消防救援人員個(gè)人滅火防護(hù)裝備的工效學(xué)探討

摘要：個(gè)人滅火防護(hù)裝備是消防救援人員在進(jìn)行火災(zāi)撲救過程中佩戴和使用的防護(hù)裝備，是保護(hù)消防救援人員的安全和健康的最后一道防線，是能否順利完成滅火救援任務(wù)的必備條件，由于在火場上貼身穿著，與消防救援人員“形影不離”，也被稱為消防救援人員的“第二生命”。本文以工效學(xué)為理論依據(jù)，闡述個(gè)人滅火防護(hù)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，并探討優(yōu)化方向，旨在促進(jìn)個(gè)人滅火防護(hù)裝備的改進(jìn)升級(jí)，保障消防救援人員的職業(yè)安全，以供參考。

關(guān)鍵詞：消防救援；滅火防護(hù)；職業(yè)安全

DOI：10.12433/zgkjtz.20232253

2018年3月，全國消防部隊(duì)經(jīng)整建制改革轉(zhuǎn)隸應(yīng)急管理部。同年11月9日，習(xí)近平總書記親自為國家綜合性消防救援隊(duì)伍授旗并致訓(xùn)詞，標(biāo)志著新的消防救援隊(duì)伍正式成立。2023年1月，由應(yīng)急管理部消防救援局和森林消防局整合而成的國家消防救援局正式掛牌成立，意味著國家綜合性消防救援隊(duì)伍正朝著職業(yè)化、正規(guī)化、專業(yè)化方向不斷前進(jìn)。但也應(yīng)清楚看到，從以前到現(xiàn)在乃至未來，不管消防救援人員的身份如何改變，不管消防救援隊(duì)伍的職能如何拓展，滅火救援始終是消防救援隊(duì)伍的主責(zé)主業(yè)，消防救援人員始終要沖在滅火救援前線，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而個(gè)人滅火防護(hù)裝備是消防救援人員在滅火救援時(shí)的個(gè)人基本防護(hù)裝備，裝備的性能與消防救援人員的職業(yè)安全與滅火救援作業(yè)效率密切相關(guān)，探討消防救援人員個(gè)人滅火防護(hù)裝備的工效性并提出優(yōu)化辦法是非常有必要的。

一、個(gè)人滅火防護(hù)裝備與工效學(xué)

常用的消防救援人員個(gè)人滅火防護(hù)裝備配備，包括消防頭盔、滅火防護(hù)（阻燃）頭套、滅火防護(hù)服、滅火防護(hù)靴、消防手套、消防安全腰帶、正壓式空氣呼吸器等，主要作用是保護(hù)消防救援人員的安全，防止火災(zāi)、煙霧、有毒、高溫等因素傷害消防救援人員。目前，國家已針對(duì)此類產(chǎn)品制定并實(shí)施各類標(biāo)準(zhǔn)。由國家標(biāo)準(zhǔn)把牢個(gè)人滅火防護(hù)裝備的安全性能大關(guān)，滅火防護(hù)裝備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用均需以此為準(zhǔn)則。

裝備工效學(xué)以“人—裝備—環(huán)境”的有機(jī)整體為研究對(duì)象，從符合人體各種要求的角度出發(fā)，對(duì)裝備設(shè)計(jì)提出要求，使設(shè)計(jì)盡可能地滿足人體的活動(dòng)需求，并達(dá)到最佳的舒適狀態(tài)。在個(gè)人滅火防護(hù)裝備工效學(xué)方面，個(gè)人滅火防護(hù)裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮消防救援人員在滅火救援過程中的工作負(fù)荷和工作環(huán)境。例如，個(gè)人滅火防護(hù)裝備的重量、舒適度、透氣性、防水性等因素都會(huì)影響消防救援人員的工作效率和舒適度。此外，個(gè)人滅火防護(hù)裝備的材料和結(jié)構(gòu)也應(yīng)考慮防護(hù)性能和耐用性。例如，滅火防火服應(yīng)采用防火、防熱、防輻射等材料，具有良好的透氣性和防水性，免受火災(zāi)、煙霧、高溫等因素的傷害。同時(shí)，裝備的結(jié)構(gòu)應(yīng)合理，方便穿戴和操作，具有足夠的耐用性， 確保能夠長期使用。

總之，個(gè)人滅火防護(hù)裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地減輕負(fù)擔(dān)，提高工作效率和舒適度。個(gè)人滅火防護(hù)裝備設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)“以人為本，系統(tǒng)防護(hù)”的理念，將消防救援人員的生命安全與主觀感受作為裝備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)。

二、個(gè)人滅火防護(hù)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）滅火防護(hù)服

滅火防護(hù)服與人體的接觸最大，是確保消防救援人員生命安全的最后一道防線。滅火防護(hù)服的防護(hù)性是由多種因素決定的，例如，纖維種類、織物類型、服裝的設(shè)計(jì)和特性等。這些因素都影響著滅火防護(hù)服的熱防護(hù)性能，但織物的防滲透性也會(huì)隨之增強(qiáng)，消防救援人員身體產(chǎn)生的代謝熱和汗水蒸氣，從防護(hù)服內(nèi)部向周圍外界環(huán)境的傳遞被破壞，很容易出現(xiàn)熱應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致滅火防護(hù)服的生理舒適度下降。從整體來看，滅火防護(hù)服為兼顧服裝的透氣與舒適性多采用多層面料的設(shè)計(jì)理念，大體分為外層阻燃層、防水透濕層、隔熱層和舒適層，為了確保較好的透氣性，滅火防護(hù)服比一般服裝的尺寸更大，可以為肢體活動(dòng)留有余量，但會(huì)造成服裝不適體。從結(jié)構(gòu)來看，為滿足較大的手臂活動(dòng)量，應(yīng)關(guān)注袖部設(shè)計(jì)，減少生理負(fù)荷。從細(xì)節(jié)來看，滅火防護(hù)服采用雙層袖口設(shè)計(jì)，保證了袖口和人體關(guān)節(jié)的貼合，防止熱量和火星進(jìn)入服裝內(nèi)部；立領(lǐng)、袖口、褲腳都加入了魔術(shù)貼，可根據(jù)個(gè)人需求調(diào)節(jié)大小；肘部、膝部做面料作加厚防磨損處理，防止作業(yè)過程中出現(xiàn)服裝破損而傷害消防救援人員身體的情況。滅火防護(hù)服下裝的背帶根據(jù)消防救援人員的現(xiàn)實(shí)需求做出工效性改進(jìn)，由簡單的兩條細(xì)帶到交叉款式，再到“工”字款式。

（二）消防手套

滅火防護(hù)手套按照本體材料的不同，主要分為皮質(zhì)消防滅火防護(hù)手套和芳綸布消防滅火防護(hù)手套。目前，現(xiàn)役手套大多為芳綸布消防滅火防護(hù)手套，消防救援人員對(duì)現(xiàn)役消防手套的滿意度不高，問題主要集中在遇水后外層皮質(zhì)變硬、遇熱后手套材料明顯收縮、內(nèi)外層通過簡單的工藝縫合導(dǎo)致穿脫時(shí)內(nèi)膽與外層分離、整體款式結(jié)構(gòu)笨重不便于操作設(shè)備等方面，國內(nèi)亟需開展兼具防護(hù)性能優(yōu)良、穿戴舒適的消防滅火防護(hù)手套研制。沈德垚根據(jù)手部磨損情況和袖口處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，優(yōu)化了手背指關(guān)節(jié)處、手面前兩節(jié)及部分指尖處、掌心處及手腕處五個(gè)細(xì)部，同時(shí)對(duì)消防手套與戰(zhàn)斗服袖口結(jié)合部位進(jìn)行密閉性優(yōu)化。新型的消防手套在工效性上做出創(chuàng)新設(shè)計(jì)，確定了手套、手心、手背不同的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為手指預(yù)設(shè)弧度，使四指向掌心方向彎曲，更加符合自然的手型規(guī)律，貼合消防服火場作業(yè)時(shí)手指的活動(dòng)。

（三）消防腰帶

消防安全腰帶適用于消防救援人員緊急情況下逃生自救，必要時(shí)還要懸掛繩包、腰斧等器材。消防腰帶D型環(huán)位置固定于腰部左右且不可調(diào)節(jié)，有需要時(shí)，要臨時(shí)調(diào)節(jié)腰帶位置，會(huì)造成一定操作不便。同時(shí)，腰帶的金屬部件重量較重，會(huì)增加消防救援人員體力消耗，需要改善織帶的手感和強(qiáng)度。將腰帶卡扣改為無級(jí)調(diào)節(jié)，更方便消防救援人員根據(jù)個(gè)人體型調(diào)整腰帶尺寸，能有效保障消防救援人員的舒適性和安全性。例如，美國CMC登梯安全腰帶，在腰后加入舒適層，能在下墜時(shí)有效分散受力，確保消防救援人員的腰部舒適性。

（四）滅火防護(hù)靴

人體負(fù)重作業(yè)致使出汗量加大，消防靴較差的透氣性導(dǎo)致大量汗液積聚于靴內(nèi)，較硬的材質(zhì)會(huì)限制消防救援人員的腳部活動(dòng)，影響作業(yè)效率。湯須眉的研究表明，消防靴和裝備負(fù)重都會(huì)影響足部壓力和熱濕舒適性，足部整體舒適性主觀評(píng)價(jià)與足部壓力、主觀熱濕舒適性以及靴內(nèi)微環(huán)境溫度有關(guān)。因此，研發(fā)具有較高穿著舒適性的消防靴能減少消防救援人員的體力消耗，保證作業(yè)效率。

（五）滅火防護(hù)頭盔

滅火防護(hù)頭盔是用于保護(hù)消防救援人員頭部、 頸部以及面部的防護(hù)裝具。目前，使用的滅火防護(hù)頭盔主流為無帽檐式頭盔和有帽檐式頭盔兩類款式，無帽檐式頭盔將整個(gè)頭部全部包裹在頭盔內(nèi)部，具有利于頭部重心穩(wěn)定、頭盔與頭部結(jié)合緊密的特點(diǎn)，但將頭部全部包裹在頭盔中，增加了頭盔的重量，不利于頭部散熱及排汗，后頸部的防護(hù)范圍縮小，如果不佩戴內(nèi)部通信裝置等附件，造成聲音分貝阻隔，不利于擴(kuò)音，會(huì)給消防救援人員的通信造成困難。有帽檐式頭盔覆蓋人體頭部耳朵以上的部位，具有緩沖空間大、重量輕、透氣性好的特點(diǎn)。

（六）滅火防護(hù)頭套

滅火防護(hù)頭套是消防救援人員在滅火救援現(xiàn)場套在頭部，與消防頭盔和消防救援人員呼吸防護(hù)裝具配合使用，用于保護(hù)整個(gè)頭部、面部以及頸部免受火焰灼傷及高溫燙傷的防護(hù)裝具。目前，消防救援人員對(duì)現(xiàn)役滅火防護(hù)頭套的滿意度不高，主要體現(xiàn)在頭套伸展性不夠、使用時(shí)視窗小、容易遮住視野、佩戴不便等方面，因此，亟需重新設(shè)計(jì)頭套尺寸和改進(jìn)材質(zhì)，同時(shí)整合阻燃頭套與滅火防護(hù)服，通過衣領(lǐng)式設(shè)計(jì)將阻燃頭套藏在其中，用時(shí)取出，不用時(shí)裝入衣領(lǐng)。

（七）正壓式空氣呼吸器

消防正壓式空氣呼吸器是一種適用于消防等救援人員的呼吸器，在進(jìn)行滅火救援時(shí)，可以有效防止吸入對(duì)人體有害的毒氣、煙霧、懸浮于空氣中的有害污染物，也可以在缺氧環(huán)境下使用，是消防救援人員進(jìn)入火場內(nèi)攻時(shí)必不可少的個(gè)人防護(hù)裝備配備。但當(dāng)前選配語音通信組件帶有語音通信功能的空氣呼吸器還不是很普及，現(xiàn)場的消防救援人員與外界的語音通信不暢，為了通信，揭開面罩講話會(huì)造成呼氣保護(hù)不到位，緊急情況下甚至?xí)绊懍F(xiàn)場救援人員生命安全。

（八）消防呼救器

消防呼救器是消防救援人員在滅火救援戰(zhàn)斗中經(jīng)常佩戴使用的一種主動(dòng)生命防護(hù)裝置，是用于監(jiān)測消防救援人員在戰(zhàn)斗中的行動(dòng)狀態(tài)與生命安危的必配個(gè)人防護(hù)裝備，也是消防救援人員的生命保護(hù)神。但目前該裝備在日常使用中還存在以下問題：第一，易發(fā)誤報(bào)，在使用過程中容易產(chǎn)生誤報(bào)，影響佩戴體驗(yàn)，降低對(duì)該裝備的信賴度，導(dǎo)致消防救援人員不愛佩戴，使得該裝備的主動(dòng)防護(hù)功能受到影響。第二，信息量少，功能簡單。運(yùn)動(dòng)型探測器僅能單純識(shí)別“運(yùn)動(dòng)—停止”狀態(tài)，應(yīng)進(jìn)一步增加信息量，例如，靜止前所處狀態(tài)、姿態(tài)，并在提升智能呼救功能的同時(shí)，增加“緊急呼叫”等功能，增加裝備本身能提供的信息量。第三，搜尋定位功能差。僅能通過發(fā)出聲光信號(hào)通報(bào)自己的位置，在復(fù)雜的建筑環(huán)境中，會(huì)影響消防救援人員快速搜救。

三、個(gè)人滅火防護(hù)裝備工效學(xué)優(yōu)化方向

（一）材料革新

個(gè)人滅火防護(hù)裝備為滿足安全性與其他功能性，在材料上有較高的需求與限制，通常這些材料的透氣性、柔軟性、貼體性都較差；制約了工效性。為尋求突破，一方面，依賴新材料的開發(fā)和應(yīng)用，例如，相變材料、形狀記憶材料、氣凝膠材料等；另一方面，也可以從多層織物的配伍上尋求出路。滅火防護(hù)服的面料從單層織物到多層織物，同時(shí)發(fā)揮新材料的特性，以達(dá)到安全性與工效性的平衡。

（二）負(fù)重整合

在全套裝備下，消防救援人員整體負(fù)重可達(dá)30 kg，再加上高溫環(huán)境與心理壓力，這些都會(huì)對(duì)消防救援人員身心素質(zhì)構(gòu)成巨大的考驗(yàn)。長時(shí)間的負(fù)重易傷害消防救援人員的關(guān)節(jié)、肌肉，因此，在裝備負(fù)重上，要重點(diǎn)考慮實(shí)際作業(yè)中的工效學(xué)問題。一方面，從裝備重力分布和消防救援人員操作便捷的角度出發(fā)，系統(tǒng)優(yōu)化裝備布局及攜帶方式，例如，整合消防腰帶、消防腰斧、個(gè)人安全繩、消防防墜落輔助部件，通過折疊腰斧、隱藏安全繩、腰帶與正壓式空氣呼吸器背帶合理結(jié)合等方式及集以上功能于一體，研制新型消防專用腰帶；整合消防呼救器、方位燈、增加有毒氣體檢測儀功能，研制多功能報(bào)警器，使其具有方位指示、靜止呼救報(bào)警和有毒、危險(xiǎn)氣體濃度檢測報(bào)警等功能，同時(shí)通過無線通訊傳送方式將報(bào)警信息傳送至緊急救助小組；研制防爆及電子數(shù)據(jù)可視化處理正壓式空氣呼吸器報(bào)警器，將正壓式空氣呼吸器報(bào)警信息（包括余氣壓力、剩余使用時(shí)間、面罩氣密性和設(shè)備自檢等）、佩戴消防救援人員緊急報(bào)警信息（包括佩戴者血壓、心跳、脈搏等傳送到面罩中的顯示器上。另一方面，個(gè)人滅火防護(hù)裝備的負(fù)重?cái)y帶應(yīng)遵循數(shù)量控制、功能整合的原則，在現(xiàn)有的裝備基礎(chǔ)上發(fā)展新功能，例如，把紅外熱成像儀加入到頭盔設(shè)計(jì)中。

（三）智能監(jiān)測

裝備智能化是發(fā)展的一大趨勢。從工效學(xué)的角度出發(fā)，通過智能監(jiān)控的手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測消防救援人員的生理參數(shù)，例如，血壓、脈搏、心率、體溫、血氧飽和度等，同時(shí)檢測環(huán)境參數(shù)，例如，溫度、煙霧濃度等，能及時(shí)獲知消防救援人員的健康狀態(tài)，并做出預(yù)警，為掌握現(xiàn)場消防救援熱源的安全狀況提供準(zhǔn)確信息，便于實(shí)時(shí)掌握作業(yè)環(huán)境及個(gè)人安全狀況。

四、結(jié)語

在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)在，以人為本的發(fā)展觀念獲得了高度認(rèn)可。在個(gè)人滅火防護(hù)裝備的設(shè)計(jì)中，只有將“人—裝備—環(huán)境”作為整體對(duì)待，才能發(fā)揮裝備的效能，保護(hù)消防救援人員的安全。從消防管理的角度看，必須對(duì)消防救援人員的生命安全負(fù)責(zé)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和反饋裝備在實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中存在的問題，不斷促進(jìn)裝備優(yōu)化升級(jí)，以更堅(jiān)固的防護(hù)堡壘應(yīng)對(duì)滅火救援任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡順強(qiáng).消防員個(gè)人防護(hù)裝備優(yōu)化減負(fù)設(shè)計(jì)[J].中國科技信息，2022（08）：129-130.

[2]沈德垚.滅火戰(zhàn)斗服的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].石家莊：河北科技大學(xué)，2019.

[3]林永佳，周凱.新型消防救援人員滅火防護(hù)手套的研制[A].2021中國消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集.2021.

[4]殷海波，林建波.我國消防安全腰帶發(fā)展趨勢研究[J].中國個(gè)體防護(hù)裝備，2019（02）：12-16.

[5]湯須眉.消防靴及裝備負(fù)重對(duì)人體足部舒適性的影響研究[D].上海：東華大學(xué)，2020.

[6]謝春龍，陳光輝.對(duì)消防救援人員裝備攜帶問題的思考[A].2015中國消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集.2015.

作者簡介：金劍，浙江省嵊州市人，紹興市消防救援支隊(duì)嵊州大隊(duì)鹿山站站長。