消防头盔的研究进展和消防部门的实际应用

董佳恺 贾玉杰 唐 乐

（南京森林警察学院，江苏 南京210000）

随着社会经济的快速发展，火灾的种类也变得愈加复杂，发生的频率也愈大，这给消防队员进行火灾扑救过程中对头部的保护及头盔的性能提高带来了很高的要求。近年来，国内外消防研究人员针对如何进一步改进消防头盔的性能，特别是头部保护方面做了大量研究。在火灾现场，往往都伴随着热、烟、毒、辐射、电击、外力冲击等的伤害。发生的时间、地点、性质、范围方面都具有随机性、不可预测性、突变性。为了使消防员在灾害现场中能够迅速开展行有效、安全有的灭火救援活动，就必须做好对头部的保护，而对头部最直接、最有效的保护就是消防头盔。消防头盔都有应对的性能指标与防护范围针对火灾现场的各种灾害。因此消防员在扑火救援时，消防头盔是保护头部、颈部和面部的最重要的防护器具，同时也是消防员在进行救援活动中必须佩戴的常规装备。这进一步说明了消防员在灾害现场对消防头盔需求的重要性与必要性，也明确了消防头盔是消防员个人防护装备中不可缺少的重中之重。

消防头盔是用于保护消防队员头部、颈部以及面部的防护装具。

消防头盔的构造：

（1）帽壳：用高分子合成材料制成，有较强的抗穿刺性能，为第一级减震。

（2）大面罩：起保护作用，面罩表层涂有金属膜，可以反射火场辐射热和阻隔有害射线对面部和眼睛的损害。

（3）披肩：全防护披肩，可以有效保护消防队员的颈部。

（4）泡沫垫：吸收冲击力，为第二级缓震。

（5）十字缓震带：第三级缓震。

（6）帽网：为第四级缓震。帽网与十字缓震带，十字缓震带与泡沫垫之间都有缓冲距离，为缓震空间。

（7）调节钮：用于调节头盔与头部结合的舒适程度。

（8）颈托：保证头盔和头部很好结合，使头盔中心稳定。

当前我国使用的头盔主要为国内生产的RMK-LA 型消防头盔，头盔的材料是美国GE 公司PEI 塑料粒子，其他的性能参数基本符合GA44-2002《消防头盔》标准。部分经济发达地区和各省特勤大队会配备由美国MSA 公司生产的法国F1 型消防头盔，此头盔可以较好地保障消防队员在扑救火灾时候的防护，其技术参数与材料质量均高于国家消防安全标准GA44-2004的标准。

我国生产、使用的消防头盔经历了原用型、改进型、84-1 型以及新型消防头盔四个发展阶段。消防头盔主要适用于消防员在火灾现场作业时佩戴，对消防员头、颈部进行保护，除了能防热辐射、燃烧火焰、电击、侧面挤压外，最主要的是防止坠落物的冲击和穿透。其技术性能应符合GA44《消防头盔》标准规定的要求，包括无帽沿式头盔和有帽沿式头盔两类，无帽沿式头盔将头部全部包裹在头盔内部，具有重心稳定，头盔与头部结合紧密的特点。但将头部全部包裹在头盔中，增大了头盔的重量，不利于头部的散热，后颈部的防护范围缩小，而且若不佩戴内部通信装置等附件，还会对消防员的通信造成困难。有帽沿式头盔覆盖人体头部耳朵以上的部位，具有缓冲空间大，重量轻，透气性好的特点。

我国近年来消防员防护头盔及头面部防护装具质量水平有了较大进步，其防护功能及性能接近国外同类产品水平，目前存在的主要问题包括：

一是消防头盔面罩原材料依赖国外进口，国产材料尚未获得突破；

二是国内生产企业自主创新设计能力不足，消防头盔的生产主要以仿制国外产品为主，企业研发能力不强；

三是生产过程的控制能力不够，致使产品质量不够稳定；

四是企业之间恶性竞争较为严重，时常存在降低标准进行生产的现象；

五是进口头盔普遍存在偏重、头型不适合、佩戴不稳定等问题，而国产及进口头盔都普遍存在头盔没有预留装灯具的位置，或者虽然预留了头灯的位置，但不方便加固，跑动过程中头盔易歪斜等问题，设计还不够完善。

国内的产品：

（1）RMK-L 消防头盔。头盔外壳材料由进口聚醚酰亚胺塑料制造，具有高强度，高耐穿透性，抗电击，阻燃等性能。面罩镜片具有良好的透光性，防雾，耐刮擦，防辐射及耐老化优良性能。

（2）PAB 消防安全头盔。由盔壳、面罩、披肩、缓冲层等部分组成，半盔式设计，款式新颖，具备防尖锐物品冲击、防腐蚀、防热辐射、反光、绝缘、轻便等性能，头盔内可佩戴空气呼吸器和无线通讯系统，有明显的反光标志。

（3）FTK-Q/A 消防头盔。由美国GE 公司PEI 塑料粒子制成，具备防尖锐物品冲击、耐热、耐穿透、耐燃烧、反光、电绝缘性能，面罩为浅色透明面罩。

国外的产品：

（1）Kzpt 公司的cv102 消防全盔。

（2）MSA 梅思安公司的f1 型头盔。MSA F1 消防头盔由MSA GALLET（MSA 子公司之一法国佳雷公司）公司生产。

FI 消防头盔专门用于消防、营救、急救和一些需要防护的工作，但不能用于其他不适当用途的作业。

（3）MSA 梅思安公司的f2 型头盔。MSA 梅思安F2 消防头盔又被称为欧式救援消防头盔，头盔采用流线型半盔式设计，与F1 消防头盔不同的是，F2 消防头盔顶部具备高抗冲击性能外，还有通风孔设计。F2 消防头盔配有防雾护目镜，同时也可以与防毒面具、防爆电筒、通讯系统组合使用，在森林火灾救援以及交通救援领域使用广泛。

F2 消防头盔符合欧盟EN443、EN12492、EN397 等标准，有UIAA、CE 标识认证。

（4）德尔格HPS6200 消防头盔。

①热稳定性高。Dräger HPS 6200 具有很高的热稳定性。头盔壳由耐高温的钢化热固材料制成，并用最先进的芳纶织物强化，可抵抗明火以及辐射源的高能高热，因此热稳定性很高。延至下颔的面镜由坚固耐用、耐高温的聚砜材料制成（符合EN 14458 对“面部防护”的要求），能够提供高效的热防护。

②特别坚固耐用。即使在较高的温度下，HPS 6200 也可防护穿透和冲击，保护头部安全。头盔壳使用SMC 工艺压制而成并涂覆喷漆涂层，所以在结实坚固性及涂漆粘附性上Dräger HPS 6200 更胜一筹，从而提供系统防火保护。

③完美匹配罩盔适配系统。适配系统可使HPS 6200 与新型全面罩FPS 7000 或全面罩Panorama Nova 组合使用。可使用三种不同的盔罩适配器：Supra- 连接、S-fix 或Q-fix 连接。三点式下颌带可方便地进行调整以适应不同脸型。

④出色的佩戴舒适度。佩戴舒适、透气良好。一方面是舒适的内部设计和衬垫，防止使用者头部出现压痕。新型集成边框和热障始终保持头盔内部良好透气，下颌带处改良的耳朵间隙提供了优化的声音效果。有了新型的vlecro（维可牢）尼龙搭扣，下颌带可以轻松快速的调整- 使用带有头带的全面罩时，这是一个很大的优点。

⑤针对个人需求的极佳选择。在模块化系统内部，HPS 6200 可分别与各种各样的配件组合使用。可选择最合适的面罩连接，以及用于头盔壳体和前盔盖的丰富的色彩调色板。需要集成的配件，如用于通信系统的适配器、灯座或耳保护装置，可随头盔一起订购。发货时，这些组件已经集成至头盔中。

（5）法国MSA 安全设备公司Gallet F1-SF 消防头盔。此头盔能耐受一千多摄氏度的高温，在此高温下，头盔里面的温度却只有35℃。包括消防员的头、脸和脖子。此外，强化的眼睛保护屏专门设计用于保护眼睛不受飞行物体、辐射热量和爆炸引起的“反射闪光”的伤害。扣上下巴皮带，加上带孔的网和柔软且耐用的泡沫，使这种高科技消防头盔比先前的同类产品更加舒适。

（6）美国C-THRU 头盔。C-THRU 消防帽上的高速热感摄像头负责捕捉显示画面，画面捕捉完毕，消防帽内置的计算机模块会把画面数据传输回“指挥控制器”中，待控制器把画面增强后，再回传至消防帽，通过消防帽上特制的AR 显示器将画面呈现给消防员。

而C-THRU 厉害的地方就在能够让消防员在乌漆嘛黑、浓烟滚滚的环境里，看得清清楚楚。在能能见度几乎为零的状态下，C-THRU 能让不管移动，还是静止的物体，呈现出绿色框架的图像。

国内外的头盔的主要差异是在于标准制定的不同。

我国与国外标准的主要差异有三个方面，包括：

（1）标准增加抗起球性能、甲醛含量、pH 值、异味和外观质量的要求。上述性能主要体现为佩戴舒适性和健康性的要求，与国外标准仅注重防护要求不同，我国标准规定的指标更为全面。由于火场中消防员灭火防护头套紧贴消防员脸部佩戴，根据我国GB18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》的规定，对于接触皮肤的纺织品其甲醛含量不应超过75mg/kg，pH 值应为4.0～7.5，且纺织品不应有霉味、高沸程石油味（如汽油、煤油味）、鱼腥味、芳香烃气味等异味，以确保消防员身体健康。而抗起球性能和外观质量要求等也是衡量产品舒适度和产品质量的重要性能。

虽然国外标准对没有对消防员灭火防护头套的抗起球性能、甲醛含量、pH 值、异味和外观质量做出规定，但在具体的采购产品过程中，通常国外用户方需要产品满足标准的基础上，还会提出需要符合抗起球性能等方面的要求，因此佩戴舒适性和健康性方面的要求是用户要求。

（2）没有规定面料的顶破强力。在机械强力的测试方面，NFPA1971 中规定头套面料的顶破强力不应低于225N，接缝强力不应低于181N，而GA869 标准仅规定面料接缝的顶破强力不应低于185N。主要原因是按照我国FZ/T01030-1993《针织物和弹性机织物接缝强力和扩张度的测定顶破法》进行接缝强力测试时，不仅能够测试接缝部位的顶破强力，而且也能反映出面料的顶破强力。因此规定了接缝强力指标同时也检测了面料的顶破强力。而按照NFPA1971 的规定，面料和接缝的强力要求不一致，会与整体防护的原则相违背。

（3）对于面料的热防护性能规定较少。与国外标准对比，GA869 规定头套面料仅进行二项有关于热防护性能方面的实验，包括：阻燃实验和耐高温实验。

从某种程度上看，通过上述两项实验可以保证头套使用的材料是本质阻燃并且熔点较高的高性能纤维材料，但缺乏对于面料的隔热性能的要求，为了保证面料的隔热功能，GA869 标准增加了对面料的单位面积重量规定，规定面料单位面积重量不应低于200g/m2，通过该指标控制头套面料的厚度，确保其隔热功能。

由于国内的实验和技术水平与先进国家相比仍有一定的差距，我国GA869-2010《消防员灭火防护头套》标准和国外标准规定的性能要求各有特点，国外标准缺少佩戴舒适性和健康性方面的规定，而我国标准在隔热功能方面的性能指标还有待提高。从可操作性方面看，GA869 标准更适合我国国情，能够快速实施，将有利于规范消防员灭火防护头套的性能要求，提高产品的生产质量，确保消防员的人身安全。

消防头盔正在向提高综合防护功能方向发展，提高国内消防头盔的科技性，将最新的科技集成到消防头盔之中。对消防头盔的材料能够进一步地探索，找到高强度、轻质量、高性能的复合材料，同时也要对制造成本有所控制，使之能够普及到各个地区。建立起我国消防员头部基本尺寸数据库, 为消防头盔的设计提供理论基础, 进而切实提高头盔佩戴稳定性和舒适性。对于新型消防头盔使用AR 视觉加强技术，对于整个环境在消防头盔的面罩上面显示出来，同时结合物联网、5G 通信的效果对于现场的情况进行实时传输，经过人工智能综合分析之后给出最有效、最捷径的处置方案。