一项新研究公布了四种新型避难帐篷设计,可帮助延长被困在野火中的消防员的生存时间。
目前行业标准避难帐篷有一个缺点:外层由铝制成,直接接触火焰时会熔化。
一位专家解释说,避难帐篷制造商现在可以将这项研究的结果作为新的测试依据和最低性能目标,努力达到这些标准。
一项新研究指出,用于保护被困在野火中的消防员的四种新型避难帐篷设计,与目前的行业标准相比,有望延长生存时间。
在野火模拟越火实验中——即野火席卷一群被困消防员或设备——避难帐篷内的温度在更长时间内保持在生存限值之内,而且帐篷被烧穿所需的时间也更长。
研究人员希望,这项研究发表于《国际野地火灾期刊》的结果,以及在北美各地开展的实地测试结果,能够推动研发新型、更好的避难帐篷。此外,他们还希望这些发现能为避难帐篷设计和测试的新标准提供依据。
“对于野地消防员来说,部署避难帐篷是他们最不愿做的事——那是最后的选择,是最后一道防线。”研究合著者、北卡罗来纳州立大学纺织技术教授兼纺织品防护与舒适中心(TPACC)主任罗杰·巴克表示。
“虽然不存在所谓的‘防火’之物,但我们努力的方向是争取更多时间。我们证明了避难帐篷可以延长失效时间——而这段时间可能对生存至关重要。”
行业标准避难帐篷的一个问题是,铝制外层接触明火时会熔化。
“鉴于我们在野火期间观察到的避难帐篷失效机制,我们认为可以通过在结构中加入内部隔热屏障和额外的隔热材料,研发防护性能更强的避难帐篷。”论文第一作者、林业与环境资源学教授约瑟夫·罗伊斯表示,“我们知道自己能造出更好的避难帐篷。”
基于这一目标,研究人员设计了两款主要原型,以及两款重量不到5磅的轻型版本。他们加入了隔热材料,并尝试不同的接缝设计,以防帐篷散架。
在TPACC实验室,研究人员使用名为PyroDome湍流火焰消防避难帐篷测试系统的测试舱,将这些设计与行业标准进行比较。他们用丙烷燃烧器对避难帐篷直接喷射火焰60秒,并测量帐篷底部温度升至302华氏度(生存温度阈值)所需的时间。他们还在PyroDome内安装摄像机,观察避难帐篷内层何时被烧穿。
所有原型的生存指标都优于标准产品;标准产品在不到40秒内就达到生存限值。相比之下,其中一种设计在60秒时的温度仍远未达到生存限值。
研究人员还在多种条件下测试了避难帐篷的性能,测试地点包括控制燃烧实验,涵盖加拿大、加利福尼亚州、北卡罗来纳州和南达科他州。然而,他们发现,受风力、燃料和火情条件影响,实地测试的可靠性不足以得出具有统计显著性的结论。
“我们走遍北美,寻找不同的火情条件,以测试不同类型的火灾暴露情况。”巴克说,“我们发现,实地测试中的变量非常多,这也证实了PyroDome对我们有多大帮助。”
加利福尼亚州南部的两次测试具有最理想的燃烧条件,研究人员发现,其中一个原型在野火席卷测试中表现良好。在南达科他州的一次测试中,研究人员发现草根起火后蔓延到帐篷墙下方,导致避难帐篷失效。这凸显出彻底清理帐篷周围区域的重要性,甚至还要刮除帐篷下方的地面,以清除所有有机物。
“如果样本只有两个,就无法进行任何统计比较。”罗伊斯说,“但我们确实看到,在加利福尼亚州的测试之后,一个性能最好的原型经受住了火势的全面冲击。它的外部被彻底烧焦,但内部完好无损。”
巴克表示,这些发现可以为制造商和避难帐篷研发人员提供新的目标,包括测试方法和最低性能要求。
北卡罗来纳州立大学林业与环境资源系前研究助理约翰·威廉姆斯,以及TPACC研究助理约翰·莫顿-阿斯拉尼斯,均为该研究的合著者。这项研究由美国国土安全部联邦紧急事务管理局(FEMA)消防员援助拨款计划资助。


