森林消防避火罩防護極限野外測試試驗

于文男 靳 松 張 京 平小帆

(黑龍江省森林保護研究所，哈爾濱 150040)

森林消防避火罩是由黑龍江省森林保護研究所自主研發(fā)的新型應急逃生自救裝備，專為森林消防人員設計研制的應急自救安全防護裝備，由新型鋁箔復合材料經特制的玻璃纖維線縫合制成。森林消防人員進行撲火作業(yè)，被林火圍困無法逃脫時，可按照操作規(guī)范快速展開避火罩，進入罩內，俯臥在地面上，進行安全自救。作為保障撲火隊員生命安全的最后一道屏障，避火罩的安全防護性能成為至關重要一點，本次試驗就是測試在極端嚴酷的火環(huán)境下，森林消防避火罩防護能力極限。

1 試驗設計

本實驗采取人為措施(增加可燃物載量、汽油引燃等)模擬高強度森林大火火場環(huán)境，對避火罩防護能力極限進行測試。

2 試驗方法

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路測溫儀，分別用來測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；在避火罩內放置了有毒有害氣體檢測儀、溫濕度無紙記錄儀和5路測溫儀，分別獲取避火罩前、側、后的罩體溫度、地表溫度、罩體內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，從可燃物帶前端點燃，記錄點火時間、熄滅時間、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 試驗數(shù)據(jù)

在火焰平均高度5m的高強度火環(huán)境中，30min內避火罩仍然完好無損，罩體內空氣質量、有毒(害)氣體含量、溫度變化均在安全范圍內(見表1、圖2、圖3)。

4 試驗結果

通過觀查及試驗錄像回放，10時40分開始點火，火勢旺盛，火場煙霧為白煙，可燃物燃燒非常充分，平均火焰高度約5m。試驗中火焰不時燎到避火罩罩體表面長達7min之久。11時10分火焰熄滅。經現(xiàn)場檢查避火罩內外均無火燒破損痕跡，局部面積有小塊變黑，主要由于火焰接觸過近，持續(xù)炙烤導致。通過紅外測溫儀測出的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，避火罩內部溫度約為30℃左右。

5 試驗分析

罩體外部通過安放的16路測溫儀顯示最高溫度為第6分鐘時的600℃，此時罩體內部迎火頭靠近避火罩頂端位置溫度為55.5℃(即測溫點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℃(即測溫點12)，雖同在罩體內部，但位差將近38℃，可見在避火罩使用中，正確的使用方法直接關系到罩內使用者的生命安全。與此同時，與罩內測溫點對應的外部溫度為146℃～172℃(即測溫點3、6、9)，內外溫差為150℃左右；與測溫點12對應的外部測溫點15的溫度為83℃，溫差為66℃左右，說明避火罩防熱輻射效果是優(yōu)異的。在峰值溫度時，罩內氧氣濃度下降為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，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部溫差迅速拉大，導致罩體內氣體循環(huán)速度加快，靠近地表的各氣體均在罩體內部向上循環(huán)，導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)避火罩迎風處有少量煙氣進入，導致罩內氣體濃度升高。

6 結論

本次試驗是模擬極限條件下，對避火罩的保護性能進行測試，在避火罩的正常使用中，極少會在靠近可燃物和火焰的情況下使用。本次的試驗環(huán)境外部最高溫度達到了600℃，靠近避火罩的熱輻射溫度也達到了近200℃， 而罩體

表1 模擬火場試驗測試數(shù)據(jù)表

內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的耐高溫性能。

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

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