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國內消防美系“個人墜落防護裝備標準”與歐系工業相關標準比較研究

2016-06-02 09:02:06楊汝彬黑龍江省公安消防總隊大慶支隊黑龍江大慶163316
中國科技縱橫 2016年2期

楊汝彬(黑龍江省公安消防總隊大慶支隊,黑龍江大慶 163316)

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國內消防美系“個人墜落防護裝備標準”與歐系工業相關標準比較研究

楊汝彬
(黑龍江省公安消防總隊大慶支隊,黑龍江大慶 163316)

【摘 要】從高空作業與救援所用個人墜落防護裝備的核心安全防護性能要求出發,對美系繩索技術裝備標準NFPA 1983和美系“個人墜落防護裝備標準”GA 494-2004與歐系相關工業個人墜落防護裝備標準進行了深入的比較研究,指出了GA 494-2004標準存在的諸多問題,充分論證了該標準是一部錯誤的標準;它的執行為國內消防部隊造成了極大安全隱患,延誤了國內消防個人墜落防護裝備和繩索救援技術的發展,造成了巨大財力、物力的浪費,建議全面審查評估并予以歐系化修訂。

【關鍵詞】消防 個人墜落防護裝備 個人墜落防護裝備標準 比較研究 錯誤 歐系化改革

2004年國內消防學習引進美國消防綜合性繩索技術裝備標準NFPA 1983-2001①,制定實施了《消防用防墜落裝備標準》(GA 494-2004標準,以下簡稱GA 494標準),該標準及時地規范解決了國內消防繩索救援的裝備問題,為現代繩索技術裝備走進國內消防做出了貢獻。GA 494標準是國內消防唯一一部墜落防護裝備標準,也是一部綜合性繩索技術裝備標準,其裝備以靜力強度強度、工作強度要求為主,動力技術性能和相關功能性要求不足,具有明顯的北美繩索技術裝備標準特點。GA 494標準只有安全繩、安全腰帶、安全吊帶、安全鉤、上升器、抓繩器、下降器、滑輪裝置、便攜式固定裝置、成套系統等十類繩索技術裝備,個人墜落防防護裝備不系統、不全面,沒有移動止墜器、挽鎖和勢能吸收器等后備保護裝備,不能構建合格的、完整的高空救援個人墜落防護裝備尤其是個人墜落制停系統。從個人墜落防護裝備的技術原理來看,該標準不是一個合適的個人墜落防護裝備標準,嚴格來說是一部錯誤的標準,或稱為偽個人墜落防護裝備標準。美標NFPA 1983不是個人墜落防護裝備標準,參考美標是我們選錯了參考對象,沒有達到制定消防員個人墜落防護裝備標準的初衷,導致了消防員個人墜落防護裝備配備標準GA 621的連鎖性錯誤,嚴重制約了國內消防繩索救援技術與裝備的發展,必須進行深刻反思與改進。仁者見仁,智者見智,本文觀點僅為筆者一家之言,旨在拋磚引玉,希望引起國內消防與安全領域的專家、學者、廣大消防同仁及相關裝備制造商、經銷商的關注,并歡迎批評討論,以推動國內消防在這一領域的工作。

1 對墜落防護裝備的認識與理解錯誤

1.1 “防墜落裝備”向“墜落防護裝備”的發展轉變

墜落防護技術與裝備發源于歐洲,過去歐洲將用于高空作業與救援的個人防護裝備(PPE)統稱為高空防墜落個人保護裝備,簡稱防墜落裝備,其英文表述為“Personal Protective Equipment Against Falls From a Height”。“防墜落裝備”這一名稱由來已久,被世界很多國家采用,國際ISO相關系列標準也直接使用,但是最近大約10年來歐洲標準權威機構英國標準研究所BSI(British Standards Institution)已在修改、新建的此類標準當中將“個人防墜落裝備”改稱為“個人墜落防護裝備”(即Personal Fall Protection Equipment)。比如EN 363-2002 標準稱為Personal protective equipment for protection against falls from a height Fall arrest systems,修訂后的EN 363-2008標準稱為Personal fall protection equipment — Personal fall protection systems。BSI對于個人墜落防護裝備的深入認識和精準定義,也反應了歐洲標委會的態度,稱呼上的改變也對國際繩索技術與裝備行業產生了深遠的影響,而ISO的此類標準仍然使用以前的稱呼,發展滯后是顯而易見的。我國以前也一直將此類裝備稱為“防墜落裝備”,自從2009年開始,國內相關標準研究機構已經全面學習引進歐洲CE與國際ISO墜落防護裝備標準,正在建立健全個人墜落防護裝備國家標準體系,其標準名稱均稱為墜落防護裝備標準,“防墜落裝備”已在國家層面改稱為“墜落防護裝備”。GA 494標準的中文名稱為“消防用防墜落裝備”,其英文名稱為“Fire Service Fall Protection Equipment”,中文是“防墜落”,英文是“墜落防護”,二者相比后者更加合理,如果進行GA 49標準修訂應與歐洲和我國國家標準一致,建議改稱為“消防員個人墜落防護裝備標準”,以體現用于消防員個人墜落護用途,而非一般性繩索技術裝備。

1.2 墜落防護的深刻含義與片面理解

墜落防護可以理解為防止高空墜落的必要的技術與裝備措施,包括主動墜落防護與被動墜落防護兩個方面,主動墜落防護是通過主動的技術與裝備措施防止和避免墜落事故的發生,如限制工作范圍、工作定位、繩索牽引保護等,也就是通常意義的防墜落;被動墜落防護,即墜落制停(Fall Arrest),是通過被動的技術與裝備措施對可能發生的墜落予以制止,即相關措施與裝備主要不是用來防止墜落的發生,而是當墜落不慎發生后,使用止墜與緩沖設備使人員緩緩制停而不至于墜落地面或墜落基準面,從而達到避免墜落傷亡并盡可能降低人員所受墜落沖擊力傷害的目的。從廣義上來說,“防墜落”與“墜落防護”二者都有“防止墜落”的意思,“防墜落”的概念容易使人理解為單純的防止墜落,即主動墜落防護;而“墜落防護”的含義較為廣泛,更為科學合理,既有免于墜落的防止,又有不慎墜落之后的保護,屬于基于主動墜落防護而又強調墜落制停的被動墜落防護,這才是“墜落防護”的核心內涵。在高空作業與救援當中,歐系墜落防護技術與裝備不僅僅是主動墜落防護,更多、更重要的是被動墜落防護即墜落制停,往往二者共同使用,成為建立在主動墜落防護基礎上的被動墜落防護,即復合墜落防護。如帶勢能吸收器的挽索,就是一款兼具主動與被動墜落防護的裝備;使用雙繩技術就是同時利用具有主動墜落防護的工作系統和被動墜落防護的保護系統,主繩用于工作,連接升降裝備,保護繩用于后備墜落制停保護,連接移動止墜其與勢能吸收器。因此單純的“防墜落”概念早已過時了,已經不能適應墜落防護技術與裝備的發展,以國內消防所接受的日系螺旋繩技術、北美繩索救援技術以及傳統固有的繩索牽引保護的習慣思維是不能理解國際現代墜落防護技術與裝備的。

GA 494標準稱其裝備為“防墜落”裝備,這是沿用舊稱,可能不是當初制定標準時所能左右的問題。但是實際上“防墜落”一詞已經造成了嚴重的誤導,全國是這種情況,消防部隊更為嚴重。GA 494標準當中沒有移動止墜器、勢能吸收器及勢能吸收器挽索等裝備,使墜落制停防墜落被完全忽略,這種對墜落防護裝備的片面理解和做法,誤導和扭曲了全國消防對墜落防護裝備的認識與應用。國內高空作業行業的墜落事故時有發生,每年有大量的人員因此傷亡,其表面原因主要是技術、裝備落后,安全意識淡薄;其深層原因是眾多的高空從業人員對于墜落防護的理解僅僅局限于主動墜落防護,忽視了被動墜落防護,如果那些高空作業人員有被動墜落防護意識與相關措施,那么他們即使不慎墜落,也不至于墜亡,從而最大限度的減少傷害或免受傷害。國內消防高空救援極少發生墜落傷亡事故,但是并這不代表我們技術先進、裝備安全,從網絡媒體所見的消防高空救援案例絕大部分都存在技術、裝備和安全意識落后的問題,我們的技術、裝備都是基于主動墜落防護,缺少后備防護措施即被動墜落防護,一旦意外墜落就會造成事實上的墜落傷害,對此,GA 494標準作為國內消防員個人墜落防護裝備標準難辭其咎。墨菲定律表明,只要存在事故發生的可能性,不管這種可能性有多么小,它都一定會發生,消防高空作業與救援顯而易見存在高空墜落傷亡的可能性,我們所需的消防員個人墜落防護裝備的目的和意義就是對這種事故可能性的預防,但是我們并沒有做好。

2 GA 494標準的定義與裝備種類范圍問題

GA 494-2004標準將“消防用墜落防護裝備”定義為:“消防部隊在滅火救援、搶險救災或日常訓練中用于登高作業、防止人員墜落傷亡的裝置和設備的統稱,包括消防安全繩、消防安全帶和輔助設備。”GA 494標準對輔助裝備的定義為:“與安全繩和吊帶、安全腰帶配套使用的承載部件的統稱,包括安全鉤、上升器、下降器、抓繩器、便攜式固定裝置、滑輪裝置等。”NFPA 1983-2012標準中輔助設備也定義為“用于承載負荷并與繩索、安全帶配合使用的裝備,如上升器、下降控制器、安全鉤、抓繩器等。”GA 494標準對消防員個人墜落防護裝備定義及裝備范圍的規定都存在問題,GA 494標準名稱當中的“消防用”三字沒有體現消防員個人防護用途,在個人墜落防護裝備方面只考慮了墜落前的問題,立足和著眼于防止墜落,沒有考慮墜落后的問題,存在個人墜落防護裝備與防護范圍的空白,缺少墜落制停系統裝備,有失于對墜落的保護。消防員個人墜落防護裝備的概念應該包含以下功能內容:消防員個人墜落防護裝備是消防員在登高作業與高空救援當中用于限制工作范圍、工作定位、牽引保護、繩索行進、墜落制停以及各類繩索技術系統架設等工作,以防止或制停墜落,保護人員免受墜落傷害的個人防護裝備。對于個人墜落防護裝備的范圍不應人為地規定有主件與輔件之分,這直接造成了理解偏差和普遍誤導,降低了裝備的使用效能。美系裝備適應北美繩索救援技術體系,可以這樣定義和理解,而作為個人墜落防護裝備只有功能和作用的不同,沒有主件與輔件之分。在繩索技術系統尤其是個人墜落保護系統當中,每一種裝備都有其應有的、甚至特定的、不可替代的作用,如離開下降器,就下不來或無法救人;沒有上升器,就上不去;沒有移動止墜器及其連接件或勢能吸收器,就沒有后備安全保護,沒有安全鉤就無法進行裝備連接,等等,在現代墜落防護技術與裝備體系當中,只有繩索和安全帶是沒有用的。現在人們對裝備的理解和運用已經今非昔比,對裝備的應用往往進行最大限度的拓展,不是一個蘿卜一個坑,而是一專多能。歐洲現代繩索救援技術是以個人墜落防護裝備和IRATA②單兵技術為基礎,單兵救援技術和救援效能十分突出,個人墜落防護裝備也是救援裝備。以下降器為例,自動制停下降保護器不但可以用于個人下降,還進行可以用于上升,使用掛接式救援法攜帶傷者下降,對人員進行錨點釋放,用于技術救援系統的錨點繩索架設,尤其是廣泛用于橫渡、斜渡等張力系統架設等等,你能說它是輔助裝備嗎?因此,GA 494標準不應將繩索、安全帶之外的墜落防護裝備都統稱為“輔助設備”,如果要進行主、輔之分,也應擴大主要裝備的范圍。個人墜落防護裝備的范圍應當大體上包括繩索、安全帶、下降器、上升器、止墜器、勢能吸收器、抓繩器、安全鉤、保護挽索、便攜錨點以及其他連接、輔助裝備(如分力板、滑輪)等。

3 GA 494標準的取法方向和適用范圍錯誤

早在2004年,國內消防在制定消防員個人防墜落防護裝備方面的標準GA 494時,國內還沒有可供參考的墜落防護相關國家標準或行業標準,歐洲相關標準眾多,無從下手引用,那么在當時條件下取法于美系一體化繩索技術裝備標準NFPA 1983(2001版)幾乎是不二選擇。雖然GA 494標準的名稱來自歐洲,但是內容完全來自北美,屬于典型的美系消防標準,可以說它就是NFPA 1983標準的中國版。然而歐系個人墜落防護裝備的概念、意圖與美系裝備標準內容是否具有一致性的問題,一直為人們所忽略,NFPA 1983標準歷次版本都有其明確的適用范圍規定,對美標的適用范圍進行研究討論,有利于我們發現并驗證GA 494標準的取法方向和適用范圍的正確與否。

3.1 NFPA 1983標準的適用范圍

NFPA 1983標準1995版和2001版的適用范圍完全一致,NFPA 1983標準2006版和2012版的適用范圍完全一致,前者從作業用途方面說明了標準的適用范圍,后者分別從裝備性能設計和作業用途兩個方面說明了標準的適用范圍。NFPA 1983標準4個版本的適用范圍也基本一致,均充分說明了美系標準的繩索與裝備僅適用于一般性消防繩索救援即北美消防繩索救援技術體系,不適用于工業作業、高空救援、山地救援、洞穴救援以及先鋒攀運動、作業與救援等方面的個人墜落防護用途,也就是NFPA 1983標準明確表明自己不是墜落防護裝備標準,尤其不是個人墜落防護裝備標準。

3.1.1 NFPA 1983標準1995版和2001版適用范圍規定

(1)NFPA 1983標準1995版和2001版1.1.2條規定:“本標準不適用于多用途繩索。本標準繩索與裝備不適用于以下特殊救援作業,包括但不限于山岳救援、洞穴救援、水上救援、先鋒攀作業,或有其他性能要求的特定救援情況。本標準不適用于工業墜落情況或游樂用途。”(This standard shall not apply to utility rope.This standard shall not apply to rope and equipment used for special rescue operations, including but not limited to mountain rescue, cave rescue, water rescue, lead climbing operations,or where specific rescue situations dictate other performance requirements.This standard shall not apply to industrial fali situations or for recreational uses)。(2)NFPA 1983標準1995版1.1.3和2001版1.1.4條規定:“本標準繩或裝備不適用于人員工作位置高于錨點或墜落系數超過0.25的作業情況”(1This standard shall not apply to rope or equipment for operations where personnel are required to work above anchor points or in operations where the fall factor might exceed 0.25)。

3.1.2 NFPA 1983標準2006版和2012版適用范圍規定

(1)NFPA 1983標準2006版和2012版1.1.4條規定:“本標準不對任何多用途繩索做特定要求”(This standard shall not specify requirements for any utility rope)。(2)NFPA 1983標準2006版和2012版1.1.5條規定:“本標準不對以下設計用途的任何繩索或相關裝備做特定要求:山岳救援、洞穴救援、水上救援、先鋒攀作業,或有其他性能要求的預期風險和情況”(This standard shall not specify requirements for any rope or associated equipment designed for mountain rescue,cave rescue, lead climbing operations, or where expected hazards and situations dictate other performance requirements)。(3)NFPA 1983標準2006版和2012版1.1.6條規定:“本標準不對與一般工業或建筑與拆遷行業的員工墜落防護相關的任何繩索或裝備做特定要求”(This standard shall not specify requirements for any rope or equipment for fall protection pertaining to employees of general industry or the construction and demolition industry)。(4)NFPA 1983標準2006版和2012版1.3.2條規定:“本標準繩索與裝備不適用于以下有其他性能要求的特定情況:山岳救援、洞穴救援、先鋒攀作業、游樂用途以及一般工業、建筑與拆遷行業的墜落防護”(This standard shall not apply to rope or equipment for use where specific situations dictate other performance requirements such as mountain rescue, cave rescue, lead climbing operations,recreational use, and industrial fall protection for general industry and the construction and demolition industry)。(5)NFPA 1983標準2006版和2012版1.3.4條規定:“本標準繩索或裝備不適用于人員工作位置高于錨點的操作”(This standard shall not apply to rope or equipment for operations where personnel are required to work above anchor points)。

3.2 GA 494標準的取法方向錯誤

從上述情況來看,GA 494標準在制定之初我們應該知道美標NFPA 1983的適用范圍,卻仍然將非墜落防護裝備作為墜落防護裝備,造成了墜落防護裝備標準的概念、意圖與標準內容不一致,造成了標準的自相矛盾和南轅北轍,誤導了人們對于墜落防護裝備的認識與應用。我們所需要的正是美系標準所不能的,我們計劃用于高空作業與高空救援的消防員個人墜落防護裝備并沒有實現,山岳救援、洞穴救援、先鋒攀救援等方面的個人墜落防護裝備也同樣沒有實現。無論如何,我們制定消防員個人墜落防護裝備標準取法美標NFPA 1983都是一個方向性錯誤,這是一個源頭上和根本上的錯誤。

3.3 GA 494標準的適用范圍錯誤

GA 494標準規定其裝備的適用范圍是:“本標準適用于消防用防墜落裝備(墜落系數超過0.25的場合下使用的繩索除外)。”作為墜落防護裝備標準必須要明確說明其裝備適用的作業條件,當時標準并未正視這個問題,相當于如是說:“消防用防墜落裝備適用于消防用防墜落裝備”,這種說法是說了等于沒說。實際上GA 494標準的適用范圍應該是:“本標準的墜落防護裝備適用于基于牽引保護方式的一般性繩索作業與救援用途,而不適用于山岳救助、攀巖運動、登山活動、游樂用途以及一般工業、建筑與拆遷行業等的墜落防護用途,不適用于墜落系數大于0.25的作業情況(對于136kg參考體重來說)。”如果說“本標準的墜落防護裝備適用于非墜落防護用途”,是無論如何也說不出口的,所以對于該標準的適用范圍只能一帶而過。因此,GA 494標準的適用范圍是一個難以正視和自圓其說的問題矛盾體,其適用范圍本身就是一個知其不可而強行為之的錯誤。

那么GA 494標準又是如何成為個人墜落防護裝備標準的呢?GA 494標準命名為“消防用”墜落防護裝備標準,不是命名為“消防員”墜落防護裝備標準,同時在GA 494標準當中也看不出其繩索與裝備全面的個人用途,看似不是以個人用途為主,而是以一個大范圍的消防用途來概括。但是在后來制定的GA 621標準(2006版)即《消防員個人防護裝備配備標準》當中,則明確規定消防員個人墜落防護裝備的配備以GA 494標準為依據,這就是說GA 494標準雖然沒有稱為個人墜落防護裝備標準,卻是實實在在的國內消防員個人墜落防護裝備標準。“消防用”一詞模糊了人們對GA 494標準用途的考慮;實際上不管是班組用還是個人用,只要該標準裝備用作墜落防護用途,就屬于適用范圍錯誤。

3.4 美系標準NFPA 1983、GA 494關于裝備墜落系數的問題解讀

在NFPA 1983標準1995版1.1.3和2001版當中,規定該標準繩或裝備不適用于人員工作位置高于錨點(墜落系數為1)或墜落系數超過0.25的作業情況,在2006版和2012版當中略去了“墜落系數超過0.25的作業情況”,等于把美系裝備的允許墜落系數上限從0.25提高到了1,看似提高了美系裝備的動力性能(其含義詳見后文),實則不然。美國國家工業墜落防護裝備標準體系ANSI/ASSE Z359系列標準(the Fall Protection Code)規定人體所受墜落沖擊力的安全限值為8kN,美系消防裝備以136kg的參考體重進行測試,從動力性能上來衡量有很多裝備的墜落系數不能超過0.25,從動力強度上來衡量有很多裝備的墜落系數不能超過1;美標迄今為止只有三款裝備進行了動力(墜落)測試,如吊帶與逃生腰帶為動力強度測試,移動止墜器(保護器)為動力性能測試,逃生下降器和逃生系統為動力性能測試,其墜落系數分別為0.83、0.2和0.25,沒有一種裝備動力(墜落)測試要求的墜落系數達到1的。這說明了NFPA 1983現行標準裝備的適用條件(即墜落條件)與裝備性能不符,甚至嚴重偏離,存在自欺欺人的問題。

GA 494標準來源于NFPA 1983標準2001版,對于美標規定的“繩或裝備不適用墜落系數超過0.25的作業情況”,GA 494標準只規定了“墜落系數超過0.25的場合下使用的繩索除外”,刪除了墜落系數不能超過1的情形,刪除了對于繩索之外的其他裝備的墜落系數要求,這是一種模糊的、令人費解的、錯誤的的適用條件表述。對于該標準的繩索不適用于墜落系數超過0.25的作業情況,這是沒有問題的;可是言外之意表明繩索之外的其他裝備不受墜落系數為0.25的作業情況限制,這就是問題了, GA 494標準只對吊帶與逃生腰帶進行了墜落系數為0.83的動力強度測試,其他一些裝備均無動力(墜落)測試要求。GA 494標準的裝備實際上并不是墜落防護裝備,不適用于墜落防護用途。GA 494標準顯然歪曲和背離了NFPA 1983-2001標準,把一部非墜落防護裝備標準做成了一部墜落防護裝備標準,這就是墜落系數背后的問題。

4 GA 494標準的參考體重錯誤

墜落防護裝備均要為使用人群設定一個合適的參考體重,參考體重一是作為裝備的工作負荷上限,二是作為裝備動力性能、動力強度測試的負荷基準,這個參考體重需設定適中,不能過小,也不能過大。歐洲CE標準體系和中國國家(GB)個體墜落防護裝備標準體系都以100kg為個人參考體重,個人裝備的工作負荷為至少100kg,歐洲對于120kg、140kg或150kg的個人體重(含裝備)需要執行制造商特殊設計的個人墜落防護裝備解決方案,一些用于救援的個人墜落防護裝備,要求其救援工作負荷不低于200kg,即承載2人體重,所以歐系個人墜落防護裝備用于個人墜落防護與救援最適合于中國人的體重特點。 美國工業墜落防護裝備標準體系ANSI/ASSE Z359系列標準(即the Fall Protection Code)有100kg和136kg兩個參考體重(詳見下文),而美國消防標準NFPA 1983則以136kg為參考體重,要求高于美國國家工業標準;國內消防員墜落防護裝備標準GA 494參考美標,以136kg為的參考體重。

4.1 GA 494標準采用美標的參考體重不符合國情

美國是全球肥胖人口最多的國家,人口超重、肥胖化趨勢日益顯著,當前美國男子的平均體重為87kg左右,美國人體重超過100kg十分常見,消防員、警察也都不例外。盡管如此,NFPA 1983標準以136kg為美國消防員參考體重仍然帶有夸張成分,它包括了消防員滅火救援全套個人防護裝備、空氣呼吸器、破拆工具的重量,作為繩索技術裝備的參考體重具有一定的不合理性,相當于讓100-110kg體重的胖子消防員的穿戴并攜帶26-36kg的裝備從事高空救援,這顯然是不切實際的。我們在制定消防員個人墜落防護裝備標準GA 494時,首先應該以中國男子平均體重為基礎,對國內消防員體重情況進行全面調查評估,以確定一個合適的消防員個人墜落防護裝備參考體重,我們并未考慮上述實際,而是直接以NFPA 1983標準136kg的美國消防員參考體重作為國內消防員參考體重,這是不恰當的。2015年6月30日,國務院新聞辦公室發布的由國家衛生計生委統計的最新國民體重數據表明,中國男子平均體重為66.2kg、女子為57.3kg ,136kg對我們來說是偏離實際的錯誤的參考體重,相當于從2004年起GA 494標準就將我國拉入了肥胖大國行列,超越美國成為全球第一肥胖大國,而我國在當前的低收入和貧困線以下人口數量都已遠超美國人口數量了,所以GA 494標準參考體重設定不符合國情。

4.2 GA 494標準采用美標的參考體重不符合軍隊發展與消防工作需要

單兵體能素質是部隊戰斗力的基石,而體重是影響體能素質的主要因素。根據美國軍方健康檢測中心數據,在1998年至2010年間,美軍現役士兵中體重超標或者達到肥胖的人數增加3倍;根據2014年英國國防部數據,過去3年,英國陸軍有超過3.2萬人沒通過基礎體能測驗。俄羅斯軍隊也存在同樣的軍人體重超標問題,其國防部于2009年頒布了《俄聯邦武裝力量體能訓練條例》,并開始實施一項“七年計劃”,在全軍嚴格控制軍人體重,以提高作戰能力。我國在2006年頒布的《軍人體能標準》中,用身高米數減去一定的數值來作為衡量體型(體重)的標準,如20歲至29歲的標準體重是“身高—105 (108)±10%”kg。過去由于我國人口平均體重不高,軍人體重對體能素質的影響問題并不突出,當前隨著生活水平的提高,軍人體重對體能素質的影響和制約日益突出,嚴格控制體重,提高體能素質已成為必須認真面對并加以解決的問題。現在我國已經執行了新的《軍事體育訓練改革發展綱要(2015-2020年)》(以下簡稱《綱要》),在新修訂的《軍事體育訓練與考核大綱》中,用體重公斤數除以身高米數平方的數值即國際通用的BMI指數(BMI=體重÷身高2)來作為衡量軍人體重的標準,這種方法衡量體重更為客觀準確。《綱要》明確提出了在全軍逐步推行軍人體重控制計劃,實行體重強制達標制度,把軍人體重達標與晉職晉級晉銜掛鉤,到2020年要使“官兵體質水平全面提高。體重達標率達到95%以上,基本消除體重超標現象”。我國軍人BMI指數以不小于18.5為基礎,以男軍人為例,25歲以下,18.5≤BMI<25;25-29歲,18.5≤BMI<26;30-39歲,18.5≤BMI <27;40-59歲,18.5≤BMI<27.5。根據《軍事體育訓練考核評價標準之男軍人體型標準對照表》,對1.60-2.00m身高范圍的40個身高段的標準體重情況進行考察,以上四個年齡段的平均體重范圍分別為為61.7-83.4、61.7-86.8、61.7-90、61.7-91.7,大概四個年齡段的平均體重分別為72.5、74.3、75.9、76.7,40-59歲年齡段的平均體重范圍和平均體重也可以視為男軍人整體標準。但是以上平均體重屬于是一偏高的計算,因為1.91-2.00m的身高范圍(含10個身高段)屬于最高體重范圍,而這個身高與體重范圍在實際當中所占比例是極小的。以上四個年齡段身高2m的最高標準體重分別為100kg、104kg、108kg、110kg,身高1.90m的最高標準體重均不超過100kg,軍人身高達到2m不是通常情況,超過1.90m的也不常見,可以說我軍所要求的軍人標準體重通常不超過100kg。

消防部隊承擔各種急難險重的滅火與搶險救援任務,消防員體能素質的重要性不言而喻,當前消防員體重超標現象也日漸突顯,嚴格控制消防軍人體重將是消防部隊建設的一個重要內容,也是保證消防高空作業安全,提高救援作戰效能的基本要求,消防部隊必須執行全軍和武警部隊統一的《軍人體能標準》對軍人的體重要求。即使將來國內消防部隊退出部隊體制序列,實行職業化,對消防員的體重要求也不應放寬,仍應執行軍隊及國際體重標準,以保持戰斗力。消防員個人墜落防護裝備的應用年齡基本上為40歲以下,而且35歲以下為應用主體,即使年齡放寬到59歲,按照標準要求體重通常也應不超過100kg(身高1.90m及以下);從消防部隊實際情況來看,當前消防員體重超過100kg也屬于極個別情況,而且在消防一線也從不會允許體重超過100kg的消防員進行高空懸吊作業與救援,體重重超過100kg的消防員基本上已不能在戰斗崗位了。因此,136kg的參考體重并不適合當前國內消防實際,如果GA 494標準繼續使用美國消防員136kg的參考體重,就是錯誤地放寬了消防員高空救援的體重要求,就是對《綱要》軍人體重控制計劃和消防部隊隊伍業務建設的違背,不符合中國軍隊發展與消防工作需要,凡是體重超標,不符合戰斗體能素質要求的,均應無條件地減肥瘦身。我們制定消防員個人墜落防護裝備標準的參考體重(含裝備)應以100kg為宜,標準不能以少數體重超過100kg的胖子為依據,不能將就和照顧個別超重、肥胖型體重的非適用人群,并且從事高空救援的消防員個人穿戴與攜帶的裝備盡可能輕量化,消防員體重與裝備的總重量應以不超過100kg為宜。

4.3 GA 494標準采用美標的參考體重不符國內消防高空救援技術與裝備的發展方向

NFPA 1983標準以136kg為參考體重,發展了以12.5mm及以上直徑的通用安全繩(靜力強度40kN)作為救援主繩,在此基礎發展了大口徑、大塊頭、大牽引力的粗大笨重的通用型裝備,發展了非輕便游走型而是笨重拖拉型的北美繩索救援技術體系,其裝備主要是為繩索救援系統應用而設計,把人置于系統當中去完成救援工作,并非用于個人墜落防護,不使用個人繩索行進系統和個人救援系統,如圖1所示。100kg參考體重對我們來說已經足夠了,在136kg這個假設體重的基礎上,國內消防員只能放棄輕便游走、可充分發揮個人作戰效能的歐系個人墜落防護裝備,被迫采用粗大笨重、系統架設型的美系繩索技術裝備,可謂取法乎下。在美系裝備標準當中,輕型裝備(在NFPA 1983-2012標準當中已改稱為技術型裝備)的工作負荷不低于136kg,即承載1人體重,通用型裝備的工作負荷不低于272kg,即承載2人體重;136kg的個人體重已經超出了歐系個人墜落防護裝備的正常設計范圍,接近制造商特殊方案的設計極限,272kg的救援負荷已經遠遠超過了歐系個人墜落防護裝備(包括救援型裝備)的工作范圍,所以北美繩索技術裝備只能以靜力拉拽為主,不能用于墜落防護,美系裝備標準NFPA 1983、GA 494自然也不是個人墜落防護裝備標準,GA 494標準盲目追隨美系標準,使用了不當的參考體重,小腳硬要穿大鞋,導致了其整體性錯誤。美系技術與裝備均非國際行業發展主流,而且是是對國際行業發展主流的背離,不符合國內消防高空救援技術與裝備的發展方向與發展要求。

5 美系標準的核心技術缺陷

在個人墜落防護裝備標準的技術性能當中,有靜力強度、動力性能、動力強度、剩余強度等幾個最為重要的技術性能,其中靜力強度是裝備的靜力負荷能力;動力性能是負荷墜落時裝備的可控能力,如可承受墜落次數、墜落沖擊力和制停距離限制等;動力強度是裝備在承受負荷的墜落后沖擊后不致損壞(包括所用繩索損壞)和松脫的能力;剩余強度是裝備在動力強度測試合格的基礎上和完成測試的狀態下繼續加載一定的拉力或負荷仍可承受一定時間的能力。歐洲CE標準體系及中國GB標準體系以100 kg剛性人體模型或重物進行動力(墜落)測試,動力性能一般要求墜落沖擊力不超過6kN,制停距離不大于2m;動力強度要求裝備不損壞,也不致繩索損壞,剩余強度要求承受3kN/300kg,持續3min。美國國家工業墜落防護裝備標準體系ANSI/ASSE Z359系列標準(the Fall Protection Code) 以100 kg剛性人體模型進行動力性能測試,以136kg重物進行動力強度測試;動力性能一般要求墜落沖擊力不超過8kN,制停距離不大于1372mm(54in);動力強度測試要求裝備不墜地,剩余強度4.4kN。美系消防標準NFPA 1983和GA 494的絕大部分裝備都沒有動力測試要求,NFPA 1983標準2012版以前版本和GA 494-2004標準只有吊帶與逃生腰帶有動力強度測試,參考體重為136 kg,其他裝備如繩索、下降器、上升器、止墜器(保護器)、便攜錨點裝置、救援吊帶等都沒有相關動力測試,NFPA 1983-2012標準新增了逃生系統和止墜器(保護器)及其動力測試,但是這兩個裝備的測試也不符合墜落防護裝備的動力性能要求。歐洲、北美和國內消防標準動力技術性能和相關功能測試情況分析如下:

5.1 靜力繩動力性能

EN 1891標準規定靜力繩(A類)以100kg負荷進行初始墜落系數(Fall Factor)為0.3(簡稱FF=0.3,下同)的墜落測試,首次沖擊力不超過6kN;進行FF=1的墜落測試,可承受不少于5次墜落。美系標準NFPA 1983、GA 494均在使用范圍當中規定了安全繩的墜落墜落系數不能超過0.25使用條件,但是標準并沒有對安全繩進行動力性能要求,不知道其安全繩初始FF為多少時,它的首次沖擊力可以控制在6kN的安全范圍以內,也不知道FF=1時可承受多少次墜落,也就無法了解其承受墜落時的基本安全性能。歐系靜力繩在使用當中只有經受過一次FF=1的墜落,就必須進行淘汰;美系安全繩片面強調其靜力強度,卻仍然缺乏安全性能。歐系裝備的性能都是基于歐系靜力繩或動力繩的應用測試,在使用歐系裝備的時候建議使用歐系繩索,只有存在墜落的應用可能性,均建議使用歐系繩索而非美系安全繩。

5.2 吊帶、腰帶動力強度

EN 361標準全身吊帶胸部、背部掛點和EN 813標準坐式吊帶腹部掛點均以100kg剛性人體模型進行初始FF=2的墜落測試,EN 358定位腰帶腰部兩側掛點進行FF=1的墜落測試,EN 1497、EN 1498標準救援吊帶進行FF=0.5的墜落測試,受測假人均不松脫。美系標準NFPA 1983、GA 494規定吊帶、逃生腰帶以136剛性人體模型進行初始FF=0.83的墜落測試,受測假人不松脫;其墜落測試的墜落系數較低,不能充分衡量吊帶與腰帶的動力強度,在初始FF=2的情況下墜落,不知道其裝備是否可靠,不能視為合格的個人墜落防護裝備。救援吊帶是給被救人員使用的吊帶,但也必須具備一定的動力強度,NFPA 1983標準救援吊帶沒有動力強度要求,GA 494標準沒有救援吊帶這款裝備。

5.3 移動止墜器動力性能、動力強度和剩余強度

EN 12841(A)、EN 353-2標準規定移動止墜器最低靜力強度為15kN持續3min,最小額定工作強度為1kN,在3min內滑移距離不超過0.1米;動力性能為以100kg剛性負荷進行初始FF=2的墜落測試,負荷所受最大沖擊力不超過6kN,最大制動距離不能超過2米;動力強度為上述測試后,受測負荷不松脫;剩余強度為上述動力強度測試后,加載拉力強度至3kN,可承受至少3min。歐系移動止墜器額定工作負荷(100kg)可以保護1人,但是在墜落發生后可以保護2人(200kg)。NFPA 1983-2012標準新增了一款與歐系移動止墜器類似的名為“保護器”(或后備裝置)的裝備,其靜力強度要求不低于15kN,技術型、通用型保護器分別以136kg、200kg工作負荷進行初始FF=0.2的墜落測試,其動力性能與動力強度為最大制動距離不能超過1米,裝備不松脫。墜落系數太低,沒有考慮最不利情況下的墜落,當FF=2時的墜落沖擊力裝備系統能否承受,這種情況下應該保證人體所受最大沖擊力不超過8kN的北美安全界限,但是該標準并未提及,只管制停墜落,未顧及人的安全;最大制動距離不能超過1米的要求缺乏安全依據,在相同條件下,制停距離越小,所受墜落沖擊力就會越大,沒有負荷所受沖擊力安全界限的制停距離要求是毫無意義的,不知道這個制停距離能否保證將墜落沖擊力緩沖到安全值以下;沒有墜落后的剩余強度要求,安全性仍然未知。因此美系保護器不具備移動止墜器的基本性能要求,不是合格的個人墜落防護裝備,這根本就不是保護器。GA 494標準將抓繩器與移動止墜器搞混,把移動止墜器包括在抓繩器當中,沒有動力性能、動力強度和剩余強度要求,沒有移動止墜器和相關勢能吸收器或挽索,這方面的個人墜落防護屬于空談。

5.4 上升器(抓繩器)動力性能

EN 12841(B)標準規定上升器最小工作強度為4kN,在3min內滑移距離不超過0.1米;動力性能為以100kg剛性負荷進行初始FF=1的墜落測試,其最大制停距離不大于2m。登山裝備標準EN 567(上升器和抓繩器)規定當拉力加載至4kN時,要立即釋放負荷。歐系上升器和抓繩器的工作強度一般同時符合上述兩個標準的要求,設定為4kN,如果負荷拉力或墜落沖擊力超過4kN,裝備會產生滑移以釋放拉力或沖擊力,從而減小對裝備和繩索造成過大破壞和人體傷害。美系標準NFPA 1983、GA 494上升器沒有動力性能要求,NFPA 1983標準的輕型、通用型上升器和抓繩器工作強度分別為5kN、11kN,GA 494標準的上升器工作強度為5kN,抓繩器工作強度為11kN;其工作強度只片面考慮抓握能力而不允許滑移,不考慮過載和墜落沖擊負荷,這些齒類抓繩裝備如果超過4kN沖擊負荷而不滑移、不釋放能量,可能會容易造成繩皮損壞,甚至割斷繩索,而這類美系裝備不是合格的個人墜落防護裝備。GA 494標準附加規定了針對有滑動設計要求的上升器或抓繩器的測試方法,“應將安全繩打結或將試樣鎖死以防止滑動”,這實際上是針對歐系裝備削足適履的的測試方法。滑動本是此類裝備的釋放過載和墜落沖擊力的基本自然規律和正常工作原理,美系此類裝備在設計上不允許滑動或阻止滑動,以歐系標準衡量都是錯誤的做法。

5.5 下降器動力強度、剩余強度

EN 12841(C)標準規定下降器最低靜力強度為12kN持續3min,最小額定工作強度為3kN,在3min內滑移距離不超過0.3米;動力強度為以100kg剛性負荷進行初始FF=1的墜落測試,受測負荷不松脫;剩余強度為上述動力強度測試后,加載拉力強度至3kN,可持續至少3min。此外,下降器上述測試負荷下還有下降速度不超過2m/ s和不得損害錨點繩索等要求。美系標準NFPA 1983、GA 494的輕型(技術型)、通用型下降器靜力強度分別為13.5kN、22kN,沒有動力強度、剩余強度和上述功能性要求,墜落后下降器是否損壞、松脫,是否具有一定的剩余強度,這些情況都不知道;輕型(技術型)、通用型下降器工作強度分別為5kN、11kN,其工作強度測試不考慮也不允許下降器滑移,不考慮過載和墜落沖擊負荷,美系下降器不是合格的個人墜落防護裝備。美系下降器可選性較大,從6型下降器至2型下降器均可使用,美系標準對于下降器的認證測試標準存在問題,有制動裝置的下降器(如ISO 22159-2007標準4型以上下降器)直接進行強度測試;沒有制動裝置的下降器視為有滑動設計要求(如ISO 22159-2007標準5、6型以上下降器),對這類下降器是將繩索打結或鎖死防止滑脫后進行再測試,NFPA 1983標準規定了這種有滑動要求的逃生和技術型、通用型下降器工作強度分別為5kN、9kN,這是自欺欺人的下降器測試標準。該方法同上面GA 494標準對上升器、抓繩器的附加測試方法一樣,其測試的不是下降器的操控性能,更多的是其金屬強度,這是對歐系下降器進行削足適履的功能性閹割。

5.6 勢能吸收器和挽索勢的動力性能、動力強度、剩余強度

EN 355標準規定勢能吸收器、帶勢能吸收器的挽索的動力性能為以100kg剛性負荷進行初始FF=2的墜落測試,負荷所受最大沖擊力不超過6kN,制動距離為H < 2 Lt(挽索)+1.75m。EN 354標準規挽索與繩索調節裝置同時使用,其動力強度為以100kg剛性負荷進行初始FF=2的墜落測試,受測負荷不松脫;剩余強度為上述測試后,加載拉力強度至3kN,可持續至少3min。EN 358標準規定工作定位挽索的動力強度為以100kg剛性負荷進行初始FF=1的墜落測試,受測負荷不松脫。NFPA 1983、GA 494標準均無以上裝備,無法實現個人定位保護和后備墜落制停保護,這方面的個人墜落防護屬于空談。

5.7 錨點裝置(B類)動力強度、剩余強度

EN 795(B)、GB 30862(2014)標準規定錨點裝置(B類)的動力強度為以100kg剛性負荷進行初始FF=0.75的墜落測試,受測負荷不松脫;剩余強度為上述測試后,加載負荷至300kg,持續3min。錨點裝置屬于錨點系統的一部分,對繩索行進系統、個人救援系統和小組救援系統起重要的基礎支撐作用,這些系統的過載或墜落沖擊均會對錨點系統造成影響,錨點裝置應當具有一定的抗墜落沖擊能力,否則是不安全的,而NFPA 1983、GA 494標準錨點裝置均無動力強度、剩余強度要求,因此它不是合格的個人墜落防護裝備。

5.8 不需要進行動力測試的裝備

一些配屬性、連接性的個人墜落防護裝備和一些登山裝備,如連接裝備安全鉤(EN 362、EN 12275)、分力板(EN 12275、EN 795)、萬向節與連接環(EN 354、EN 567)和滑輪(EN 12278)等,這些裝備均為金屬材料,而且僅靠自身靜力強度工作,因其對動力負荷的敏感度低于柔性裝備,因此不需要進行動力測試,只規定靜力強度即可。扁帶(EN 565)、扁帶環(EN 566)、登山吊帶(EN 12277)等諸多登山裝備,都是基于登山動力繩的應用,因此也不需要進行動力測試,可以不具備動力技術性能。

通過以上分析可知,靜力強度屬于裝備防止墜落(即防墜落)的承載性要求;動力性能屬于裝備墜落制停的安全性要求,動力強度及其剩余強度屬于裝備墜落制停的完整性要求,后三者可稱為動力技術性能,是墜落防護裝備的核心性能要求,是對人與裝備在墜落情況下基本的安全保護要求。在個人墜落防護裝備當中,只有移動止墜器、勢能吸收器和相關挽索可用于墜落制停,這些裝備必須滿足FF=2的墜落測試安全要求,其他一些裝備不能用于墜落制停,但是也必須同樣進行不同程度的墜落測試以滿足一定的動力技術性能,以滿足人員意外墜落和繩索技術系統架設時的止墜與適應過載的基本安全要求。美系標準NFPA 1983、GA 494絕大多數裝備沒有動力測試或動力測試要求不合格,缺少動力性能、動力強度和剩余強度等重要技術指標和相關功能性要求,如上文所述,美系裝備136kg參考體重已經超出了歐系個人墜落防護裝備的正常設計范圍,以136kg和272kg工作負荷進行墜落測試,很小的墜落系數即可造成較大的墜落沖擊力,極易超過6kN、8kN的歐、美安全范圍。所以美系裝備只能用非常小的墜落系數(如FF=0.25)進行測試,不能也不敢像歐系裝備那樣進行大墜落系數(如FF=2)測試,結果就是以人來適應裝備而不能以裝備來適應人,即以操作者不能超過某極小墜落系數(如FF=0.25)為裝備的應用前提,而不能以裝備來滿足人的任何意外墜落的安全防護要求。從這個方面來說,美系裝備的設計不是基于墜落防護用途,美系標準不是個人墜落防護裝備標準,美系輕型(技術型)裝備和通用型裝備不能而且必須禁止用于個人墜落防護,尤其是如果美系通用型繩索行進裝備用于個人墜落防護將是非常危險的。GA 494標準全面引進美系標準卻用作消防員個人墜落防護裝備標準,是其嚴重錯誤與核心缺陷所在,GA 494與GA 621兩個標準相互配合進行美系通用型裝備配備指引,更非所宜。

6 美系標準輕型(技術型)裝備與通用型裝備分類的本質與問題

6.1 美系裝備類型的發展演變

美系輕型(技術型)裝備與通用型裝備的發展由來已久,我們可以從NFPA 1983標準的歷次版本來了解其發展歷程與裝備用途。NFPA 1983-1995版(第三版)規定了裝備應用的負荷類型為1人負荷與2人負荷,繩索為1人繩索和2人繩索,一類吊帶用于承載1人負荷,二、三類吊帶用于承載2人負荷,其他裝備稱為輔助裝備系統組件,于是將裝備類型劃分為個人型(personal use)和通用型(general use)。個人型裝備是用于救援人員個人逃生、自救或者專門用于救援人員接近傷者的輔助裝備系統組件,通用型(或稱為一般型、常規型)裝備是用于系統當中可以承載2人負荷的輔助裝備系統組件。NFPA 1983-2001版(第四版)規定一類吊帶用于緊急逃生,二、三類吊帶用于救援,繩索與其他輔助裝備系統組件分為輕型(light use)和通用型,輕型替代了個人型。輕型裝備是用于1.33kN(300 lbf)及其以下負荷的裝備類型,通用型裝備是用于2.67kN(600 lbf)及其以下負荷的裝備類型。GA 494-2004標準根據NFPA 1983-2001版標準制定,至今仍然停留于美標10余年前的舊版。NFPA 1983-2006版(第五版)仍然沿用輕型和通用型的裝備分類方法,但是已經不使用具體的設計負荷強度數值來統一表述和區分輕型與通用型裝備,輕型裝備重新定義為基于逃生設計負荷強度與性能要求的裝備,通用型裝備重新定義為特定裝備和用于系統架設的通用負荷的裝備。在NFPA 1983-2012版(第六版)中,再次修改了裝備類型,稱為技術型和通用型,輕型裝備的稱謂已被淘汰,技術型裝備是基于計算和理解的特定裝備或用于系統架設的技術用途負荷與逃生設計負荷強度的裝備類型;通用型是基于計算和理解的特定裝備或用于系統架設的一般用途負荷、技術用途負荷與逃生設計負荷強度的裝備類型。

6.2 美系裝備類型劃分為輕型(技術型)與通用型裝備的實質

以上美系標準裝備類型的發展變化,輕型和通用型的本質不外乎承載1人與承載2人的區別,1人裝備用于個人用途,2人裝備用于系統救援,以技術型裝備取代輕型裝備,擴大技術型與通用型裝備的適用范圍使其向下兼容,看似發展進步,實則是美國人對比于歐系裝備的無奈與虛榮心理的反映,不具備歐系裝備的優勢卻要與歐系裝備媲美,其做法反而彰顯了自身的不足與錯誤。人體墜落能量和所受墜落沖擊力與使用者體重(包括裝備)成正比,這是誰也左右不了和難以逾越的事實,針對1人136kg、2人272kg的參考體重,要比歐系裝備多出1人36kg、2人72kg的體重負擔,美標未能解決裝備的動力技術性能且沒有墜落制停系統,不管1人裝備還是2人裝備,均不是個人墜落防護裝備,不宜用于個人墜落防護,美系2人裝備用于個人使用具有更大的危險性。美系標準不在墜落制停和降低墜落沖擊力方面下功夫,做多少表明花樣文章都是徒勞的,難以跳出自身發展的藩籬。歐系標準和美國工業標準均無明確的1人裝備與2人裝備分類,美系消防標準一直受此所累,而且十分糾結與無奈,美系救援技術是以2人裝備為主的系統救援,1人裝備個人應用有限;個人逃生裝備主要用于消防員火場逃生,在NFPA 1983-2012標準當中增加了消防員火場逃生系統,這是十足的歐系標準,筆者將在其他文章另行論述。

歐系標準不受體重所累,科學客觀地發展了個人墜落防護裝備,在解決個人裝備用作救援裝備即承載1人與承載2人的問題方面處理的科學而又簡單,如EN 12841標準規定,繩索行進裝備的最大額定工作負荷用于承載1人時至少為100kg,承載2人時至少為200kg。救援型下降器的最大額定工作負荷為200kg,墜落制停保護裝備即移動止墜器、勢能吸收器(或移動止墜器及其挽索)配合使用要滿足200kg負荷墜落制停保護要求(FF=2),用于救援只需注意使用這幾件個人裝備即可,這樣的歐系個人墜落防護裝備完全可以用于個人和班組的各類系統架設,大大節省裝備。幾乎每一款歐系裝備都有其科學具體的應用技術,裝備與技術是一體的、密不可分的,歐系裝備才是貨真價實的技術型裝備,這是美系技術型裝備無法達到的。美系通用型裝備片面追求高靜力強度,降低了裝備的兼容性和通用性;只需幾件裝備即可解決的問題,卻要發展兩套裝備類型;不考慮裝備體積與重量,忽視了便攜性,增加了攜帶負荷;不考慮以技術途徑解決靜力負荷強度問題,造成裝備發展的死板、僵化。通過對比不難看出歐系裝備與美系裝備孰優孰劣、孰巧孰拙,歐系裝備具有美系裝備無法比擬的優勢。美系標準和裝備解決不了體重問題而走上了畸形發展道路,我們既不知己又不知彼,GA 494標準追隨美標也給國內消防個人墜落防護裝備的發展帶上一條歧路。

7 美系通用型繩索與通用型繩索行進裝備的潛在危險性

通過選用大直徑繩索以獲得較高的繩索靜力強度是當前一般行業的通用做法,但是隨著工業技術的發展,繩索靜力強度不斷提高,國際工業繩索作業行業使用的主流繩索直徑不斷下降,直徑11.5mm繩索多年前就已經退出市場了,連直徑11mm繩索也已經退出了主流使用范圍,現在工業作業與救援當中使用的主流繩索直徑為10.5mm,前沿繩索直徑已經下降到了10.3mm,使繩索重量與成本明顯降低。繩索行進裝備是用來沿繩索上升、下降及跟隨進行后備保護的裝備,又稱繩索調節裝備,主要是上升器、抓繩器、下降器、移動止墜器等裝備,對繩索行進裝備來說,靜力強度并非唯一重要的技術性能,在一定靜力強度基礎上的動力技術性能和相關功能更為重要。不管是在系統應用還是在個人應用當中,過載或墜落沖擊都是很可能遇到的事情,使用大直徑繩索,并且配套使用繩索抓握力強、靜力強度與工作強度高的上升器、下降器、移動止墜器,未必可以保證安全,反而可能會成為潛在的危險因素,美系大直徑通用安全繩與高工作強度通用下降器配套使用,存在不易釋放過載和墜落沖擊力的先天問題。但是國內消防堅持以美系12.5mm及以上直徑的通用型安全繩作為與個人墜落防護裝備配套使用的繩索,這是十分落后、盲目和錯誤的做法。

7.1 美系上升器、抓繩器、下降器的潛在危險性

對于上升器、抓繩器、下降器(下文簡稱“三類裝備”),上升器、抓繩器沒有靜力強度要求,下降器有靜力強度要求,由上文可知歐系三裝備的工作強度分別為4kN、4kN、3kN,其中下降器的靜力強度為12kN;美系NFPA 1983標準三類裝備的技術型裝備的工作強度均為5kN,通用型裝備的工作強度均為11kN,其中技術型、通用型下降器的靜力強度分別為13.5kN、22kN。美系GA 494標準上升器、抓繩器未分類型,其工作強度分別為5kN、11kN,輕型、通用型下降器的工作強度與靜力強度與美標一致。歐系三類裝備的工作強度不僅僅是對其抓握、承受負載能力的要求,同時也是對其負載釋放能力的要求,前者要求其足夠強,后者要求其達到一定負載就應當進行釋放,使連接負載的裝備在繩索上有適當的可控滑移,以此減小過載或墜落沖擊力,這也是歐系三類裝備實際工作強度基本上不高的原因。如果人員意外墜落,必須在產生的墜落沖擊力達到6kN的安全界限之前就進行釋放,歐系三類裝備4kN、3kN的工作強度對人體與繩索來說無疑都是一個較為可靠的安全值,繩索調節裝備的經驗測試表明,超過4kN的墜落沖擊力可能會對繩索造成損害。美系輕型三類裝備工作強度至少為5kN,剛好低于中國6kN的安全界限1kN,這可能不會對人體造成實質性傷害,但是5kN的墜落沖擊力很容易傷害繩索,尤其是對反齒類裝備來說。美系通用型三類裝備工作強度至少為11N,這個工作強度已經接近了12kN對人體嚴重傷害的界限,不管是對人體來說還是對繩索來說,無論如何也是不安全的,如果通用型三類裝備在達到至少11kN才進行釋放的話,那么對于正在墜落的人體已經瞬間造成了至少11kN制停傷害,這可能是不可恢復的人體損傷,而且即使通用型裝備、繩索具有足夠的靜力強度也已經毫無意義了。因此,三類裝備的設計工作強度越高,對人體與裝備的潛在傷害就越大,美系通用型三類裝備不僅用于個人墜落防護有這樣的危險性,用于繩索救援技術系統也同樣存在不能釋放過載和墜落沖擊力的問題,安全問題同樣不容忽視。美系三類裝備的工作強度標準的設定是北美基于136kg參考體重和8kN的安全界限來說的,我們照搬過來是不合適的,是否適合中國的安全要求還需要具體測試評估而不能想當然。

7.2 美系通用型安全繩與通用型下降器配合使用的潛在危險性

按照美系標準來衡量,歐洲使用的下降器屬于輕型(技術型)下降器,其靜力強度為14kN以上,額定最大工作負荷為120-200kg,適用繩索直徑范圍為10-11.5mm;而歐洲生產的通用型下降器是專為北美消防救援市場設計,其靜力強度為22kN,額定最大工作負荷不低于200kg,適用繩索直徑范圍為11.5-13mm。繩索與下降器配套使用時,繩索直徑越大,需要克服的摩擦阻力越大;繩索延展率越小,吸收墜落能量的能力越低。我們主要從繩索直徑方面比較,在靜力條件下,繩索直徑越大,繩索在下降器當中滑移所需最低靜拉力也就越大,如圖2所示。在相同墜落條件下,繩索直徑越大,繩索在裝備當中滑移距離越小,墜落緩沖距離越小,所受墜落沖擊力也就越大,如圖3所示。從這兩項內容的測試不難看出,使用輕型(技術型)下降器較為安全的繩索直徑范圍大約是10-10.5mm,同時由于10.5mm、11mm直徑的靜力繩或半靜力繩(EN 1891標準)靜力強度相差不不大,對于一般工業作業與救援來說意義不大,直徑10.5mm繩索自然成為普遍選擇。我們使用12.5mm及以上直徑繩索,同時必須使用適應繩索直徑11.5-13mm左右的通用型下降器,通用型繩索與通用型下降器綁定使用,用于個人繩索行進或系統救援存在較高的危險性,這個問題不容忽視。一方面繩索直徑越大,越難以滑移;另一方面下降器工作強度越高(如11kN),控制繩索能力越強,繩索越不易滑移,二者作用疊加,這必將導致意外的系統過載或人體墜落所帶來過大的沖擊力難以緩沖釋放,其強度很容易超過人體所能承受的安全界限(6kN)或重傷界限(12kN),從而造成人體傷害、裝備損壞或系統崩潰。這里有一個問題值得注意:繩索直徑越小,下降器的制動控制能力越差,使用小直徑繩索要注意凈空距離問題,但是不管怎樣,歐系下降器在繩索使用范圍之內選用繩索都是安全的。

7.3 歐系下降器對比于美系下降器在動力性能與技術應用方面的優勢

7.3.1 歐系通用型下降器對大質量工作負荷墜落沖擊力釋放的優異能力

歐洲通用的下降器是輕型(技術型)下降器,而其通用型下降器是專為北美消防救援市場設計,其適用繩索直徑范圍大致為11.5-13mm,靜力強度為22kN,工作負荷不低于200kg,可釋放高達272 kg的負荷,其靜力強度符合美標要求,動力技術性能符合歐標要求。模擬各種不利條件對某歐系通用型下降器進行了272 kg荷載的墜落制停測試,如圖4所示,測試結果是繩索在下降器中進行了1-2m的顯著滑移,墜落沖擊力為可以接受的大約6kN,這是美系標準NFPA 1983、GA 494通用型下降器所做不到的,也是其所不具備的技術性能。

7.3.2 歐系下降器在張力系統架設當中釋放過載的優勢

歐系下降器是常用的張力系統(如橫渡、斜渡)架設裝備,正常的操作方法是:在拉緊張力系統之后,解除省力牽引裝備,鎖閉下降器的把手,在距離下降器至少1米的自由端繩索處打一個騾馬結。因為一個簡單的過載可能會導致下降器繩索滑動(可達0.8m)。這種滑移有助于釋放能量,減少沖擊力,盡可能保護人員、裝備和系統的安全,而且必須不能受到繩結阻礙;在長時間超負荷的情況下,繩結發揮限制下降器繩索繼續滑移作用,為采取必要的安全措施提供保護。歐系下降器雖然處于鎖閉狀態,但是在其設計原理上仍然可以滑移,從而較好地保證了系統的安全,如圖5所示。如果使用美系通用型繩索和下降器,那么其過載釋放并不容易,加上美系繩索救援技術操作方式以及其他不正確的操作習慣,有可能為了所謂的“安全”,錯誤地在設計原理上將下降器鎖死,或緊貼下降器將自由端繩索打成死結,或直接用雙抓結將繩索抓死,這些操作都禁止了過載釋放,使潛在危險性陡增。

8 美系標準的個別裝備問題

8.1 美系標準繩索的技術性能不足

歐洲靜力繩標準EN 1891-1998要求靜力繩(A類)的技術指標共有12項:繩索材質與耐高溫性能大于195℃;直徑(8.5-16mm);繩結靈活性系數(不超過1.2);繩皮滑動率;延展率不超過5%(使用不少于3m的新繩,計算施加150kg負荷比50kg的延長比率);縮水率(不超過5%);每米重量;外皮質量百分率;內芯質量百分率;墜落制停最大沖擊力(FF=0.3時,100kg負荷首次沖擊力不超過6kN);可承受墜落次數(FF=1時,可承受100kg負荷不少于5次墜落);靜力強度(A類22kN)與縫合終端靜力強度(15kN)。此外,制造商一般還會提供提供8字結(9字結)結點靜力強度。而美系標準NFPA 1983、GA 494對繩索性能的要求只有靜力強度(20、40kN)、延展率(1-10%)、直徑(9.5-16mm)、耐高溫性(204℃±5)能等4項技術指標,制造商自行標注的每米重量、材質也不過5項指標。美系標準安全繩索也是夾心繩,但是技術性能相差巨大,主要是滿足于靜力強度要求即可,不做更多的技術性能要求。

繩索材質決定了耐高溫性能,這一點美系安全繩與歐系靜力繩差別不大,主要看實際生產繩索的耐高溫性能。繩結靈活性系數是衡量繩索質地軟硬的指標,較硬的繩索不易打結,造成繩結不牢固,影響使用安全,美系安全繩沒有這個指標,消防采購配備的繩索當中的確有一部分國產消防安全繩過硬,難以打結使用。美標與歐標繩索的延展率測試方法不同,歐系靜力繩在使用上感覺延展性較大,在提拉、橫渡等繩索救援系統架設當中使用費力,美標安全繩延展率為1%-10%,直觀上看似范圍較寬,美系與歐系靜力繩的延展率比較需要進行實際測試,宜探索設定一個同時滿足安全性與實用性的最佳延展率。縮水率是繩索遇水后縮短的比率,美系安全繩沒有這項指標,縮水率沒有控制,如果縮水率過高將導致繩索遇水后明顯變短,影響后續使用。墜落制停最大沖擊力測試和可承受墜落次數測試,這是靜力繩作為個人墜落防護裝備的重要技術指標,如前文所述,這兩項動力技術性能指標的缺失,使美系安全繩不能稱其為個人墜落防護裝備。繩索縫合終端靜力強度也是一項重要的技術指標,一般都與繩索本身靜力強度相差很大,對于帶有縫合終端的繩索必須對其靜力強度做出要求;NFPA 1983標準安全繩新增了縫合終端內容,國內民用逃生繩索也要求具備縫合終端,但是都沒有對縫合終端進行靜力強度要求;國內消防員使用的個人逃生繩索多數都有縫合終端,也直接以縫合終端連接安全鉤使用,這是很不安全的。

EN 1891-1998標準仍然是現行標準,2005年歐洲標委會曾進行過一次修訂討論,但是研究的結果是沒有修改的必要,可見該標準下的繩索技術指標是非常成熟的。國內長期沒有繩索能夠達到這個標準的技術要求并獲得過該標準的認證,可見差距之大。一些國內繩索制造商跟著GA 494標準混日子就已經感覺滿足了,誰還去追求更先進的繩索技術性能?標準“不揚鞭”,生產商往往不會“自奮蹄”,沒有需求,就很難刺激進步,如果GA 494標準本身仍然是抱殘守缺,不學習借鑒人家的長處,那么短期內靠國內繩索制造商自覺的技術進步來普遍提高國產靜力繩的技術性能是不可能的。然而令人慶幸的是,當前已有追求進步的個別國內繩索制造商生產了靜力繩通過了歐洲EN 1891標準的認證,這必將帶動國內靜力繩的發展。

8.2 GA 494標準缺少逃生繩索造成了嚴重安全隱患

美系輕型安全繩(直徑9.5-12.5mm)靜力強度20kN,低于歐系EN 1981標準A類靜力繩(直徑8.5-16mm)的22kN,應以22kN為宜。GA 494標準沒有引用美標當中直徑7.5-9.5mm、靜力強度為13.5 kN的逃生繩索,GA 621標準規定以直徑大于、等于9.5mm的輕型安全繩作為消防員火場逃生繩索,該范圍繩索直徑過高,不便于火場攜帶,直徑7.5-9.5mm是適宜的逃生繩索范圍,以直徑8mm左右為最佳。在這兩個標準之前,國內消防一直使用直徑8mm繩索作為逃生自救繩索,這個習慣一直延續至今而且大量配備使用。自從GB 21976.6-2012標準(《建筑火災逃生避難器材 第六部分:逃生繩》)實施以后,國內消防大量配備這個民用標準的逃生繩索,該標準繩索靜力強度只有10kN,沒有耐火性能,更沒有動力技術性能,不屬于個人墜落防護裝備,不適合消防員逃生自救。以前沒有標準,無法規范逃生繩索;后來有了GA 494標準,還是沒有規范逃生繩索,GA 621標準臨時以輕型安全繩替補也無濟于事,GB 21976.6-2012標準出來之后又加劇了消防員逃生繩索的配備混亂與危險。可見由于標準問題,導致國內消防員逃生繩索長期失控漏管,造成當前大量配備使用非標準、不合格消防員逃生繩索,存在嚴重的安全隱患;同時由于標準落后,也造成了國內消防消防員火場緊急逃生系統的發展滯后。

8.3 美系標準一類吊帶是一款失敗的、不必要的裝備

一類吊帶是美系標準NFPA 1983、GA 494的一個“怪胎”,美系標準規定一、二兩類吊帶的構造相同,都是“固定于腰部、大腿或臀部以下部位”,都屬于坐式吊帶,二者靜力強度都是22kN,在相同的靜力強度下人為規定二者的設計負荷強度(相當于工作負荷)分別為1.33 kN和2.67 kN,這也算是設計史上的奇葩了,牽強、僵化地套用輕型與通用型裝備的格式沒有任何意義,也無法將二者無法區分,實際上二者還是同一類吊帶。美系一類吊帶的設計初衷是用于消防員火場緊急逃生,由于實用性差,不適合緊急穿著,也很難在緊急時穿著,所以一直未真正應用;現在美國消防已大量使用更適合消防員火場緊急逃生的坐式吊帶,這種坐式吊帶與以往一類吊帶已有很大不同,其設計是與滅火服褲裝綁定結合,免去臨時穿著的麻煩和弊端,但是該吊帶還不夠成熟,寫入標準為時尚早。很顯然,一類吊帶作為一種嘗試已經失敗而且被取代了,所以NFPA 1983標準在2012版當中已經取消了一類吊帶,其標準現在只有二、三類吊帶,不過一類吊帶的位置還留著,說不定一種全新類型的一類吊帶還會殺回來。而我們機械地照抄照搬,將一類吊帶作為一種繩索技術裝備列入裝備標準與裝備配備標準之后,卻沒有考察和質疑一類吊帶的實用性問題,一直稀里糊涂的配備。十幾年的實踐經驗表明,我們從未將一類吊帶用于火場逃生,在國內消防戰訓業務當中沒有關于一類吊帶的任何緊急逃生應用,也沒有資料顯示其適用條件和相關配套裝備,可見一類吊帶既不是來自于逃生實戰,也沒有應用于逃生實踐,只是一款暫時不必要的裝備而已,有它反而增添很多麻煩,擾亂了消防坐式吊帶的配備,浪費了裝備經費。GA 621標準規定一類吊帶普通消防隊選配,特勤消防隊必配(每班只有4件),這種配備規定是有問題的,既然是作為逃生吊帶,全體消防員都應該配備,難道普通消防隊消防員就不用逃生嗎?難道特勤消防隊消防員每班只有4人可以逃生嗎?從配備標準上來說,對于一類吊帶的規定明顯是不合理的,事實上一類吊帶均用在了消防救援與訓練當中,國內消防對逃生吊帶的開發應用還有待于消防員火場緊急逃生系統的改革。裝備采購常常把歐系登山吊帶當作一類或二類吊帶配備,這是不合適的,歐系登山吊帶主要是用于登山運動領域配合登山動力繩使用,歐系登山吊帶標準EN 12275并沒有動力強度要求,歐洲相關認證檢測機構也不會對其進行動力強度檢測,那么對于我們采購使用的大量歐系登山吊帶,我們并不知道其動力強度即抗墜落性能,尤其不了解其在使用靜力繩條件下的安全性,因此建議消防救援盡量使用工業級坐式吊帶、救援專用坐式吊帶或特定用途的坐式吊帶(如探洞專用吊帶)。坐式吊帶配合單繩技術廣范應用于山岳、洞穴及一些極端條件的救援領域,其顯著優點是輕量化、高效能,在這一救援領域比高空救援標準的雙繩裝備更具適應性,但是國內消防受日系、美系繩索救援技術影響甚深,對吊帶的使用普遍缺乏應有的認知,坐式吊帶應該與胸帶、胸式和手式上升器及相關裝備配合使用才能更好發揮作戰效能,能下也能上,而不是能下不能上,或者一直被吊著放下與拉上。

8.4 便攜錨點裝備的不足與問題

便攜錨點裝備也是一種重要的個人墜落防護裝備,EN 795(B)、GB 30862(2014)標準規定了A、B、C、D、E類錨點裝備,其中B類錨點裝備為便攜錨點裝備,它屬于帶有一個或多個固定的錨點,不需要結構性錨點或安裝元件安裝到構件上使用的錨點裝備,B類錨點裝備有三腳架、吊索、鋼梁錨點、門口錨點等等。GA 494標準沿用NFPA 1983標準將便攜錨點定義為“一種可以舉升或垂降人員的簡易承載裝備。如三腳架、四腳架、A 形架、懸臂等”,該標準只規定了單一一類三腳架等支撐類錨點裝備,制約了國內消防對靈活多樣的便攜錨點裝備的配備使用。吊索類便攜錨點裝備是最常用的錨點架設裝備,有鋼絲繩和扁帶兩種,其中扁帶價格低,強度高,攜帶輕便,使用方便,在錨點架設當中具有廣泛的適用性。實際上,NFPA 1983標準當中具有扁帶類便攜錨點裝備,稱為負荷連接帶(如Load Straps、Multiple Configuration Load Straps),只是與便攜錨點裝備(portable anchor)分開撰寫,被我們忽略了。這類扁帶主要配合北美繩索救援技術使用,沒有歐系扁帶(EN 566)更具實用性和通用性。美系便攜錨點裝備分為輕型(技術型)與通用型,其靜力強度分別為22kN、36kN,絕大多數歐系扁帶的靜力強度均為22kN(少數已達到30kN),歐系扁帶對折就可以達到44kN,再次對折即為88kN,以靜力強度36kN為通用型便攜錨點裝備是一種十分頑固的做法。另外,救援三腳架往往集成救援提拉裝備,使其具有提升與下放的功能,屬于成套設備,應對其組成部分分別認證測試。這種救援提拉裝備同樣屬于個人墜落防護裝備,在歐洲執行EN 1496標準,其額定工作負荷100kg;最低靜力負荷強度為12kN持續3min,無任何故障與撕裂;以額定工作負荷(至少100kg)進行動力測試,墜落制停沖擊力不超過6kN,垂直止墜距離不超過1m。在歐系標準當中,對于帶有救援提拉裝備的救援三腳架,必須通過EN 795(B)、EN 1496兩個標準的同時認證,二者缺一不可。GA 494標準對于集成式救援支架類便攜錨點裝備并無此明確要求,應是一種不足。

8.5 安全鉤問題

美系標準NFPA 1983、GA 494以27kN、40kN的靜力強度將安全鉤分為輕型(技術型)與通用型,這種分類方法有助于突出安全鉤的靜力強度,便于配備使用,但是這種不考慮用途而單純以靜力強度進行安全鉤分類的方法已經不能適應繩索救援技術與裝備發展的需要,而且帶來了諸多應用上的不便。

歐系工業安全鉤(即連接器)標準EN 362按用途將安全鉤分為5種:基本安全鉤(B型)、多用途安全鉤(M型)、終端安全鉤(T型)、錨點安全鉤(A型)、絲扣鎖門安全鉤(Q型,即快速連接安全鉤、梅隴鎖),其主軸靜力強度分別為20kN、20kN、20kN、20kN、25kN,如圖6所示。基本安全鉤(B型)是設計用于裝備組件的自鎖安全鉤;多用途安全鉤(M型)是設計為長軸、短軸均可承受負載的基本安全鉤或絲扣鎖門安全鉤;終端安全鉤(T型)是設計用于承擔定向負載的輔助系統安裝元件的絲扣鎖門安全鉤;錨點安全鉤(A型)是設計用于裝備組件定向連接特定類型錨點的自鎖安全鉤;絲扣鎖門安全鉤(Q型)是僅設計用于長期或永久連接,當完全擰緊時鎖門可以承載部分荷載的絲扣鎖門安全鉤。

歐洲登山安全鉤標準EN 12275將安全鉤分為7種:基本安全鉤(B型)、HMS安全鉤(H型)、鐵道式攀登安全鉤(K型)、特定錨點安全鉤(A型)、終端安全鉤(T型)、絲扣鎖門安全鉤(Q型,即快速連接安全鉤、梅隴鎖)、O型安全鉤(X型),其主軸靜力強度分別為20kN、20kN、25kN、20kN、20kN、25kN、18kN,如圖7所示。基本安全鉤(B型)是用于各種保護系統的自鎖安全鉤;HMS安全鉤(H型)是一種自鎖安全鉤,通常為梨形,主要用于動態保護,尤其適合使用意大利半扣“Italian hitch”(HMS);鐵道式攀登安全鉤(K型)是主要用于登山者連接鐵道式攀登錨點系統的自鎖安全鉤;終端安全鉤(T型)是設計用于確保負載處于預定方向的自鎖安全鉤;特定錨點安全鉤(A型)是僅設計用于直接連接特定類型錨點的自鎖安全鉤;絲扣鎖門(快速連接)安全鉤(Q型)是僅設計用于長期或永久連接,當完全擰緊時鎖門可以承載部分荷載的絲扣鎖門安全鉤;O型安全鉤(X型)是設計用于輔助攀登、滑輪等的對稱形自鎖安全鉤。

每一種安全鉤都有其特定用途,在高空救援和各類山岳救援當中用于連接個人墜落防護裝備和救援裝備會用到很多種類的安全鉤,安全鉤僅僅以靜力強度稱之是遠遠不夠的,國內消防多年來一直對安全鉤的種類、用途缺乏了解,不能正確的配備使用,這不能不說是一種缺憾和損失。歐系安全鉤的靜力強度標準不高,但是有安全依據,而且隨著工業制造與材料技術的發展,安全鉤也正在向著輕量化、高強度方向發展,制造商實際生產的安全鉤的靜力強度一般都高于標準。安全鉤的強度自然是越高越好,但是靜力強度不是唯一選項,還應考慮其用途,顧及安全鉤本身的重量,考慮其便攜性和輕量化,尤其在個人墜落防護裝備配備和高空、山岳救援裝備攜帶方面。靜力強度要求過高限制了消防救援安全鉤的可選性,安全鉤靜力強度在30-40kN之間的并不多,在36-40kN之間幾乎是斷檔的,40kN以上已經屬于特殊產品了,往往是制造商專門為美系標準特殊制造,至今也不是普通裝備,這個強度起吊3輛小轎車都綽綽有余,這并不是通用情況。40kN靜力強度安全鉤基本上都是鋼制D形鉤,一般2個這樣的安全鉤就超過了500g;27kN靜力強度的安全鉤絕大部分也都是鋼制材料,3個這樣的安全鉤也超過了500g,這種安全鉤可以作為個人裝備的主安全鉤用于連接個人下降器,進行繩索救援系統架設具有通用性,用于消防救援已經足夠了。鋼制安全鉤具有硬度高、耐磨損、相對形變量小以及價格低等也有點,但是對于喜歡輕裝上陣的人來說,鋼制安全鉤的質量還是略高,當前質量為80g左右、靜力強度為24-28kN的合金安全鉤正在成為應用的主流,不但質量較低,而且具有較高的安全性、便攜性和通用性。各類繩索救援技術系統架設使用雙安全鉤一般可以保證35kN以上的錨點強度,這個強度已經足夠了,簡單技術(使用2個安全鉤)可以解決的強度問題,沒有必要死板、片面的規定必須配備使用靜力強度40kN的安全鉤。如果我們想在個人墜落防護裝備和救援裝備當中使用更多具體用途的安全鉤,需要突破40kN和27kN的靜力強度限制。

8.6 美系標準下降器的問題與錯誤

上文從標準角度討論了美系下降器的相關問題,這里主要從實物和實用角度討論美系下降器的選型問題。國際標準ISO 22159-2007(《個人墜落防護裝備-下降器》)參考歐洲工業與運動下降器標準總結歸納了六種類型下降器,如圖8所示:1型(Type 1)為繩索內置的自動操作下降器,2型(Type 2)為繩索內置的手動操作下降器,3型(Type 3)為有機械可變摩擦力、雙脫手鎖定和防慌亂鎖定功能的手動操作下降器;4型(Type 4)為有機械可變摩擦力、雙脫手鎖定功能的手動操作下降器;5型(Type 5)為有機械可變摩擦力而無自動鎖定功能的手動操作下降器;6型(Type 6)為無機械可變摩擦力且無自動鎖定功能的手動操作下降器。該標準包括了目前下降器的幾種常見類型,歐洲工業下降器標準EN 341、EN 12841規定了作為個人墜落防護的救援和繩索調節裝備的下降器,均為具有自動制停功能的下降器,在ISO 22159-2007標準當中至少為為3型、4型下降器;歐洲登山下降器標準EN 15151-1、EN 15151-2分別規定了具有自動制停功能和非自動制停功能的手動操作下降器,在ISO 22159-2007標準當中為2-6型下降器。以前版本的NFPA 1983標準并沒有明確下降器的類型,NFPA 1983-2012標準規定了下降器的類型范圍為ISO 22159-2007標準的2-6型,歐系工業下降器的優秀性能已令美國人無法回避,所以繞道取法國際下降器標準ISO 22159-2007,擴充了美系下降器的類型范圍,使本來就不是工業級標準美系下降器更加偏離工業級。5型、6型下降器(如緩降架、八字環)一直以來都是美國消防最常用下降器,主要用于救援系統架設,使用外在繩索抓結實現制動,對這兩類下降器的認證測試實際上就是對其金屬結構、材質強度而非技術性能和相關功能的檢驗。GA 494標準作為消防員個人墜落防護裝備標準,其下降器必須至少為3型、4型下降器,用于高空救援應為3型以上下降器,5型、6型下降器不是個人墜落防護裝備,在美系技術當中一般不用于個人下降,而我們卻作為個人墜落防護裝備,用于個人下降,連鎖定功能都沒有,既不能防止墜落,也不能墜落制停,松手即墜落,將八字環用作消防員個人墜落防護下降器實屬業界笑柄。

9 GA 494標準被國家個人墜落防護裝備標準體系整合是必然趨勢

國內勞動保護行業從2009年開始引進歐洲與國際相關標準,已陸續頒布實施了10余部個人墜落防護裝備和登山裝備的國家標準,現在還在引進當中,但是當前國家墜落防護裝備標準也存在諸多問題,這些標準在引進時,大多數都是非等效采用,內容差異較大,一些標準主要傾向于一般性勞動保護行業,并非立足于整個高空工業作業與救援領域,甚至不考慮裝備的救援功能,引進之后的標準削弱了相關歐系裝備標準的普遍實用性和通用性。同時,一個國家同時存在安監勞動體系與消防救援體系兩套具有各自傾向的墜落防護裝備標準,國、內外制造商要想在中國市場銷售個人墜落防護裝備,就需要同時向兩個裝備標準體系申請認證,不符合這一領域制造商的利益和民族產業的發展,不能適應國內高空作業與繩索救援技術體系的發展,二者整合為國家標委會直接管轄的國家墜落防護裝備標準體系將是最終合理的發展方向。一套個人墜落防護裝備標準體系,應當具有普遍的高空作業與救援的適用性和通用性,歐系標準是工業作業個人墜落防護裝備標準,但是充分考慮和科學設計了裝備的救援功(即承載2人問題),所以歐系標準能夠統一歐洲、惠及全球,使歐系裝備擁有強大的競爭力和廣闊的全球市場。整個歐洲都實現了標準化統一,而我們卻不能統一,我們不但各立門戶、各占山頭,而且僅僅滿足于家門口,也被人堵到了家門口,任憑歐美裝備覆蓋中國市場,國產裝備一直處于低端層次,毫無市場競爭力,無一能與歐美抗衡的品牌;各類假冒偽劣裝備充斥市場,嚴重威脅終端用戶的生命安全,破壞了國產裝備的聲譽,斷送了這一領域民族產業的發展。今后,國家個人墜落防護裝備標準引進歐洲和國際相關標準時,完全可以等同采用或等效采用,并向這個方向修訂與發展,擔當起此類國家標準統一的重任。而GA 494標準被國家標準統一與整合將是個人墜落防護裝備國家標準體系發展的歷史必然,如果GA 494標準一定要追隨NFPA 1983的腳步發展,等這一國家標準體系完善之后,GA 494標準將終將被國家墜落防護裝備和登山裝備標準領域徹底邊緣化和實質性淘汰。

10 GA 494標準的發展建議

GA 494-2004標準起步較早,是國內較早制定的“防墜落裝備”標準,但是該標準實質上是一部錯誤的墜落防護裝備標準,其問題是歷史局限性造成的。如果GA 494標準在下一步修訂時仍然沿著美國消防標準NFPA 1983的路子走下去,那必然還是延續不足與錯誤,不適合國內消防繩索救援技術與裝備發展方向,同時也是其最大絆腳石。美系標準NFPA 1983是一部適合美國消防員體重和美系繩索救援技術體系特點的繩索技術裝備標準,雖然不是個人墜落防護裝備標準,但是該標準適合美國消防;然而“淮南為橘,淮北為枳”,GA 494標準把美標搬來直接用作個人墜落防護裝備標準就是錯誤的,美標在參考體重、輕型(技術型)與通用型裝備劃分、裝備技術性能、裝備應用和防護要求等方面并不適合我們,這就是最大問題所在。國內消防要想解決高空作業與救援個人墜落防護裝備問題,必須棄美從歐,對GA 494標準進行歐系化改進,這將是最好的出路,為此建議從以下幾個方面著手:一是正確認識與理解墜落防護裝備的含義,確定國內消防員個人墜落防護裝備和其他繩索技術裝備的范圍;二是認真學習研究歐洲、北美工業個人墜落防護裝備標準體系,比較美系消防繩索技術裝備標準NFPA 1983、GA 494與歐美工業相關標準的優劣與差距,重新確定國內消防員個人墜落防護裝備標準的取法方向;三是比較研究國內消防與美國消防、歐洲工業體系的繩索救援技術,結合國內消防繩索救援技術改革方向,進行消防員個人墜落防護裝備標準及其配備標準的適應性發展;四是根據國家權威機構公布的國民平均體重數據,調查評估國內消防員個人墜落防護裝備參考體重,作為消防員個人墜落防護裝備測試依據;五是進行歐系與美系標準裝備動力技術性能和相關功能的對比研究,核實美系標準作為個人墜落防護裝備標準的核心技術缺陷,明確消防員個人墜落防護裝備標準改進的重點;六是認清美系標準輕型(技術型)裝備與通用型裝備分類的本質與問題,了解歐系標準解決個人裝備與救援裝備的方法,明確國內消防更適合采用哪種標準體系;七是認清美系通用型裝備用作個人墜落防護裝備的危險性,反思GA 494、GA 621標準進行美系通用型裝備引導、配備傾向性的錯誤;八是對GA 494標準進行逐一檢查,查找其具體問題與錯誤,以便做出針對性改進;九是對比歐系標準,檢查GA 494標準在裝備標識和使用說明書規定的不足,加強裝備標識的實用性指示,加強產品的生產溯源和認證溯源,規范產品說明書;十是正視GA 494標準作為國內消防員個人墜落防護裝備標準的不足、錯誤、尷尬和孤立性,對于該標準缺乏應有的國家工業標準體系和登山裝備標準體系的基礎性支撐這一先天不足,靠一個集成性標準不可能解決所有的裝備問題,應考慮合理地分解建設各個獨立的標準,發展標準體系,建議考慮與國家相關標準體系進行互補性發展,或融入國家個人墜落防護裝備標準體系,從而系統地解決高空、山岳、洞穴、先鋒攀等領域的裝備標準化建設問題。

11 NFPA 1983標準值得學習借鑒之處

雖然美標NFPA 1983在個人墜落防護裝備方面不值得效仿,但是仍有很多地方然值得我們學習借鑒。一是美標借鑒歐洲工業標準、ISO國際標準和美國工業標準的相關內容,進行了明顯的歐系化學習改進,這方面值得我們學習研究。例如在NFPA 1983-2012標準當中,引進了歐洲標準繩索調解裝備的概念和內容,將上升器、抓繩器、保護器、下降控制器列為繩索調節裝備;增加了后備保護器(移動止墜器)和后備保護系統,后備保護器的最低靜力負荷強度設定15kN,與歐標相同;完全參照ISO 22159標準,確定了下降器的類型;安全帶加入關于承重、止墜連接點和工作定位連接點的概念;按照美國工業標準將二、三類吊帶的靜力負荷強度從22kN下調至16kN;參考歐系標準增加了傷員疏散裝備擔架、救援吊帶(即傷員用吊帶)等,其中救援吊帶分為兩類即二類救援吊帶和三類救援吊帶,其靜力負荷強度設定為15kN,與歐標相同。歐系標準是全球繩索技術裝備標準發展的源泉,美國工業墜落防護裝備標準體系和美國消防繩索技術裝備標準以及國際相關標準也都來源于此,NFPA 1983標準也在學習歐系標準,我們為什么不能直接學習歐標?而我們甚至完全可以在歐系化發展方面超過美標。二是直接引進歐系裝備,發展了消防員緊急逃生系統,惠及全球消防。美國消防在慘痛的消防員跳樓逃生事故中吸取教訓,不斷進行消防員逃生裝備研究探索,2005年與PETZL合作共同開發了一套名為EXO的消防員緊急逃生系統,經歷7年實踐與發展,將這套歐系裝備寫入NFPA 1983-2012標準,發展了逃生型裝備體系,這也是該版標準的最大特色。該標準對消防員逃生裝備規定的非常詳細,占了很大一部分內容,如逃生錨點、逃生腰帶、逃生吊帶、逃生下降控制器、逃生繩索與逃生扁帶、逃生系統,逃生系統又分為火場逃生系統和非火場逃生系統。國內消防員逃生裝備極其原始落后,幾十年來沒有改變,美標的消防員逃生系統對我們極具借鑒意義,對此我們可以建立獨立的標準。但是美系逃生下降器和逃生系統動力(墜落)測試要求應符合國內實際,不宜再照抄照搬,美標以136kg(300 lb)為參考體重,在FF=0.25時,最大墜落沖擊力不能大于8kN,我們應以100kg為參考體重,測試考察最大墜落沖擊力不能大于6kN的適用條件(即初始墜落系數)。三是健全標準完善修訂機制,持續進行標準的發展完善,實時增加必要裝備,充實豐富繩索救援技術裝備體系。美標除了進行上述改進、增加裝備以外,還向水域救援裝備方面拓展,增加了水域救援拋投線;在美標最新版本中糾正了吊帶分類的錯誤,刪除了一類吊帶(可能是暫時刪除,以后可能會有更加完善逃生專用吊帶即一類吊帶寫入標準。國內消防繩索救援技術裝備仍有很大欠缺,還沒有形成自己的裝備體系,這方面值得我們向美標學習。

12 結論

NFPA 1983標準適合于北美消防體系,而GA 494標準并不適合于國內消防實際,自該標準頒布實施以來根據該標準從未配置過也不可能配置出一套合格的個人墜落防護裝備,裝備標準GA 494和裝備配備標準GA 621已不能適應繩索救援技術與裝備的發展需要,尤其不能滿足于高空救援實戰需要,多年來造成了國內消防高空作業與救援存在極大的安全隱患,造成了巨大財力、物力的浪費。消防部隊對于GA 494標準的問題并不知情,只是按照標準進行裝備采購,基層消防部隊配備的這類裝備除了墜落防護性能方面的問題之外,還混有大量假冒偽劣和低端裝備,將來必須對這些裝備進行嚴格的、專業的審查淘汰或悉數淘汰,現在的裝備采購就相當于直接的浪費,現行GA 494標準沿用一天,就可能會造成一次幾十萬元甚至幾百萬元的浪費,這就是標準之災。戰訓體系一直滿足于日系螺旋繩技術而導致國內消防繩索救援技術長期落后,與美系偽個人墜落防護裝備標準、配備標準一起共同延誤和制約了國內消防繩索救援技術、裝備及其標準體系的發展。我們要想在這里領域有所突破和發展,必須進行徹底的歐系化繩索救援技術、裝備及其標準體系改革,技術與裝備的發展必須具有一致性、同步性和兼容性,如果直接只進行裝備標準改革而不進行技術改革,或者只進行技術改革而不進行裝備標準改革,都是不行的。自從2012年以來,國內消防部隊就開始了歐系繩索救援技術改革的探索,一些消防部隊進行了歐系高空救援技術,后因沒有配套的裝備而擱置,而一批批采購的裝備在庫房里大量堆積卻不能使用,這就是標準問題造成的尷尬局面。國內消防對于GA 494標準的問題,不應再容忍與忽視了,建議有關部門對本文觀點予以重視,對GA 494標準、GA 621標準和《城市消防站建設標準》當中關于消防員個人墜落防護裝備配備要求進行全面審查評估,視情暫停執行以上標準或配備標準的相關要求,對以上標準盡快修訂完善,并出臺臨時性消防員個人墜落防護裝備配備方案和采購標準,為當前國內消防繩索救援技術改革和高空救援訓練與實戰提供安全保障,改善國內消防高空救援技術與裝備的發展受標準制約的局面。

注釋:

①NFPA:即美國消防協會(National Fire Protection Association),又稱國家防火委員會,成立于1896年,旨在促進防火科學的發展,改進消防技術,組織情報交流,健全防護裝備,減少由于火災造成的生命、財產損失。該協會是一個國際性的技術與教育組織,擁有150個學會、協會等組織的集體會員眾多個人會員,負責制訂防火規范、標準、推薦操作規程、手冊、指南及標準法規等。N F P A這里指“美國消防規范”,它包括建筑防火設計規范、滅火救援訓練、器材相關規范(如1006、1670、1983)等,屬于美國的消防行業標準,即全國防火規范體系(National Fire Code:NFC),現已得到廣泛承認,并有許多標準被納入美國國家標準(ANSI)。

②IRATA:國際繩索技術行業協會(Industrial Rope Access Trade Association International),又稱IRATA國際,成立于 1987年,總部設于英國,是一個著名的全球性工業繩索作業技術組織。當前共有會員公司將近300個,各級別技術員超過6.5萬人,技術級別分為一、二、三級,每個級別累計至少工作1千小時,并至少1年時間才具有升級資格。

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作者簡介:楊汝彬(1976—),男,山東巨野人,大專,畢業于廊坊武警學院,現為黑龍江消防總隊大慶支隊特勤大隊工程師,技術九級,研究方向:繩索救援技術、裝備及相關標準體系研究。

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