Выполнение теоретических и экспериментальных исследований. Обработка полученных результатов исследований

Существуют различные по конструктивному исполнению средства защиты от тепловых факторов пожара, в том числе средства локальной защиты (СЗО ПТВ легкого типа по ГОСТ Р 53264-2009 п.п.4.6; 5.1.4; 5.2.1;5.2.2.10; 5.2.3.2;), которые надеваются поверх боевой одежды пожарного и обеспечивают снижение теплового воздействия на отдельные наиболее уязвимые участки тела и органы человека (внутренние органы, органы дыхания и зрения, руки, ноги) при работе в условиях ограниченного пространства (Наставление по газодымозащитной службе государственной противопожарной службы, п.п.4.4.3.4. М., 1996 г.).

Средства локальной защиты должны обеспечивать возможность работы пожарного как с использованием средств защиты органов дыхания (дыхательный аппарат), так и без них (ГОСТ Р 53264-2009 п.п.5.2.3.3).

Известны локальные средства тепловой защиты тела человека, конструктивно выполненные либо в виде теплоотражающей накидки (Российская Федерация, патент на полезную модель: 94463 U1, опубликовано 27.05.2010), защитной накидки пожарного специальной конструкции, обеспечивающей свободу движения рук (патент США 5165110, номер заявки: 07/709178, дата публикации: 11/24/1992, кл. A41D 13/00; (IPC-7): A41D 13/00), либо в виде защитного костюма, в состав которого входят бахилы для защиты ног, выполненные из негорючего материала, рукавицы и элемент для защиты верхней части тела в виде плащ-накидки с капюшоном (патент Российская Федерация на полезную модель: 36986 U1, опубликовано 10.04.2004).

Накидка и плащ-накидка - изделия свободного покроя и затрудняют работу в зонах ограниченного объема. Могут цепляться за технологические и строительные конструкции, сковывая движения работающего и нанося механические повреждения работающему.

Отсутствуют конструктивные элементы (специальный отсек, клапан и т.п.), позволяющие использовать дыхательный аппарат и обеспечивающие его защиту от тепловых воздействий.

Известен теплозащитный колпак для использования с боевой одеждой пожарных (патент США: 6260207 В1, дата выдачи 17.07.2001, национальная классификация США: 2/202; 2/5,2/7; 2/458, международная классификация: А42В 104). Конструкцией колпака обеспечивается защита только головы и плечевого пояса. Не предусмотрены средства защиты рук и ног, не обеспечивается конструктивно защита дыхательного аппарата.

В комплект одежды защитной (патент Российской Федерации на промышленный образец №42613, приоритет промышленного образца 20.01.1995 г.) входит капюшон с удлиненной пелериной, смотровым иллюминатором и отсеком для дыхательного аппарата, средства защиты рук - трехпалые перчатки с удлиненными крагами - и ног - бахилы. Рассматриваемая конструкция не позволяет снимать, в случае необходимости, дыхательный аппарат, не снимая при этом капюшон и перчатки. Кроме того, конструкция капюшона не позволяет оставаться включенным в дыхательный аппарат в его снятом положении. Закрытая конструкция капюшона осложняет или делает работу невозможной без дыхательного аппарата, а также затрудняет отвод продуктов метаболизма и снижает эргономические и физиолого-гигиенические характеристики защитного изделия.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является «Средство локальной защиты от повышенных тепловых воздействий» (патент Российской Федерации на изобретение №2072656, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 27.01.1997 г., кл.6 А62В 17/00, A41D 13/00). Средство локальной защиты содержит колпак с иллюминатором, прикрывающий голову и имеющий пелерину, прикрывающую верхнюю часть туловища, бахилы, выполненные в виде гамашей и доходящие до нижнего края пелерины, и средства защиты рук. Пелерина выполнена с застежками карабинного типа, размещенными сбоку.

Недостаток конструктивного исполнения прототипа усматривается в том, что необходимо снимать капюшон с пелериной каждый раз, когда приходится снимать дыхательный аппарат. Значит, в этот момент не обеспечивается защита пожарного от тепловых факторов пожара. Кроме того, свободный покрой изделия стесняет движения пожарного при работе в условиях ограниченного пространства.

6 Оценка точности и достоверности данных, подготовка графического и табличного иллюстративного материала

Объектом исследования является комплект защитной одежды Патент RU 2 532 423 C2 «Одежда пожарного для локальной защиты от тепловых факторов пожара» из негорючего пленочного теплоотражающего покрытия с огнезащитными свойствами на основе композиционных материалов из силоксанов с различными добавками.

Данные составы были взяты из соображения наиболее подходящих характеристик термостойкости и теплопроводности. В качестве базового защитного материала использовался материал на основе целлюлозосодержащих тканей, на поверхность которого наносился слой теплоотражающего покрытия из жидкого кремнийорганического полимера с добавками различных пигментов. Было проведено две серии экспериментов с нанесением теплозащитного покрытия толщиной пленочного покрытия на ткани 0,5 мм и 1 мм.

Эксперимент проводился на установке, схема которой представлена на рисунке 6.1, состоящей изследующих компонентов:

1. Электрокамин «Буг-1». Мощность 500 -1000 Вт.

2. Штатив – 2 шт.

3. Измеритель плотности теплового потока ИПП-2

4. Секундомер.

5. Образец.

На начальном этапе исследования в экспериментальной проверке было использовано четыре варианта опытных образцов материалов:

1. Образец №1 - текстильный материал с теплоизоляционным покрытием с добавлением пигмента белого цвета;

2. Образец №2 - текстильный материал с теплоизоляционным покрытием с добавлением пигмента серебристого цвета;

3. Образец №3 - текстильный материал с теплоизоляционным покрытием без добавления пигмента;

4. Образец №4 - текстильный материал без теплоизоляционного покрытия.

Рисунок 6.1. –  Установка для определения уровня пропускания теплового потока, по которой проводилось исследование

Результаты испытаний теплозащитного покрытия первой серии эксперимента (толщина пленочного покрытия на ткани составляла 1 мм) изображены на рисунке 6.2

 

Рисунок 6.2 - Зависимость интенсивности теплового потока, проходящего через ткань, от времени

Результаты испытаний теплозащитного покрытия первой серии эксперимента (толщина пленочного покрытия на ткани составляла 1 мм) показали, что:

- теплозащитное покрытие с использованием серебристого пигмента-металлика позволяет снизить плотность пропускаемого через материал теплового потока в 2,2 раза (с 550 до 250 Вт/м2);

- теплозащитное покрытие с белой добавкой позволило снизить плотность пропускаемого через материал теплового потока в 1,8 раз (с 550 до 306 Вт/м2);

- материал без теплоизоляционного покрытия позволил снизить плотность пропускаемого через материал теплового потока в 1,5 раза (с 550 до 365 Вт/м2);

- теплозащитное покрытие без добавок позволило снизить плотность пропускаемого через материал теплового потока в 1,32 раза (с 550 до 416 Вт/м2).

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы по работе:

- установлено, что наилучшими защитными характеристиками обладает теплоотражающий состав на основе силоксанов с добавлением пигмента серебряного цвета.