自吸过滤式逃生呼吸器产品与标准分析*

谭雯莉 杨小兵 杨博 张守鑫 陆林 潘宏杰 张明明

(1. 军事科学院防化研究院，国民核生化灾害防护国家重点实验室 北京 100191； 2. 雾霾健康效应与防护北京市重点实验室 北京 100191； 3. 中国安全生产科学研究院 北京 200233)

0 引言

呼吸防护装备，又称呼吸器或呼吸防护用品，是用于保护有毒有害环境中相关人员人身健康与生命安全的最后一道防线。《个体防护装备术语》(GB/T 12903—2008)[1]中将呼吸防护装备定义为防御缺氧空气和空气污染物进入呼吸道的装备。根据《呼吸防护用品 实用性能评价》(GB/T 23465—2009)[2]，呼吸防护用品又叫呼吸器，是防御缺氧空气和(或)空气污染物进入呼吸道的防护用品。

呼吸器按用途可分为职业用作业型呼吸器和逃生用一次性呼吸器。这两类呼吸器均又可分为过滤式呼吸器和隔绝式呼吸器。过滤式呼吸器是能把吸入的作业环境空气通过净化部件的吸附、吸收、催化或过滤等作用，除去其中有害物质后作为气源的呼吸防护用品。在逃生用呼吸器中，过滤式逃生呼吸器可分为自吸过滤式逃生呼吸器和动力送风式逃生呼吸器；隔绝式逃生呼吸器包括压缩空气逃生呼吸器、化学氧气逃生呼吸器、压缩氧气逃生呼吸器等类型。

过滤式逃生呼吸器属于应急逃生产品中的一类重要产品，美国等发达国家在2001年的“9·11”恐怖事件后，日益重视应急逃生面具的基础研究、产品开发及标准化工作。目前，在呼吸防护领域具有影响力的美国3M公司、Honeywell公司、MSA公司、英国的Avon公司、德国的Dräger公司等均有设计、生产自吸过滤式逃生呼吸器产品的能力，分别在各国有相应的主营产品。而我国在该领域仅有类似的消防自救器，对于工业逃生而言，对该产品还缺乏深入研究。为此，本文将重点研究国内外现有产品现状，全面梳理相关装备及技术发展情况，提炼该类产品的通用特性与部分核心技术指标，并结合国内外自吸过滤式逃生呼吸器标准主要技术要求，以期为我国正在进行的强制性国家标准《呼吸防护 自吸过滤式逃生呼吸器》的制定工作提供有力的技术支撑。

1 自吸过滤式逃生呼吸器概述

自吸过滤式逃生呼吸器按照过滤件数量可分为单滤毒罐式和双滤毒盒式。单滤毒罐自吸过滤式逃生呼吸器由面罩和单一滤毒罐(或过滤件)组成，根据眼窗的数量和大小可分为双目式、单目式和全脸式3种[3]，根据人体使用方式的不同又可分为口具式和头罩式。单滤毒罐头罩型自吸过滤式逃生呼吸器是目前应用最为广泛的一类应急逃生呼吸器，工业领域已有多款此类产品应用于不同的作业场所，该产品特点区别于一般呼吸器，主要体现在以下几个方面：①产品轻量化、易携带。危险化学品相关的行业，如含硫油气井等场所，均要求作业人员随身携带过滤式逃生呼吸器。②结构简单、易穿戴。产品结构设计简洁，多数产品经培训后最快可5 s内完成呼吸器的正确穿戴。③操作简单、易掌握。穿戴操作简单，普通员工经简单培训即能掌握和使用。为了更好地了解国内外产品的性能与特点，本文将对现有市场上的国内外主流产品进行总结和分析，以期科学指导我国相关产品标准的制定。

2 国内外产品现状

2.1 口具型自吸过滤式逃生呼吸器

口具型自吸过滤式逃生呼吸器通常采用鼻甲、咬嘴型式组件密封鼻腔，仅以口部作为吸入经净化的空气的通道，便于在紧急情况下轻松、快速地佩戴，利于快速反应。

典型产品有MSA公司的miniSCAPE微型逃生呼吸器(见图1)，是专为逃离毒气泄漏区域而设计的自吸过滤式逃生呼吸器。在实际应用过程中，佩戴重量130 g，包装尺寸85 mm×65 mm×112 mm，防护时间5 min，储存寿命4 a，体积小巧，携带方便，操作简单。

Dräger公司PARAT系列3160自吸过滤式逃生呼吸器(见图2)，包装尺寸170 mm×110 mm×60 mm，防护时间15 min，配备ABEK15多种气体多功能过滤罐。上述2款口具型产品，均符合DIN 58647-7标准[4]。

图1 MSA miniSCAPE逃生呼吸器

图2 Dräger PARAT 3160逃生呼吸器

2.2 头罩式自吸过滤式逃生呼吸器

头罩式自吸过滤式逃生呼吸器相比口具型自吸过滤式逃生呼吸器，能提供更全面的防护，有些消防逃生呼吸器还在头罩的基础上外加了披肩，以期得到更多的防护。市场上大多数头罩式自吸过滤式逃生呼吸器设计为亮黄色或橙色等显目的颜色，这些颜色在浓烟情况时更易被救援人员发现。

典型产品有Dräger公司的PARAT系列，佩戴最快仅需5.3 s，自动束紧，无需多余调整，其特殊设计的口鼻罩适合所有脸型。Dräger PARAT 7500(见图3)的高性能ABEK CO P3过滤罐符合EN 403:2004标准[5]和 DIN 58647-7标准，可有效过滤掉各种与火灾相关的有毒工业气体、蒸气和颗粒物。

MSA公司的EscapeTMCBRN自吸过滤式逃生呼吸器(见图4)，防护时间15 min，分大、中、小3个型号。

MSA公司还专门为火灾逃生设计了S-Cap系列自吸过滤式逃生呼吸器(见图5)，该系列逃生呼吸器符合欧盟EN 403标准，防护时间15 min，内置棉质防护颈套，提供了更多的安全保障，操作简单、佩戴快捷。

图3 Dräger PARAT 7500逃生呼吸器

图4 MSA EscapeTMCBRN自吸过滤式逃生呼吸器

图5 MSA S-Cap系列逃生呼吸器

韩国Sangong NBC Cilivian Mask (见图6)是一种低成本、均码的逃生头套，符合韩国KS M 6885:2009标准，头罩质量430 g，防护时间：PS至少10 min，CK至少15 min。

图6 Sangong 核生化公众用逃生呼吸器

俄罗斯 GDZK-U 逃生用防毒面具(见图7)，是专为发生工业事故和火灾的地区紧急疏散平民和工人而设计，该产品使用质量不大于1 000 g，包装尺寸180 mm×180 mm×130 mm，具备一定的阻燃性能，使用温度为0～60 ℃，储存寿命3 a。

图7 GDZK-U 逃生用防毒面具

2.3 双滤毒盒型自吸过滤式逃生呼吸器

双滤毒盒型自吸过滤式逃生呼吸器与单滤毒罐自吸过滤式逃生呼吸器显著不同的是带有2个滤毒盒，可在一定程度上降低佩戴者的呼吸阻力，防护时间更长，一般大于30 min。North公司的ER2000(见图8)是其典型代表，它采取均码设计，佩戴质量不大于1 000 g，佩戴时间小于30 s，防护时间大于30 min(双罐)。

图8 North ER2000逃生呼吸器

还有一类产品设计为可折叠模式，能显著减小包装体积，使逃生呼吸器便于携带和存储。如Avon公司的NH15紧急逃生头罩(见图9)和德国Helsatech 公司的Potomac 紧急逃生面具(见图10)。NH15十分小巧，防护时间15 min，储存寿命5 a。NH15不仅可以防御所有CBRN威胁，而且还可以保护面部免遭液体飞溅，且成本低，特别适合警察、紧急医疗服务和消防人员使用。其质量625 g，包装尺寸150 mm×100 mm×90 mm，储存寿命5 a，防护时间为对芥子气、氯化氰至少30 min，对氨气、环己烷、甲醛、光气等至少45 min。Potomac紧急逃生面具是一款轻型保护装置，包装尺寸160 mm×80 mm×60 mm，可在6 s内完成佩戴，防护时间为对氨气28 min、氯气80 min、氯化氰至少30 min、光气71 min、二氧化硫127 min。

图9 Avon EH15逃生头罩

图10 Helsatech Potomac 紧急逃生面具

我国暂无工业用自吸过滤式逃生呼吸器，只有消防用自吸过滤式逃生呼吸器。浙安TZL30(见图11)过滤式消防自救呼吸器符合国家标准《建筑火灾逃生避难器材 第7部分：过滤式消防自救呼吸器》(GB 21976.7—2012)[6]。TZL30过滤式消防自救呼吸器能有效防止火灾时产生的一氧化碳(CO)、有毒烟雾对人体的伤害。其佩戴质量不大于1 000 g，CO防护浓度0～1%，防护时间不小于30 min。

图11 浙安TZL30 消防自救呼吸器

3 产品技术性能比对与标准分析

从上述分析和介绍来看，国外在过滤式逃生呼吸器研究与产品开发方面做了大量细致的工作，从材料选择、号型与型式结构设计、性能评估、标准制修订等方面进行了系统、深入地研究，开发并向市场投放了一系列过滤式逃生呼吸器产品，目前主流的产品主要技术参数见表1。

表1 国外自吸过滤式逃生呼吸器产品主要技术参数

从表1可以看出，基本上所有产品的产品总重量不超过1 000 g，部分口具型式结构或简易结构的产品重量在200 g左右，说明这类产品对重量的要求比较高，也体现了产品本身的应急特性。

从认证标准上看，市场主流产品都以德国1997年制定并颁布实施的DIN 58647-7或欧盟标准EN 403作为认证标准。在防护对象上，过滤式逃生呼吸器的防护对象包括环己烷、氯气、硫化氢、氢氰酸、二氧化硫、氨气、丙烯醛、盐酸、一氧化碳等。EN 403里面规定过滤元件要能够耐受丙烯酸、HCl、HCN以及不同浓度的CO。在防护时间的要求上，DIN 58647-7将过滤元件的防护时间分为5、10、15 min 3个等级，EN 403里提出防护时间不小于15 min。美国MSA miniSCAPE、德国Dräger PARAT 3160、德国Dräger PARAT 7500等产品就是符合DIN 58647-7标准的，而美国MSA Safe S-Cap、德国Dräger PARAT 7500等逃生呼吸器则是符合EN 403标准的。此外，还存在一些特殊场景，如反恐应急用的CBRN自吸过滤式逃生呼吸器，防护对象涵盖了光气、氯化氰、沙林等化学毒剂，不同防护对象的防护时间差异较大，如韩国Sangong NBC Cilivian、英国Avon NH15、德国Helsatech Potomac等产品。

在实际应用中，从产品的经济属性上看，储存寿命对实际使用者和管理单位比较重要，涉及到产品的更换周期和相关经费的预算安排。表1中，产品的储存寿命一般在3～10 a，该时间的长短取决于产品本身的质量、包装密封材料的选取等因素。对管理者和采购方而言，时间越长越好；而对实际使用者而言，3～5 a是一个比较容易接受的储存时间。因此，如何确定具体产品的储存寿命还需进行深入研究，科学、合理地规定不同产品的储存时间。

4 结论

可以看出，我国关于自吸过滤式逃生呼吸器的产品研发进展缓慢，市场主要产品为上述国外公司的过滤式逃生呼吸器产品，国产产品多为消防自救器。因此，下一步亟需在借鉴国外相关研究的基础上，从产品和标准两个层面做好相关工作。首先，在产品方面，国内产品的种类不全，信息获取方式少，产品技术参数不完整，购买渠道不畅通。我国目前使用的自吸过滤式逃生呼吸器主要依靠进口。在目前贸易战不断升级的背景下，从长远需求与行业规划的角度，亟需开展国产化产品研发。其次，在标准方面，“十三五”期间我国开展了隔绝式逃生呼吸器的2个国家标准编制工作[7]，2019年年底陆续颁布了《呼吸防护 自给闭路式氧气逃生呼吸器》(GB/T 38228—2019)[8]、《呼吸防护 自给开路式压缩空气逃生呼吸器》(GB 38451—2019)[9]。《呼吸防护 自吸过滤式逃生呼吸器标准》若能尽快制定颁布，将有效填补我国过滤式逃生呼吸器标准领域的空白，完善我国呼吸防护装备标准体系，有效保障人民生命安全和身体健康。因此，亟需开展我国自吸过滤式逃生呼吸器标准的制定工作，有效规范现有市场上相关产品的质量，通过标准引领技术发展，指导企业进行相关产品的研发与生产，为政府相关职能部门的监督执法提供基本依据。