性依外層、內層或內外兩層都潮濕等三種情況都會有所改變。這個實驗也提到當內層是濕的但外層是干燥的情況下,可以在消防員被灼傷前有最快速的熱傳導警告;而完全防水材質的內裝因為儲水較多,又較抗滲水材質有更多的警告。

               

                近年內又有更多的研究去驗證在相對長時間的低輻射熱暴露情況下,衣服熱能量儲存及傳導的情況。而在這些實驗中發現,當阻水層是完全防水材料時,在某個濕度下,會導致最壞的抗熱結果。

               

                讀者可以很快的發現,上述的結論有些許矛盾之處,其實這些實驗并不能說出什么明確的結論,這邊提出來是要告訴讀者,要從一兩個設定的條件來寫出濕氣對于消防衣的影響,其實是相當困難的。為什么會這么復雜呢?你就要了解水在消防衣中是如何發揮它的特性及影響的。

               

               

              水從哪里來?

               

                消防員會有很多機會使自己身上沾濕,例如對火點射水時,部分水霧會飛散回來而灑在消防員身上;也有部分附著在天花板的水滴滴下來后附著在瞄子手身上;甚至當消防員感覺輻射熱過熱時,將水往自己身上灑等。新的消防衣的外層都會有經過防水處理,然而這類的防水處理會很快的被沖洗掉。

               

                消防員身上附著水份時,裝備會開始變得笨重,手套的防滑裝置因此鈍化,然后水會藉由外層將水傳遞到抗浸水層表面的纖維,此時表面又會吸一些水份,接著水份就會被抗浸水層阻擋住,除非透過衣領、袖口、衣襟等開口才會再繼續流往內層。

               

                然而,當消防員接觸潮濕處時,則會使水有一條新的管道進入內層。例如以膝蓋處而言,在進行蹲姿或爬行前進時,即使膝蓋處有防水處理,當接觸到潮濕處時,水會循著膝蓋流到褲管底部未防水處,進而由褲管底部的纖維將水吸往內層;當消防鞋踩踏進入積水處時,即使鞋底是防水的,水也會透過鞋子與褲管的接縫處將水引至消防衣褲的內層。

               

                最后,便要提到消防員無論如何一定會有的汗水。汗水是會不斷產生的,即使像讀者現在坐在椅子上閱讀一樣,之所以沒有看到汗水,是因為相較于衣服,衣服與皮膚間的空氣較為干燥,因此汗水便會蒸發;接著,當衣服與皮膚間空氣濕度達到飽和時,蒸發就會減少,然后形成汗滴。相同的概念,當消防員穿著消防衣時,內層的防熱層是與皮膚接觸的,此時消防員的汗水會面臨兩種狀況,如果防水層是較易吸水的材質,此時消防員的汗水將會被抗熱層吸收,接著在散熱層擴散開;如果是較不易吸水的材質,汗水則會依地心引力特性往低處流到鞋子里,這也就是為什么有些消防員會抱怨感覺汗水都流到他們的鞋子里。

               

              水的媒介作用

               

                消防衣如上述所說,很容易在各種情況下弄濕。然而,一旦消防衣是潮濕的狀態下,便會影響其抗熱的性能。為什么呢?因為消防衣中的水成為了重要的媒介。當水成為媒介時,有兩點相當值得注意的特性。首先是水的高熱容量,因為水的高比熱及氣化潛熱,使得水可以儲存吸收更多的熱能,因此,潮濕的衣服所能夠儲存的熱量較干燥的衣服來得多。

               

                令一個值得注意的特性則是水的傳導性,相較于空氣,水比空氣易導熱?篃釋又钥梢钥篃岬钠渲幸豁椧蛩乇闶瞧淇篃釋拥睦w維間有空隙,其空隙間的空氣使得熱不易傳導進皮膚層,而當水充滿其空隙時,就會使得抗熱層形成一個新的熱傳導路徑。

               

                水的高吸熱容量以及高導熱的特性是相當重要的概念。當穿著濕的消防衣在火場中時,水成為了額外的吸熱材質。然而,當水不斷的吸熱但是卻沒有透過其它方式讓熱量消失時,熱量有可能達到燙傷的溫度。附著在衣服表面的水,因為最接近熱源,因此溫度上升得非?,而這些水份此時會有兩條路徑,一條是從表面蒸發,一條則是透過可滲透入內層之路徑往內層移動,此時便有可能接觸到皮膚造成傷害。

               

                當然,水絕對不是唯一會影響消防衣防護性的因子,但是水加入消防衣的變異性卻是不可忽略的。消防人員應如何去有效管理消防衣的濕氣,是個不可忽視的事情。

               

              實務上的應用

               

              由上述的說明,我們可以很清楚的了解到,水附著在消防衣上有可能會使消防衣得抗熱性產生不同的變化。當消防衣內部的水可以持續的吸熱,并持續的將熱量利用各種方式移除時,那么水就有可能成為消防衣的加成保護;相對的,當水的高吸熱容量無法有效移除時,那么其高熱傳導的特性就會很快的將熱量移轉至人體的皮膚,增加了燙傷的可能性。

               

                當然,前述的實驗也提到,水有留在消防衣時,亦因為它高傳導的特性,使得當有高溫存在現場時,消防員感受到熱時間會較干的消防衣快速。

               

                在文章的一開始便有提到,干的消防衣其抗熱程度較濕的消防衣可預期,因為潮濕的消防衣,依據潮濕度的不同、火場熱輻射的不同、服裝材質的不同而會有很多種變化,可能會使得火場的安全性無法預測。在實務上,亦有實際案例是因為消防衣的潮濕造成的意外燒燙傷事故產生。

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