国内消防员个人绳索逃生系统的发展趋势

2018-08-31 10:22林建波
中国科技纵横 2018年9期

林建波

摘 要:当前,国内外消防员进入抢险救援事故现场进行作业遇到紧急情况进行逃生自救主要依靠随身携带的消防安全绳、安全钩、下降器以及消防安全腰带等装备,但国内外所用消防员个人绳索逃生系统装备配备有所不同。本文针对国内外消防逃生装备进行系统调研和分类比较,根据国内消防部队的实践需求,探讨国内消防逃生系统的的发展趋势。

关键词:消防安全绳;安全钩;下降器;逃生自救

中图分类号:D631.6 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)09-0189-04

1 前言

在我国,消防部队承担着灭火救灾、抢险救援和反恐防暴等综合性消防保卫任务,消防人员为保护国家财产和人民的生命安全,维护社会的稳定,在执行任务中也时有伤亡。消防员的生命安全一直是社会关注的焦点,火灾和事故尤其是恶性火灾和事故时有发生,这不仅严重威胁人民的生命安全,而且对消防员进入火场或事故现场,进行灾情侦察、灭火救灾和抢险救援等消防作业,增加了危险性。目前,国内外消防员火场紧急逃生自救主要依靠随身携带的消防安全绳、安全钩、下降器以及消防安全腰带等装备[1-5]。但国内外所用消防员个人绳索逃生系统装备配备有所不同。本文针对国内外消防逃生装备进行系统调研和分类比较,根据国内消防部队的实践需求,探讨国内消防逃生系统的的发展趋势,并对逃生系统的训练装置进行研究。

2 国内消防员个人逃生系统

国内消防部队的个人逃生系统可以分为传统消防员个人逃生系统与新型消防员个人逃生系统。

2.1 传统消防员个人逃生系统

国内消防部队在较长的发展阶段都是采用消防安全腰带、消防安全绳、两个葫芦钩进行紧急情况下的逃生自救(如图1所示)。下面对该逃生系统的装备进行分别介绍:

2.1.1 消防安全腰带

该传统逃生系统所用消防安全腰带主要为97式插钳式式消防安全腰带(如图2所示,又称老款插钳式消防安全腰带)、02式插卡式消防安全腰带(如图3所示)以及新款插钳式消防安全腰带。

97式消防安全腰带,该款腰带由带体、带扣和拉环组成,带扣的结构是两个插钎与带体上的双排穿眼钎针实现带体两端扣连成环形腰带,带体打了两排φ12mm左右的孔,导致腰带破断负荷几乎降低一半;金属拉环通过金属板用四只铆钉固定于腰带上,工艺上具有不稳定性,使得腰带较大的安全隐患。

02式消防安全腰带(如图3所示),该腰带由内带扣、外带扣、织带和拉环组成,带扣由内带扣和外带扣插卡连接构成,无需在带体上打双排穿眼,从而避免了因带体打穿眼而降低带体破断负荷;带扣与带体直接的连接采用带体端部与带体用缝线缝合,避免了因采用铆钉固定方式而因铆钉的复杂受力情况引起存在不安全因素;采用的带扣和带体的可调位活动连接结构,是一种无极调节连接结构,舒适性更佳;内带扣、外带扣和拉环均采用冲压成型件,比焊接结构件性能更稳定。

新款插钳式消防安全腰带(如图4所示),金属带扣上有两个插钎与长条形织带上的双排穿眼钎插实现长条形织带两端连成环形腰带,但是织带的钎针孔仍对织带的强度产生了较大的损伤。

以上款式腰带在穿着时,D型环位于消防员腰部的左右位置且位置均不可调节,逃生或下降时需紧急将某D型环调节至前腰部的中间位置,消防员抢险救援作业或平时训练中需要保护时需要将某D型环临时调节至消防员后腰中间位置;两款腰带的金属件均为钢制,重量较重,增加了消防员的负担。

2.1.2 消防安全绳

消防员随身携带的传统安全绳按材质分为:丙纶绳、涤纶绳、尼龙绳等。消防安全绳的传统携带方式主要为“麻花卷”缠绕法(如图1所示),这种方法是现将绳索自一端绳头开始按照大约40cm的长度反复折叠,然后预留一定绳长再从折叠绳索外围逐圈缠绕成绳棒并打结固定,通过两个葫芦钩连接吊挂于消防安全腰带;亦有消防部队将绳索叠放于专用绳包(如图5所示),节省了绳棒的打开和抛绳两项操作。

绳索的老式缠绕法需将绳索长期外置腰部,绳棒的随身摆动易干扰消防员的行动,同时,绳索易受到浸水、浸沙、曝晒、火场各种化学燃烧产物和尖锐边缘等多种因素的影响,从而降低绳索的使用寿命,造成不安全的因素;传统的逃生绳的耐温测试经204℃士5℃的耐高温性能试验后,安全绳不应出现融熔、焦化现象,耐高温性方面存在一定的问题[6-7]。

2.1.3 消防安全钩

消防部队传统逃生系统通常用葫芦钩(如图1所示)作为下降器传统的葫芦钩的滑片锁操作不便,而且使用时容易意外打开,造成绳索意外脱出。亦有消防部队采用O型钩(如图6所示)或者八字环(如图6所示)作为下降工具使用。

2.1.4 绳包

部分消防部队采用的绳包(如图7所示)基本为普通棉布或阻燃布设计,用于存放绳索(部分绳包具有防止消防腰斧设计),不具有其他功能设计。

2.2 国内新款消防员个人逃生系统

该款消防员个人逃生系统又称为8毫米自救安全绳套装,其仅可用于消防员火场逃生自救。由耐高温防水绳包、8毫米耐高温自救安全绳16米、铝制轻型安全钩2个、轻型下降器1个等组成(如图8所示)。轻型下降器、安全钩均为铝合金材料,、绳索为芳纶芳纶纤维,绳包为芳纶布制作。

2.2.1 8毫米自救安全绳

该绳索的主要技术参数如:(1)直徑8mm,长度16m。(2)最小破断强度应不低于20kN。(3)延伸率应大于1%且不大于10%(承重达到最小破断强度的10%时)。(4)经204(±5)℃的耐高温性能试验后,不应出现融熔、焦化现象。(5)在600(±5)℃、1.33kN负荷环境下的承载45s,在400(±5)℃、1.33kN负荷环境下承载300s,不应出现断裂现象。

2.2.2 轻型安全钩

符合GA494-2004《消防用防坠落装备》要求,长轴破断强度应不低于27kN。

2.2.3 轻型下降器

离手制停式下降器,符合GA494要求,承受不小于13.5kN的试验负荷且无故障。

2.2.4 绳包

绳包本体耐260℃高温无明显变化。国内新款消防员个人逃生系统操作流程如下:

绳索固定(如图9所示),将绳的自由端按下图方式穿入可调节下降器中,并拉紧。

选取固定点。将救生绳带一端固定在牢固的物体上,例如结实的窗户,桌腿,暖气管上然后用力拉下看是否能够承受自身的重量。(如图10所示):

翻窗下降。安全带缠绕在臀部、腰间或者腋下,调紧安全上松紧扣,并将救生绳抛向下方(楼下)。(如图11所示):

绳索保护套的使用。在救生强绳与窗口墙角接触处用护角保护好,护套的夹持装置可以防止绳索护套滑脱。(如图12所示):

逃生垂降。手握住救生绳,控制下降器慢慢下滑。下滑的时候一定要两腿弯曲,当蹬前面的时候双臂要伸直,同时双手要放松,使其可以缓慢下滑,但一定不要将手松开救生绳,防止下滑过快。(如图13所示):

该套消防员个人逃生系统较好的解决了国内消防员的逃生自救问题,相比于传统的消防员个人逃生系统有了较大进步。

3 国外消防员火场逃生系统

国外消防员逃生系统经过多年的发展,经过更新换代形成了较为系统完善的逃生系统。其大致经历了以下的发展历程:

3.1 第一代绳索逃生系统

第一代消防员个人绳索逃生系统,亦称为消防员PEK系统(如图14所示),其由为1根普通安全绳(直径8mm)、1个8字环、1个绳包、2个安全钩(1个安全钩用于制作锚点,1个安全钩用于连接逃生腰带与八字环)。该装备操作简单快速,使紧急逃生成为可能并得以实现。该逃生系统存在问题:垂降靠八字环与绳索的摩擦力,八字环无自动锁定功能,其安全级别较低,适合于对该套装备非常熟悉的消防员,且需经常练习。

3.2 第二代绳索逃生系统

第二代消防员个人绳索逃生系统主要为孔板式式绳索逃生装备(如图15所示),该装备由为1根耐高温芳纶逃生绳(直径8mm)、1个孔板下降器、1个绳包、一个挂钩用于锚点,1个安全钩用于连接逃生腰带与下降器。该套装备操作简单,绳索具有符合救援实际环境的较强耐高温性,孔板式下降器根据穿过孔洞的多少以及拉绳的力量调节速度。但下降器穿绳不便,且无自动锁定功能,适合于对该套装备非常熟悉的消防员,且需经常练习。

3.3 第三代绳索逃生系统

第三代消防员个人绳索逃生系统为离手制停式消防员个人绳索逃生装备(如图16所示),该装备由为1根耐高温芳纶逃生绳(直径8mm)、1个离手制停式下降器、1个绳包、一个轻型锚钩用于锚点,1个安全钩用于连接逃生腰带与下降器。该套装备操作简单,松手即停,且配备绳索具有符合救援实际环境的较强耐高温性。但下降器穿绳较为不便,装备适合几乎所有消防员,且无需经常练习。

3.4 第四代绳索逃生系统

第四代消防员个人绳索逃生系统为离手制停防慌乱式消防员个人绳索逃生装备(如图17所示),该装备由为1根耐高温芳纶逃生绳(直径8mm)、1个离手制停防慌乱式下降器、1个绳包、一个轻型锚钩用于锚点,1个安全钩用于连接逃生腰带与下降器。该套装备操作简单,配备绳索具有符合救援实际环境的较强耐高温性,当速度过快时下降器操作者触动防慌乱杆触发自动制停。同时,下降器装绳方便,适合几乎所有消防员,使用者需专业训练。

4 国内消防员个人绳索逃生系统的研究方向

从以上国内外消防员绳索逃生系统的简要介绍可以看出:国内消防员个人绳索逃生系统经过多年的发展,取得了长足的进步。根据国内消防员的实践需求,结合国外逃生系统的发展,国内消防员个人绳索逃生系统其主要配件应包括锚点挂钩、腰带连接安全钩、耐高温安全绳、防慌乱自动制停下降器和多功能耐高温绳包。

(1)锚点挂钩(如图18所示)。兼顾轻量化以及安全性,锚点挂钩易采用铝合金制造,双保险设计,快速打开钩挂结构,锚点挂钩的拉断强度27~30kN,相比于安全钩进行锚点钩挂,更快捷。(2)腰带连接安全钩(如图6所示)。兼顾轻量化以及安全性,腰带连接安全钩易采用铝合金制造,双冲保险设计,安全钩闭合状态下长轴、短轴、打开状态下长轴拉断强度分别不宜低于30kN、8kN、8kN。(3)耐高温安全绳(如图8所示)。兼具绳索的轻量化以及安全性,耐高温绳索采用芳纶材料,绳索直径7.5~8mm,绳索破断强度不应低于20kN。(4)防慌乱自动制停下降器(如图17所示下降器)。兼顾轻量化、高效率以及安全性,下降器采用铝合金制造,需能承受不小于13.5kN的试验负荷且无故障,离手制停设计便于提高消防员的逃生效率,防慌乱设计可以有效保障消防员的人身安全。(5)多功能耐高温绳包。多功能绳包宜采用芳纶布料制作提高其耐高温性能,采用多袋结构用于锚点挂鉤、腰带连接安全钩、耐高温安全绳、防慌乱自动制停下降器等装备的放置,绳包进行拆卸或组合成为绳索保护套、尖锐角护套等功能设计。

5 结语

通过对国内外常用消防员个人绳索逃生系统进行调研分析,可以看出国内消防员个人绳索逃生系统中锚点挂钩、防慌乱自动制停下降器、多功能耐高温绳包仍有较大的改进提高空间。另外,消防安全腰带的轻量化设计以及前后D型环设计也应进行改进提高。消防员个人绳索逃生系统装备的研究对于提高消防员的逃生效率,保障消防员的人身安全具有重要的意义。

参考文献

[1]GB 21976.6-2012,建筑火灾逃生避难器材 第6部分 逃生绳[S].

[2]GA 621-2006,消防员个人防护装备配备标准[S].

[3]杨汝彬.消防员火场逃生装备配置与操作方法研究[J].中国个体防护装备,2016,(3):25-29.

[4]杨汝彬.消防员火场紧急逃生系统发展及其相关标准研究[J].中国个体防护装备,2016,(4):30-37.

[5]杨汝彬.国内消防员火场逃生装备现存问题分析[J].中国个体防护装备,2016,(5):31-35.

[6]GA 494-2004,消防用坠落防护装备标准[S].

[7]NFPA 1983-2006、NFPA 1983-2012,Standard on Life Safety Rope and Equipment for Emergency Services[S].