麻庭光
今年,北京市公安消防總隊對一種新型消防防護服進行了實戰(zhàn)測試。這種消防防護服利用了飛天艙外航天服部分技術(shù),集防火、防毒、防化功能于一身,同時集成了自動降溫系統(tǒng)、通訊定位系統(tǒng)等功能,可以為消防員提供更好的保護?;饒龇雷o對消防員的生命安全極為重要,在古代人們也非常重視火場防護,而且隨著時代的變遷防護措施也發(fā)生了一系列的變化。
最早期的消防工作基本是一種體力活,把笨重的防火材料搬運到火場、用水桶把儲水箱裝滿、用水槍射水、用水泵泵水射水,都離不開消防隊員的體力;所以,古代社會征召消防隊員的唯一標(biāo)準(zhǔn)是體力,因此水夫和水手是消防隊員的首選。但是,后來的發(fā)展趨勢是火場開始講究戰(zhàn)術(shù),講究入室滅火,因此有了火場防護的必要性。
境界一:保護身體
說起火場防護,要從春秋時期的做法說起。公元前482年勾踐伐吳之前,越王問于大夫種曰:“吾欲伐吳,可乎?”對曰:“可矣。吾賞厚而信,罰嚴(yán)而必。君欲知之,何不試焚宮室?”于是遂焚宮室,人莫救之。乃下令曰:“人之救火者死,比死敵之賞;救火而不死者,比勝敵之賞;不救火者,比降北之罪?!蓖瑫r,“人涂其體、被濡衣而赴火者,左三千人,右三千人。此知必勝之勢也”??梢姡呵飼r期已開始利用濡衣(用水浸濕的衣服)進行火場防護。
無獨有偶,北宋靖康年間,也曾用過類似的防護措施。李政,為云騎第六指揮,在京東立戰(zhàn)功,補官授河北將官,冀州駐扎。靖康二年(1127),金兵攻打李政的守城,久攻不下?!岸砉コ巧跫?,有登城者,火其門樓,與官兵相隔,政呼曰:‘事急矣。有能躍火而過者,有重賞。于是有十?dāng)?shù)人皆以濕氈裹身,持仗躍火而過,大呼力戰(zhàn),金人驚駭,有失仗者,遂敗走。政大喜,皆厚賞之?!蔽覈糯猿S缅σ禄驖駳肿鳛橹饕饒龇雷o,與當(dāng)時的建筑方式有關(guān)。中國古代幾乎清一色是木頭建筑,木頭靠榫頭連接起來,容易散架,所以有防護燃燒木塊在空中亂飛的必要性。
英國著名的消防隊長愛·梅西·蕭和他鐘愛的華麗頭盔
歐洲建筑缺乏木頭,主要以磚瓦為主,在1691年,有人提出把石棉纖維加工成不燃床氈,用于保護消防隊員進入火場。1828年,意大利佛羅倫薩的阿爾迪尼教授設(shè)計了石棉消防服和放在眼睛前面的絲網(wǎng)面罩。作為一個附加的火場保護裝置,消防隊員常使用雙層絲網(wǎng)屏蔽危險的火星。
無論是用濕氈還是石棉消防服,都是為了避免火場對身體的傷害,這是火場防護的基本要求。
境界二:保護頭部
很快,隨著消防水帶技術(shù)的普及,入室滅火成為消防員的基本功。入室進行滅火操作,必須避免重物的打擊,所以早期的消防頭盔是銅盔,主要功能是防止重物、硬物砸傷頭部。
1930年前后天津的火場典型頭盔,仍然類似于法國頭盔
1800年,德國柏林的消防隊員配戴的銅盔頂上是尖形的錐體,可以將掉在上面的物體分撥到旁邊,因此有減輕沖擊傷害的作用。50年后,法國巴黎消防隊員頭盔的頂上出現(xiàn)了一個凸出的彎條型空室,對上面掉下來的物體能起減壓卸力作用。后來,這種頭盔里面配備了用皮套做的襯體,對落下的重物起緩沖作用。目前,這一減緩沖擊的原則,仍然廣泛使用在各種建筑工地常用的安全頭盔上。
后來,德國柏林消防隊用不燃織物給頭盔加了一件后沿軟體,阻擋上面掉下來的燃燒物,不讓其掉進消防隊員的脖子里。這種有后沿的頭盔被日本消防隊廣為采用,因此也影響了我國的消防頭盔的設(shè)計。我國使用的消防頭盔是不封閉的,軟邊可以抵擋帶火灰燼的干擾。
隨著消防實踐的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,消防頭盔越來越現(xiàn)代化,具有多種功能,不但要保護頭頂和頭側(cè),強度要高、抗沖擊性能要好,還要輕巧透氣。用材多以玻璃鋼為主,比較注重色澤的鮮艷。有的還附加裝飾品,如隊徽、隊員號碼等,甚至加設(shè)發(fā)光元件。有的還在耳朵位置上加設(shè)傳聲元件或透氣裝置等,避免全套防護裝置帶來的火場溝通不良。
境界三:保護口鼻
其實造成火場傷害的最主要因素是有毒煙氣,因此最重要的防護是對口鼻的防護。早在1772年,就有人設(shè)計了一種防煙面罩,在口鼻前部,使用皮革軟管連接,出口吊到地面附近。由于煙氣的浮力特征,理論上地面附近的空氣會缺乏煙氣,因此是比較安全的,但這不是絕對安全的設(shè)計,所以后世沒有流行。誰愿意吊著“大象的長鼻子”在火場行動呢?
1795年,德國科學(xué)家亞歷山大·馮·洪堡提出利用樹脂制成一種容器式呼吸器,由一個半面罩和塔夫綢制成的密封氣管組成。后來,他甚至為該面具設(shè)計了一種便攜式氣罐和較大的移動式儲氣罐。在壓縮空氣被利用之前,氣罐因為體積限制而無法保證呼吸器攜帶者在火場中堅持太久。但是,使用壓縮空氣,則氣罐的重量又難以忍受,消耗消防隊員寶貴的體力。法國人羅齊耶爾在1785年發(fā)明了一種吸入軟管呼吸器,稱作“呼吸時間延長裝置”,由一個鼻罩與一個15米長的油漆過的塔夫綢管道組成,并用螺旋鋼絲纏繞固定。呼氣通過口進行,直接排放,不予回收。這是所有呼吸系統(tǒng)的慣例,原因是回收循環(huán)的成本太高。1823年11月20日,在英國的德特福德,船廠雜工查爾斯·迪恩向?qū)@诌f交了一個關(guān)于銅制防煙頭盔的專利申請。這個頭盔通過一根細(xì)皮革管向頭盔供氣,但是這種皮管的源頭需要安置在室外,因此有意外被切斷的可能,這種皮管和消防水帶一樣,靈活性很差。
1833年,維也納消防局首次使用壓縮空氣儲罐設(shè)備做呼吸裝置。該裝置包括玻璃材質(zhì)的皮革面罩和容量為5升的鐵皮容器。這個容器通過其內(nèi)部的壓力降低來報警,由于當(dāng)時的壓力容器能力不足,攜帶的氣壓有限,所以火場行動受到供氣的制約。1844年,德國柏林的希爾默對呼吸空氣容器進行了改善。他做了一個煙氣裝置與護眼玻璃面罩,并用一個手提箱形的紙板箱作為空氣罐(氣源),顯然這種不承受壓力的氣源體積大,笨重不便。1860年,德國的礦山救護獲得了第一套安裝壓力調(diào)節(jié)裝置的高壓氣體呼吸器。
(左圖)德國礦業(yè)部門采用的第一套安裝壓力調(diào)節(jié)裝置的高壓氣體呼吸器(右圖)歐洲火場出現(xiàn)的第一種煙氣過濾呼吸器
在1881年前后,第一種煙霧過濾裝置出現(xiàn),過濾器位于罐子里。煙氣當(dāng)中的煙黑粒子,僅僅代表煙氣當(dāng)中的一種危害,更危險的是一氧化碳和氰化氫,對此,當(dāng)時沒有很好的過濾辦法。所以,空氣過濾這一條路,最終沒有人走下來。
呼吸裝備最大的技術(shù)革命來源于1960年代美國國家航空航天局的宇航研究,他們有機會研制出輕便的碳素鋼,可以降低單位氣體的重量,減少消防隊員的體力損耗,這一點被認(rèn)為是20世紀(jì)滅火技術(shù)的最大革命。通常人們攜帶30分鐘的呼吸量,太少了不值得配戴,太多了讓人在火場中耗時太多,也容易發(fā)生危險。畢竟滅火是一項強體力活,30分鐘的高強度活動是一般人體力的極限,所以需要避免發(fā)生在火場超時工作的情況,最簡單的做法就是把空氣供給量設(shè)定為30分鐘。
境界四:保護全身
其實,阻燃對于消防員的防護來說,僅僅是很小的一部分內(nèi)容。作為當(dāng)代具有先進消防技術(shù)的國家,美國消防員的防護裝備十分具有代表性。消防員的裝備頗為復(fù)雜,主要分為防撞擊(頭盔),防過熱(消防服),防摔倒(消防靴),防中毒(SCBA,自主呼吸裝置),防受傷(手套),防失聯(lián)(步話機),防失陷(PPE)等,如右圖所示。
關(guān)于基本裝備,中美差不多,美國強調(diào)一套復(fù)合裝備用于不同的場合,強調(diào)一個人擔(dān)當(dāng)不同的角色并完成不同的任務(wù),不需要經(jīng)常換人。中國則開發(fā)多套防護裝備用于不同的場合,說明國人體力有限,需要經(jīng)常換人。
防火服的最大特色,除了類似于石棉的阻燃特性之外,關(guān)鍵是舒適性。因為人體在火場從事高強度體力活,出汗量很大,所以服裝的透氣性非常重要?,F(xiàn)代的消防服都是由復(fù)合材料制作,外層強調(diào)阻燃,內(nèi)層強調(diào)舒適。如果研制出來的消防服人們不愿意穿,那肯定是失敗的設(shè)計。
火場行動的關(guān)鍵,是要符合領(lǐng)會指揮者的戰(zhàn)略意圖,所以步話機很重要。不過,步話機只有通話功能,而缺乏定位功能,所以現(xiàn)在有一項正在開展的工作是在火場建立通信基站,通過多個基站的定位功能,把消防隊員在高層建筑等復(fù)雜火場中的位置顯示出來,進而可以降低消防隊員的火場損失。畢竟,損失一條人命,是非常嚴(yán)重的損失。
最后值得一提的是PPE,就是步話機上方,左肩膀部位設(shè)置的小裝置。該裝置相當(dāng)于動態(tài)監(jiān)測儀,如果消防隊員在火場30秒鐘不動,就會發(fā)出尖銳的報警聲,提醒同伴(消防隊員總是兩兩相伴行動)或者緊急救助后補隊員來幫助。所以,消防隊員必須不斷地行動,才能避免報警,否則消防隊員需要騰出一只手去重設(shè)PPE,非常麻煩。其實,所有的防護設(shè)備都有不便之處,可是大家的共同目標(biāo)就是減少火場傷亡,和傷亡相比,有什么麻煩是不能克服的呢?
火場防護技術(shù)經(jīng)歷了從“濕氈裹身”到頭盔防護,到呼吸防護,到全身防護的發(fā)展過程,現(xiàn)在可以做到從頭到腳的保護,但是仍然不能避免火場的傷亡。關(guān)鍵的一條是,要認(rèn)清火場的發(fā)展規(guī)律,在火場達到“不可生存”之前,逃離火場。可謂“英雄誠可敬,生命價更高,火場保生存,有膽亦有識”。
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