【知識(shí)】消防救援:消防服到底要濕的還是干的?
如同現(xiàn)在很多人爭(zhēng)論的議題,消防人員身上的裝備如果是濕的,會(huì)不會(huì)比干的抗熱效果來得好?這個(gè)問題不但在國內(nèi)討論許久,甚至連國外都有相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)研究,因?yàn)橄廊藛T常會(huì)在火場(chǎng)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(fā)現(xiàn)兩篇類似的探討文章,便將其翻譯及整理后,供各位參考。
在有關(guān)濕氣對(duì)于消防衣的議題中,一些消防衣廠商也會(huì)在說明書標(biāo)示濕氣與抗熱性相關(guān)的信息,有些是正確的,有些則容易讓人誤導(dǎo),原因是因?yàn)槠鋵?shí)濕氣對(duì)于抗熱性的影響沒有一定的答案。有時(shí)當(dāng)濕度達(dá)一定的飽和時(shí),它會(huì)增加消防衣的抗熱效果;有時(shí)候的濕度則會(huì)造成危險(xiǎn)。或許唯一可以寫下的確切結(jié)論只有「干的消防衣其抗熱程度較濕的消防衣可預(yù)期」,相同的特性可運(yùn)用在手套、消防鞋及頭套。
頭套的實(shí)驗(yàn)
在該網(wǎng)頁的文章提到,在數(shù)年前的美國有一個(gè)大型分隊(duì),里面的隊(duì)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(duì)流傳開后,一致被認(rèn)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(yàn)證哪種方法才是對(duì)的,他們召集了專家學(xué)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將頭套分為「干燥」、「潮濕」及「飽和濕」三種情況,針對(duì)從低輻射的熱流到極端的閃燃熱流開始作抗熱實(shí)驗(yàn)。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,有個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn),就是當(dāng)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(hù)效果相當(dāng);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(xiàn)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(cè)結(jié)果顯示,在閃燃發(fā)生的高輻射熱測(cè)試下,沒有被頭套保護(hù)到的臉、脖子及耳朵等處均被燒毀。
上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最明確的結(jié)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(duì)于防護(hù)裝備的抗熱性會(huì)有不同的表現(xiàn)。
多變的消防衣實(shí)驗(yàn)結(jié)論
一般而言,消防衣的組成是由外層、抗?jié)B水(或完全防水)層及抗熱層等三層材質(zhì)組成。一個(gè)30年內(nèi)的研究指出,消防衣的抗熱性依外層、內(nèi)層或內(nèi)外兩層都潮濕等三種情況都會(huì)有所改變。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也提到當(dāng)內(nèi)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(dǎo)警告;而完全防水材質(zhì)的內(nèi)裝因?yàn)閮?chǔ)水較多,又較抗?jié)B水材質(zhì)有更多的警告。
近年內(nèi)又有更多的研究去驗(yàn)證在相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的低輻射熱暴露情況下,衣服熱能量?jī)?chǔ)存及傳導(dǎo)的情況。而在這些實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)阻水層是完全防水材料時(shí),在某個(gè)濕度下,會(huì)導(dǎo)致最壞的抗熱結(jié)果。
讀者可以很快的發(fā)現(xiàn),上述的結(jié)論有些許矛盾之處,其實(shí)這些實(shí)驗(yàn)并不能說出什么明確的結(jié)論,這邊提出來是要告訴讀者,要從一兩個(gè)設(shè)定的條件來寫出濕氣對(duì)于消防衣的影響,其實(shí)是相當(dāng)困難的。為什么會(huì)這么復(fù)雜呢?你就要了解水在消防衣中是如何發(fā)揮它的特性及影響的。
水從哪里來?
消防員會(huì)有很多機(jī)會(huì)使自己身上沾濕,例如對(duì)火點(diǎn)射水時(shí),部分水霧會(huì)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(dāng)消防員感覺輻射熱過熱時(shí),將水往自己身上灑等。新的消防衣的外層都會(huì)有經(jīng)過防水處理,然而這類的防水處理會(huì)很快的被沖洗掉。
消防員身上附著水份時(shí),裝備會(huì)開始變得笨重,手套的防滑裝置因此鈍化,然后水會(huì)藉由外層將水傳遞到抗浸水層表面的纖維,此時(shí)表面又會(huì)吸一些水份,接著水份就會(huì)被抗浸水層阻擋住,除非透過衣領(lǐng)、袖口、衣襟等開口才會(huì)再繼續(xù)流往內(nèi)層。
然而,當(dāng)消防員接觸潮濕處時(shí),則會(huì)使水有一條新的管道進(jìn)入內(nèi)層。例如以膝蓋處而言,在進(jìn)行蹲姿或爬行前進(jìn)時(shí),即使膝蓋處有防水處理,當(dāng)接觸到潮濕處時(shí),水會(huì)循著膝蓋流到褲管底部未防水處,進(jìn)而由褲管底部的纖維將水吸往內(nèi)層;當(dāng)消防鞋踩踏進(jìn)入積水處時(shí),即使鞋底是防水的,水也會(huì)透過鞋子與褲管的接縫處將水引至消防衣褲的內(nèi)層。
最后,便要提到消防員無論如何一定會(huì)有的汗水。汗水是會(huì)不斷產(chǎn)生的,即使像讀者現(xiàn)在坐在椅子上閱讀一樣,之所以沒有看到汗水,是因?yàn)橄噍^于衣服,衣服與皮膚間的空氣較為干燥,因此汗水便會(huì)蒸發(fā);接著,當(dāng)衣服與皮膚間空氣濕度達(dá)到飽和時(shí),蒸發(fā)就會(huì)減少,然后形成汗滴。相同的概念,當(dāng)消防員穿著消防衣時(shí),內(nèi)層的防熱層是與皮膚接觸的,此時(shí)消防員的汗水會(huì)面臨兩種狀況,如果防水層是較易吸水的材質(zhì),此時(shí)消防員的汗水將會(huì)被抗熱層吸收,接著在散熱層擴(kuò)散開;如果是較不易吸水的材質(zhì),汗水則會(huì)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(huì)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(tài)下,便會(huì)影響其抗熱的性能。為什么呢?因?yàn)橄酪轮械乃蔀榱酥匾拿浇?。?dāng)水成為媒介時(shí),有兩點(diǎn)相當(dāng)值得注意的特性。首先是水的高熱容量,因?yàn)樗母弑葻峒皻饣瘽摕?,使得水可以?chǔ)存吸收更多的熱能,因此,潮濕的衣服所能夠儲(chǔ)存的熱量較干燥的衣服來得多。
令一個(gè)值得注意的特性則是水的傳導(dǎo)性,相較于空氣,水比空氣易導(dǎo)熱??篃釋又钥梢钥篃岬钠渲幸豁?xiàng)因素便是其抗熱層的纖維間有空隙,其空隙間的空氣使得熱不易傳導(dǎo)進(jìn)皮膚層,而當(dāng)水充滿其空隙時(shí),就會(huì)使得抗熱層形成一個(gè)新的熱傳導(dǎo)路徑。
水的高吸熱容量以及高導(dǎo)熱的特性是相當(dāng)重要的概念。當(dāng)穿著濕的消防衣在火場(chǎng)中時(shí),水成為了額外的吸熱材質(zhì)。然而,當(dāng)水不斷的吸熱但是卻沒有透過其它方式讓熱量消失時(shí),熱量有可能達(dá)到燙傷的溫度。附著在衣服表面的水,因?yàn)樽罱咏鼰嵩?,因此溫度上升得非???,而這些水份此時(shí)會(huì)有兩條路徑,一條是從表面蒸發(fā),一條則是透過可滲透入內(nèi)層之路徑往內(nèi)層移動(dòng),此時(shí)便有可能接觸到皮膚造成傷害。
當(dāng)然,水絕對(duì)不是唯一會(huì)影響消防衣防護(hù)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(yīng)如何去有效管理消防衣的濕氣,是個(gè)不可忽視的事情。
實(shí)務(wù)上的應(yīng)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(huì)使消防衣得抗熱性產(chǎn)生不同的變化。
當(dāng)消防衣內(nèi)部的水可以持續(xù)的吸熱,并持續(xù)的將熱量利用各種方式移除時(shí),那么水就有可能成為消防衣的加成保護(hù);相對(duì)的,當(dāng)水的高吸熱容量無法有效移除時(shí),那么其高熱傳導(dǎo)的特性就會(huì)很快的將熱量移轉(zhuǎn)至人體的皮膚,增加了燙傷的可能性。
當(dāng)然,前述的實(shí)驗(yàn)也提到,水有留在消防衣時(shí),亦因?yàn)樗邆鲗?dǎo)的特性,使得當(dāng)有高溫存在現(xiàn)場(chǎng)時(shí),消防員感受到熱時(shí)間會(huì)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(yù)期,因?yàn)槌睗竦南酪?,依?jù)潮濕度的不同、火場(chǎng)熱輻射的不同、服裝材質(zhì)的不同而會(huì)有很多種變化,可能會(huì)使得火場(chǎng)的安全性無法預(yù)測(cè)。在實(shí)務(wù)上,亦有實(shí)際案例是因?yàn)橄酪碌某睗裨斐傻囊馔鉄隣C傷事故產(chǎn)生。
作者簡(jiǎn)介:臺(tái)灣云林縣災(zāi)害搶救科長(zhǎng)。