Исследование экстренных мер и аварийного оборудования на месте пожара для бойцов, столкнувшихся с истощением воздуха в респираторе

【Абстракт】 Больше всего каждого пожарного пугает то, что воздух закончится до его отступления. Несмотря на то, что пожарные проходят строгую подготовку и жесткую дисциплину перед назначением, всегда может случиться так, что из-за сложности места пожара, отступления позже, чем планировалось, блокирования маршрута эвакуации, заблуждения на месте, пожарные не успели покинуть место пожара, как воздух в дыхательных аппаратах был израсходован. В этой статье мы обсудим экстренные меры по борьбе с истощением воздуха в респираторе и предложим оснастить пожарных фильтрующими канистрами, которые имеют экспресс-интерфейс с маской. Это исследование обеспечит полезную защиту, когда пожарный окажется в опасности из-за истощения воздуха в респираторах.
【 Ключевые слова】респиратор; выхлоп воздуха; место пожара; экстренные меры; аварийное оборудование

0 Предисловие
При возникновении пожара в результате сгорания горючих материалов выделяется большое количество газа, тепла и дыма, среди которых дым и газ принято называть дымом от пожара, который обычно состоит из смеси взвешенных твердых частиц, жидких частиц и газов, образующихся при сгорании. Основными компонентами дымовых газов являются твердые частицы и токсичные газы, такие как угарный газ, диоксид углерода, сероводород и цианистый водород.
Дым от пожара распространяет огонь, влияет на зрение людей, вызывает высокотемпературные ожоги и отравления, а также наносит огромный вред человеческому организму. Согласно статистике, большинство смертей на месте пожара вызвано вдыханием дыма. Поэтому для пожарных, выполняющих задачи на месте пожара, респиратор является одним из важнейших средств защиты личной безопасности.

1 Состояние использования дыхательных аппаратов пожарных
1.1 Конструктивный состав и принцип работы воздушного респиратора
В настоящее время в процессе тушения пожаров и проведения спасательных работ в нашей стране основным дыхательным аппаратом является дыхательный аппарат положительного давления (именуемый воздушным дыхательным аппаратом). Состав дыхательного аппарата положительного давления обычно делится на: маску, клапан подачи воздуха, газовый баллон, редуктор давления, респиратор для поддержки спины, емкость газового баллона обычно составляет 6,8 л, а газовый баллон представляет собой композитный газовый баллон с облицовкой из алюминиевого сплава и углеродного волокна", он имеет преимущества безопасности и стабильности, сильного сопротивления давлению, малого веса, удобного ношения и стабильной работы. Сжатый воздух высокого давления хранится в баллоне, а рабочее давление составляет 30 МПа. После того как воздух высокого давления в газовом баллоне декомпрессируется редуктором давления, он поступает в маску среднего давления. Воздушный канал направляется к клапану подачи воздуха, клапан подачи воздуха подключается к маске, и газ среднего давления декомпрессируется до давления, при котором человеческое тело может дышать в зависимости от ингаляции пользователя. Часть маски для дыхания пользователя используется для закрытия лица и изоляции токсичных , Вредный газ попадает в дыхательную систему человека. На маске имеется выпускной клапан для выпуска газа, выдыхаемого пользователем, а внутри маски поддерживается положительное давление. Вытяжной клапан является односторонним и может только выдыхать, но не вдыхать, чтобы обеспечить безопасность пользователя. Задняя опора используется для поддержки части баллона и редуктора давления, а также для поддержания всего комплекта респиратора положительного давления и пользователя в хорошем состоянии.
1.2 Использование дыхательных аппаратов
Перед выполнением пожарно-спасательных задач каждый пожарный должен пройти строгую подготовку в респираторе, включая адаптивную подготовку и подготовку по управлению дыханием. Адаптивная подготовка заключается в том, чтобы позволить пожарным носить респиратор для ежедневных предметных тренировок, чтобы пожарные привыкли использовать респиратор для дыхания, привыкли носить респиратор для проведения наступательных операций и безопасной эвакуации, а благодаря многократным тренировкам, нашли людей и оборудование. Наилучшее сочетание и заставляет организм формировать память. Обучение управлению дыханием требует от пожарных максимально избегать ненужных физических нагрузок, чтобы снизить потребление кислорода; обучение управлению дыханием также требует от пожарных сохранять спокойствие в критические моменты, поддерживать нижний предел дыхания, не слепо потреблять кислород, а активно. Найдите лучший способ справиться с этим.
Пожарно-спасательная команда осуществляет строгий оперативный контроль за соблюдением правил безопасности на месте пожара. Каждый пожарный, прибывший на место пожара, обязан тщательно проверить надежность и давление воздуха в дыхательном аппарате. Если давление воздуха в баллоне не соответствует стандарту, его нельзя использовать. Сотрудник службы безопасности фиксирует время прибытия пожарных на место пожара и напоминает им о необходимости своевременной эвакуации. Для пожарных, которые не могут вовремя эвакуироваться, штаб на месте должен немедленно организовать экстренную спасательную операцию. 2 Анализ причин истощения дыхательных аппаратов на месте пожара
Несмотря на то, что пожарные прошли профессиональную и строгую подготовку, а пожарно-спасательная команда строго следит за безопасным использованием воздушных респираторов, истощение воздушных респираторов на пожаре предотвратить невозможно. Основные причины следующие:
2.1 Время использования воздушного респиратора невелико
Согласно результатам испытаний, проведенных Ду Синем и другими сотрудниками бывшего колледжа вооруженной полиции, респиратор объемом 6,8 л можно использовать в среднем в течение 50 минут при обычной ходьбе (1,5 м/с) в противопожарном костюме и начальном давлении 30 МПа в условиях отсутствия пожара. При беге трусцой можно использовать в среднем 22,1 минуты (2,74 м/с). Потребление кислорода при подъеме по лестнице в 2,72 раза больше, чем при ходьбе по ровной поверхности, а потребление кислорода при спуске по лестнице в 1,87 раза больше, чем при ходьбе по ровной поверхности. В условиях пожара пожарные испытывают сильный стресс, оперативная нагрузка высока, на тело человека воздействует высокая температура, расход физической энергии увеличивается, пожарным часто приходится подниматься и спускаться по лестнице, и время использования дыхательных аппаратов еще больше сокращается. В то же время существуют очевидные различия в индивидуальных показателях потребления кислорода у разных людей.
Из-за ограниченного времени использования воздушных респираторов пожарные имеют очень короткое время работы на месте пожара. Направление движения, тушения пожара, спасения и эвакуации должно быть очень четким. Действия должны быть очень решительными, и возможности для ошибки практически нет. Как только возникнет разрыв между ситуацией на пожаре и прогнозом, или определенное боевое звено столкнется с чрезвычайной ситуацией и задержится, пожарные столкнутся с проблемой недостаточной подачи воздуха в дыхательный аппарат, и каждая минута промедления может привести к серьезным последствиям.
2.2 Сцена пожара сложна и изменчива
Тушение пожаров и спасение людей - это работа, связанная с высоким риском, и обстановка на месте пожара быстро меняется. С развитием общества и экономики продолжают появляться всевозможные новые здания и новые технологии, увеличивается количество высоких и низких (высотные здания, подземные здания, крупные комплексы, нефтехимические предприятия) пожаров, а новые пожары в промышленных и коммерческих зданиях имеют большую пожарную нагрузку, большие площади возгорания, много видов материалов и высокую плотность персонала. Когда пожарные атаковали в ближнем бою, они часто не могли эвакуироваться в соответствии с планом или время эвакуации превысило ожидания из-за внезапных изменений в пожарной ситуации и новых рисков и ситуаций; первоначально запланированный маршрут эвакуации был заблокирован из-за локальных обрушений, взрывов или изменений в направлении распространения огня; большая площадь здания и сложная структура могут привести к тому, что пожарные потеряют дорогу на месте пожара и т.д., что может привести к тому, что воздух в респираторе будет исчерпан до того, как персонал будет полностью эвакуирован. 3 Экстренные меры после того, как воздух в респираторе закончился
Когда воздух в респираторе заканчивается, на пожарных оказывается сильное психологическое давление, и они должны найти безопасный выход и покинуть опасную зону за короткое время. Если вы не сможете выбраться из опасной зоны за короткое время, то столкнетесь с угрозой удушья. Когда обнаруживается, что воздух в респираторе вот-вот закончится, необходимо принять следующие меры:
3.1 Сохраняйте спокойствие и строго контролируйте дыхание При оценке того, что оставшегося объема воздуха недостаточно для безопасной эвакуации из зоны пожара, сделайте все возможное.
Может продлить время использования остаточного газа. Пожарные должны контролировать свои эмоции, сохранять спокойствие, держаться как можно дальше от высокой температуры и опасности, строго контролировать дыхание и избегать ненужного потребления воздуха. Любое импульсивное и слепое движение ускорит потребление кислорода и приведет к более быстрому наступлению кризиса. Если вы не можете сохранять спокойствие, то легко ошибиться в принятии решений и упустить шанс на спасение. Сохранение спокойствия очень важно для пожарных, чтобы выбраться из трудного положения, а расход кислорода в 1,87 раза больше, чем при движении по ровной местности. В условиях пожара пожарные испытывают сильный стресс, оперативная нагрузка высока, на человеческое тело воздействует высокая температура, и расход физической энергии увеличивается, а пожарным часто приходится подниматься и спускаться по лестнице, и время использования дыхательных аппаратов еще больше сокращается. В то же время существуют очевидные различия в индивидуальных показателях потребления кислорода у разных людей.
Из-за ограниченного времени использования воздушных респираторов пожарные имеют очень короткое время работы на месте пожара. Направление движения, тушения пожара, спасения и эвакуации должно быть очень четким. Действия должны быть очень решительными, и возможности для ошибки практически нет. Как только возникнет разрыв между ситуацией на пожаре и прогнозом, или определенное боевое звено столкнется с чрезвычайной ситуацией и задержится, пожарные столкнутся с проблемой недостаточной подачи воздуха в дыхательный аппарат, и каждая минута промедления может привести к серьезным последствиям.

2.2 Сцена пожара сложна и изменчива
Тушение пожаров и спасение людей - это работа, связанная с высоким риском, и обстановка на месте пожара быстро меняется. С развитием общества и экономики продолжают появляться всевозможные новые здания и новые технологии, увеличивается количество высоких и низких (высотные здания, подземные здания, крупные комплексы, нефтехимические предприятия) пожаров, а новые пожары в промышленных и коммерческих зданиях имеют большую пожарную нагрузку, большие площади возгорания, много видов материалов и высокую плотность персонала. Когда пожарные атакуют в ближнем бою, они часто не могут эвакуироваться в соответствии с планом или время эвакуации превышает ожидания из-за внезапных изменений в пожарной ситуации и новых рисков и ситуаций; первоначально запланированный маршрут эвакуации был заблокирован из-за локальных обрушений, взрывов или изменений в направлении распространения огня; большая площадь здания и сложная структура могут привести к тому, что пожарные потеряют дорогу на месте пожара и т. д., что может привести к тому, что воздух в респираторе будет исчерпан до того, как персонал будет полностью эвакуирован.
3 Аварийные меры после отвода воздуха из респиратора
Когда воздух в респираторе заканчивается, на пожарных оказывается сильное психологическое давление, и они должны найти безопасный выход и покинуть опасную зону за короткое время. Если вы не сможете выбраться из опасной зоны за короткое время, то столкнетесь с угрозой удушья. Когда обнаруживается, что воздух в респираторе вот-вот закончится, необходимо принять следующие меры:
3.1 Сохраняйте спокойствие и строго контролируйте дыхание При оценке того, что оставшегося объема воздуха недостаточно для безопасной эвакуации из зоны пожара, сделайте все возможное.
Может продлить время использования остаточного газа. Пожарные должны контролировать свои эмоции, сохранять спокойствие, держаться как можно дальше от высокой температуры и опасности, строго контролировать дыхание и избегать ненужного потребления воздуха. Любое импульсивное и слепое движение ускорит потребление кислорода и приведет к более быстрому наступлению кризиса. Если вы не можете сохранять спокойствие, то легко ошибиться в принятии решений и упустить шанс на спасение. Сохранение спокойствия очень важно для пожарных, чтобы выбраться из дилеммы, и им полезно использовать все имеющиеся условия, чтобы увеличить шансы на спасение. Однако спокойный ум и хороший контроль дыхания зависят от жестких ограничений физиологических пределов, и для обеспечения защиты по-прежнему необходимо эффективное оборудование.

3.2 Вовремя зовите на помощь и принимайте соответствующие меры, чтобы дождаться спасения
Если вы считаете, что респиратора недостаточно для безопасной эвакуации, пожарные должны без колебаний подать сигнал бедствия и отправить его не менее трех раз, чтобы командир и товарищи могли получить сообщение о бедствии. Информация о бедствии должна включать в себя название подразделения, имя, точное местоположение (или последнее местоположение, которое можно определить) и ситуацию бедствия. Затем, в зависимости от реальной ситуации на месте происшествия, примите решение: стоять на месте и ждать спасения или найти выход в безопасное место и ждать спасения. Как правило, в жилых домах он должен находиться как можно ближе к внешним окнам. Если поблизости нет внешнего окна, его следует перенести как можно дальше в относительно безопасное, удобное для поиска и четко обозначенное место, чтобы поисково-спасательный персонал мог его найти.
Проблема ожидания спасения заключается в том, что скорость экстренного спасения очень ограничена. Поисково-спасательная команда может найти человека, попавшего в беду, за 5-10 минут в темной обстановке. Время, необходимое для экстренного поиска и спасения, часто превышает время спасательного окна. В условиях нехватки воздуха пожарным очень сложно сохранять спокойствие, и они часто не могут принять правильные решения, в том числе определить свое местоположение и переместиться в подходящее место для ожидания спасения, что усугубляет дилемму.
3.3 Фильтрация воздуха с помощью боевых костюмов
После того как воздух в респираторе закончится, несомненно, худшим вариантом будет снять маску и напрямую попасть в дым от пожара. В экстренной ситуации следует наклониться и ползти по земле. Можно отсоединить быстроразъемные соединения клапана подачи воздуха и трубки подачи воздуха и вставить их в боевой костюм от шеи. С одной стороны, вы можете использовать воздух в боевом костюме для обеспечения дыхания. Тяжелые боевые костюмы могут выступать в роли простого очистителя воздуха. Также можно снять клапан подачи воздуха и непосредственно закрыть воздухозаборник маски боевым костюмом или капюшоном для фильтрации воздуха.
Встаньте на землю, чтобы помочь пожарным получить кислород. Согласно статистическому исследованию Йельского университета, во время пожара, когда содержание кислорода на потолке составляет всего 8,7%, содержание кислорода на земле составляет 19%).
Проблема с использованием боевых костюмов для фильтрации воздуха заключается в том, что они могут выполнять лишь простейшие функции фильтрации, не могут фильтровать ядовитые газы и имеют очень ограниченную защиту.
4 Конструкция аварийного оборудования после отвода воздуха из дыхательного аппарата
4.1 Основная структура аварийного оборудования
4.1.1 Выбор материала
В качестве аварийного оборудования можно выбрать портативный сжатый кислород или антивирусные материалы фильтрующего типа. Если сжатый кислород не упакован и не защищен должным образом, он будет представлять опасность для безопасности, а газовые баллоны, которые могут обеспечить достаточную защиту на месте пожара, не отличаются малым весом, небольшими размерами и неудобны для переноски. Поэтому практичнее использовать антивирусные материалы фильтрующего типа.
4.1.2 Базовая структура
Существует два способа дышать через антивирусный материал фильтрующего типа: первый - подключить быстроразъемный интерфейс трубки подачи воздуха клапана подачи воздуха к антивирусному материалу фильтрующего типа для дыхания; второй - напрямую подключить антивирусный материал фильтрующего типа к воздухозаборнику на маске для дыхания.
Дыхание через быстрый интерфейс трубки подачи воздуха клапана подачи воздуха просто и быстро, но поскольку клапан подачи воздуха оснащен декомпрессионным устройством, сопротивление дыханию через клапан подачи воздуха при нормальном давлении очень велико, а корпус неудобен и сложен для постоянного использования. Наиболее научным решением является поместить антивирусный материал фильтрующего типа в специальный контейнер, чтобы сделать канистру, и разработать стандартный интерфейс, соответствующий респираторной маске на корпусе канистры. Конструкция баллончика такая же, как и у противогаза, и к нему применим стандарт GB 2890-2009 "Противогаз с самопроникающим фильтром для защиты органов дыхания".
Контейнер включает в себя фильтрующий слой, адсорбционный слой и слой химической обработки. Фильтрующий слой состоит из высокоэффективного фильтрующего хлопка и сверхтонкого стекловолокна или других синтетических материалов, адсорбционный слой представляет собой активированный уголь, а в слое химической обработки используются различные детоксикационные агенты для разных ядовитых газов. Как правило, специальные активированные угли загружаются целевыми детоксикационными агентами без отдельного слоя химической обработки. На рисунке 1 показана схема строения обычной канистры.

4.2 Конструктивные особенности канистры
К спасательным баллонам для пожарных должны предъявляться более высокие требования, чем к обычным гражданским баллонам.
4.2.1 Сильная антивирусная способность
Обычные пожарные канистры могут отфильтровать 99,99% дыма и поглотить токсичные пары и некоторые токсичные газы. CO не адсорбируется, а CO может быть окислен до нетоксичного CO2 с помощью специальных химических веществ. При использовании концентрация кислорода в окружающей среде должна быть не менее 18%. Учитывая сложность современных пожаров и разнообразие сценариев работы пожарных, канистра должна быть разработана с композитным многофункциональным фильтром для защиты пожарных, чтобы фильтровать и перерабатывать больше типов ядовитых газов.
4.2.2 Использование должно быть безопасным и удобным, легким по весу, небольшим по размеру и удобным для переноски
Вес обычных канистр обычно не превышает 300 г, что удобно, компактно и легко для переноски. Конструкция многофункционального фильтра для пожарных также должна обеспечивать баланс между эффективностью защиты и портативностью. Общий вес канистры должен быть в пределах 500 г, чтобы облегчить переноску и избежать лишних нагрузок на пожарных в бою. Корпус канистры должен быть прочным и крепким, обладать огнеупорными характеристиками, безопасным и надежным для использования в условиях пожара.
Когда воздух в респираторе закончится, пожарный может использовать баллончик для переключения в режим фильтрующей защиты, а затем выбросить остальные части респиратора (газовые баллоны, спинную опору и т.д.).
Бегите быстрее.
4.2.3 Время защиты и срок хранения должны быть более продолжительными
Как правило, время защиты канистры должно составлять не менее 30 минут, чтобы обеспечить пожарным достаточное время для эвакуации. Срок годности канистры при герметичном хранении должен составлять не менее 5 лет, чтобы снизить стоимость использования.
5 Необходимость установки канистры в качестве аварийного оборудования
5.1 Срочные потребности в реальности
В связи с тем, что пожарно-спасательные операции связаны с высоким риском, полностью избежать ситуации с истощением воздуха в респираторе невозможно. Как уже упоминалось выше, обычные аварийные меры могут играть очень ограниченную роль, и за короткий период времени время использования респиратора не может быть значительно улучшено. Поэтому в дополнение к обычным мерам экстренной помощи необходимо и срочно разработать резервное аварийное оборудование для пожарных, которое могло бы играть более значительную роль.
В настоящее время канистра не включена в стандарты средств индивидуальной защиты пожарных, и, если позволяют условия, ее следует сначала испытать, чтобы накопить опыт и данные.
5.2 Мощные практические функции
Когда пожарные эвакуируются, в большинстве случаев они не обязательно находятся в самых опасных зонах. Когда воздух из респиратора выводится, баллончика достаточно для обеспечения безопасности жизни. Даже в задымленных помещениях использование баллончика может не предотвратить травмы, когда в респираторе закончится воздух, но если баллончик не использовать, может наступить немедленная смерть.
Согласно статистическим исследованиям соответствующих исследовательских институтов, концентрация кислорода на полу в большинстве мест пожаров превышает 18%, что соответствует условиям использования баллона. Даже в условиях, когда концентрация кислорода ниже 18%, угроза токсичных газов, таких как CO, для людей гораздо выше, чем угроза гипоксии. В условиях гипоксии человеческий организм едва может продержаться какое-то время, но перед лицом ядовитого газа он может продержаться гораздо меньше времени.
Канистра должна использоваться только в самых экстренных ситуациях и не противоречит использованию воздушных респираторов. Канистры предназначены для того, чтобы обеспечить пожарным альтернативный шанс спасения в самых критических ситуациях, и канистры не заменяют дыхательные аппараты. Однако независимо от обстоятельств, когда воздух в респираторе закончится, баллон будет защищать жизнь пожарного без какого-либо токсического эффекта. И в большинстве случаев эта защита остается очень эффективной, а канистра обладает большой практичностью.
6 Резюме
Благодаря использованию антивирусных материалов фильтрующего типа, в самый критический момент респиратор пожарного с положительным давлением воздуха может быть быстро переключен на противогаз, чтобы сохранить пожарным последний шанс на спасение. Подобные исследования проводились за рубежом, но в Китае они не проводились. и применение. В существующих технических условиях время использования воздушного респиратора не может быть значительно увеличено за короткий период времени, и невозможно предотвратить истощение воздуха в респираторе на пожаре. Использование баллончика - очень разумный выбор.
Канистра имеет небольшие размеры и малый вес, поэтому она не будет обузой для пожарных, но при этом сможет обеспечить защиту органов дыхания пожарных в самый критический момент. Как последнее средство и опора для пожарных, чтобы спастись от огня, применение и продвижение "канистр" имеет большое значение для защиты жизни пожарных, и это необходимо и срочно.