杨汝彬(黑龙江省公安消防总队大庆支队,黑龙江大庆 163316)
国内消防美系“个人坠落防护装备标准”与欧系工业相关标准比较研究
杨汝彬
(黑龙江省公安消防总队大庆支队,黑龙江大庆 163316)
【摘 要】从高空作业与救援所用个人坠落防护装备的核心安全防护性能要求出发,对美系绳索技术装备标准NFPA 1983和美系“个人坠落防护装备标准”GA 494-2004与欧系相关工业个人坠落防护装备标准进行了深入的比较研究,指出了GA 494-2004标准存在的诸多问题,充分论证了该标准是一部错误的标准;它的执行为国内消防部队造成了极大安全隐患,延误了国内消防个人坠落防护装备和绳索救援技术的发展,造成了巨大财力、物力的浪费,建议全面审查评估并予以欧系化修订。
【关键词】消防 个人坠落防护装备 个人坠落防护装备标准 比较研究 错误 欧系化改革
2004年国内消防学习引进美国消防综合性绳索技术装备标准NFPA 1983-2001①,制定实施了《消防用防坠落装备标准》(GA 494-2004标准,以下简称GA 494标准),该标准及时地规范解决了国内消防绳索救援的装备问题,为现代绳索技术装备走进国内消防做出了贡献。GA 494标准是国内消防唯一一部坠落防护装备标准,也是一部综合性绳索技术装备标准,其装备以静力强度强度、工作强度要求为主,动力技术性能和相关功能性要求不足,具有明显的北美绳索技术装备标准特点。GA 494标准只有安全绳、安全腰带、安全吊带、安全钩、上升器、抓绳器、下降器、滑轮装置、便携式固定装置、成套系统等十类绳索技术装备,个人坠落防防护装备不系统、不全面,没有移动止坠器、挽锁和势能吸收器等后备保护装备,不能构建合格的、完整的高空救援个人坠落防护装备尤其是个人坠落制停系统。从个人坠落防护装备的技术原理来看,该标准不是一个合适的个人坠落防护装备标准,严格来说是一部错误的标准,或称为伪个人坠落防护装备标准。美标NFPA 1983不是个人坠落防护装备标准,参考美标是我们选错了参考对象,没有达到制定消防员个人坠落防护装备标准的初衷,导致了消防员个人坠落防护装备配备标准GA 621的连锁性错误,严重制约了国内消防绳索救援技术与装备的发展,必须进行深刻反思与改进。仁者见仁,智者见智,本文观点仅为笔者一家之言,旨在抛砖引玉,希望引起国内消防与安全领域的专家、学者、广大消防同仁及相关装备制造商、经销商的关注,并欢迎批评讨论,以推动国内消防在这一领域的工作。
1.1 “防坠落装备”向“坠落防护装备”的发展转变
坠落防护技术与装备发源于欧洲,过去欧洲将用于高空作业与救援的个人防护装备(PPE)统称为高空防坠落个人保护装备,简称防坠落装备,其英文表述为“Personal Protective Equipment Against Falls From a Height”。“防坠落装备”这一名称由来已久,被世界很多国家采用,国际ISO相关系列标准也直接使用,但是最近大约10年来欧洲标准权威机构英国标准研究所BSI(British Standards Institution)已在修改、新建的此类标准当中将“个人防坠落装备”改称为“个人坠落防护装备”(即Personal Fall Protection Equipment)。比如EN 363-2002 标准称为Personal protective equipment for protection against falls from a height Fall arrest systems,修订后的EN 363-2008标准称为Personal fall protection equipment — Personal fall protection systems。BSI对于个人坠落防护装备的深入认识和精准定义,也反应了欧洲标委会的态度,称呼上的改变也对国际绳索技术与装备行业产生了深远的影响,而ISO的此类标准仍然使用以前的称呼,发展滞后是显而易见的。我国以前也一直将此类装备称为“防坠落装备”,自从2009年开始,国内相关标准研究机构已经全面学习引进欧洲CE与国际ISO坠落防护装备标准,正在建立健全个人坠落防护装备国家标准体系,其标准名称均称为坠落防护装备标准,“防坠落装备”已在国家层面改称为“坠落防护装备”。GA 494标准的中文名称为“消防用防坠落装备”,其英文名称为“Fire Service Fall Protection Equipment”,中文是“防坠落”,英文是“坠落防护”,二者相比后者更加合理,如果进行GA 49标准修订应与欧洲和我国国家标准一致,建议改称为“消防员个人坠落防护装备标准”,以体现用于消防员个人坠落护用途,而非一般性绳索技术装备。
1.2 坠落防护的深刻含义与片面理解
坠落防护可以理解为防止高空坠落的必要的技术与装备措施,包括主动坠落防护与被动坠落防护两个方面,主动坠落防护是通过主动的技术与装备措施防止和避免坠落事故的发生,如限制工作范围、工作定位、绳索牵引保护等,也就是通常意义的防坠落;被动坠落防护,即坠落制停(Fall Arrest),是通过被动的技术与装备措施对可能发生的坠落予以制止,即相关措施与装备主要不是用来防止坠落的发生,而是当坠落不慎发生后,使用止坠与缓冲设备使人员缓缓制停而不至于坠落地面或坠落基准面,从而达到避免坠落伤亡并尽可能降低人员所受坠落冲击力伤害的目的。从广义上来说,“防坠落”与“坠落防护”二者都有“防止坠落”的意思,“防坠落”的概念容易使人理解为单纯的防止坠落,即主动坠落防护;而“坠落防护”的含义较为广泛,更为科学合理,既有免于坠落的防止,又有不慎坠落之后的保护,属于基于主动坠落防护而又强调坠落制停的被动坠落防护,这才是“坠落防护”的核心内涵。在高空作业与救援当中,欧系坠落防护技术与装备不仅仅是主动坠落防护,更多、更重要的是被动坠落防护即坠落制停,往往二者共同使用,成为建立在主动坠落防护基础上的被动坠落防护,即复合坠落防护。如带势能吸收器的挽索,就是一款兼具主动与被动坠落防护的装备;使用双绳技术就是同时利用具有主动坠落防护的工作系统和被动坠落防护的保护系统,主绳用于工作,连接升降装备,保护绳用于后备坠落制停保护,连接移动止坠其与势能吸收器。因此单纯的“防坠落”概念早已过时了,已经不能适应坠落防护技术与装备的发展,以国内消防所接受的日系螺旋绳技术、北美绳索救援技术以及传统固有的绳索牵引保护的习惯思维是不能理解国际现代坠落防护技术与装备的。
GA 494标准称其装备为“防坠落”装备,这是沿用旧称,可能不是当初制定标准时所能左右的问题。但是实际上“防坠落”一词已经造成了严重的误导,全国是这种情况,消防部队更为严重。GA 494标准当中没有移动止坠器、势能吸收器及势能吸收器挽索等装备,使坠落制停防坠落被完全忽略,这种对坠落防护装备的片面理解和做法,误导和扭曲了全国消防对坠落防护装备的认识与应用。国内高空作业行业的坠落事故时有发生,每年有大量的人员因此伤亡,其表面原因主要是技术、装备落后,安全意识淡薄;其深层原因是众多的高空从业人员对于坠落防护的理解仅仅局限于主动坠落防护,忽视了被动坠落防护,如果那些高空作业人员有被动坠落防护意识与相关措施,那么他们即使不慎坠落,也不至于坠亡,从而最大限度的减少伤害或免受伤害。国内消防高空救援极少发生坠落伤亡事故,但是并这不代表我们技术先进、装备安全,从网络媒体所见的消防高空救援案例绝大部分都存在技术、装备和安全意识落后的问题,我们的技术、装备都是基于主动坠落防护,缺少后备防护措施即被动坠落防护,一旦意外坠落就会造成事实上的坠落伤害,对此,GA 494标准作为国内消防员个人坠落防护装备标准难辞其咎。墨菲定律表明,只要存在事故发生的可能性,不管这种可能性有多么小,它都一定会发生,消防高空作业与救援显而易见存在高空坠落伤亡的可能性,我们所需的消防员个人坠落防护装备的目的和意义就是对这种事故可能性的预防,但是我们并没有做好。
GA 494-2004标准将“消防用坠落防护装备”定义为:“消防部队在灭火救援、抢险救灾或日常训练中用于登高作业、防止人员坠落伤亡的装置和设备的统称,包括消防安全绳、消防安全带和辅助设备。”GA 494标准对辅助装备的定义为:“与安全绳和吊带、安全腰带配套使用的承载部件的统称,包括安全钩、上升器、下降器、抓绳器、便携式固定装置、滑轮装置等。”NFPA 1983-2012标准中辅助设备也定义为“用于承载负荷并与绳索、安全带配合使用的装备,如上升器、下降控制器、安全钩、抓绳器等。”GA 494标准对消防员个人坠落防护装备定义及装备范围的规定都存在问题,GA 494标准名称当中的“消防用”三字没有体现消防员个人防护用途,在个人坠落防护装备方面只考虑了坠落前的问题,立足和着眼于防止坠落,没有考虑坠落后的问题,存在个人坠落防护装备与防护范围的空白,缺少坠落制停系统装备,有失于对坠落的保护。消防员个人坠落防护装备的概念应该包含以下功能内容:消防员个人坠落防护装备是消防员在登高作业与高空救援当中用于限制工作范围、工作定位、牵引保护、绳索行进、坠落制停以及各类绳索技术系统架设等工作,以防止或制停坠落,保护人员免受坠落伤害的个人防护装备。对于个人坠落防护装备的范围不应人为地规定有主件与辅件之分,这直接造成了理解偏差和普遍误导,降低了装备的使用效能。美系装备适应北美绳索救援技术体系,可以这样定义和理解,而作为个人坠落防护装备只有功能和作用的不同,没有主件与辅件之分。在绳索技术系统尤其是个人坠落保护系统当中,每一种装备都有其应有的、甚至特定的、不可替代的作用,如离开下降器,就下不来或无法救人;没有上升器,就上不去;没有移动止坠器及其连接件或势能吸收器,就没有后备安全保护,没有安全钩就无法进行装备连接,等等,在现代坠落防护技术与装备体系当中,只有绳索和安全带是没有用的。现在人们对装备的理解和运用已经今非昔比,对装备的应用往往进行最大限度的拓展,不是一个萝卜一个坑,而是一专多能。欧洲现代绳索救援技术是以个人坠落防护装备和IRATA②单兵技术为基础,单兵救援技术和救援效能十分突出,个人坠落防护装备也是救援装备。以下降器为例,自动制停下降保护器不但可以用于个人下降,还进行可以用于上升,使用挂接式救援法携带伤者下降,对人员进行锚点释放,用于技术救援系统的锚点绳索架设,尤其是广泛用于横渡、斜渡等张力系统架设等等,你能说它是辅助装备吗?因此,GA 494标准不应将绳索、安全带之外的坠落防护装备都统称为“辅助设备”,如果要进行主、辅之分,也应扩大主要装备的范围。个人坠落防护装备的范围应当大体上包括绳索、安全带、下降器、上升器、止坠器、势能吸收器、抓绳器、安全钩、保护挽索、便携锚点以及其他连接、辅助装备(如分力板、滑轮)等。
早在2004年,国内消防在制定消防员个人防坠落防护装备方面的标准GA 494时,国内还没有可供参考的坠落防护相关国家标准或行业标准,欧洲相关标准众多,无从下手引用,那么在当时条件下取法于美系一体化绳索技术装备标准NFPA 1983(2001版)几乎是不二选择。虽然GA 494标准的名称来自欧洲,但是内容完全来自北美,属于典型的美系消防标准,可以说它就是NFPA 1983标准的中国版。然而欧系个人坠落防护装备的概念、意图与美系装备标准内容是否具有一致性的问题,一直为人们所忽略,NFPA 1983标准历次版本都有其明确的适用范围规定,对美标的适用范围进行研究讨论,有利于我们发现并验证GA 494标准的取法方向和适用范围的正确与否。
3.1 NFPA 1983标准的适用范围
NFPA 1983标准1995版和2001版的适用范围完全一致,NFPA 1983标准2006版和2012版的适用范围完全一致,前者从作业用途方面说明了标准的适用范围,后者分别从装备性能设计和作业用途两个方面说明了标准的适用范围。NFPA 1983标准4个版本的适用范围也基本一致,均充分说明了美系标准的绳索与装备仅适用于一般性消防绳索救援即北美消防绳索救援技术体系,不适用于工业作业、高空救援、山地救援、洞穴救援以及先锋攀运动、作业与救援等方面的个人坠落防护用途,也就是NFPA 1983标准明确表明自己不是坠落防护装备标准,尤其不是个人坠落防护装备标准。
3.1.1 NFPA 1983标准1995版和2001版适用范围规定
(1)NFPA 1983标准1995版和2001版1.1.2条规定:“本标准不适用于多用途绳索。本标准绳索与装备不适用于以下特殊救援作业,包括但不限于山岳救援、洞穴救援、水上救援、先锋攀作业,或有其他性能要求的特定救援情况。本标准不适用于工业坠落情况或游乐用途。”(This standard shall not apply to utility rope.This standard shall not apply to rope and equipment used for special rescue operations, including but not limited to mountain rescue, cave rescue, water rescue, lead climbing operations,or where specific rescue situations dictate other performance requirements.This standard shall not apply to industrial fali situations or for recreational uses)。(2)NFPA 1983标准1995版1.1.3和2001版1.1.4条规定:“本标准绳或装备不适用于人员工作位置高于锚点或坠落系数超过0.25的作业情况”(1This standard shall not apply to rope or equipment for operations where personnel are required to work above anchor points or in operations where the fall factor might exceed 0.25)。
3.1.2 NFPA 1983标准2006版和2012版适用范围规定
(1)NFPA 1983标准2006版和2012版1.1.4条规定:“本标准不对任何多用途绳索做特定要求”(This standard shall not specify requirements for any utility rope)。(2)NFPA 1983标准2006版和2012版1.1.5条规定:“本标准不对以下设计用途的任何绳索或相关装备做特定要求:山岳救援、洞穴救援、水上救援、先锋攀作业,或有其他性能要求的预期风险和情况”(This standard shall not specify requirements for any rope or associated equipment designed for mountain rescue,cave rescue, lead climbing operations, or where expected hazards and situations dictate other performance requirements)。(3)NFPA 1983标准2006版和2012版1.1.6条规定:“本标准不对与一般工业或建筑与拆迁行业的员工坠落防护相关的任何绳索或装备做特定要求”(This standard shall not specify requirements for any rope or equipment for fall protection pertaining to employees of general industry or the construction and demolition industry)。(4)NFPA 1983标准2006版和2012版1.3.2条规定:“本标准绳索与装备不适用于以下有其他性能要求的特定情况:山岳救援、洞穴救援、先锋攀作业、游乐用途以及一般工业、建筑与拆迁行业的坠落防护”(This standard shall not apply to rope or equipment for use where specific situations dictate other performance requirements such as mountain rescue, cave rescue, lead climbing operations,recreational use, and industrial fall protection for general industry and the construction and demolition industry)。(5)NFPA 1983标准2006版和2012版1.3.4条规定:“本标准绳索或装备不适用于人员工作位置高于锚点的操作”(This standard shall not apply to rope or equipment for operations where personnel are required to work above anchor points)。
3.2 GA 494标准的取法方向错误
从上述情况来看,GA 494标准在制定之初我们应该知道美标NFPA 1983的适用范围,却仍然将非坠落防护装备作为坠落防护装备,造成了坠落防护装备标准的概念、意图与标准内容不一致,造成了标准的自相矛盾和南辕北辙,误导了人们对于坠落防护装备的认识与应用。我们所需要的正是美系标准所不能的,我们计划用于高空作业与高空救援的消防员个人坠落防护装备并没有实现,山岳救援、洞穴救援、先锋攀救援等方面的个人坠落防护装备也同样没有实现。无论如何,我们制定消防员个人坠落防护装备标准取法美标NFPA 1983都是一个方向性错误,这是一个源头上和根本上的错误。
3.3 GA 494标准的适用范围错误
GA 494标准规定其装备的适用范围是:“本标准适用于消防用防坠落装备(坠落系数超过0.25的场合下使用的绳索除外)。”作为坠落防护装备标准必须要明确说明其装备适用的作业条件,当时标准并未正视这个问题,相当于如是说:“消防用防坠落装备适用于消防用防坠落装备”,这种说法是说了等于没说。实际上GA 494标准的适用范围应该是:“本标准的坠落防护装备适用于基于牵引保护方式的一般性绳索作业与救援用途,而不适用于山岳救助、攀岩运动、登山活动、游乐用途以及一般工业、建筑与拆迁行业等的坠落防护用途,不适用于坠落系数大于0.25的作业情况(对于136kg参考体重来说)。”如果说“本标准的坠落防护装备适用于非坠落防护用途”,是无论如何也说不出口的,所以对于该标准的适用范围只能一带而过。因此,GA 494标准的适用范围是一个难以正视和自圆其说的问题矛盾体,其适用范围本身就是一个知其不可而强行为之的错误。
那么GA 494标准又是如何成为个人坠落防护装备标准的呢?GA 494标准命名为“消防用”坠落防护装备标准,不是命名为“消防员”坠落防护装备标准,同时在GA 494标准当中也看不出其绳索与装备全面的个人用途,看似不是以个人用途为主,而是以一个大范围的消防用途来概括。但是在后来制定的GA 621标准(2006版)即《消防员个人防护装备配备标准》当中,则明确规定消防员个人坠落防护装备的配备以GA 494标准为依据,这就是说GA 494标准虽然没有称为个人坠落防护装备标准,却是实实在在的国内消防员个人坠落防护装备标准。“消防用”一词模糊了人们对GA 494标准用途的考虑;实际上不管是班组用还是个人用,只要该标准装备用作坠落防护用途,就属于适用范围错误。
3.4 美系标准NFPA 1983、GA 494关于装备坠落系数的问题解读
在NFPA 1983标准1995版1.1.3和2001版当中,规定该标准绳或装备不适用于人员工作位置高于锚点(坠落系数为1)或坠落系数超过0.25的作业情况,在2006版和2012版当中略去了“坠落系数超过0.25的作业情况”,等于把美系装备的允许坠落系数上限从0.25提高到了1,看似提高了美系装备的动力性能(其含义详见后文),实则不然。美国国家工业坠落防护装备标准体系ANSI/ASSE Z359系列标准(the Fall Protection Code)规定人体所受坠落冲击力的安全限值为8kN,美系消防装备以136kg的参考体重进行测试,从动力性能上来衡量有很多装备的坠落系数不能超过0.25,从动力强度上来衡量有很多装备的坠落系数不能超过1;美标迄今为止只有三款装备进行了动力(坠落)测试,如吊带与逃生腰带为动力强度测试,移动止坠器(保护器)为动力性能测试,逃生下降器和逃生系统为动力性能测试,其坠落系数分别为0.83、0.2和0.25,没有一种装备动力(坠落)测试要求的坠落系数达到1的。这说明了NFPA 1983现行标准装备的适用条件(即坠落条件)与装备性能不符,甚至严重偏离,存在自欺欺人的问题。
GA 494标准来源于NFPA 1983标准2001版,对于美标规定的“绳或装备不适用坠落系数超过0.25的作业情况”,GA 494标准只规定了“坠落系数超过0.25的场合下使用的绳索除外”,删除了坠落系数不能超过1的情形,删除了对于绳索之外的其他装备的坠落系数要求,这是一种模糊的、令人费解的、错误的的适用条件表述。对于该标准的绳索不适用于坠落系数超过0.25的作业情况,这是没有问题的;可是言外之意表明绳索之外的其他装备不受坠落系数为0.25的作业情况限制,这就是问题了, GA 494标准只对吊带与逃生腰带进行了坠落系数为0.83的动力强度测试,其他一些装备均无动力(坠落)测试要求。GA 494标准的装备实际上并不是坠落防护装备,不适用于坠落防护用途。GA 494标准显然歪曲和背离了NFPA 1983-2001标准,把一部非坠落防护装备标准做成了一部坠落防护装备标准,这就是坠落系数背后的问题。
坠落防护装备均要为使用人群设定一个合适的参考体重,参考体重一是作为装备的工作负荷上限,二是作为装备动力性能、动力强度测试的负荷基准,这个参考体重需设定适中,不能过小,也不能过大。欧洲CE标准体系和中国国家(GB)个体坠落防护装备标准体系都以100kg为个人参考体重,个人装备的工作负荷为至少100kg,欧洲对于120kg、140kg或150kg的个人体重(含装备)需要执行制造商特殊设计的个人坠落防护装备解决方案,一些用于救援的个人坠落防护装备,要求其救援工作负荷不低于200kg,即承载2人体重,所以欧系个人坠落防护装备用于个人坠落防护与救援最适合于中国人的体重特点。 美国工业坠落防护装备标准体系ANSI/ASSE Z359系列标准(即the Fall Protection Code)有100kg和136kg两个参考体重(详见下文),而美国消防标准NFPA 1983则以136kg为参考体重,要求高于美国国家工业标准;国内消防员坠落防护装备标准GA 494参考美标,以136kg为的参考体重。
4.1 GA 494标准采用美标的参考体重不符合国情
美国是全球肥胖人口最多的国家,人口超重、肥胖化趋势日益显著,当前美国男子的平均体重为87kg左右,美国人体重超过100kg十分常见,消防员、警察也都不例外。尽管如此,NFPA 1983标准以136kg为美国消防员参考体重仍然带有夸张成分,它包括了消防员灭火救援全套个人防护装备、空气呼吸器、破拆工具的重量,作为绳索技术装备的参考体重具有一定的不合理性,相当于让100-110kg体重的胖子消防员的穿戴并携带26-36kg的装备从事高空救援,这显然是不切实际的。我们在制定消防员个人坠落防护装备标准GA 494时,首先应该以中国男子平均体重为基础,对国内消防员体重情况进行全面调查评估,以确定一个合适的消防员个人坠落防护装备参考体重,我们并未考虑上述实际,而是直接以NFPA 1983标准136kg的美国消防员参考体重作为国内消防员参考体重,这是不恰当的。2015年6月30日,国务院新闻办公室发布的由国家卫生计生委统计的最新国民体重数据表明,中国男子平均体重为66.2kg、女子为57.3kg ,136kg对我们来说是偏离实际的错误的参考体重,相当于从2004年起GA 494标准就将我国拉入了肥胖大国行列,超越美国成为全球第一肥胖大国,而我国在当前的低收入和贫困线以下人口数量都已远超美国人口数量了,所以GA 494标准参考体重设定不符合国情。
4.2 GA 494标准采用美标的参考体重不符合军队发展与消防工作需要
单兵体能素质是部队战斗力的基石,而体重是影响体能素质的主要因素。根据美国军方健康检测中心数据,在1998年至2010年间,美军现役士兵中体重超标或者达到肥胖的人数增加3倍;根据2014年英国国防部数据,过去3年,英国陆军有超过3.2万人没通过基础体能测验。俄罗斯军队也存在同样的军人体重超标问题,其国防部于2009年颁布了《俄联邦武装力量体能训练条例》,并开始实施一项“七年计划”,在全军严格控制军人体重,以提高作战能力。我国在2006年颁布的《军人体能标准》中,用身高米数减去一定的数值来作为衡量体型(体重)的标准,如20岁至29岁的标准体重是“身高—105 (108)±10%”kg。过去由于我国人口平均体重不高,军人体重对体能素质的影响问题并不突出,当前随着生活水平的提高,军人体重对体能素质的影响和制约日益突出,严格控制体重,提高体能素质已成为必须认真面对并加以解决的问题。现在我国已经执行了新的《军事体育训练改革发展纲要(2015-2020年)》(以下简称《纲要》),在新修订的《军事体育训练与考核大纲》中,用体重公斤数除以身高米数平方的数值即国际通用的BMI指数(BMI=体重÷身高2)来作为衡量军人体重的标准,这种方法衡量体重更为客观准确。《纲要》明确提出了在全军逐步推行军人体重控制计划,实行体重强制达标制度,把军人体重达标与晋职晋级晋衔挂钩,到2020年要使“官兵体质水平全面提高。体重达标率达到95%以上,基本消除体重超标现象”。我国军人BMI指数以不小于18.5为基础,以男军人为例,25岁以下,18.5≤BMI<25;25-29岁,18.5≤BMI<26;30-39岁,18.5≤BMI <27;40-59岁,18.5≤BMI<27.5。根据《军事体育训练考核评价标准之男军人体型标准对照表》,对1.60-2.00m身高范围的40个身高段的标准体重情况进行考察,以上四个年龄段的平均体重范围分别为为61.7-83.4、61.7-86.8、61.7-90、61.7-91.7,大概四个年龄段的平均体重分别为72.5、74.3、75.9、76.7,40-59岁年龄段的平均体重范围和平均体重也可以视为男军人整体标准。但是以上平均体重属于是一偏高的计算,因为1.91-2.00m的身高范围(含10个身高段)属于最高体重范围,而这个身高与体重范围在实际当中所占比例是极小的。以上四个年龄段身高2m的最高标准体重分别为100kg、104kg、108kg、110kg,身高1.90m的最高标准体重均不超过100kg,军人身高达到2m不是通常情况,超过1.90m的也不常见,可以说我军所要求的军人标准体重通常不超过100kg。
消防部队承担各种急难险重的灭火与抢险救援任务,消防员体能素质的重要性不言而喻,当前消防员体重超标现象也日渐突显,严格控制消防军人体重将是消防部队建设的一个重要内容,也是保证消防高空作业安全,提高救援作战效能的基本要求,消防部队必须执行全军和武警部队统一的《军人体能标准》对军人的体重要求。即使将来国内消防部队退出部队体制序列,实行职业化,对消防员的体重要求也不应放宽,仍应执行军队及国际体重标准,以保持战斗力。消防员个人坠落防护装备的应用年龄基本上为40岁以下,而且35岁以下为应用主体,即使年龄放宽到59岁,按照标准要求体重通常也应不超过100kg(身高1.90m及以下);从消防部队实际情况来看,当前消防员体重超过100kg也属于极个别情况,而且在消防一线也从不会允许体重超过100kg的消防员进行高空悬吊作业与救援,体重重超过100kg的消防员基本上已不能在战斗岗位了。因此,136kg的参考体重并不适合当前国内消防实际,如果GA 494标准继续使用美国消防员136kg的参考体重,就是错误地放宽了消防员高空救援的体重要求,就是对《纲要》军人体重控制计划和消防部队队伍业务建设的违背,不符合中国军队发展与消防工作需要,凡是体重超标,不符合战斗体能素质要求的,均应无条件地减肥瘦身。我们制定消防员个人坠落防护装备标准的参考体重(含装备)应以100kg为宜,标准不能以少数体重超过100kg的胖子为依据,不能将就和照顾个别超重、肥胖型体重的非适用人群,并且从事高空救援的消防员个人穿戴与携带的装备尽可能轻量化,消防员体重与装备的总重量应以不超过100kg为宜。
4.3 GA 494标准采用美标的参考体重不符国内消防高空救援技术与装备的发展方向
NFPA 1983标准以136kg为参考体重,发展了以12.5mm及以上直径的通用安全绳(静力强度40kN)作为救援主绳,在此基础发展了大口径、大块头、大牵引力的粗大笨重的通用型装备,发展了非轻便游走型而是笨重拖拉型的北美绳索救援技术体系,其装备主要是为绳索救援系统应用而设计,把人置于系统当中去完成救援工作,并非用于个人坠落防护,不使用个人绳索行进系统和个人救援系统,如图1所示。100kg参考体重对我们来说已经足够了,在136kg这个假设体重的基础上,国内消防员只能放弃轻便游走、可充分发挥个人作战效能的欧系个人坠落防护装备,被迫采用粗大笨重、系统架设型的美系绳索技术装备,可谓取法乎下。在美系装备标准当中,轻型装备(在NFPA 1983-2012标准当中已改称为技术型装备)的工作负荷不低于136kg,即承载1人体重,通用型装备的工作负荷不低于272kg,即承载2人体重;136kg的个人体重已经超出了欧系个人坠落防护装备的正常设计范围,接近制造商特殊方案的设计极限,272kg的救援负荷已经远远超过了欧系个人坠落防护装备(包括救援型装备)的工作范围,所以北美绳索技术装备只能以静力拉拽为主,不能用于坠落防护,美系装备标准NFPA 1983、GA 494自然也不是个人坠落防护装备标准,GA 494标准盲目追随美系标准,使用了不当的参考体重,小脚硬要穿大鞋,导致了其整体性错误。美系技术与装备均非国际行业发展主流,而且是是对国际行业发展主流的背离,不符合国内消防高空救援技术与装备的发展方向与发展要求。
在个人坠落防护装备标准的技术性能当中,有静力强度、动力性能、动力强度、剩余强度等几个最为重要的技术性能,其中静力强度是装备的静力负荷能力;动力性能是负荷坠落时装备的可控能力,如可承受坠落次数、坠落冲击力和制停距离限制等;动力强度是装备在承受负荷的坠落后冲击后不致损坏(包括所用绳索损坏)和松脱的能力;剩余强度是装备在动力强度测试合格的基础上和完成测试的状态下继续加载一定的拉力或负荷仍可承受一定时间的能力。欧洲CE标准体系及中国GB标准体系以100 kg刚性人体模型或重物进行动力(坠落)测试,动力性能一般要求坠落冲击力不超过6kN,制停距离不大于2m;动力强度要求装备不损坏,也不致绳索损坏,剩余强度要求承受3kN/300kg,持续3min。美国国家工业坠落防护装备标准体系ANSI/ASSE Z359系列标准(the Fall Protection Code) 以100 kg刚性人体模型进行动力性能测试,以136kg重物进行动力强度测试;动力性能一般要求坠落冲击力不超过8kN,制停距离不大于1372mm(54in);动力强度测试要求装备不坠地,剩余强度4.4kN。美系消防标准NFPA 1983和GA 494的绝大部分装备都没有动力测试要求,NFPA 1983标准2012版以前版本和GA 494-2004标准只有吊带与逃生腰带有动力强度测试,参考体重为136 kg,其他装备如绳索、下降器、上升器、止坠器(保护器)、便携锚点装置、救援吊带等都没有相关动力测试,NFPA 1983-2012标准新增了逃生系统和止坠器(保护器)及其动力测试,但是这两个装备的测试也不符合坠落防护装备的动力性能要求。欧洲、北美和国内消防标准动力技术性能和相关功能测试情况分析如下:
5.1 静力绳动力性能
EN 1891标准规定静力绳(A类)以100kg负荷进行初始坠落系数(Fall Factor)为0.3(简称FF=0.3,下同)的坠落测试,首次冲击力不超过6kN;进行FF=1的坠落测试,可承受不少于5次坠落。美系标准NFPA 1983、GA 494均在使用范围当中规定了安全绳的坠落坠落系数不能超过0.25使用条件,但是标准并没有对安全绳进行动力性能要求,不知道其安全绳初始FF为多少时,它的首次冲击力可以控制在6kN的安全范围以内,也不知道FF=1时可承受多少次坠落,也就无法了解其承受坠落时的基本安全性能。欧系静力绳在使用当中只有经受过一次FF=1的坠落,就必须进行淘汰;美系安全绳片面强调其静力强度,却仍然缺乏安全性能。欧系装备的性能都是基于欧系静力绳或动力绳的应用测试,在使用欧系装备的时候建议使用欧系绳索,只有存在坠落的应用可能性,均建议使用欧系绳索而非美系安全绳。
5.2 吊带、腰带动力强度
EN 361标准全身吊带胸部、背部挂点和EN 813标准坐式吊带腹部挂点均以100kg刚性人体模型进行初始FF=2的坠落测试,EN 358定位腰带腰部两侧挂点进行FF=1的坠落测试,EN 1497、EN 1498标准救援吊带进行FF=0.5的坠落测试,受测假人均不松脱。美系标准NFPA 1983、GA 494规定吊带、逃生腰带以136刚性人体模型进行初始FF=0.83的坠落测试,受测假人不松脱;其坠落测试的坠落系数较低,不能充分衡量吊带与腰带的动力强度,在初始FF=2的情况下坠落,不知道其装备是否可靠,不能视为合格的个人坠落防护装备。救援吊带是给被救人员使用的吊带,但也必须具备一定的动力强度,NFPA 1983标准救援吊带没有动力强度要求,GA 494标准没有救援吊带这款装备。
5.3 移动止坠器动力性能、动力强度和剩余强度
EN 12841(A)、EN 353-2标准规定移动止坠器最低静力强度为15kN持续3min,最小额定工作强度为1kN,在3min内滑移距离不超过0.1米;动力性能为以100kg刚性负荷进行初始FF=2的坠落测试,负荷所受最大冲击力不超过6kN,最大制动距离不能超过2米;动力强度为上述测试后,受测负荷不松脱;剩余强度为上述动力强度测试后,加载拉力强度至3kN,可承受至少3min。欧系移动止坠器额定工作负荷(100kg)可以保护1人,但是在坠落发生后可以保护2人(200kg)。NFPA 1983-2012标准新增了一款与欧系移动止坠器类似的名为“保护器”(或后备装置)的装备,其静力强度要求不低于15kN,技术型、通用型保护器分别以136kg、200kg工作负荷进行初始FF=0.2的坠落测试,其动力性能与动力强度为最大制动距离不能超过1米,装备不松脱。坠落系数太低,没有考虑最不利情况下的坠落,当FF=2时的坠落冲击力装备系统能否承受,这种情况下应该保证人体所受最大冲击力不超过8kN的北美安全界限,但是该标准并未提及,只管制停坠落,未顾及人的安全;最大制动距离不能超过1米的要求缺乏安全依据,在相同条件下,制停距离越小,所受坠落冲击力就会越大,没有负荷所受冲击力安全界限的制停距离要求是毫无意义的,不知道这个制停距离能否保证将坠落冲击力缓冲到安全值以下;没有坠落后的剩余强度要求,安全性仍然未知。因此美系保护器不具备移动止坠器的基本性能要求,不是合格的个人坠落防护装备,这根本就不是保护器。GA 494标准将抓绳器与移动止坠器搞混,把移动止坠器包括在抓绳器当中,没有动力性能、动力强度和剩余强度要求,没有移动止坠器和相关势能吸收器或挽索,这方面的个人坠落防护属于空谈。
5.4 上升器(抓绳器)动力性能
EN 12841(B)标准规定上升器最小工作强度为4kN,在3min内滑移距离不超过0.1米;动力性能为以100kg刚性负荷进行初始FF=1的坠落测试,其最大制停距离不大于2m。登山装备标准EN 567(上升器和抓绳器)规定当拉力加载至4kN时,要立即释放负荷。欧系上升器和抓绳器的工作强度一般同时符合上述两个标准的要求,设定为4kN,如果负荷拉力或坠落冲击力超过4kN,装备会产生滑移以释放拉力或冲击力,从而减小对装备和绳索造成过大破坏和人体伤害。美系标准NFPA 1983、GA 494上升器没有动力性能要求,NFPA 1983标准的轻型、通用型上升器和抓绳器工作强度分别为5kN、11kN,GA 494标准的上升器工作强度为5kN,抓绳器工作强度为11kN;其工作强度只片面考虑抓握能力而不允许滑移,不考虑过载和坠落冲击负荷,这些齿类抓绳装备如果超过4kN冲击负荷而不滑移、不释放能量,可能会容易造成绳皮损坏,甚至割断绳索,而这类美系装备不是合格的个人坠落防护装备。GA 494标准附加规定了针对有滑动设计要求的上升器或抓绳器的测试方法,“应将安全绳打结或将试样锁死以防止滑动”,这实际上是针对欧系装备削足适履的的测试方法。滑动本是此类装备的释放过载和坠落冲击力的基本自然规律和正常工作原理,美系此类装备在设计上不允许滑动或阻止滑动,以欧系标准衡量都是错误的做法。
5.5 下降器动力强度、剩余强度
EN 12841(C)标准规定下降器最低静力强度为12kN持续3min,最小额定工作强度为3kN,在3min内滑移距离不超过0.3米;动力强度为以100kg刚性负荷进行初始FF=1的坠落测试,受测负荷不松脱;剩余强度为上述动力强度测试后,加载拉力强度至3kN,可持续至少3min。此外,下降器上述测试负荷下还有下降速度不超过2m/ s和不得损害锚点绳索等要求。美系标准NFPA 1983、GA 494的轻型(技术型)、通用型下降器静力强度分别为13.5kN、22kN,没有动力强度、剩余强度和上述功能性要求,坠落后下降器是否损坏、松脱,是否具有一定的剩余强度,这些情况都不知道;轻型(技术型)、通用型下降器工作强度分别为5kN、11kN,其工作强度测试不考虑也不允许下降器滑移,不考虑过载和坠落冲击负荷,美系下降器不是合格的个人坠落防护装备。美系下降器可选性较大,从6型下降器至2型下降器均可使用,美系标准对于下降器的认证测试标准存在问题,有制动装置的下降器(如ISO 22159-2007标准4型以上下降器)直接进行强度测试;没有制动装置的下降器视为有滑动设计要求(如ISO 22159-2007标准5、6型以上下降器),对这类下降器是将绳索打结或锁死防止滑脱后进行再测试,NFPA 1983标准规定了这种有滑动要求的逃生和技术型、通用型下降器工作强度分别为5kN、9kN,这是自欺欺人的下降器测试标准。该方法同上面GA 494标准对上升器、抓绳器的附加测试方法一样,其测试的不是下降器的操控性能,更多的是其金属强度,这是对欧系下降器进行削足适履的功能性阉割。
5.6 势能吸收器和挽索势的动力性能、动力强度、剩余强度
EN 355标准规定势能吸收器、带势能吸收器的挽索的动力性能为以100kg刚性负荷进行初始FF=2的坠落测试,负荷所受最大冲击力不超过6kN,制动距离为H < 2 Lt(挽索)+1.75m。EN 354标准规挽索与绳索调节装置同时使用,其动力强度为以100kg刚性负荷进行初始FF=2的坠落测试,受测负荷不松脱;剩余强度为上述测试后,加载拉力强度至3kN,可持续至少3min。EN 358标准规定工作定位挽索的动力强度为以100kg刚性负荷进行初始FF=1的坠落测试,受测负荷不松脱。NFPA 1983、GA 494标准均无以上装备,无法实现个人定位保护和后备坠落制停保护,这方面的个人坠落防护属于空谈。
5.7 锚点装置(B类)动力强度、剩余强度
EN 795(B)、GB 30862(2014)标准规定锚点装置(B类)的动力强度为以100kg刚性负荷进行初始FF=0.75的坠落测试,受测负荷不松脱;剩余强度为上述测试后,加载负荷至300kg,持续3min。锚点装置属于锚点系统的一部分,对绳索行进系统、个人救援系统和小组救援系统起重要的基础支撑作用,这些系统的过载或坠落冲击均会对锚点系统造成影响,锚点装置应当具有一定的抗坠落冲击能力,否则是不安全的,而NFPA 1983、GA 494标准锚点装置均无动力强度、剩余强度要求,因此它不是合格的个人坠落防护装备。
5.8 不需要进行动力测试的装备
一些配属性、连接性的个人坠落防护装备和一些登山装备,如连接装备安全钩(EN 362、EN 12275)、分力板(EN 12275、EN 795)、万向节与连接环(EN 354、EN 567)和滑轮(EN 12278)等,这些装备均为金属材料,而且仅靠自身静力强度工作,因其对动力负荷的敏感度低于柔性装备,因此不需要进行动力测试,只规定静力强度即可。扁带(EN 565)、扁带环(EN 566)、登山吊带(EN 12277)等诸多登山装备,都是基于登山动力绳的应用,因此也不需要进行动力测试,可以不具备动力技术性能。
通过以上分析可知,静力强度属于装备防止坠落(即防坠落)的承载性要求;动力性能属于装备坠落制停的安全性要求,动力强度及其剩余强度属于装备坠落制停的完整性要求,后三者可称为动力技术性能,是坠落防护装备的核心性能要求,是对人与装备在坠落情况下基本的安全保护要求。在个人坠落防护装备当中,只有移动止坠器、势能吸收器和相关挽索可用于坠落制停,这些装备必须满足FF=2的坠落测试安全要求,其他一些装备不能用于坠落制停,但是也必须同样进行不同程度的坠落测试以满足一定的动力技术性能,以满足人员意外坠落和绳索技术系统架设时的止坠与适应过载的基本安全要求。美系标准NFPA 1983、GA 494绝大多数装备没有动力测试或动力测试要求不合格,缺少动力性能、动力强度和剩余强度等重要技术指标和相关功能性要求,如上文所述,美系装备136kg参考体重已经超出了欧系个人坠落防护装备的正常设计范围,以136kg和272kg工作负荷进行坠落测试,很小的坠落系数即可造成较大的坠落冲击力,极易超过6kN、8kN的欧、美安全范围。所以美系装备只能用非常小的坠落系数(如FF=0.25)进行测试,不能也不敢像欧系装备那样进行大坠落系数(如FF=2)测试,结果就是以人来适应装备而不能以装备来适应人,即以操作者不能超过某极小坠落系数(如FF=0.25)为装备的应用前提,而不能以装备来满足人的任何意外坠落的安全防护要求。从这个方面来说,美系装备的设计不是基于坠落防护用途,美系标准不是个人坠落防护装备标准,美系轻型(技术型)装备和通用型装备不能而且必须禁止用于个人坠落防护,尤其是如果美系通用型绳索行进装备用于个人坠落防护将是非常危险的。GA 494标准全面引进美系标准却用作消防员个人坠落防护装备标准,是其严重错误与核心缺陷所在,GA 494与GA 621两个标准相互配合进行美系通用型装备配备指引,更非所宜。
6.1 美系装备类型的发展演变
美系轻型(技术型)装备与通用型装备的发展由来已久,我们可以从NFPA 1983标准的历次版本来了解其发展历程与装备用途。NFPA 1983-1995版(第三版)规定了装备应用的负荷类型为1人负荷与2人负荷,绳索为1人绳索和2人绳索,一类吊带用于承载1人负荷,二、三类吊带用于承载2人负荷,其他装备称为辅助装备系统组件,于是将装备类型划分为个人型(personal use)和通用型(general use)。个人型装备是用于救援人员个人逃生、自救或者专门用于救援人员接近伤者的辅助装备系统组件,通用型(或称为一般型、常规型)装备是用于系统当中可以承载2人负荷的辅助装备系统组件。NFPA 1983-2001版(第四版)规定一类吊带用于紧急逃生,二、三类吊带用于救援,绳索与其他辅助装备系统组件分为轻型(light use)和通用型,轻型替代了个人型。轻型装备是用于1.33kN(300 lbf)及其以下负荷的装备类型,通用型装备是用于2.67kN(600 lbf)及其以下负荷的装备类型。GA 494-2004标准根据NFPA 1983-2001版标准制定,至今仍然停留于美标10余年前的旧版。NFPA 1983-2006版(第五版)仍然沿用轻型和通用型的装备分类方法,但是已经不使用具体的设计负荷强度数值来统一表述和区分轻型与通用型装备,轻型装备重新定义为基于逃生设计负荷强度与性能要求的装备,通用型装备重新定义为特定装备和用于系统架设的通用负荷的装备。在NFPA 1983-2012版(第六版)中,再次修改了装备类型,称为技术型和通用型,轻型装备的称谓已被淘汰,技术型装备是基于计算和理解的特定装备或用于系统架设的技术用途负荷与逃生设计负荷强度的装备类型;通用型是基于计算和理解的特定装备或用于系统架设的一般用途负荷、技术用途负荷与逃生设计负荷强度的装备类型。
6.2 美系装备类型划分为轻型(技术型)与通用型装备的实质
以上美系标准装备类型的发展变化,轻型和通用型的本质不外乎承载1人与承载2人的区别,1人装备用于个人用途,2人装备用于系统救援,以技术型装备取代轻型装备,扩大技术型与通用型装备的适用范围使其向下兼容,看似发展进步,实则是美国人对比于欧系装备的无奈与虚荣心理的反映,不具备欧系装备的优势却要与欧系装备媲美,其做法反而彰显了自身的不足与错误。人体坠落能量和所受坠落冲击力与使用者体重(包括装备)成正比,这是谁也左右不了和难以逾越的事实,针对1人136kg、2人272kg的参考体重,要比欧系装备多出1人36kg、2人72kg的体重负担,美标未能解决装备的动力技术性能且没有坠落制停系统,不管1人装备还是2人装备,均不是个人坠落防护装备,不宜用于个人坠落防护,美系2人装备用于个人使用具有更大的危险性。美系标准不在坠落制停和降低坠落冲击力方面下功夫,做多少表明花样文章都是徒劳的,难以跳出自身发展的藩篱。欧系标准和美国工业标准均无明确的1人装备与2人装备分类,美系消防标准一直受此所累,而且十分纠结与无奈,美系救援技术是以2人装备为主的系统救援,1人装备个人应用有限;个人逃生装备主要用于消防员火场逃生,在NFPA 1983-2012标准当中增加了消防员火场逃生系统,这是十足的欧系标准,笔者将在其他文章另行论述。
欧系标准不受体重所累,科学客观地发展了个人坠落防护装备,在解决个人装备用作救援装备即承载1人与承载2人的问题方面处理的科学而又简单,如EN 12841标准规定,绳索行进装备的最大额定工作负荷用于承载1人时至少为100kg,承载2人时至少为200kg。救援型下降器的最大额定工作负荷为200kg,坠落制停保护装备即移动止坠器、势能吸收器(或移动止坠器及其挽索)配合使用要满足200kg负荷坠落制停保护要求(FF=2),用于救援只需注意使用这几件个人装备即可,这样的欧系个人坠落防护装备完全可以用于个人和班组的各类系统架设,大大节省装备。几乎每一款欧系装备都有其科学具体的应用技术,装备与技术是一体的、密不可分的,欧系装备才是货真价实的技术型装备,这是美系技术型装备无法达到的。美系通用型装备片面追求高静力强度,降低了装备的兼容性和通用性;只需几件装备即可解决的问题,却要发展两套装备类型;不考虑装备体积与重量,忽视了便携性,增加了携带负荷;不考虑以技术途径解决静力负荷强度问题,造成装备发展的死板、僵化。通过对比不难看出欧系装备与美系装备孰优孰劣、孰巧孰拙,欧系装备具有美系装备无法比拟的优势。美系标准和装备解决不了体重问题而走上了畸形发展道路,我们既不知己又不知彼,GA 494标准追随美标也给国内消防个人坠落防护装备的发展带上一条歧路。
通过选用大直径绳索以获得较高的绳索静力强度是当前一般行业的通用做法,但是随着工业技术的发展,绳索静力强度不断提高,国际工业绳索作业行业使用的主流绳索直径不断下降,直径11.5mm绳索多年前就已经退出市场了,连直径11mm绳索也已经退出了主流使用范围,现在工业作业与救援当中使用的主流绳索直径为10.5mm,前沿绳索直径已经下降到了10.3mm,使绳索重量与成本明显降低。绳索行进装备是用来沿绳索上升、下降及跟随进行后备保护的装备,又称绳索调节装备,主要是上升器、抓绳器、下降器、移动止坠器等装备,对绳索行进装备来说,静力强度并非唯一重要的技术性能,在一定静力强度基础上的动力技术性能和相关功能更为重要。不管是在系统应用还是在个人应用当中,过载或坠落冲击都是很可能遇到的事情,使用大直径绳索,并且配套使用绳索抓握力强、静力强度与工作强度高的上升器、下降器、移动止坠器,未必可以保证安全,反而可能会成为潜在的危险因素,美系大直径通用安全绳与高工作强度通用下降器配套使用,存在不易释放过载和坠落冲击力的先天问题。但是国内消防坚持以美系12.5mm及以上直径的通用型安全绳作为与个人坠落防护装备配套使用的绳索,这是十分落后、盲目和错误的做法。
7.1 美系上升器、抓绳器、下降器的潜在危险性
对于上升器、抓绳器、下降器(下文简称“三类装备”),上升器、抓绳器没有静力强度要求,下降器有静力强度要求,由上文可知欧系三装备的工作强度分别为4kN、4kN、3kN,其中下降器的静力强度为12kN;美系NFPA 1983标准三类装备的技术型装备的工作强度均为5kN,通用型装备的工作强度均为11kN,其中技术型、通用型下降器的静力强度分别为13.5kN、22kN。美系GA 494标准上升器、抓绳器未分类型,其工作强度分别为5kN、11kN,轻型、通用型下降器的工作强度与静力强度与美标一致。欧系三类装备的工作强度不仅仅是对其抓握、承受负载能力的要求,同时也是对其负载释放能力的要求,前者要求其足够强,后者要求其达到一定负载就应当进行释放,使连接负载的装备在绳索上有适当的可控滑移,以此减小过载或坠落冲击力,这也是欧系三类装备实际工作强度基本上不高的原因。如果人员意外坠落,必须在产生的坠落冲击力达到6kN的安全界限之前就进行释放,欧系三类装备4kN、3kN的工作强度对人体与绳索来说无疑都是一个较为可靠的安全值,绳索调节装备的经验测试表明,超过4kN的坠落冲击力可能会对绳索造成损害。美系轻型三类装备工作强度至少为5kN,刚好低于中国6kN的安全界限1kN,这可能不会对人体造成实质性伤害,但是5kN的坠落冲击力很容易伤害绳索,尤其是对反齿类装备来说。美系通用型三类装备工作强度至少为11N,这个工作强度已经接近了12kN对人体严重伤害的界限,不管是对人体来说还是对绳索来说,无论如何也是不安全的,如果通用型三类装备在达到至少11kN才进行释放的话,那么对于正在坠落的人体已经瞬间造成了至少11kN制停伤害,这可能是不可恢复的人体损伤,而且即使通用型装备、绳索具有足够的静力强度也已经毫无意义了。因此,三类装备的设计工作强度越高,对人体与装备的潜在伤害就越大,美系通用型三类装备不仅用于个人坠落防护有这样的危险性,用于绳索救援技术系统也同样存在不能释放过载和坠落冲击力的问题,安全问题同样不容忽视。美系三类装备的工作强度标准的设定是北美基于136kg参考体重和8kN的安全界限来说的,我们照搬过来是不合适的,是否适合中国的安全要求还需要具体测试评估而不能想当然。
7.2 美系通用型安全绳与通用型下降器配合使用的潜在危险性
按照美系标准来衡量,欧洲使用的下降器属于轻型(技术型)下降器,其静力强度为14kN以上,额定最大工作负荷为120-200kg,适用绳索直径范围为10-11.5mm;而欧洲生产的通用型下降器是专为北美消防救援市场设计,其静力强度为22kN,额定最大工作负荷不低于200kg,适用绳索直径范围为11.5-13mm。绳索与下降器配套使用时,绳索直径越大,需要克服的摩擦阻力越大;绳索延展率越小,吸收坠落能量的能力越低。我们主要从绳索直径方面比较,在静力条件下,绳索直径越大,绳索在下降器当中滑移所需最低静拉力也就越大,如图2所示。在相同坠落条件下,绳索直径越大,绳索在装备当中滑移距离越小,坠落缓冲距离越小,所受坠落冲击力也就越大,如图3所示。从这两项内容的测试不难看出,使用轻型(技术型)下降器较为安全的绳索直径范围大约是10-10.5mm,同时由于10.5mm、11mm直径的静力绳或半静力绳(EN 1891标准)静力强度相差不不大,对于一般工业作业与救援来说意义不大,直径10.5mm绳索自然成为普遍选择。我们使用12.5mm及以上直径绳索,同时必须使用适应绳索直径11.5-13mm左右的通用型下降器,通用型绳索与通用型下降器绑定使用,用于个人绳索行进或系统救援存在较高的危险性,这个问题不容忽视。一方面绳索直径越大,越难以滑移;另一方面下降器工作强度越高(如11kN),控制绳索能力越强,绳索越不易滑移,二者作用叠加,这必将导致意外的系统过载或人体坠落所带来过大的冲击力难以缓冲释放,其强度很容易超过人体所能承受的安全界限(6kN)或重伤界限(12kN),从而造成人体伤害、装备损坏或系统崩溃。这里有一个问题值得注意:绳索直径越小,下降器的制动控制能力越差,使用小直径绳索要注意净空距离问题,但是不管怎样,欧系下降器在绳索使用范围之内选用绳索都是安全的。
7.3 欧系下降器对比于美系下降器在动力性能与技术应用方面的优势
7.3.1 欧系通用型下降器对大质量工作负荷坠落冲击力释放的优异能力
欧洲通用的下降器是轻型(技术型)下降器,而其通用型下降器是专为北美消防救援市场设计,其适用绳索直径范围大致为11.5-13mm,静力强度为22kN,工作负荷不低于200kg,可释放高达272 kg的负荷,其静力强度符合美标要求,动力技术性能符合欧标要求。模拟各种不利条件对某欧系通用型下降器进行了272 kg荷载的坠落制停测试,如图4所示,测试结果是绳索在下降器中进行了1-2m的显著滑移,坠落冲击力为可以接受的大约6kN,这是美系标准NFPA 1983、GA 494通用型下降器所做不到的,也是其所不具备的技术性能。
7.3.2 欧系下降器在张力系统架设当中释放过载的优势
欧系下降器是常用的张力系统(如横渡、斜渡)架设装备,正常的操作方法是:在拉紧张力系统之后,解除省力牵引装备,锁闭下降器的把手,在距离下降器至少1米的自由端绳索处打一个骡马结。因为一个简单的过载可能会导致下降器绳索滑动(可达0.8m)。这种滑移有助于释放能量,减少冲击力,尽可能保护人员、装备和系统的安全,而且必须不能受到绳结阻碍;在长时间超负荷的情况下,绳结发挥限制下降器绳索继续滑移作用,为采取必要的安全措施提供保护。欧系下降器虽然处于锁闭状态,但是在其设计原理上仍然可以滑移,从而较好地保证了系统的安全,如图5所示。如果使用美系通用型绳索和下降器,那么其过载释放并不容易,加上美系绳索救援技术操作方式以及其他不正确的操作习惯,有可能为了所谓的“安全”,错误地在设计原理上将下降器锁死,或紧贴下降器将自由端绳索打成死结,或直接用双抓结将绳索抓死,这些操作都禁止了过载释放,使潜在危险性陡增。
8.1 美系标准绳索的技术性能不足
欧洲静力绳标准EN 1891-1998要求静力绳(A类)的技术指标共有12项:绳索材质与耐高温性能大于195℃;直径(8.5-16mm);绳结灵活性系数(不超过1.2);绳皮滑动率;延展率不超过5%(使用不少于3m的新绳,计算施加150kg负荷比50kg的延长比率);缩水率(不超过5%);每米重量;外皮质量百分率;内芯质量百分率;坠落制停最大冲击力(FF=0.3时,100kg负荷首次冲击力不超过6kN);可承受坠落次数(FF=1时,可承受100kg负荷不少于5次坠落);静力强度(A类22kN)与缝合终端静力强度(15kN)。此外,制造商一般还会提供提供8字结(9字结)结点静力强度。而美系标准NFPA 1983、GA 494对绳索性能的要求只有静力强度(20、40kN)、延展率(1-10%)、直径(9.5-16mm)、耐高温性(204℃±5)能等4项技术指标,制造商自行标注的每米重量、材质也不过5项指标。美系标准安全绳索也是夹心绳,但是技术性能相差巨大,主要是满足于静力强度要求即可,不做更多的技术性能要求。
绳索材质决定了耐高温性能,这一点美系安全绳与欧系静力绳差别不大,主要看实际生产绳索的耐高温性能。绳结灵活性系数是衡量绳索质地软硬的指标,较硬的绳索不易打结,造成绳结不牢固,影响使用安全,美系安全绳没有这个指标,消防采购配备的绳索当中的确有一部分国产消防安全绳过硬,难以打结使用。美标与欧标绳索的延展率测试方法不同,欧系静力绳在使用上感觉延展性较大,在提拉、横渡等绳索救援系统架设当中使用费力,美标安全绳延展率为1%-10%,直观上看似范围较宽,美系与欧系静力绳的延展率比较需要进行实际测试,宜探索设定一个同时满足安全性与实用性的最佳延展率。缩水率是绳索遇水后缩短的比率,美系安全绳没有这项指标,缩水率没有控制,如果缩水率过高将导致绳索遇水后明显变短,影响后续使用。坠落制停最大冲击力测试和可承受坠落次数测试,这是静力绳作为个人坠落防护装备的重要技术指标,如前文所述,这两项动力技术性能指标的缺失,使美系安全绳不能称其为个人坠落防护装备。绳索缝合终端静力强度也是一项重要的技术指标,一般都与绳索本身静力强度相差很大,对于带有缝合终端的绳索必须对其静力强度做出要求;NFPA 1983标准安全绳新增了缝合终端内容,国内民用逃生绳索也要求具备缝合终端,但是都没有对缝合终端进行静力强度要求;国内消防员使用的个人逃生绳索多数都有缝合终端,也直接以缝合终端连接安全钩使用,这是很不安全的。
EN 1891-1998标准仍然是现行标准,2005年欧洲标委会曾进行过一次修订讨论,但是研究的结果是没有修改的必要,可见该标准下的绳索技术指标是非常成熟的。国内长期没有绳索能够达到这个标准的技术要求并获得过该标准的认证,可见差距之大。一些国内绳索制造商跟着GA 494标准混日子就已经感觉满足了,谁还去追求更先进的绳索技术性能?标准“不扬鞭”,生产商往往不会“自奋蹄”,没有需求,就很难刺激进步,如果GA 494标准本身仍然是抱残守缺,不学习借鉴人家的长处,那么短期内靠国内绳索制造商自觉的技术进步来普遍提高国产静力绳的技术性能是不可能的。然而令人庆幸的是,当前已有追求进步的个别国内绳索制造商生产了静力绳通过了欧洲EN 1891标准的认证,这必将带动国内静力绳的发展。
8.2 GA 494标准缺少逃生绳索造成了严重安全隐患
美系轻型安全绳(直径9.5-12.5mm)静力强度20kN,低于欧系EN 1981标准A类静力绳(直径8.5-16mm)的22kN,应以22kN为宜。GA 494标准没有引用美标当中直径7.5-9.5mm、静力强度为13.5 kN的逃生绳索,GA 621标准规定以直径大于、等于9.5mm的轻型安全绳作为消防员火场逃生绳索,该范围绳索直径过高,不便于火场携带,直径7.5-9.5mm是适宜的逃生绳索范围,以直径8mm左右为最佳。在这两个标准之前,国内消防一直使用直径8mm绳索作为逃生自救绳索,这个习惯一直延续至今而且大量配备使用。自从GB 21976.6-2012标准(《建筑火灾逃生避难器材 第六部分:逃生绳》)实施以后,国内消防大量配备这个民用标准的逃生绳索,该标准绳索静力强度只有10kN,没有耐火性能,更没有动力技术性能,不属于个人坠落防护装备,不适合消防员逃生自救。以前没有标准,无法规范逃生绳索;后来有了GA 494标准,还是没有规范逃生绳索,GA 621标准临时以轻型安全绳替补也无济于事,GB 21976.6-2012标准出来之后又加剧了消防员逃生绳索的配备混乱与危险。可见由于标准问题,导致国内消防员逃生绳索长期失控漏管,造成当前大量配备使用非标准、不合格消防员逃生绳索,存在严重的安全隐患;同时由于标准落后,也造成了国内消防消防员火场紧急逃生系统的发展滞后。
8.3 美系标准一类吊带是一款失败的、不必要的装备
一类吊带是美系标准NFPA 1983、GA 494的一个“怪胎”,美系标准规定一、二两类吊带的构造相同,都是“固定于腰部、大腿或臀部以下部位”,都属于坐式吊带,二者静力强度都是22kN,在相同的静力强度下人为规定二者的设计负荷强度(相当于工作负荷)分别为1.33 kN和2.67 kN,这也算是设计史上的奇葩了,牵强、僵化地套用轻型与通用型装备的格式没有任何意义,也无法将二者无法区分,实际上二者还是同一类吊带。美系一类吊带的设计初衷是用于消防员火场紧急逃生,由于实用性差,不适合紧急穿着,也很难在紧急时穿着,所以一直未真正应用;现在美国消防已大量使用更适合消防员火场紧急逃生的坐式吊带,这种坐式吊带与以往一类吊带已有很大不同,其设计是与灭火服裤装绑定结合,免去临时穿着的麻烦和弊端,但是该吊带还不够成熟,写入标准为时尚早。很显然,一类吊带作为一种尝试已经失败而且被取代了,所以NFPA 1983标准在2012版当中已经取消了一类吊带,其标准现在只有二、三类吊带,不过一类吊带的位置还留着,说不定一种全新类型的一类吊带还会杀回来。而我们机械地照抄照搬,将一类吊带作为一种绳索技术装备列入装备标准与装备配备标准之后,却没有考察和质疑一类吊带的实用性问题,一直稀里糊涂的配备。十几年的实践经验表明,我们从未将一类吊带用于火场逃生,在国内消防战训业务当中没有关于一类吊带的任何紧急逃生应用,也没有资料显示其适用条件和相关配套装备,可见一类吊带既不是来自于逃生实战,也没有应用于逃生实践,只是一款暂时不必要的装备而已,有它反而增添很多麻烦,扰乱了消防坐式吊带的配备,浪费了装备经费。GA 621标准规定一类吊带普通消防队选配,特勤消防队必配(每班只有4件),这种配备规定是有问题的,既然是作为逃生吊带,全体消防员都应该配备,难道普通消防队消防员就不用逃生吗?难道特勤消防队消防员每班只有4人可以逃生吗?从配备标准上来说,对于一类吊带的规定明显是不合理的,事实上一类吊带均用在了消防救援与训练当中,国内消防对逃生吊带的开发应用还有待于消防员火场紧急逃生系统的改革。装备采购常常把欧系登山吊带当作一类或二类吊带配备,这是不合适的,欧系登山吊带主要是用于登山运动领域配合登山动力绳使用,欧系登山吊带标准EN 12275并没有动力强度要求,欧洲相关认证检测机构也不会对其进行动力强度检测,那么对于我们采购使用的大量欧系登山吊带,我们并不知道其动力强度即抗坠落性能,尤其不了解其在使用静力绳条件下的安全性,因此建议消防救援尽量使用工业级坐式吊带、救援专用坐式吊带或特定用途的坐式吊带(如探洞专用吊带)。坐式吊带配合单绳技术广范应用于山岳、洞穴及一些极端条件的救援领域,其显著优点是轻量化、高效能,在这一救援领域比高空救援标准的双绳装备更具适应性,但是国内消防受日系、美系绳索救援技术影响甚深,对吊带的使用普遍缺乏应有的认知,坐式吊带应该与胸带、胸式和手式上升器及相关装备配合使用才能更好发挥作战效能,能下也能上,而不是能下不能上,或者一直被吊着放下与拉上。
8.4 便携锚点装备的不足与问题
便携锚点装备也是一种重要的个人坠落防护装备,EN 795(B)、GB 30862(2014)标准规定了A、B、C、D、E类锚点装备,其中B类锚点装备为便携锚点装备,它属于带有一个或多个固定的锚点,不需要结构性锚点或安装元件安装到构件上使用的锚点装备,B类锚点装备有三脚架、吊索、钢梁锚点、门口锚点等等。GA 494标准沿用NFPA 1983标准将便携锚点定义为“一种可以举升或垂降人员的简易承载装备。如三脚架、四脚架、A 形架、悬臂等”,该标准只规定了单一一类三脚架等支撑类锚点装备,制约了国内消防对灵活多样的便携锚点装备的配备使用。吊索类便携锚点装备是最常用的锚点架设装备,有钢丝绳和扁带两种,其中扁带价格低,强度高,携带轻便,使用方便,在锚点架设当中具有广泛的适用性。实际上,NFPA 1983标准当中具有扁带类便携锚点装备,称为负荷连接带(如Load Straps、Multiple Configuration Load Straps),只是与便携锚点装备(portable anchor)分开撰写,被我们忽略了。这类扁带主要配合北美绳索救援技术使用,没有欧系扁带(EN 566)更具实用性和通用性。美系便携锚点装备分为轻型(技术型)与通用型,其静力强度分别为22kN、36kN,绝大多数欧系扁带的静力强度均为22kN(少数已达到30kN),欧系扁带对折就可以达到44kN,再次对折即为88kN,以静力强度36kN为通用型便携锚点装备是一种十分顽固的做法。另外,救援三脚架往往集成救援提拉装备,使其具有提升与下放的功能,属于成套设备,应对其组成部分分别认证测试。这种救援提拉装备同样属于个人坠落防护装备,在欧洲执行EN 1496标准,其额定工作负荷100kg;最低静力负荷强度为12kN持续3min,无任何故障与撕裂;以额定工作负荷(至少100kg)进行动力测试,坠落制停冲击力不超过6kN,垂直止坠距离不超过1m。在欧系标准当中,对于带有救援提拉装备的救援三脚架,必须通过EN 795(B)、EN 1496两个标准的同时认证,二者缺一不可。GA 494标准对于集成式救援支架类便携锚点装备并无此明确要求,应是一种不足。
8.5 安全钩问题
美系标准NFPA 1983、GA 494以27kN、40kN的静力强度将安全钩分为轻型(技术型)与通用型,这种分类方法有助于突出安全钩的静力强度,便于配备使用,但是这种不考虑用途而单纯以静力强度进行安全钩分类的方法已经不能适应绳索救援技术与装备发展的需要,而且带来了诸多应用上的不便。
欧系工业安全钩(即连接器)标准EN 362按用途将安全钩分为5种:基本安全钩(B型)、多用途安全钩(M型)、终端安全钩(T型)、锚点安全钩(A型)、丝扣锁门安全钩(Q型,即快速连接安全钩、梅陇锁),其主轴静力强度分别为20kN、20kN、20kN、20kN、25kN,如图6所示。基本安全钩(B型)是设计用于装备组件的自锁安全钩;多用途安全钩(M型)是设计为长轴、短轴均可承受负载的基本安全钩或丝扣锁门安全钩;终端安全钩(T型)是设计用于承担定向负载的辅助系统安装元件的丝扣锁门安全钩;锚点安全钩(A型)是设计用于装备组件定向连接特定类型锚点的自锁安全钩;丝扣锁门安全钩(Q型)是仅设计用于长期或永久连接,当完全拧紧时锁门可以承载部分荷载的丝扣锁门安全钩。
欧洲登山安全钩标准EN 12275将安全钩分为7种:基本安全钩(B型)、HMS安全钩(H型)、铁道式攀登安全钩(K型)、特定锚点安全钩(A型)、终端安全钩(T型)、丝扣锁门安全钩(Q型,即快速连接安全钩、梅陇锁)、O型安全钩(X型),其主轴静力强度分别为20kN、20kN、25kN、20kN、20kN、25kN、18kN,如图7所示。基本安全钩(B型)是用于各种保护系统的自锁安全钩;HMS安全钩(H型)是一种自锁安全钩,通常为梨形,主要用于动态保护,尤其适合使用意大利半扣“Italian hitch”(HMS);铁道式攀登安全钩(K型)是主要用于登山者连接铁道式攀登锚点系统的自锁安全钩;终端安全钩(T型)是设计用于确保负载处于预定方向的自锁安全钩;特定锚点安全钩(A型)是仅设计用于直接连接特定类型锚点的自锁安全钩;丝扣锁门(快速连接)安全钩(Q型)是仅设计用于长期或永久连接,当完全拧紧时锁门可以承载部分荷载的丝扣锁门安全钩;O型安全钩(X型)是设计用于辅助攀登、滑轮等的对称形自锁安全钩。
每一种安全钩都有其特定用途,在高空救援和各类山岳救援当中用于连接个人坠落防护装备和救援装备会用到很多种类的安全钩,安全钩仅仅以静力强度称之是远远不够的,国内消防多年来一直对安全钩的种类、用途缺乏了解,不能正确的配备使用,这不能不说是一种缺憾和损失。欧系安全钩的静力强度标准不高,但是有安全依据,而且随着工业制造与材料技术的发展,安全钩也正在向着轻量化、高强度方向发展,制造商实际生产的安全钩的静力强度一般都高于标准。安全钩的强度自然是越高越好,但是静力强度不是唯一选项,还应考虑其用途,顾及安全钩本身的重量,考虑其便携性和轻量化,尤其在个人坠落防护装备配备和高空、山岳救援装备携带方面。静力强度要求过高限制了消防救援安全钩的可选性,安全钩静力强度在30-40kN之间的并不多,在36-40kN之间几乎是断档的,40kN以上已经属于特殊产品了,往往是制造商专门为美系标准特殊制造,至今也不是普通装备,这个强度起吊3辆小轿车都绰绰有余,这并不是通用情况。40kN静力强度安全钩基本上都是钢制D形钩,一般2个这样的安全钩就超过了500g;27kN静力强度的安全钩绝大部分也都是钢制材料,3个这样的安全钩也超过了500g,这种安全钩可以作为个人装备的主安全钩用于连接个人下降器,进行绳索救援系统架设具有通用性,用于消防救援已经足够了。钢制安全钩具有硬度高、耐磨损、相对形变量小以及价格低等也有点,但是对于喜欢轻装上阵的人来说,钢制安全钩的质量还是略高,当前质量为80g左右、静力强度为24-28kN的合金安全钩正在成为应用的主流,不但质量较低,而且具有较高的安全性、便携性和通用性。各类绳索救援技术系统架设使用双安全钩一般可以保证35kN以上的锚点强度,这个强度已经足够了,简单技术(使用2个安全钩)可以解决的强度问题,没有必要死板、片面的规定必须配备使用静力强度40kN的安全钩。如果我们想在个人坠落防护装备和救援装备当中使用更多具体用途的安全钩,需要突破40kN和27kN的静力强度限制。
8.6 美系标准下降器的问题与错误
上文从标准角度讨论了美系下降器的相关问题,这里主要从实物和实用角度讨论美系下降器的选型问题。国际标准ISO 22159-2007(《个人坠落防护装备-下降器》)参考欧洲工业与运动下降器标准总结归纳了六种类型下降器,如图8所示:1型(Type 1)为绳索内置的自动操作下降器,2型(Type 2)为绳索内置的手动操作下降器,3型(Type 3)为有机械可变摩擦力、双脱手锁定和防慌乱锁定功能的手动操作下降器;4型(Type 4)为有机械可变摩擦力、双脱手锁定功能的手动操作下降器;5型(Type 5)为有机械可变摩擦力而无自动锁定功能的手动操作下降器;6型(Type 6)为无机械可变摩擦力且无自动锁定功能的手动操作下降器。该标准包括了目前下降器的几种常见类型,欧洲工业下降器标准EN 341、EN 12841规定了作为个人坠落防护的救援和绳索调节装备的下降器,均为具有自动制停功能的下降器,在ISO 22159-2007标准当中至少为为3型、4型下降器;欧洲登山下降器标准EN 15151-1、EN 15151-2分别规定了具有自动制停功能和非自动制停功能的手动操作下降器,在ISO 22159-2007标准当中为2-6型下降器。以前版本的NFPA 1983标准并没有明确下降器的类型,NFPA 1983-2012标准规定了下降器的类型范围为ISO 22159-2007标准的2-6型,欧系工业下降器的优秀性能已令美国人无法回避,所以绕道取法国际下降器标准ISO 22159-2007,扩充了美系下降器的类型范围,使本来就不是工业级标准美系下降器更加偏离工业级。5型、6型下降器(如缓降架、八字环)一直以来都是美国消防最常用下降器,主要用于救援系统架设,使用外在绳索抓结实现制动,对这两类下降器的认证测试实际上就是对其金属结构、材质强度而非技术性能和相关功能的检验。GA 494标准作为消防员个人坠落防护装备标准,其下降器必须至少为3型、4型下降器,用于高空救援应为3型以上下降器,5型、6型下降器不是个人坠落防护装备,在美系技术当中一般不用于个人下降,而我们却作为个人坠落防护装备,用于个人下降,连锁定功能都没有,既不能防止坠落,也不能坠落制停,松手即坠落,将八字环用作消防员个人坠落防护下降器实属业界笑柄。
国内劳动保护行业从2009年开始引进欧洲与国际相关标准,已陆续颁布实施了10余部个人坠落防护装备和登山装备的国家标准,现在还在引进当中,但是当前国家坠落防护装备标准也存在诸多问题,这些标准在引进时,大多数都是非等效采用,内容差异较大,一些标准主要倾向于一般性劳动保护行业,并非立足于整个高空工业作业与救援领域,甚至不考虑装备的救援功能,引进之后的标准削弱了相关欧系装备标准的普遍实用性和通用性。同时,一个国家同时存在安监劳动体系与消防救援体系两套具有各自倾向的坠落防护装备标准,国、内外制造商要想在中国市场销售个人坠落防护装备,就需要同时向两个装备标准体系申请认证,不符合这一领域制造商的利益和民族产业的发展,不能适应国内高空作业与绳索救援技术体系的发展,二者整合为国家标委会直接管辖的国家坠落防护装备标准体系将是最终合理的发展方向。一套个人坠落防护装备标准体系,应当具有普遍的高空作业与救援的适用性和通用性,欧系标准是工业作业个人坠落防护装备标准,但是充分考虑和科学设计了装备的救援功(即承载2人问题),所以欧系标准能够统一欧洲、惠及全球,使欧系装备拥有强大的竞争力和广阔的全球市场。整个欧洲都实现了标准化统一,而我们却不能统一,我们不但各立门户、各占山头,而且仅仅满足于家门口,也被人堵到了家门口,任凭欧美装备覆盖中国市场,国产装备一直处于低端层次,毫无市场竞争力,无一能与欧美抗衡的品牌;各类假冒伪劣装备充斥市场,严重威胁终端用户的生命安全,破坏了国产装备的声誉,断送了这一领域民族产业的发展。今后,国家个人坠落防护装备标准引进欧洲和国际相关标准时,完全可以等同采用或等效采用,并向这个方向修订与发展,担当起此类国家标准统一的重任。而GA 494标准被国家标准统一与整合将是个人坠落防护装备国家标准体系发展的历史必然,如果GA 494标准一定要追随NFPA 1983的脚步发展,等这一国家标准体系完善之后,GA 494标准将终将被国家坠落防护装备和登山装备标准领域彻底边缘化和实质性淘汰。
GA 494-2004标准起步较早,是国内较早制定的“防坠落装备”标准,但是该标准实质上是一部错误的坠落防护装备标准,其问题是历史局限性造成的。如果GA 494标准在下一步修订时仍然沿着美国消防标准NFPA 1983的路子走下去,那必然还是延续不足与错误,不适合国内消防绳索救援技术与装备发展方向,同时也是其最大绊脚石。美系标准NFPA 1983是一部适合美国消防员体重和美系绳索救援技术体系特点的绳索技术装备标准,虽然不是个人坠落防护装备标准,但是该标准适合美国消防;然而“淮南为橘,淮北为枳”,GA 494标准把美标搬来直接用作个人坠落防护装备标准就是错误的,美标在参考体重、轻型(技术型)与通用型装备划分、装备技术性能、装备应用和防护要求等方面并不适合我们,这就是最大问题所在。国内消防要想解决高空作业与救援个人坠落防护装备问题,必须弃美从欧,对GA 494标准进行欧系化改进,这将是最好的出路,为此建议从以下几个方面着手:一是正确认识与理解坠落防护装备的含义,确定国内消防员个人坠落防护装备和其他绳索技术装备的范围;二是认真学习研究欧洲、北美工业个人坠落防护装备标准体系,比较美系消防绳索技术装备标准NFPA 1983、GA 494与欧美工业相关标准的优劣与差距,重新确定国内消防员个人坠落防护装备标准的取法方向;三是比较研究国内消防与美国消防、欧洲工业体系的绳索救援技术,结合国内消防绳索救援技术改革方向,进行消防员个人坠落防护装备标准及其配备标准的适应性发展;四是根据国家权威机构公布的国民平均体重数据,调查评估国内消防员个人坠落防护装备参考体重,作为消防员个人坠落防护装备测试依据;五是进行欧系与美系标准装备动力技术性能和相关功能的对比研究,核实美系标准作为个人坠落防护装备标准的核心技术缺陷,明确消防员个人坠落防护装备标准改进的重点;六是认清美系标准轻型(技术型)装备与通用型装备分类的本质与问题,了解欧系标准解决个人装备与救援装备的方法,明确国内消防更适合采用哪种标准体系;七是认清美系通用型装备用作个人坠落防护装备的危险性,反思GA 494、GA 621标准进行美系通用型装备引导、配备倾向性的错误;八是对GA 494标准进行逐一检查,查找其具体问题与错误,以便做出针对性改进;九是对比欧系标准,检查GA 494标准在装备标识和使用说明书规定的不足,加强装备标识的实用性指示,加强产品的生产溯源和认证溯源,规范产品说明书;十是正视GA 494标准作为国内消防员个人坠落防护装备标准的不足、错误、尴尬和孤立性,对于该标准缺乏应有的国家工业标准体系和登山装备标准体系的基础性支撑这一先天不足,靠一个集成性标准不可能解决所有的装备问题,应考虑合理地分解建设各个独立的标准,发展标准体系,建议考虑与国家相关标准体系进行互补性发展,或融入国家个人坠落防护装备标准体系,从而系统地解决高空、山岳、洞穴、先锋攀等领域的装备标准化建设问题。
虽然美标NFPA 1983在个人坠落防护装备方面不值得效仿,但是仍有很多地方然值得我们学习借鉴。一是美标借鉴欧洲工业标准、ISO国际标准和美国工业标准的相关内容,进行了明显的欧系化学习改进,这方面值得我们学习研究。例如在NFPA 1983-2012标准当中,引进了欧洲标准绳索调解装备的概念和内容,将上升器、抓绳器、保护器、下降控制器列为绳索调节装备;增加了后备保护器(移动止坠器)和后备保护系统,后备保护器的最低静力负荷强度设定15kN,与欧标相同;完全参照ISO 22159标准,确定了下降器的类型;安全带加入关于承重、止坠连接点和工作定位连接点的概念;按照美国工业标准将二、三类吊带的静力负荷强度从22kN下调至16kN;参考欧系标准增加了伤员疏散装备担架、救援吊带(即伤员用吊带)等,其中救援吊带分为两类即二类救援吊带和三类救援吊带,其静力负荷强度设定为15kN,与欧标相同。欧系标准是全球绳索技术装备标准发展的源泉,美国工业坠落防护装备标准体系和美国消防绳索技术装备标准以及国际相关标准也都来源于此,NFPA 1983标准也在学习欧系标准,我们为什么不能直接学习欧标?而我们甚至完全可以在欧系化发展方面超过美标。二是直接引进欧系装备,发展了消防员紧急逃生系统,惠及全球消防。美国消防在惨痛的消防员跳楼逃生事故中吸取教训,不断进行消防员逃生装备研究探索,2005年与PETZL合作共同开发了一套名为EXO的消防员紧急逃生系统,经历7年实践与发展,将这套欧系装备写入NFPA 1983-2012标准,发展了逃生型装备体系,这也是该版标准的最大特色。该标准对消防员逃生装备规定的非常详细,占了很大一部分内容,如逃生锚点、逃生腰带、逃生吊带、逃生下降控制器、逃生绳索与逃生扁带、逃生系统,逃生系统又分为火场逃生系统和非火场逃生系统。国内消防员逃生装备极其原始落后,几十年来没有改变,美标的消防员逃生系统对我们极具借鉴意义,对此我们可以建立独立的标准。但是美系逃生下降器和逃生系统动力(坠落)测试要求应符合国内实际,不宜再照抄照搬,美标以136kg(300 lb)为参考体重,在FF=0.25时,最大坠落冲击力不能大于8kN,我们应以100kg为参考体重,测试考察最大坠落冲击力不能大于6kN的适用条件(即初始坠落系数)。三是健全标准完善修订机制,持续进行标准的发展完善,实时增加必要装备,充实丰富绳索救援技术装备体系。美标除了进行上述改进、增加装备以外,还向水域救援装备方面拓展,增加了水域救援抛投线;在美标最新版本中纠正了吊带分类的错误,删除了一类吊带(可能是暂时删除,以后可能会有更加完善逃生专用吊带即一类吊带写入标准。国内消防绳索救援技术装备仍有很大欠缺,还没有形成自己的装备体系,这方面值得我们向美标学习。
NFPA 1983标准适合于北美消防体系,而GA 494标准并不适合于国内消防实际,自该标准颁布实施以来根据该标准从未配置过也不可能配置出一套合格的个人坠落防护装备,装备标准GA 494和装备配备标准GA 621已不能适应绳索救援技术与装备的发展需要,尤其不能满足于高空救援实战需要,多年来造成了国内消防高空作业与救援存在极大的安全隐患,造成了巨大财力、物力的浪费。消防部队对于GA 494标准的问题并不知情,只是按照标准进行装备采购,基层消防部队配备的这类装备除了坠落防护性能方面的问题之外,还混有大量假冒伪劣和低端装备,将来必须对这些装备进行严格的、专业的审查淘汰或悉数淘汰,现在的装备采购就相当于直接的浪费,现行GA 494标准沿用一天,就可能会造成一次几十万元甚至几百万元的浪费,这就是标准之灾。战训体系一直满足于日系螺旋绳技术而导致国内消防绳索救援技术长期落后,与美系伪个人坠落防护装备标准、配备标准一起共同延误和制约了国内消防绳索救援技术、装备及其标准体系的发展。我们要想在这里领域有所突破和发展,必须进行彻底的欧系化绳索救援技术、装备及其标准体系改革,技术与装备的发展必须具有一致性、同步性和兼容性,如果直接只进行装备标准改革而不进行技术改革,或者只进行技术改革而不进行装备标准改革,都是不行的。自从2012年以来,国内消防部队就开始了欧系绳索救援技术改革的探索,一些消防部队进行了欧系高空救援技术,后因没有配套的装备而搁置,而一批批采购的装备在库房里大量堆积却不能使用,这就是标准问题造成的尴尬局面。国内消防对于GA 494标准的问题,不应再容忍与忽视了,建议有关部门对本文观点予以重视,对GA 494标准、GA 621标准和《城市消防站建设标准》当中关于消防员个人坠落防护装备配备要求进行全面审查评估,视情暂停执行以上标准或配备标准的相关要求,对以上标准尽快修订完善,并出台临时性消防员个人坠落防护装备配备方案和采购标准,为当前国内消防绳索救援技术改革和高空救援训练与实战提供安全保障,改善国内消防高空救援技术与装备的发展受标准制约的局面。
注释:
①NFPA:即美国消防协会(National Fire Protection Association),又称国家防火委员会,成立于1896年,旨在促进防火科学的发展,改进消防技术,组织情报交流,健全防护装备,减少由于火灾造成的生命、财产损失。该协会是一个国际性的技术与教育组织,拥有150个学会、协会等组织的集体会员众多个人会员,负责制订防火规范、标准、推荐操作规程、手册、指南及标准法规等。N F P A这里指“美国消防规范”,它包括建筑防火设计规范、灭火救援训练、器材相关规范(如1006、1670、1983)等,属于美国的消防行业标准,即全国防火规范体系(National Fire Code:NFC),现已得到广泛承认,并有许多标准被纳入美国国家标准(ANSI)。
②IRATA:国际绳索技术行业协会(Industrial Rope Access Trade Association International),又称IRATA国际,成立于 1987年,总部设于英国,是一个著名的全球性工业绳索作业技术组织。当前共有会员公司将近300个,各级别技术员超过6.5万人,技术级别分为一、二、三级,每个级别累计至少工作1千小时,并至少1年时间才具有升级资格。
参考文献:
[1]GA 494-2004,消防用坠落防护装备标准;GA 621-2006、GA 621-2013,消防员个人防护装备配备标准;建标152-2011,城市消防站建设标准;GB/T 29175-2012、GB/T 29176-2012、GB/T 29177-2012、GB/T 29178-2012、GB/T 29179-2012,消防应急救援系列标准[S].[2]NFPA 1983-1995、NFPA 1983-2001、NFPA 1983-2006、NFPA 1983-2012,Standard on Life Safety Rope and Equipment for Emergency Services[S].
[3]BS EN 341-2011、BS EN 353-2-2002、BS EN 354-2010、BS EN 355-2002、BS EN 358-2000、BS EN 361-2002、BS EN 363-2008、BS EN 364-1993、BS EN 365-2004+CORR-2004、BS EN 395-1995、BS EN 397-2012+A1-2012、BS EN 564-2014、BS EN 565-2006、BS EN 566-2006、BS EN 341-2011、BS EN 367-2013、BS EN 795-2012、BS EN 813-2008、BS EN 892-2012、BS EN 958-2006+A1-2010、BS EN 1496-2006、BS EN 1497-2007、BS EN 1498-2006、BS EN 1891-1998、BS EN 1892-2005、BS EN 12275-2013、BS EN 12277-2007、BS EN 12278-2007、BS EN 12841-2006、BS EN 15151-1-2012、BS EN 15151-2-2012、BS EN 362、BS 7985-2002、BS 8454-2006、NF EN 362-2005、ISO 22846-1、ISO 22846-2、ISO 22159-2007,欧洲工业与登山标准和国际ISO标准[S].
[4]IRATA International,IRATA International code of practice for industrial rope access [S].
[5]ASSE Z359.0-2007、ASSE Z359.1-2007、ASSE Z359.2-2007, AMERICAN NATIONAL STANDARD[S].
[6]NFPA 1006-2008,Standard for Technical Rescuer Professional Qualifications;NFPA 1670-2009,Standard on Operations and Training for Technical Search and Rescue Incidents[S].
[7]北京劳动保护科学研究所,GB 6095-2009、GB 24542-2009、GB 24543-2009、GB/T 11651-2008、GB/T 23268.1-2009、GB/T 23468-2009、GB/T 23469-2009、GB/T 24537-2009、GB/T 24538-2009、GB 30862-2014,个人坠落防护系列国家标准[S].
[8]杨汝彬.国内消防与欧美绳索救援技术与装备标准体系比较研究[J].中国科技纵横,2014(7).
[9] PETZL[EB/OL].http://www.petzl.com.
[10]中国消防信息网[EB/OL].http://10.2.60.1/war/index.aspx.
作者简介:杨汝彬(1976—),男,山东巨野人,大专,毕业于廊坊武警学院,现为黑龙江消防总队大庆支队特勤大队工程师,技术九级,研究方向:绳索救援技术、装备及相关标准体系研究。