Thermal properties of special new generation personal protective clothing for firefighters-rescuers

• Autorzy: Rachwał Marzena , Majder-Łopatka Majder-Łopatka , Węsierski Tomasz , Ankowski Artur , Młynarczyk Magdalena , Bralewski Adrian , Spławska Aleksandra , Piec Robert

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.6479

Warianty tytułu

PL

Właściwości termiczne specjalnej odzieży ochronnej nowej generacji dla strażaków-ratowników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Every day, firefighters put their health and life at risk by saving people and their property not only during fires, but by being always ready during all kinds of unfortunate events. Therefore, they need special personal protective equipment, including protective clothing. The purpose of the study was to compare thermal properties of new (PROTON and SYRIUSZ) and old (US-03) personal protective clothing for firefighters. Measurements of thermal insulation (total, effective and local) were carried out using a full body shape thermal manikin Newton consisting of 34 segments, in which temperature and heat flux were controlled independently. Results of the total thermal insulation of the entire clothing reveal differences between all three models. The lowest values were noticed for the model PROTON with light and shorter jacket and the highest values of thermal insulation for the new model SYRIUSZ, indicating that this model protect the user against heat most effectively. New models of personal protective clothing for firefighters should be recommended for use in everyday work, because they are characterized by better parameters than the previous type of protective clothing, both in terms of thermal protection and mobilit.

PL

Codziennie strażacy narażają swoje zdrowie i życie, ratując ludzi i ich mienie nie tylko podczas pożarów, ale będąc zawsze w gotowości podczas wszelkiego rodzaju nieszczęśliwych zdarzeń. Dlatego też potrzebują oni specjalnych środków ochrony osobistej, w tym odzieży ochronnej. Celem pracy było porównanie właściwości termicznych nowej (PROTON i SYRIUSZ) i starej (US-03) odzieży ochronnej dla strażaków. Pomiary izolacyjności cieplnej (całkowitej, efektywnej i miejscowej) przeprowadzono przy użyciu manekina termicznego Newton o pełnym kształcie ciała, składającego się z 34 segmentów, w którym niezależnie kontrolowano temperaturę i strumień ciepła. Wyniki dotyczące całkowitej izolacji cieplnej całej odzieży wykazują różnice pomiędzy wszystkimi trzema modelami. Najniższe wartości odnotowano dla modelu PROTON z lekką i krótszą kurtką, a najwyższe dla nowego modelu SYRIUSZ, co wskazuje, że ten model najskuteczniej chroni użytkownika przed gorącem. Nowe modele odzieży ochronnej dla strażaków powinny być rekomendowane do stosowania w codziennej pracy, gdyż charakteryzują się lepszymi parametrami niż dotychczasowy typ odzieży ochronnej, zarówno pod względem ochrony termicznej, jak i mobilności.

Słowa kluczowe

EN

firefighters; total thermal insulation; effective thermal insulation; thermal protection; multilayer structure; thermal manikin; personal protective clothing

PL

strażacy; pełna izolacja termiczna; skuteczna izolacja termiczna; ochrona termiczna; struktura wielowarstwowa; manekin termiczny; odzież ochrony osobistej

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 80 (tom 1)
• Strony: 45--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rachwał Marzena

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0003-0845-6144

autor

Majder-Łopatka Majder-Łopatka

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-0226-710x

autor

Węsierski Tomasz

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-9849-6539

autor

Ankowski Artur

• https://orcid.org/0000-0002-5052-2195

autor

Młynarczyk Magdalena

• Central Institute for Labour Protection – National Research Institute

• https://orcid.org/0000-0002-9218-9781

autor

Bralewski Adrian

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0001-9411-8736

autor

Spławska Aleksandra

• Military Institute of Chemistry and Radiometry

• https://orcid.org/0000-0002-1308-3007

autor

Piec Robert

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-5234-5639

Bibliografia

• 1. Mäkinen H., Firefighter’s protective clothin [in:] Textiles for Protection, Scott R.A. (ed.), Woodhead: Cambridge, UK 2005, pp. 622–647. DOI:10.1533/9781845690977.3.622.
• 2. Fanglong Z., Weiyuan Z., Minzhi C., Investigation of Material Combinations for Fire-fighter’s Protective Clothing on Radiant Protective and Heat-Moisture Transfer Performance, “Fibres Text East Eur” 2007, 15, 1(60), 72–75.
• 3. Młynarczyk M., Special purpose clothing for firefighters – normative requirements and own studies, “Work Safety. Science and Practice” 2018, 5, 11–15 [in Polish].
• 4. Li J., Barker R.L., Deaton A.S., Evaluating the effects of material component and design feature on heat transfer in firefighter turnout clothing by a sweating manikin, “Text Res J” 2007, 77, 59–66. DOI:10.1177/0040517507078029.
• 5. Lee J.Y., Park J., Park H. et al., What do firefighters desire from the next generation of personal protective equipment? Outcomes from an international survey, “Ind Health” 2015; 53(5): 434–444. DOI: 10.2486/indhealth.2015-0033.
• 6. Majder-Łopatka M., Salamonowicz Z., An effect of individual protection on the working conditions in the chemical rescue actions, “Pol J Aviat Med Bioeng Psychol” 2011, 17(1), 43–54.
• 7. Węsierski T., Kowalczyk P., Influence of the construction of special clothes on the paramedic’s efficiency parameters [in:] Problems of monitoring, operation of equipment and fire service equipment, Józefów 2015, pp. 141–150 [in Polish].
• 8. Węsierski T., Kowalczyk P., Physiological Impact on Firefighters Wearing Special Garments During Operations, “Safety and Fire Technique” (BiTP) 2015, 2(38), 63–72 [in Polish].
• 9. Kowalczyk P., Węsiersk T., The use of the indirect calorimetry method in the assessment of the firefighter’s workload, “Logistics” 2014, 5, 810–819 [in Polish].
• 10. Li Y., Perceptions of temperature, moisture and comfort in clothing during environmental transients, “Ergonomics” 2005, 48(3), 234–248. DOI:10.1 080/0014013042000327715.
• 11. Marszałek A., Bartkowiak G., Łężak K., Physiological effects of a modification of the construction of impermeable protective clothing, “Int J Occup Saf Ergon” 2009, 15(1), 61–73.
• 12. He J., Lu Y., Wang L., Ma N., On the improvement of thermal protection for temperature‐responsive protective clothing incorporated with shape memory alloy, “Materials” 2018, 11(10), 1932. doi.org/10.3390/ma11101932.
• 13. Das A., Alagirusamy R., Kumar P., Study of Heat Transfer through Multilayer Clothing Assemblies: A Theoretical Prediction, “Autex Res J” 2011, 11(2), 54–60.
• 14. Matusiak M., Sikorski K., Influence of Structure of Woven Fabrics on their Thermal Insulation Properties, “Fibres Text East Eur” 2011, 19(5), 46–53.
• 15. Matusiak M., Kowalczyk S., Thermal insulation properties of multilayer textile packages, “Autex Res J” 2014, 14(4), 299–307.
• 16. Huang J., Theoretical Analysis of Three Methods for Calculating Thermal Insulation of Clothing from Thermal Manikin, “Ann Occup Hyg” 2012, 56(6), 728–735. DOI:10.1093/annhyg/mer118.
• 17. PN-EN 469:2021-01: Protective clothing for firefighters – Performance requirements for protective clothing intended for firefighting operations.
• 18. PN-EN 15614:2009: Protective clothing for firefighters – Laboratory test methods and requirements for protective clothing used in open-air fires.
• 19. Lei Z., Review of application of thermal manikin in evaluation on thermal and moisture comfort of clothing, “J Eng Fibers Fabrs” 2019, 14, 1–10. doi.org/10.1177/1558925019841548.
• 20. Newton Thermal Manikin Operator’s Manual. Measurement Technology Northwest, USA.
• 21. PN-EN ISO 15831:2006 Clothing – Physiological effects – Measurement of thermal insulation by means of a thermal manikin (ISO 15831:2004).
• 22. PN-EN ISO 9920:2009 Ergonomics of the thermal environment – Estimation of thermal insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble.
• 23. PN-EN 342:2018-01 Protective clothing – Clothing sets and garments to protect against cold.
• 24. Młynarczyk M., Characteristics of Specialised Firefighter Clothing Used in Poland – the Thermal Parameters, “Fibres Text East Eur” 2020; 28, 1(139): 65–70. DOI:10.5604/01.3001.0013.5860.
• 25. Młynarczyk M., Influence of Air Velocity on the Total Thermal Insulation of Different Types of Clothing, “Fibres Text East Eur” 2019, 27, 6(138): 75–80. DOI:10.5604/01.3001.0013.4470.
• 26. He H., Yu Z., Effect of Air Gap Entrapped in Firefighter Protective Clothing on Thermal Resistance and Evaporative Resistance, “Autex Res J” 2018, 18(1), 28–34. DOI:10.1515/aut-2017-0006.
• 27. Song G., 2 – Thermal insulation properties of textiles and clothing [in:] Woodhead Publishing Series in Textiles, Textiles for Cold Weather Apparel, 1st ed.; J.T. Williams (eds.), Woodhead Publishing, Sawston, Great Britain 2009, pp. 19–32. doi.org/10.1533/9781845697174.1.19.
• 28. Lee J.H., Kim Y.K., Kim K.S., Kim S., Estimating Clothing Thermal Insulation Using an Infrared Camera, “Sensors” 2016, 16, 341. doi.org/10.3390/ s16030341.
• 29. Polish Journal of Laws/Dz.U. from 2018 item 982: Regulation of the Ministry of Interior and Administration of May 18, 2018, amending the regulation on the uniforms of firefighters of the State Fire Service.
• 30. Brushlinsky N.N., Ahrens M., Sokolov S.V., Wagner P., World Fire Statistics, International Association of Fire and Rescue Services. Center for Fire Statistics of CTIF, No. 25, 2020.
• 31. Młynarczyk M., Zielińska K., Specialised Clothing for Firefighters in Poland – a Comparison of the Latest Set with the One Currently Used, “Fibres Text East Eur” 2020, 28, 4(142): 95–100. DOI:10.5604/01.3001.0014.0942.
• 32. Marszałek A., Młynarczyk M., Physiological tests on firefighters whilst using protective clothing, “Int J Occup Saf Ergon” 2021, 27(2), 384–392. DOI: 10.1080/10803548.2020.1794370.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).