雷聰聰 吳建兵

摘要：通過綜述防火服熱濕舒適性的影響因素，結合當前防火服新型阻燃面料研究，為后續(xù)實驗研究提供理論指導，為今后的防火服熱濕舒適性實驗提供實驗方案設計思路。

關鍵詞：熱濕舒適性;防火服;織物組合

根據近年來的媒體報道，由于頻繁的城市建筑火災和森林火災，造成大量的人員傷亡和財產損失;由于多數火災是需要采用水槍滅火，導致了救援現場多為高溫高濕的極端作業(yè)環(huán)境，防火服作為消防員救火作業(yè)時必須穿戴的裝備，阻燃織物的研發(fā)與應用一直是消防研究領域的熱點。

消防員執(zhí)行的救火任務多種多樣，BARKER等人將火場環(huán)境劃分為普通、危險、緊急3種狀態(tài)。其中，普通和危險狀態(tài)為低熱輻射狀態(tài)，在消防員的滅火作業(yè)中，消防員在這兩種狀態(tài)下的熱暴露時間較長，因消防員穿戴的防火服、空氣呼氣器等防護裝備因質量大、密封性好，滅火過程中人體產生的熱量和汗液無法及時排出，造成消防員產生熱應激。因此，對防火服織物系統(tǒng)熱濕舒適性能的研究具有重要的意義。

一、熱濕舒適性的定義及影響因素

（一）定義

對于熱濕舒適性的評價，需要結合人體、服裝、環(huán)境三個因素綜合進行評價。其中，人體對服裝的舒適感覺主要受生理和心理兩大因素的影響。服裝本身對于人體的熱濕舒適性主要受服裝與人體皮膚的空間大小、面料及織物系統(tǒng)的隔熱性能與透濕性能等影響。人體穿著服裝時的環(huán)境溫度、濕度等因素會影響人體的熱平衡。

（二）影響因素

《GA621-2013消防員個人防護裝備配備標準》對現役防火服織物系統(tǒng)做了明確的規(guī)定，它主要分為四層：外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層?？椢飳訑翟黾樱魺嵝阅芴嵘笣裥缘南陆?。由于消防員在執(zhí)行救火救人任務時情況復雜多樣，具有多層織物結構的防火服，其熱濕舒適性受多種因素綜合制約。

1.織物系統(tǒng)空氣層的研究

隨著對空氣層研究的不斷推進，防火服織物系統(tǒng)空氣層的厚度和位置應作為防火服設計的重要考慮因素。四層防火服與三層防火服相比，除了干重的差異外，四層防火服的織物間空氣層較三層防火服多一層。雖然織物系統(tǒng)不同位置的空氣層對其熱防護性能影響程度不同，但空氣層熱阻不容忽視，因此四層防火服織物的總熱阻大于三層防火服。

2.織物系統(tǒng)含水率

織物系統(tǒng)的含水率對防火服的熱濕舒適性能具有顯著影響。消防員的作業(yè)時，外界水蒸氣和人體汗液蒸發(fā)，防火服織物系統(tǒng)內外被大量水蒸汽包覆，織物系統(tǒng)含水率增加，防火服的濕舒適性會明顯降低。

陳萌等人的研究發(fā)現，防火服織物系統(tǒng)的水分能夠影響其熱防護性能，在低含水率（36%）條件下，織物系統(tǒng)的TPP值隨含水率的增大，先增后減，但數值均小于初始值。實驗結果表明，在含水率低于32%時，防火服織物系統(tǒng)的熱防護性能下降，含水率為26%時的織物系統(tǒng)熱防護性能最差，但實際火場環(huán)境的相對濕度可達50%，為降低織物系統(tǒng)的含水率，織物系統(tǒng)的面料組合選擇尤為重要。

二、具有熱濕舒適性能面料的選擇及組合的研究進展

防火服外層作為防火服的第一道屏障，面料具有阻燃、耐高溫、炭化層結實和拒水的特點。目前可用作外層的織物材料為：芳綸1313、三防復合阻燃織物、芳砜綸、聚苯并咪唑（PBI）纖維等。何維探索了含芳砜綸纖維各層織物的舒適性，并測試了每層織物的透濕率和透氣率。實驗結果表明，在相同測試環(huán)境下，外層織物的透濕性和透氣性遠低于舒適層，且外層織物透氣率最高的面料撕破強度不達標。但由于外層的主要功能為阻燃、拒水等，因此對外層面料的熱濕舒適性要求較低。

防水透氣性好的防水透氣層能夠在隔離外界水分子的同時使人體產生的汗液以水蒸氣分子的形式透出，降低織物系統(tǒng)的含水率以改善熱濕舒適性。蘇云等人對防水透氣層對熱濕舒適性的影響進行探究，探究結果發(fā)現，在干、濕熱暴露狀態(tài)條件下，防水透氣層能夠明顯提升織物系統(tǒng)的熱防護性能。通過防火服防水透氣層有無的對照試驗得出，在濕態(tài)熱暴露環(huán)境下，織物系統(tǒng)的熱防護性能與織物的透氣性、蒸汽滲透率呈負相關，與織物的厚度、面密度呈負相關。

隔熱層織物多采用由阻燃纖維制成的水刺或針刺非織造布，如芳綸1313、芳砜綸等;目前防火服隔熱層多采用針刺加工工藝，克重大、厚度較厚、孔徑少，因此針刺氈導濕性能不及水刺氈和氣凝膠型等新型隔熱層。賈亞楠通過對不同纖維成分的水刺氈隔熱層的力學性能、透氣性、隔熱性、熱防護性能的檢測，并于針刺氈隔熱層進行對比。結果得出隔熱層織物組中芳砜綸占比的增加，有效提升防火服的熱防護性能和熱濕舒適性能，但其力學性能變差。因為隔熱層織物較厚，成為增加消防員負重的主要因素之一。

防火服的舒適層作為最貼近人體皮膚的織物層，要求其具有較高的舒適性、透氣性和熱防護性能。目前防火服相關實驗設計中的舒適層面料主要為阻燃棉，但由于棉纖維的吸濕量大，在含水率高時透氣性降低，加重消防員生理負擔。腈綸具有吸濕性差、質輕、耐熱性好的特點，可采用腈綸與棉纖維混紡織物作為舒適層。李向紅等人采用不同種類的腈氯綸混紡紗作為舒適層面料，對其進行縮水率、斷裂強度、阻燃性能的測試;實驗結果得出，舒適層中腈氯綸含量增加時，縮水率減小，舒適性好，但熱穩(wěn)定性能下降，考慮采用復合或復合阻燃劑以增加其熱防護性能。

三、研究展望

防火服熱濕舒適性的影響因素復雜多樣，目前的研究主要集中于單層織物的質量、透濕性、隔熱性能的研究，對于織物系統(tǒng)的整體研究還尚未成熟。結合消防員的實際需求，進一步探索織物層間空氣層、含水率等因素對熱濕舒適性的影響，設計出輕便、隔熱透氣的優(yōu)質防火服。

參考文獻：

黃冬梅，何松.空氣層位置對消防戰(zhàn)斗服隔熱性能的影響[J].紡織學報，2015，（10）：113-119.

曹娟，宋國文，張慧，任海濤.含水率對消防服用織物熱防護性能的影響[J].天津工業(yè)大學學報，2016，（01）：33-37.

陳萌，朱方龍.水分對消防服用織物導熱系數及熱防護性能的影響[J].現代紡織技術，2018，（06）：56-61.

何維.基于芳砜綸的消防服面料熱防護與舒適性評價[D].天津：天津工業(yè)大學，2016.

蘇云，李俊.火災環(huán)境下防水透氣層對消防服熱濕防護性能的影響[J].紡織學報，2017，（02）：152-158.

賈亞楠.消防服隔熱層的產品設計及工藝性能研究[D].上海：東華大學，2016.

李向紅，馬軍.消防員滅火防護服舒適層織物設計與性能測試[J].上海紡織科技，2015，（11）：9-11+40.