低(di)熱輻射強(qiang)度下(xia)防護(hu)服(fu)熱防護(hu)性(xing)能的實驗研(yan)究(jiu)

壹般(ban)情況下(xia),人(ren)體擁(yong)有壹個(ge)復(fu)雜(za)的熱控制系統(tong),保(bao)持(chi)心臟、肺(fei)部(bu)以(yi)及大腦(nao)等(deng)重(zhong)要(yao)器(qi)官的溫度穩(wen)定在(zai)37℃左(zuo)右[1]。著裝條件(jian)下(xia),人(ren)體產(chan)熱通過(guo)蒸(zheng)發(fa)、導(dao)熱、輻射和(he)對流等(deng)方(fang)式(shi)散熱,建立(li)人體 服(fu)裝 環境系統(tong)間熱交換(huan)的動(dong)態(tai)平(ping)衡過程。在(zai)的高(gao)溫熱輻射環(huan)境下(xia),服(fu)裝需要(yao)阻止(zhi)環境中的熱量傳(chuan)遞(di)到人(ren)體,維持(chi)人體與(yu)環境間的動(dong)態(tai)熱平(ping)衡。消防員(yuan)參(can)與救援工(gong)作(zuo)時穿(chuan)著(zhe)的高(gao)溫防護(hu)服(fu)作(zuo)為(wei)工(gong)作(zuo)服(fu)裝的壹種類型,其(qi)熱防護(hu)性(xing)能與(yu)壹般(ban)服(fu)裝有很大的不(bu)同(tong)[2],這(zhe)類服(fu)裝的熱防護(hu)性(xing)能受(shou)到火(huo)焰和高(gao)溫等(deng)因素(su)的影響(xiang)而降低,可引起(qi)人體熱應力(li)和生(sheng)理疲憊(bei)。

服(fu)裝熱阻是(shi)服(fu)裝熱舒(shu)適(shi)和熱危(wei)害評價(jia)中的重(zhong)要(yao)物(wu)性(xing)參 數(shu) 之 壹[4]。 服(fu) 裝 小 尺(chi) 度 實 驗 (benchscaletest)是(shi)測(ce)量(liang)服(fu)裝熱防護(hu)性(xing)能常(chang)用的工(gong)具之壹[5],標(biao)準(zhun)ISO11092 1993 和國(guo)內(nei)標(biao)準(zhun) GB-T110482008就常(chang)溫環境下(xia)使用熱平(ping)板(ban)測量(liang)熱阻的小尺(chi)度實驗進行了(le)規定。Gibson等(deng)根(gen)據標(biao)準(zhun)的規定,在(zai)常溫環境下(xia)對(dui)多種軍用防護(hu)服(fu)裝測量(liang)熱阻,同時討(tao)論(lun)了影(ying)響(xiang)測(ce)量(liang)的環境因素(su)[6]。目(mu)前,還(hai)沒有人在(zai)高(gao)溫熱輻射條件(jian)下(xia)對(dui)防護(hu)服(fu)進行小(xiao)尺(chi)度熱阻實驗研(yan)究(jiu)。防護(hu)服(fu)包括外層(ceng)、防水層、隔熱層以及舒(shu)適(shi)層。高(gao)溫熱輻射條件(jian)下(xia)環(huan)境中輻(fu)射熱將穿(chuan)透(tou)防護(hu)服(fu)的外層(ceng)向內(nei)部(bu)傳(chuan)遞(di),對人(ren)體加(jia)熱。而常(chang)溫下(xia)人(ren)體散熱,通過(guo)防護(hu)服(fu)的舒(shu)適(shi)層向(xiang)外傳(chuan)遞(di)。高(gao)溫熱輻射與(yu)常溫下(xia)防護(hu)服(fu)熱傳(chuan)遞(di)的差(cha)異(yi)性(xing),影響(xiang)熱阻的測量,進而影(ying)響(xiang)熱危(wei)害評價(jia)的準(zhun)確(que)性(xing)。

此外,高(gao)溫和熱輻射條件(jian)下(xia)防護(hu)服(fu)熱防護(hu)性(xing)能的已有研究還(hai)包括短時間暴(bao)露(lu)火焰條件(jian)下(xia)的 TPP(thermalprotectiveperformance)實 驗[7]、紅(hong) 外 熱輻射條件(jian)下(xia)不(bu)同(tong)熱阻和反(fan)射率(lv)的防護(hu)服(fu)吸收熱輻射
的實驗研(yan)究(jiu)[89],以(yi)及短時間暴(bao)露(lu)火焰條件(jian)下(xia)的防護(hu)服(fu)熱傳(chuan)遞(di)模型數(shu)值計(ji)算(suan)[10]。然而,大多數(shu)情況下(xia)消(xiao)防員(yuan)長(chang)時間持(chi)續(xu)工(gong)作(zuo)在(zai)低中(zhong)等(deng)熱輻射條件(jian)下(xia)(1~20kW/m2),穿(chuan) 著(zhe) 的 防 護(hu) 裝 備 沒 有 出(chu) 現 明(ming) 顯 的 損壞,而不(bu)是(shi) TPP實驗中(zhong)采(cai)用的短時間暴(bao)露(lu)於高(gao)熱流密度火(huo)焰環境中(84kW/m2)。

綜(zong)合以(yi)上分(fen)析(xi)可以看出(chu),目(mu)前基於小尺(chi)度實驗的防護(hu)服(fu)熱性(xing)能研(yan)究沒有分(fen)析(xi)高(gao)溫輻射條件(jian)下(xia)防護(hu)服(fu)熱阻的測量,以(yi)及(ji)低(di)中(zhong)等(deng)熱輻射條件(jian)下(xia)的熱防護(hu)性(xing)能。本(ben)文利(li)用自(zi)行設(she)計(ji)的小尺(chi)度實驗測(ce)試(shi)裝置,進行低(di)熱輻射條件(jian)下(xia)(1~10kW/m2)防護(hu)服(fu)多層織物(wu)的熱防護(hu)性(xing)能實驗研(yan)究(jiu),同(tong)時推(tui)導(dao)了高(gao)溫下(xia)的熱阻計(ji)算(suan)公式。