A Model of a Firefighter’s Thermal Condition when Attired in Protective Clothing
Journal Title: Safety & Fire Technology - Year 2016, Vol 41, Issue 41
Abstract
Aim: The purpose of this study is to develop and verify a mathematical model, which identifies the thermal condition of a firefighter whilst wearing heat protective clothing at different temperature levels. The model is intended for predicting and analyzing the thermal condition of the body and determination of a firefighter’s maximum operating endurance. Introduction: The work of a firefighter is accompanied by considerable risk to health and life. Effects from heat and physical exertion often reach critical limits of human endurance. Similarly, materials used in protective clothing may become ineffective beyond certain parameters. Consequently, exposure beyond such parameters leads to overheating of the body and causes burns. In order to increase the firefighter’s operational safety, it is important to know endurance limits for specified operating conditions, within which a firefighter is expected to perform and not exceed such limits. The time constraint is dependent on a range of factors, such as: characteristics of heat protective clothing (amount, type of material used and thickness of layers), temperature, humidity, speed of airflow surrounding the clothing and work load. Methods: The simultaneous modelling of a firefighter’s body temperature and clothing intended to protect from the effects of heat, allows for an evaluation of many aspects relating to the work of a firefighter and factors which influence the thermal condition of his/her body. This kind of modelling facilitates the determination of a firefighter’s maximum performance duration in given circumstances and to develop a configuration of new clothing providing protection against the effect of heat. Simultaneously, it is possible to analyze comfort levels and parameter limits for human body temperatures, which on average range within 37,2-38°C. Additionally, modelling will enable a reduction in the number of expensive tests for textile content of protective clothing, performed for different environmental conditions and nature of work of a firefighter during operations. Results: Reported study results relating to temperature levels in spaces beneath layers of protective clothing for volunteers taking part in research, who performed physical exercises of varying intensity, were utilised to verify the proposed model. Body temperature test results, for volunteers attired in protective clothing and engaged in physical activity at room temperature of varying degrees, were very close to the results obtained from model calculations. Variations did not exceed 2°C. Conclusion: The study facilitated the development of a two dimension model revealing the heat exchange in protection clothing, taking into account thermal processes and thermoregulation mechanisms of the human body, at different physical exertion levels, including internal heat release, permeability of textiles, and heat dissipation through breathing and perspiration.
Authors and Affiliations
канд. техн. наук Болибрух Б. В. / Bolibrukh B. V. , канд. техн. наук М. Хмель / M. Chmiel, магистр инж. Ю. Мазур / Yu. Mazur
Stworzenie krajowego kompleksu „Wizir” dla pomiarów dwukierunkowych współczynników polaryzacji odbicia i luminancji obiektów naturalnych i sztucznych
Cel: W artykule przywołano uzasadnienie, celowość i główne rezultaty opracowania krajowego kompleksu „Wizir” dla pomiarów dwukierunkowych współczynników polaryzacji odbicia i luminancji obiektów naturalnych i sztucznych,...
Ratownik medyczny w Państwowej Straży Pożarnej – od teorii do praktyki
Cel: Celem artykułu jest analiza prawnych aspektów funkcjonowania ratownika medycznego w jednostkach Krajowego Systemu Ratowniczo-Gaśniczego (KSRG). W artykule określono także obszary, w których wskazane jest wykorzysta...
The Effect of High Temperatures on the Flexural Strength of Cement Mortar Modified by the Addition of Polypropylene Fibres
Aim: The aim of this paper is to determine the effect of high temperature on changes in the flexural strength of cement mortar with and without the addition of polypropylene fibres (PP), following a predefined test proce...
Dezynfekcja powierzchni „wrażliwych”
Cel: Celem artykułu jest prezentacja metody dezynfekcji powierzchni materiałów papierniczych niepodatnych na procesy likwidacji skażeń (tzw. powierzchni „wrażliwych”) za pomocą gazowego nadtlenku wodoru. Wprowadzenie:...
Wprowadzenie do budowania odporności poprzez analizę obszarów szczególnie narażonych na występowanie zdarzeń zagrażających bezpieczeństwu społeczności
Cel: Celem artykułu jest wprowadzenie do języka nauk o bezpieczeństwie pojęcia rezyliencji, a także przedstawienie autorskiej metodyki opracowania mapy zagrożeń w Polsce, jej weryfikacji za pomocą wyników badań sondażowy...