بررسی رفتار حرارتی لباس های عملیاتی آتش نشانی با رویکرد انتقال حرارت

لباس های عملیاتی آتش نشانی به عنوان نخستین و حیاتی ترین سد حفاظتی در برابر تنش های حرارتی، نقش تعیین کننده ای در حفظ سلامت، کارایی عملیاتی و بقای آتش نشانان در شرایط حریق دارند. این پژوهش با رویکرد ترمودینامیک و انتقال حرارت، رفتار حرارتی لباس های عملیاتی آتش نشانی را در مواجهه با شارهای حرارتی بالا، دمای محیطی شدید و شرایط ناپایدار حریق مورد بررسی و تحلیل قرار می دهد. تمرکز اصلی مطالعه بر مکانیزم های انتقال حرارت هدایتی، جابجایی و تابشی از محیط حریق به بدن آتش نشان و نقش لایه های مختلف لباس (پوسته خارجی، لایه رطوبتی و لایه عایق حرارتی) در کاهش شار حرارتی ورودی است. با استفاده از مدل های کلاسیک انتقال حرارت، شاخص هایی نظیر مقاومت حرارتی موثر، ظرفیت ذخیره حرارت، تاخیر زمانی نفوذ حرارت و دمای بحرانی سطح پوست تحلیل می شوند. نتایج مطالعات نشان می دهد که اگرچه افزایش ضخامت و دانسیته لایه های عایق موجب کاهش نرخ انتقال حرارت می شود، اما هم زمان می تواند با افزایش بار حرارتی داخلی، تعریق محدود و کاهش دفع گرما، خطر گرمازدگی و خستگی حرارتی را افزایش دهد. بنابراین، طراحی و انتخاب لباس عملیاتی باید مبتنی بر تعادل مهندسی بین حفاظت حرارتی و قابلیت دفع حرارت متابولیکی باشد. در این مقاله، الزامات و حدود عملکردی تعیین شده در استاندارد NFPA ۱۹۷۱ به عنوان مرجع علمی و عملیاتی بررسی شده و تطابق ویژگی های حرارتی لباس ها با این استاندارد ارزیابی می شود. همچنین تاثیر عواملی نظیر رطوبت، فشردگی لایه ها در حین حرکت، و فرسودگی ناشی از استفاده مکرر بر کاهش عملکرد عایقی لباس ها تحلیل می گردد. خروجی این پژوهش ارائه معیارهای مهندسی قابل استفاده برای انتخاب، بهینه سازی و بهبود لباس های عملیاتی آتش نشانی با هدف کاهش آسیب های حرارتی، پیشگیری از گرمازدگی و افزایش ایمنی و کارایی آتش نشانان در عملیات واقعی است. این نتایج می تواند به طور مستقیم در فرآیند تصمیم گیری HSE، تدوین دستورالعمل های تجهیزاتی و ارتقای سطح ایمنی شغلی آتش نشانان مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، لباس عملیاتی آتش نشانی ، عایق حرارتی ، تنش حرارتی ، NFPA ۱۹۷۱