第一節(jié) 熱防護(hù)服分類概述

在熱防護(hù)服的實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)不同的使用目的和使用環(huán)境，對(duì)熱防護(hù)性能和其他性能的要求也不同。在熱防護(hù)服的性能研究中，既要注重?zé)岱雷o(hù)服性能要求的全面性，即熱防護(hù)服同時(shí)具備良好的熱防護(hù)性能、服用性能和穿著舒適性能，又要根據(jù)各類熱防護(hù)服的不同用途，在其性能要求上有所側(cè)重，結(jié)合不同的使用環(huán)境增加或增強(qiáng)熱防護(hù)服在某些性能方面的要求，使熱防護(hù)服的性能要求進(jìn)一步趨向全面、合理。本節(jié)主要圍繞熱防護(hù)服的常見(jiàn)品種進(jìn)行敘述和展開(kāi)。

一、消防服

消防服作為消防隊(duì)員的重要防護(hù)裝備，其作用是保護(hù)消防隊(duì)員在滅火搶險(xiǎn)作業(yè)時(shí)免受火焰、熾熱物體、熱蒸汽對(duì)流、輻射和熱傳導(dǎo)對(duì)人體造成的傷害，從而保護(hù)消防隊(duì)員的人身安全。

（一）消防服的研究進(jìn)展

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始對(duì)防護(hù)服裝的性能進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，消防服的性能有了很大的改善和提高。克拉斯尼（Krasny）分析研究了消防服用織物應(yīng)該具備的性能和需滿足的要求，維迪（Veghte）討論了消防服設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意的一些問(wèn)題，譬如火災(zāi)環(huán)境的復(fù)雜多樣性，皮膚的燒傷，消防員作業(yè)中的熱應(yīng)激等。福奈爾（Fornell）討論了消防服在使用方面的一些重要問(wèn)題，如消防服的合體性、初步探討了消防服上衣和褲子連體設(shè)計(jì)的防護(hù)性能和服用性能。羅特曼（Rotmann）總結(jié)了消防服的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了消防服需要改進(jìn)的地方。在這些學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究院建筑與火災(zāi)研究實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)消防協(xié)會(huì)都分別制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)熱防護(hù)服面料的性能、防護(hù)服層數(shù)、尺寸號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)、款式設(shè)計(jì)要求、防護(hù)性能要求、標(biāo)志要求及各性能的測(cè)試做了詳盡的規(guī)定。

消防服通常分為三層構(gòu)造，由外及內(nèi)分別是阻燃層、汽障層和隔熱層。圖1-1是典型消防類熱防護(hù)服多層結(jié)構(gòu)示意圖。需要指出的是，蒸汽阻擋層能使消防隊(duì)員不受蒸汽或有毒化學(xué)物的傷害，但它卻阻擋了人體汗液的蒸發(fā)并使熱債上升，這可能使消防隊(duì)員健康和安全受到威脅。因此，美國(guó)消防服中常用蒸汽阻擋層，而在一些歐洲國(guó)家卻被摒棄不用。

圖1-1 消防戰(zhàn)斗服裝典型三層結(jié)構(gòu)示意圖

與國(guó)外相比，我國(guó)消防服的研究起步較晚，在其開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和性能測(cè)試評(píng)價(jià)等方面尚未形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和方法。我國(guó)消防服的發(fā)展主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：1985年之前的純棉帆布制服；1985年后替代的85型阻燃棉防護(hù)服，其結(jié)構(gòu)分兩層，外層為黃綠色阻燃棉織物，內(nèi)層采用純棉綢，并經(jīng)阻燃、防水、拒水處理，其透氣性能良好，但不耐洗滌，強(qiáng)力較低；94型消防戰(zhàn)斗服在85型基礎(chǔ)上增加了綴釘反光標(biāo)志帶，其款式、結(jié)構(gòu)、顏色與85型相同；97型消防戰(zhàn)斗服在94型的基礎(chǔ)上，參照國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用四層構(gòu)造，由外及內(nèi)構(gòu)成分別是：外層、防水透汽層、隔熱層和舒適層。外層采用具有較高阻燃性的本質(zhì)型阻燃纖維（如Nomex^?IIIA、芳綸、PBI、Kevlar、芳砜綸等），耐高溫且防穿刺；防水透汽層多采用微孔膜織物，如美國(guó)Gore公司的聚四氟乙烯薄膜，阻擋外界高溫液滴侵入，同時(shí)排出人體汗氣，以防消防員出現(xiàn)中暑、熱應(yīng)激等影響作業(yè)效率的情況發(fā)生，保障消防作業(yè)人員的人身安全不受威脅；隔熱層主要采用針刺無(wú)紡方法加工的阻燃黏膠、碳纖維氈或其他本質(zhì)型阻燃?xì)植牧希皇孢m層多為阻燃棉布或汗布。

值得一提的是，公安部上海消防研究所承擔(dān)的公安部技術(shù)研究項(xiàng)目《新一代輕質(zhì)高效消防員滅火防護(hù)服研制》取得了消防服新的研究成果。該項(xiàng)目針對(duì)如何保證消防員防護(hù)服重量輕、吸水少，提高穿著散熱性和舒適性問(wèn)題，將不同層次的材料（如防水透汽層和隔熱層）復(fù)合在一起形成單層材料層，降低重量和吸水效果，進(jìn)一步研制出具有三層結(jié)構(gòu)的新一代消防滅火防護(hù)服。

消防服款式結(jié)構(gòu)方面則主要分為上下連體與上下分體兩種形式。分體結(jié)構(gòu)的消防服的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)方便，但是熱量容易通過(guò)開(kāi)縫進(jìn)入人體造成燒傷；連體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：封閉性較好，但易造成熱蓄積。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常見(jiàn)的消防服結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。

圖1-2 國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的消防服結(jié)構(gòu)

（二）消防服的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法

美國(guó)、歐洲等西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)消防服的研究和開(kāi)發(fā)較早，目前已制訂并實(shí)施了一系列先進(jìn)和完善的消防服產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法。現(xiàn)在，國(guó)際上采用的主要有ASTM（美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)）、NFPA（美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)）、EN（歐盟）所制訂的測(cè)試方法。如ASTM D4108-87服裝材料熱防護(hù)性能、TPP（Thermal Protective Performance）明火測(cè)試方法、ASTM F 1930-00 Thermo-man^?銅體火人測(cè)試方法、NFPA1971多層結(jié)構(gòu)消防服標(biāo)準(zhǔn)、NFPA1977野外森林滅火防護(hù)服或裝備的熱輻射防護(hù)性能、ISO 9151消防服阻燃及隔熱性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)等。我國(guó)現(xiàn)在采用的標(biāo)準(zhǔn)主要是公安部消防研究所頒布的GA10-2014消防員滅火用防護(hù)服，GA633-2006消防員搶險(xiǎn)救援防護(hù)服、GA634-2006消防員用隔熱防護(hù)服。在這些測(cè)試方法中，都比較詳細(xì)地規(guī)定了消防服的阻燃性能、隔熱性能、完整性和抗液體透過(guò)性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以比較全面地反應(yīng)和評(píng)價(jià)消防服的綜合熱防護(hù)性能。

（三）消防服熱防護(hù)性能的影響因素分析

針對(duì)消防員作戰(zhàn)環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，一些學(xué)者對(duì)可能會(huì)給消防服的性能造成影響的因素進(jìn)行了探討分析。戴（M.C.Day）等模擬了長(zhǎng)時(shí)間暴露在氙弧燈和熱箱下織物性能的變化，并和原織物進(jìn)行了比較分析，分析研究的結(jié)果顯示光和熱作用能夠降低織物的強(qiáng)度，但對(duì)織物的阻燃和熱防護(hù)性能的影響不明顯。布萊恩（Bryan）和漢普頓（Hampton）等研究了存在化學(xué)物質(zhì)的情況下織物強(qiáng)度的變化，發(fā)現(xiàn)某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)織物強(qiáng)度的影響是可測(cè)的，并且通過(guò)對(duì)熱量計(jì)的對(duì)比可以測(cè)定出織物在化學(xué)物質(zhì)中暴露的時(shí)間。消防員的熱應(yīng)激與防護(hù)服內(nèi)部水分的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，齊默利（Zimmerli）研究了在消防服內(nèi)的水分對(duì)消防服內(nèi)部熱量傳導(dǎo)過(guò)程的影響。另外一些學(xué)者則從生理角度測(cè)試對(duì)比了消防員穿和不穿防護(hù)服時(shí)做各種運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率和體溫。弗里姆（Frim）等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)消防員身著不同結(jié)構(gòu)和防水透汽層的消防服時(shí)，其生理耐熱參數(shù)有很大的差異。哈克（Huck）和麥卡洛（McCullough）將火人模型測(cè)試的數(shù)據(jù)與消防員的主觀感受結(jié)合起來(lái)評(píng)價(jià)防護(hù)服在實(shí)際使用中的效果。維迪（Veghte）測(cè)試了在實(shí)驗(yàn)室制造的各種極限條件下，身著防護(hù)服消防員的熱生理反應(yīng)。

一般來(lái)說(shuō)，在影響消防服的熱防護(hù)性能的各項(xiàng)因素中，服裝的厚度是決定其防護(hù)水平的重要因素，一般來(lái)說(shuō)，厚度越厚，其防護(hù)性能越好；然而，越厚重的服裝會(huì)阻礙人體汗汽的散發(fā)，會(huì)大大降低消防員的作業(yè)效率，可能會(huì)造成人體的熱中暑。另外，從某種程度來(lái)說(shuō)，服裝的整體厚度影響人體熱舒適性的程度要大大高于組成該服裝的纖維種類。

二、蒸汽熱防護(hù)服

蒸汽防護(hù)也是熱防護(hù)的一種，防護(hù)熱源是高溫?zé)嵴羝煌谇懊娴幕饒?chǎng)消防安全防護(hù)。高溫蒸汽環(huán)境中，熱量傳遞的主要方式是熱對(duì)流，當(dāng)蒸汽與防護(hù)材料未接觸時(shí)有熱輻射，接觸后則有熱傳導(dǎo)，因此，蒸汽防護(hù)是對(duì)對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射的綜合防護(hù)。蒸汽熱防護(hù)服裝是對(duì)高溫蒸汽環(huán)境下的從業(yè)人員進(jìn)行安全防護(hù)、避免其被高溫?zé)嵴羝麄Φ囊环N個(gè)體防護(hù)裝備。

（一）蒸汽防護(hù)服的性能要求

蒸汽防護(hù)服裝需具備防蒸汽透過(guò)性能、耐高溫性能和隔熱性能等。防蒸汽透過(guò)性能是指能夠防止熱蒸汽在自身壓力或外界壓力下穿透服裝的性能。蒸汽一旦透過(guò)服裝，將直接對(duì)人體造成傷害。耐高溫性能是指服裝在高溫?zé)嵴羝h(huán)境下，能夠保持織物原有的外觀形態(tài)，內(nèi)在質(zhì)量不降低，不會(huì)發(fā)生熔融、收縮和脆化斷裂等。隔熱性是指防護(hù)服必須具備較好的熱減緩和阻止熱量傳遞的性能。具有良好隔熱性的防護(hù)服能為穿著者在外界高溫蒸汽和人體之間提供一道保護(hù)屏障，使外界熱量難以通過(guò)服裝，從而為穿著者提供安全防護(hù)。

優(yōu)良的蒸汽防護(hù)服還須具備防斷裂、防撕破、耐磨等服用功能。在此基礎(chǔ)上，力求達(dá)到功能性和舒適性的綜合平衡。

（二）蒸汽防護(hù)服的研究現(xiàn)狀

國(guó)外為提高高溫蒸汽環(huán)境下工作人員的安全系數(shù)，很早就開(kāi)始進(jìn)行蒸汽防護(hù)服的研究。其中，美國(guó)、法國(guó)、日本在這方面的研究成果較為顯著。

1.美國(guó)杜邦（Dupont）蒸汽防護(hù)服裝

美國(guó)杜邦公司于1994年開(kāi)發(fā)了一種由Nomex織物、Sontara仿絲織物夾芯、Kevlar/Nomex混紡織物以及蒸汽阻擋膜等多層材料復(fù)合而成的民用蒸汽防護(hù)服裝。該套蒸汽防護(hù)服裝能全部遮蓋身體，頭巾、圍嘴很長(zhǎng)，能遮住胸部，有利于護(hù)頸；手套袖筒較長(zhǎng)，能覆蓋袖口，有利于護(hù)腕；另外，還安裝有旋風(fēng)冷卻系統(tǒng)，增加整套服裝的穿著舒適性。適用于發(fā)電廠蒸汽輪機(jī)工作人員、蒸汽管道檢修人員和儀表安裝人員使用。

2.美國(guó)海軍蒸汽防護(hù)服裝

美國(guó)海軍為潛艇裝備了全套蒸汽防護(hù)裝備，使工作人員能夠安全進(jìn)入充滿蒸汽的潛艇艙室實(shí)施緊急修理或人員救援。整套裝備由蒸汽防護(hù)服［圖1-3（a）］、隔熱頭套［圖1-3（b）］、蒸汽防護(hù)手套［圖1-3（c）］和蒸汽防護(hù)靴4部分組成。服裝內(nèi)必須配備連體消防服并佩戴自攜式呼吸器，以配合蒸汽防護(hù)服同時(shí)使用。

圖1-3 美國(guó)海軍蒸汽防護(hù)裝備

3.日本過(guò)熱蒸汽防護(hù)服

日本專利JP20079380于2007年1月18日公開(kāi)了一種過(guò)熱蒸汽防護(hù)面料和由該面料制成的過(guò)熱防護(hù)服。該套服裝能耐受180℃過(guò)熱蒸汽，防護(hù)時(shí)間可達(dá)10min以上。蒸汽防護(hù)復(fù)合面料由表面層、中間層和襯里層組成，如圖1-4所示。圖1-5是采用該面料制作的過(guò)熱蒸汽防護(hù)服，由連體服和防護(hù)帽組成，連體服由褲子和上衣組成，有兩袖口、兩褲腳口和后背穿脫直開(kāi)口共計(jì)5個(gè)開(kāi)口，這些開(kāi)口處用注塑拉鏈和拉鏈蓋或內(nèi)側(cè)縫制松緊帶的方式形成無(wú)縫隙結(jié)構(gòu)，縫制時(shí)形成的針孔用耐熱性防水劑堵死，這樣就可防止過(guò)熱蒸汽由上部、下部和針孔侵入。

圖1-4 日本過(guò)熱蒸汽防護(hù)面料

圖1-5 過(guò)熱蒸汽防護(hù)服

4.法國(guó)蒸汽防護(hù)研究

法國(guó)為保護(hù)海軍工作人員特別是核潛艇工作人員，避免其意外暴露在熱蒸汽中造成危害，在法國(guó)海軍醫(yī)學(xué)研究所建立了蒸汽實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)搭建一系列特殊試驗(yàn)設(shè)備來(lái)研究熱蒸汽暴露對(duì)人的熱生理影響，從而可以評(píng)價(jià)紡織品和防護(hù)服裝的蒸汽防護(hù)能力，以此來(lái)滿足法國(guó)海軍的蒸汽防護(hù)需求，保護(hù)法國(guó)海軍工作人員免受意外蒸汽暴露造成的傷害。研究表明：同種厚度情況下，不透汽織物比透汽織物能更有效地限制蒸汽的熱傳遞。開(kāi)始暴露于蒸汽噴射環(huán)境時(shí)，透汽織物因?yàn)樗值哪邸⒎稚⒑涂椢飳?duì)水分的吸收散熱可能有熱流量峰值。對(duì)透汽織物進(jìn)行涂層處理后此現(xiàn)象消失；材料越厚，它的熱防護(hù)性能越好，但存在最大值。在織物里側(cè)增加同樣厚度的材料，不透汽織物復(fù)合材料的防護(hù)性能更好；服裝和織物的蒸汽防護(hù)性能存在一致性。具有一定厚度、多層、不透汽的服裝能夠提供理想的蒸汽防護(hù)；服裝的松緊程度對(duì)防護(hù)性能也有影響。寬松式裁剪使服裝和皮膚之間的空氣層變厚，則更有利于蒸汽防護(hù)。

5.我國(guó)的蒸汽防護(hù)服裝研究現(xiàn)狀

目前，我國(guó)對(duì)人體暴露于熱蒸汽的生理變化及對(duì)蒸汽灼傷后的醫(yī)學(xué)處理研究較多，但對(duì)蒸汽防護(hù)服的研究還處于初級(jí)階段，主要有海軍醫(yī)學(xué)研究所的張富麗針對(duì)芳砜綸復(fù)合材料的蒸汽防護(hù)性能進(jìn)行了探索性的研究，而服裝的蒸汽防護(hù)機(jī)理、織物及服裝的蒸汽防護(hù)性能仿生模擬評(píng)價(jià)等方面的研究還有待深入。

三、電弧防護(hù)服

電弧是高壓電器在短路或介質(zhì)被擊穿情況下的瞬間放電，將產(chǎn)生巨大的熱量和熱沖擊。電弧產(chǎn)生的能量可高達(dá)8～60MW。電弧發(fā)生速度快，持續(xù)時(shí)間短，產(chǎn)生的總能量非常大，核心溫度可達(dá)2000℃，短時(shí)間內(nèi)高能量的聚集會(huì)對(duì)電弧界面附近的工人產(chǎn)生致命傷害。電弧事故中，輻射熱高達(dá)90%，即使事故中只產(chǎn)生一點(diǎn)火焰或根本沒(méi)有火焰也會(huì)引起嚴(yán)重的傷害。

（一）電弧防護(hù)服的性能要求

電弧所產(chǎn)生的爆炸或震蕩力會(huì)使日常衣服崩裂開(kāi)，使工作人員的身體直接暴露于高熱、火焰或熔滴的金屬當(dāng)中，因此防電弧面料要具備很好的熱防護(hù)性能，抗爆裂能力，抗靜電性能、良好的舒適性和優(yōu)良的耐用性。

（二）電弧防護(hù)服的研究現(xiàn)狀

在防電弧方面，1981年拉爾夫·李（Ralph Lee）發(fā)表電弧危害計(jì)算方法；1986年杜邦實(shí)行電弧個(gè)人防護(hù)設(shè)備（PPE）計(jì)劃；1994年，美國(guó)職業(yè)健康與安全組織發(fā)布電弧防護(hù)要求OSHA 1910.269（1994）；1995年，美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)在NFPA70E標(biāo)準(zhǔn)中確定了電弧分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1995）；1996年，杜邦開(kāi)始發(fā)行電弧相關(guān)研究報(bào)告；1997年，杜邦開(kāi)始發(fā)布電弧防護(hù)服相關(guān)研究報(bào)告；美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）頒布電弧防護(hù)裝備PPE測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（1997）；2002年，美國(guó)電力規(guī)范（NEC）要求提供電弧危害警示標(biāo)簽；電子和電機(jī)工程協(xié)會(huì)（IEEE）1584授權(quán)使用電弧計(jì)算方法；2004年，美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)NFPA 70E發(fā)布（04版）；NFPA 70E對(duì)電弧危害的防護(hù)進(jìn)行了系統(tǒng)性的介紹，包括如何進(jìn)行電弧危害分析，如何確定電弧防護(hù)所用界面以及最后如何選擇合適的電弧防護(hù)服；2006年，杜邦研制出新一代電弧防護(hù)面料。

防電弧的標(biāo)準(zhǔn)主要有：ASTM F1959面料電弧火焰性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法；ASTM F2178-06防電弧面罩產(chǎn)品的電弧級(jí)別和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的測(cè)試方法；IEC 61482-1-1帶電作業(yè)防護(hù)服-防電弧熱損傷；IEC 61482-1-2帶電作業(yè)防護(hù)服-防電弧熱損傷；IEC 61482-2帶電作業(yè)防護(hù)服-抗電弧熱損傷；ASTM F1958用人體模型模擬在電弧暴露情況下非阻燃面料的可燃性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法；ASTM F1506暴露于瞬時(shí)電弧和有關(guān)熱力危害中的電工穿著的阻燃防護(hù)服所采用的紡織品材料的性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

四、防熔融金屬飛濺防護(hù)服

防熔融金屬飛濺防護(hù)服主要應(yīng)用在焊接行業(yè)，它是焊接（包括熔融切割）作業(yè)必備的個(gè)人防護(hù)裝備。在焊接過(guò)程中，飛濺的金屬熔滴、火紅的熔渣、灼熱的焊件等都會(huì)造成人員燙傷。焊接防護(hù)服必須考慮到對(duì)焊接這一獨(dú)特工藝進(jìn)行有效防護(hù)。焊接過(guò)程中的最大危害不在于明火的產(chǎn)生，而在于熔滴金屬滴的沖擊，四散飛濺的熔滴金屬滴凝固釋放的潛熱會(huì)透過(guò)服裝而滲入皮膚造成局部嚴(yán)重灼傷。因此，防熔融金屬飛濺防護(hù)服應(yīng)具備良好的抗熔融金屬?zèng)_擊性能、阻燃性能、熱防護(hù)性能、舒適性能和耐用性能。

國(guó)外防熔融金屬飛濺產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)有：EN348-1992防護(hù)服材料抗熔融金屬少量噴濺影響的性能測(cè)定；EN 373材料受到熔化金屬飛濺物碰觸后的阻燃特性；BS EN 470-1焊接操作過(guò)程中操作工身著的防護(hù)服阻燃標(biāo)準(zhǔn)；BS EN ISO 11611-2000焊工及其相似場(chǎng)所防護(hù)服；ISO 9150∶1988防護(hù)服防熔融金屬飛濺物性能測(cè)試；ISO 9185∶1990防護(hù)服材料抗金屬溶液穿透性的評(píng)定。

我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB15701-1995焊接防護(hù)服；GB/T 17599-1998防護(hù)服用織物防熱性能、抗熔融金屬滴沖擊性能的測(cè)定；2007年修訂的GB 8965.2防護(hù)服裝阻燃防護(hù)第2部分：焊接服；GB8965.1-2009焊接防護(hù)服，標(biāo)準(zhǔn)中熱防護(hù)性能采用了TPP測(cè)試，A級(jí)要求皮膚直接接觸的面料TPP≥126KW·S/m²，皮膚與服裝有間隙的面料TPP≥250KW·S/m²。對(duì)熔融金屬的防護(hù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求是織物背面的傳感器溫升40℃時(shí)，熔滴數(shù)需大于15滴。

五、熱輻射防護(hù)服

熱防護(hù)服的實(shí)際應(yīng)用中，輻射熱是造成受害者傷害的主要傳熱形式之一，即使是具有火焰的燃燒，其能量中也可能包括高達(dá)80%的熱輻射。在熱防護(hù)服防熱輻射性能的測(cè)試中，常將織物垂直暴露在輻射熱源下，在規(guī)定的距離內(nèi)，熱源對(duì)織物試樣進(jìn)行熱輻射，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)織物試樣的熱通量可反映試樣的防熱輻射性能。通過(guò)織物試樣熱通量的大小可由織物試樣背面的溫度高低來(lái)表示，溫度越高，表示通過(guò)織物試樣的熱通量越大，織物的防熱輻射性能越差；反之，織物的防熱輻射性能越好。也可通過(guò)測(cè)定造成織物背面人體皮膚二度燒傷所需要的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)織物的防熱輻射性能。

織物防熱輻射性能與織物重量、厚度、密度以及織物表面狀況有直接關(guān)系。除了織物材料本身的隔熱性能外，提高織物的厚度和緊度，降低織物的透氣性將有利于織物防熱輻射性能的提高。此外，熱輻射防護(hù)服面料通常采用表面涂鋁、高表面反射率的織物，或者采用導(dǎo)電性和樹(shù)脂整理相結(jié)合的織物，能更好地防護(hù)輻射熱。在輻射熱防護(hù)服中，涂鋁織物比相應(yīng)的不涂鋁織物效果好，但涂鋁織物不適于有火舌存在場(chǎng)合的熱防護(hù)，如進(jìn)入火區(qū)；但適用于當(dāng)滅火者與火區(qū)有一定距離時(shí)熱輻射防護(hù)。

六、防液體噴濺防護(hù)服

從家庭到工業(yè)范圍內(nèi)，許多職業(yè)從業(yè)人員可能時(shí)常遭受高溫液體噴濺的災(zāi)害。例如：熱水管道的破裂；烹飪以及食品加工過(guò)程中，高溫食用油飛濺；石油化工等行業(yè)液體的噴濺等，這些高溫液體飛濺物可以迅速的穿透服裝并釋放大量的熱量，嚴(yán)重地破壞人體皮膚組織，造成嚴(yán)重的事故。實(shí)際工作環(huán)境中，著裝者遭受的高溫液體的種類、溫度、流量、壓力、面積與液體的沖擊角度復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的熱防護(hù)服很難提供有效的高溫液體飛濺的防護(hù)。因此，理解高溫液體防護(hù)性能的防護(hù)機(jī)理和影響因素，開(kāi)發(fā)研制系統(tǒng)的防液體噴濺的高性能防護(hù)服刻不容緩。

（一）高溫液體噴濺熱防護(hù)的研究現(xiàn)狀

目前，常用的標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)的ASTM F 2701防護(hù)服裝用材料接觸高溫液體飛濺物時(shí)熱傳遞性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。該測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可以判斷在可控的高溫液體飛濺物暴露下，是否有足夠的熱量通過(guò)防護(hù)織物系統(tǒng)并引起皮膚燒傷，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試裝置如圖1-6所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)連接至數(shù)據(jù)采集器上，采集的溫度變化曲線與Stoll曲線相交后得到皮膚產(chǎn)生二級(jí)燒傷的時(shí)間，如圖1-7所示，也可以計(jì)算傳感器吸收的總能量。后來(lái)，阿爾伯特大學(xué)的研究者們?yōu)榱吮阌趯?shí)驗(yàn)操作和控制，改進(jìn)了該儀器的液體加熱、傳輸和噴射裝置，改進(jìn)后測(cè)試裝置如圖1-8所示。

圖1-6 ASTM F 2701標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高溫液體飛濺物測(cè)試原理及裝置

圖1-7 Stoll準(zhǔn)則曲線示意

圖1-8 改進(jìn)的高溫液體飛濺物測(cè)試儀器

國(guó)內(nèi)盧業(yè)虎等人在原有測(cè)試設(shè)備的基礎(chǔ)上研發(fā)了新型的高溫液體防護(hù)性能測(cè)試儀，如圖1-9所示。該測(cè)試儀主要?jiǎng)?chuàng)新在于可以通過(guò)循環(huán)流量控制閥調(diào)節(jié)高溫液體的流量，實(shí)現(xiàn)多種災(zāi)害的模擬。此外，恒溫液體循環(huán)箱和傳送管道系統(tǒng)提供了準(zhǔn)確的液體溫度控制，極大地改進(jìn)了原有裝置的操作靈活性和準(zhǔn)確性；它還可實(shí)現(xiàn)多種連續(xù)的高溫液體暴露測(cè)試方案，預(yù)測(cè)各種防護(hù)系統(tǒng)皮膚達(dá)到二級(jí)燒傷的時(shí)間；噴口處安裝了熱電偶，用以檢測(cè)液體的溫度和辨別實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始。

圖1-9 高溫液體測(cè)試設(shè)備示意圖

（二）高溫液體噴濺熱防護(hù)的影響因素

防液體噴濺防護(hù)服是供消防人員進(jìn)行液態(tài)化學(xué)物品事故處置時(shí)穿著的防護(hù)服。織物暴露在高溫液體飛濺物時(shí)，熱傳遞方式主要包括織物表面的對(duì)流傳導(dǎo)、織物內(nèi)的熱傳導(dǎo)和濕傳遞（液體和蒸汽傳遞）引起的能量傳遞。防液體噴濺防護(hù)服所用面料的基本性能和液體性能（動(dòng)力黏度、比熱容和熱傳導(dǎo)率）對(duì)防護(hù)性能影響較大。高溫液體暴露過(guò)程中，熱防護(hù)面料會(huì)吸收大量液體，這些儲(chǔ)存的液體在冷卻階段會(huì)不斷地釋放儲(chǔ)存熱，產(chǎn)生潛在的皮膚燒傷。因此，降低液體的吸收和傳遞能力也是防護(hù)此類災(zāi)害的熱防護(hù)服系統(tǒng)必須具備的條件。另外，服裝系統(tǒng)應(yīng)具有較高的隔熱性能，降低熱傳遞至皮膚的速率。高溫液體噴射到服裝面料表面，會(huì)對(duì)面料產(chǎn)生一定的沖擊力，可能改變面料的結(jié)構(gòu)特征和基本性能，使得高溫液體可以迅速地通過(guò)外層面料。盧業(yè)虎等人的研究表明：不透性和半透性面料的防護(hù)性能明顯優(yōu)于可透性面料，對(duì)于不透性面料和半透性面料，面料的厚度決定了其熱防護(hù)性能；對(duì)于可透性面料，減少液體沖擊滲透性可以明顯提高其熱防護(hù)性能。

防液體噴濺防護(hù)服除具備消防服的基本性能外，水密性能和防液體化學(xué)物質(zhì)滲透是其重要的技術(shù)指標(biāo)。許多研究證明液體的滲透性也是影響熱傳遞和皮膚燒傷的關(guān)鍵因素之一。面料表面性能和液體的黏度影響液體在織物中的滲透性。液體的熱擴(kuò)散性能、濕傳遞的速率和傳遞的總量也是影響織物系統(tǒng)熱防護(hù)性能的重要因素，直接暴露在高溫液體流位置的皮膚燒傷比其他位置的燒傷嚴(yán)重，這可能與面料受到的沖擊壓力和液體的滲透性等有關(guān)。可見(jiàn)，保證熱防護(hù)服裝面料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性也尤為重要。