Abstrakt
Cel: Celem artykułu jest opracowanie i weryfikacja obliczeniowych modeli cieplnych ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi dla różnych rodzajów badań termicznych w celu prognozowania i analizy warunków termicznych oraz określenia maksymalnego czasu pracy strażaka w ubraniu tego typu.
Wprowadzenie: Praca strażaka podczas działań gaśniczych obciążona jest dużym ryzykiem dla jego życia i zdrowia. Często towarzyszą jej graniczne lub ponadnormowe wartości oddziaływania ciepła i obciążenia fizycznego przyjęte dla organizmu człowieka oraz materiałów odzieży chroniącej przed czynnikami termicznymi. Materiał, z którego wykonane jest ubranie, może ulec przegrzaniu lub zapalić się, powodując oparzenia. Wzrost temperatury pod ubraniem może również doprowadzić do udaru cieplnego. Aby zwiększyć bezpieczeństwo funkcjonariusza straży pożarnej, należy koniecznie określić bezpieczny limit jego czasu pracy dla określonych warunków działań gaśniczych i nie dopuścić do jego przekroczenia.
Metodologia: Istnieje wiele metod i stanowisk eksperymentalno-badawczych do pomiaru właściwości ochronnych ubrań, w których badana próbka poddawana jest obciążeniu cieplnemu pochodzącemu z różnych źródeł ciepła. O ile badanie w pełnej skali wiąże się z dość skomplikowaną i kosztowną procedurą, w dzisiejszych czasach, przy projektowaniu ubrania chroniącego przed czynnikami termicznymi dla strażaków, coraz częściej wykorzystuje się metodę modelowania cieplnego ubrania bez lub z udziałem ciała strażaka. Modelowanie dzięki swojej operatywności pozwala analizować większą skalę warunków pracy strażaka, jak również czynników wpływających na temperaturę ubrania ochronnego. Modelowanie pozwala na przeprowadzanie wielokrotnych obliczeń stanu cieplnego różnych materiałów ubrania chroniącego przed czynnikami termicznymi, których celem jest znalezienie optymalnego połączenia odpowiednich warstw materiałów i najlepszych właściwości ochronnych przed ciepłem, przy zachowaniu jak najmniejszej wagi i ceny ubrania.
Wyniki: Opracowane modele mogą być wykorzystane do określenia maksymalnego czasu pracy strażaka, analizy stopnia wpływu różnych czynników na stan cieplny strażaka oraz ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi i strażaka, a także jako pomoc przy opracowywaniu nowej technologii wytwarzania ubrań tego typu przy wykorzystaniu innych materiałów.
Wnioski: Przeprowadzona analiza dostępnych prac na temat modelowania stanu cieplnego ubrania ochronnego strażaka wykazała konieczność doskonalenia metod modelowania, aby znalazły zastosowanie w różnych warunkach oddziaływania niebezpiecznych czynników pożaru. Opracowano i, zgodnie z danymi na temat badań cieplnych, sprawdzono model obliczeniowy stanu cieplnego trójwarstwowego ubrania strażackiego chroniącego przed czynnikami termicznymi podczas badania termicznego. Opracowany model może być zastosowany do określenia optymalnych parametrów ubrania ochronnego i określenia maksymalnego czasu pracy strażaka w różnych warunkach prowadzonej akcji gaśniczej.
Słowa kluczowe: ubranie ochronne chroniące przed czynnikami termicznymi, badania termiczne ubrania, modelowanie, maksymalny czas pracy strażaka
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy