Специальная защитная одежда пожарных от повышенных тепловых воздействий (СЗО ПТВ) в зависимости от допустимого времени работы в ней при предельных значениях тепловых факторов пожара подразделяется на три типа: тяжелый (теплозащитный костюм - ТК), полутяжелый (теплоотража-тельный костюм - ТОК), легкий (средства локальной защиты - СЛЗ) [5], табл. 1.

Во всех типах СЗО ПТВ используется принцип пассивной тепловой защиты, осуществляемой посредством применения материалов с низкой теплопроводностью и высокой теплоемкостью без обеспечения теплосъема хладоносителями с принудительной циркуляцией.

Технические параметры СЗО примерно на 70 % зависят от используемых для их изготовления материалов и тканей и на 30 % - от конструктивного исполнения изделия. Применительно к СЗО ПТВ это в первую очередь относится к металлизированным материалам, из которых изготавливается наружная оболочка, а также к теплоизоляционным материалам. Поэтому было исследовано изменение времени достижения предельно допустимой температуры _ПДТ на внутренней поверхности теплозащитного пакета в зависимости от массы и толщины металлизированных тканей, имеющих одинаковую степень черноты (= 0,85) при различных значениях плотности падающего лучистого теплового потока. Толщина и масса материала определяют его разрывную и раздирающую нагрузки, жесткость теплозащитного пакета, массу СЗО ПТВ. Все это влияет на защитные, эргономические и физиолого-гигиенические характеристики теплозащитной одежды.

В результате исследований определено, что в зависимости от типа СЗО ПТВ толщина металлизированного материала должна быть в пределах от 0,4 до 1 мм, поверхностная плотность от 450 до 700 г/м². При этом степень черноты металлизированного слоя не должна превышать 0,3.

Таким образом, были разработаны технические требования и созданы металлизированные материалы на основе новых технологий с улучшенными параметрами огнестойкости, прочности связи пленочного покрытия с тканевой основой, жесткости при изгибе, стойкости к многократному изгибу. Исследованы и разработаны также новые теплоизоляционные материалы и составлены более эффективные теплозащитные пакеты.

С помощью математической модели [1] проведены численные исследования тепловых режимов СЗО ПТВ при различных тепловых воздействиях и оценено влияние на прогрев пакетов материалов и тканей некоторых геометрических и теплофизических параметров. На основе этого определено время прогрева до предельно допустимой температуры Т_ПД теплозащитных пакетов СЗО ПТВ при воздействии газовоздушной среды с высокой температурой, а также падающего лучистого теплового потока (рис. 1-3). Опираясь на данные, представленные на графиках, можно определить допустимое время работы в СЗО ПТВ в различных условиях.

Проведенные исследования позволили разработать технические требования к СЗО ПТВ различных типов. В них определены состав теплозащитного пакета, конструктивное исполнение изделий, а также эргономические и физиолого-гигиенические требования [5]. На основе этих требований разработаны новые, более совершенные типы СЗО ПТВ. Их разработка велась на общей конструктивной базе с использованием унифицированных элементов. При этом в конструктивных особенностях теплозащитной одежды трех типов учтены различные условия их эксплуатации. Например, в состав теплозащитного костюма входят двупалые рукавицы, поскольку в них можно работать с пеногенераторами, выполнять стропальные работы, а как показывают результаты исследований, каждый дополнительный напалок снижает время прогрева внутреннего пространства рукавиц на 15-20 %. Для СЗО ПТВ полутяжелого и легкого типа используются трехпалые рукавицы. Поскольку ТОК и СЛЗ имеют более широкую область применения, использование трехпалых рукавиц обеспечивает большее удобство при работе с пожарно-техническим вооружением и различными инструментами. Разные условия эксплуатации учитывались и при выборе фурнитуры.

Новые типы СЗО ПТВ испытаны в лабораторных условиях, в том числе на установке "Термоманекен", и в условиях полигона. Испытания позволили провести сравнительный анализ экспериментальных данных и результатов расчетов, полученных при решении теоретической задачи теплообмена. [1]. На рис. 4 показана динамика изменения температуры внутреннего пространства СЗО ПТВ тяжелого типа (теплозащитный костюм), полученная расчетным путем, при его полигонных испытаниях и в лабораторных испытаниях теплозащитных пакетов при различных тепловых воздействиях.

Как следует из данных, представленных на рис. 4, расчетные значения времени прогрева пакета СЗО ПТВ в зависимости от геометрических и теплофизических параметров, влияющих на численные характеристики, адекватны значениям, полученным при лабораторных и полигонных испытаниях. Сопоставление этих данных с результатами теоретических и экспериментальных исследований для боевой одежды пожарных северных регионов свидетельствует о правильности подхода к постановке теоретической задачи и составлению методик проведения экспериментальных исследований, а значит, подтверждает обоснованность и корректность разработанного метода комплексной оценки качества СЗО ПТВ пожарных.

В настоящее время все разработанные типы СЗО ПТВ приняты на вооружение пожарной охраны. По сравнению с теплозащитной одеждой старой конструкции они обладают меньшей массой, увеличен срок их защитного действия, соблюдается принцип равнотеплоустойчивости конструктивных элементов этих типов СЗО ПТВ.