国内消防用安全绳的发展趋势

林建波 殷海波

摘 要：消防安全绳是指消防部队在灭火救援、抢险救灾或日常训练中用于承载人的绳子。其广泛应用于城市救援、山岳救援、横渡救援等领域，号称消防员的第二生命，国内消防现用安全绳包括应急逃生自救安全绳、轻型安全绳、通用型安全绳，其应用场景和技术要求均不相同。本文针对国内消防用安全绳进行系统调研，根据国内消防部队的实践需求，探讨国内消防安全绳的发展趋势。

关键词：消防;安全绳;救援

中图分类号：TS156 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0181-04

0 引言

消防安全绳是指消防部队在灭火救援、抢险救灾或日常训练中用于承载人的绳子。消防安全绳（现包括应急逃生自救安全绳、轻型安全绳、通用型安全绳）广泛应用于城市救援、山岳救援、横渡救援、火场逃生自救等领域。消防安全绳在绳索救援过程中作为主绳（Main Line）和确保绳（belay Line），需要承受系统负荷的重量（救援人员、被困人员、担架等救援器材及绳索、配件的重量）以及在操作过程中因加速而产生的不可预知的力，因此，三类绳索因应用领域不同产生不同的技术要求，自救安全绳（7.5-9.5mm）、轻型安全绳（9.5-12.5mm）的最低破断强度应不小于20kN，仅适用于救援人员个人的逃生自救、技术下降或上升;通用型安全绳（12.5-16mm）的最低破断强度应不小于40kN，可承载两个人，用于救援伤员或受困人员[1，3]。

本文针对制绳用纤维材料进行简要介绍，并对国内消防用安全绳进行系统调研，根据国内消防部队的实践需求，探讨国内消防安全绳的发展趋势。

1 安全绳的分类

早期的绳索是由棉线、生皮、麻类、龙舌兰或者其他的纤维材料制成的。合成纤维作为第二次世界大战的副产品得到了快速发展，它的出现解决了自然纤维自采摘以后就存在的降解问题，这是一个非常有意义的改进。绳索在救援应用上能够得到持续的发展得益于休闲攀岩和洞穴探险活动的开展。早期的绳子是具有伸缩性的登山绳或是非常僵硬的洞穴用绳。在过去30年里，救援绳索产品得到了大大的改善，制造商们开发了各种各样、性能各异的纤维产品（如表1所示）。

1.1 尼龙绳

顾名思义，尼龙绳就是由尼龙材料制成的绳子。尼龙（Nylon）化学名称叫聚酰胺，英文名称Polyamide（简称PA）。尼龙的用途广泛，可制成性质各异的硬性及柔性产品。其特性和命名各由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙具有较好的柔韧性和伸长率，被广泛使用于启动拉绳，登山绳等与人体接触较平凡的场所，它不受油脂、石油的影响，而且对强碱、醚和醛有较强的化学抵抗力，但不适合使用在酸性、漂白剂和-40℃～100℃以外的温度范围使用，尼龙在安全工作力下，延伸度约为6～8%，并且假如受潮，强力将损失超过10%。

尼龙纤维粗略的分有两种，尼龙6和尼龙66，俗称单6和双6丝。单6丝国内生产厂家比较多，用途也比较广泛，价格也比较便宜，尼龙66丝由于原材料中一种主要成份在国内还是空白，所以成本较高，价格便高。单6跟双6的区别是主要在于66材料有相对具有较高的耐热特性和耐磨特性。拉力强度方面两者并无太大差别。所以双6材料一般用于技术要求较高的绳子，如启动拉绳（一种供小型通用机械起动用的拉绳），登山绳、安全绳、牵引绳、工业吊装绳等等。由于尼龙纤维比较柔软、光滑所制成的绳子也比较柔顺，手感特别好，拉力强度也比较高，一般用于比较高端的场所，其各方面的技术参数是普通绳子不能相比的。尼龙绳的制作工艺粗略分为两种，即编织和绞制。绞制的方法比較单一，外型跟常用的三股绳差异较小。编织的方式就有好多了，根据机型的不同就可分为八股、十二股、十六股、十八股、二十四股、三十二股、四十八股等，还有单层、双层、多层等，可编织出不同形状的彩色纹络。总体来说，在使用方面是属于比较人性化的一种绳子了。

1.2 涤纶绳

涤纶绳具有经济实惠、轻便、易操作、易保养的显著特点，在化纤吊索具里面有着绝对的优越性。在酸性环境或要求有较小延伸率时，主要使用的产品，一般的酸和热的漂白剂对它几乎没有影响，但不适合在浓硫酸、碱和-40℃～100℃以外的温度范围使用，聚酯在安全工作力下，延伸度约为3%（未处理过的）。

1.3 丙纶绳

几乎任何酸、碱对丙纶都没有影响，它具有高强的抵抗化学环境的能力，在化学环境中首选产品，使用温度范围-40℃～80℃。在水中具有一定的悬浮能力，在船用缆绳领域以及酸洗行业应用广泛。

1.4 迪尼玛

具有优异的综合性能，其密度小于1，强度是目前世界上最高的，是优质钢材的15倍。迪尼玛是一种耐水、耐湿、耐大多数化学品侵蚀，具有高结晶度的化学纤维，在淡水、海水或湿气中都不会溶胀或水解。具有优异的耐疲劳和耐磨性，使用温度-150℃～70℃，短时间暴露在高温环境下不会造成严重的性能降低。

根据编织方式，纤维绳可分为螺旋绳和夹芯绳。

（1）螺旋绳系传统类高弹力绳索，制造简单，由三股绳旋转而成（图1所示）生产成本较低。螺旋绳延展性较大，延伸率通常大于30%，不适合于绳索救援，尤其是在高空救援。三股绳外部没有绳皮保护，容易磨损，破损、老化，使用寿命低，在恶劣的环境下更容易崩溃，安全性较低。

（2）夹芯绳（Kernmantel Rope），是由绳芯（Core）和绳皮（Sheath）组成的纤维绳（图2所示）。不论绳芯、绳皮，其绳纤维应该一线到底，不可有打结连接的情况，绳索的材质必须是强化尼龙或强化特多龙（耐酸碱性较好）。绳芯是平行并列或编成辫状的尼龙丝，占全绳重量的大约40%，是绳索的主要受力部位。绳皮则是交错编织而成，用以保护绳芯及提供咬齿式上升器咬合，并且具备足够的摩擦力供下降器通过及制停。夹芯绳索（Kernmantle rope）是目前国际上最为通用的安全防护使用绳索，其结构分为绳芯与绳皮，绳芯可以是平行纺织用纱，多股S捻或Z捻纱，多股S或Z捻绳或多股长节距编绳，但最为普遍结构为多股S或Z捻绳，该绳索由德国公司Edelrid于1953年发明。并于1964年开发了可防止高空坠落的夹芯绳索，即动力绳。

欧洲标准化委员会（Committee of European Normalization，CEN）、美国消防协会（National Fire Protection Association，NFPA）、我国全国消防标准化委员会均规定救援机构在绳索救援过程中一律使用夹芯绳。

使用夹芯绳工作之前，必须先了解这条绳的性质。制造商通常在绳头上标明几点信息：1）绳的属性：静力绳或动力绳。2）绳长：绳长必须长于救援区域锚点至地面的距离，并预留3m以上的余绳。3）直径：绳的直径。通常情况下同类夹芯绳的直径越大，设置负荷越大。4）出厂日期：强化尼龙会随着时间老化，经常使用的救援绳，1年之内必须淘汰。即使从未使用过绳索，在保存良好的情况下，出厂超过10年以上也应与更换。

2 安全绳的维保与评估

2.1 安全绳的清洗与晾干

通常安全绳应定期清洗，特别是当它用于溯溪、冰雪地攀登或山岳救援后。安全绳可以用冷水或温水与温和的肥皂清洗，不要用清洁剂来清洗防水绳索，也可以把绳子放在澡缸里用手洗，或者用滚筒洗衣机洗。用冷水洗涤绳子的目的是使绳子的缩水程度降到低，如果绳子非常脏就可以用温水清洗，绳子清洗之前把绳子打成镀形绳盘，以防止绳子混乱，然后把绳子放进一个网状的袋子里以防止绳子缠绕在滚筒洗衣机里面。后要把绳子放在干净的水中漂洗几次后散开，置于阴凉通风处自然干燥、千万不可在阳光下直接曝晒或使用烘干机、吹风机烘吹干。

2.2 安全绳的评估

如果绳子在承受较大的冲击力后，就必须通过加压或全程触摸的方式进行仔细检查。发现任何可疑的结块、撞击或是绳芯抽空的绳索都必须停正使用，因为绳芯可能纠结或断掉。绳芯僵硬的地方意味着因为吸收坠落的能量而熔化因结在一起。对绳子状态评估时要对绳皮纤维进行仔细检查。绳皮切割的数量和绳子性能的降低有着必然的联系。如果一半绳皮的纺丝都磨损了，那就必须更换新的绳子。竞技攀岩使用的绳子的绳皮两端大约2米的绳头是主要磨损的地方。因为攀岩者在按照线路攀爬时常常会坠落下来。在处置户外突发事故过程中，以绳索和绳索系统作为抢险救援主体，这样的救援我们称之为户外绳索救援。户外救援绳索在户外救援体系中占据及其重要的地位，几乎每一次户外救援都需要绳索和绳索系统进行辅助和保护。户外救援绳无论在历史上还是在现代都是户外救援中最重要的装备，上升、下降和保护等各项户外救援都是以户外救援绳为中心展开的，安全钩、安全带等众多用品也只是和户外救援绳联系在一起时才能发挥作用。在坠落系数大于0.3的户外救援过程中，如果使用常规户外救援绳索产品进行救援，绳索对人体的冲击力大于12kN，会对救援人员产生极大的损伤（人体能承受的最大冲击力为12kN）。因此，在坠落系数大于0.3的户外救援过程中，必须使用符合CE和UIAA标准要求的救援绳索。进入21世纪后，我国也逐步采用夹芯绳索作为安全防护绳索。

3 安全绳的应用

3.1 消防安全绳的应用

如图3所示，通常消防安全绳要求其为静力绳，在我国，救援类绳索需通过中国强制性产品认证，简称“3C认证”。产品需遵循GA494《消防用防坠落装备》标准。标准中规定消防安全绳是指消防队伍在灭火救援、抢险救灾或日常训练中仅用于承载人的绳子，GA494-2004《消防用防坠落装备》标准中消防安全绳按直径分类分为轻型安全绳与通用型安全绳，轻型安全绳最小破断强度应不小于20kN，通用型安全绳的最小破断强度应不小于40kN。

GA494《消防用防坠落装备》标准新修订版本中有该类逃生自救安全绳，主要用于国内外消防员的逃生自救套装。比较有代表性的公司是美国Sterling公司、法国Petzl公司、国内的南京坤宝安全防护设备有限公司、乐清盛邦安防有限公司有限公司、江苏曼杰克有限公司等企业均生产了类似逃生自救套装。

如图4所示Sterling公司逃生套装，重量共计1380克。绳索为芳纶皮/尼龙芯复合结构，直径8.0mm，破断强度19.5kN（样绳实测为23.07kN），负载136kg下延伸率6.8%;锚点钩一侧可凿击和钩挂，另一侧保险扣打开后可迅速进行绳索绕柱绑扎，破断强度13.5kN;F4下降器可用于紧急情况下垂降逃生，破断强度13.5kN;安全钩破断强度30kN;绳包为多袋结构并防水，器材可分开存放，绳包盖可以当绳索护套使用。

如图5所示，国产比较有代表性的逃生自救套装：南京坤宝安防设备有限公司的8毫米自救安全绳套装，该套装由兼具离手制停与防慌乱功能的下降器、2个D型钩、Nomex绳包、凯夫拉耐高温安全绳、凯夫拉扁带等组成，绳索的耐高温性能更加稳定，绳包的耐高温、抗撕裂性能更佳，下降器的轻量化和操作性更佳适用。

3.2 动力绳的应用

如图6所示，动力绳主要用于户外领域（消防救援中主要用作牛尾绳），主要用于攀岩、蹦极以及救援中的牛尾等，动力绳是整个攀岩保护系统的核心，UIAA标准的动力绳设计标准：是一个80kg的攀爬者在冲坠系数为2时坠落，对自身所产生的冲击力不超过12kN（人体的受力极限，实验表明人体可以在短时间内承受12kN的冲击力），而实现这个目的是靠动力绳的弹性来完成的，象蹦极绳一样的动力绳能够吸收突然的冲力，以减少对人体的损伤。

4 结语

通过深入调研分析了国内外消安全绳分类和使用情况，发现目前消防队伍安全绳使用过程主要存在以下几个方面问题：

（1）保护、维护手段能力不足，部分消防队伍绳索为裸露携带，未使用绳包进行保护，平时训练使用均可能对绳索造成损伤，另外，安全绳生产企业未对消防队伍使用管理进行指导，也未针对生产安全绳开发清洗、检查、维护的设施设备;（2）由于国内中小企业编织设备和工艺、以及使用原材料较国外有一定差距，部分繩索偏硬造成打结困难;（3）部分消防队伍配备轻型安全绳各地长度标准不一，在10-20米之间，不仅用于消防员紧急情况下的逃生自救，还经常作为通用安全绳使用，错误配备使用形成了佩戴不统一、作用定位不清晰的现象，导致出现轻型消防安全绳使用率低，单兵负荷大，影响行动，造成“平时用不上、用时不够长”的尴尬局面。

通過调研内外消安全绳分技术标准，在防坠落装备标准建设方面，国内在参考美系标准NFPA1983-2001制订GA494-2004《消防用防坠落装备》，随着防坠落装备的日新月异发展，2018年修订后的GA494对于安全绳的直径、高温环境承载性能、防水性能、绳皮绳芯滑动率的技术要求和试验方法等技术指标进行了补充，但一些技术指标如直径受力测试方法、打结参数、8字结破断拉力、坠落系数为0.3时首次冲击力、坠落系数为1时坠落次数（100kg）、延展率（50-100kg拉力）、外皮百分率、内芯百分率、每米重量、材质等性能要求方面都缺乏细则，在国内现行市场监督管理条件下，亟待完善。

综上所述：一方面，研究开发具有自主知识产权的各规格安全绳装备，并提高安全绳装备的检验技术水平，提高国内消防队伍的安全绳装备质量，保障使用安全;另一方面，针对消防队伍当前的实际需求，扎实开展适合目前消防队伍实际需求的绳索救援技术以及配套绳索救援技术装备配备标准的研究，通过借鉴、引入国际知名绳索技术组织的培训内容以及方式，建立绳索救援专业队伍的考核制度，切实提高消防员的绳索救援技术水平，解决队伍的实际需求，促进国内消防队伍的专业化水平。

参考文献

[1] GA 621-2006.消防员个人防护装备配备标准[S].

[2] GA 494-2004.消防用坠落防护装备标准[S].

[3] NFPA 1983-2006、NFPA 1983-2012、NFPA 1983-2017， Standard on Life Safety Rope and Equipment for Emergency Services[S].

The Development Trend of  Life Safety Rope for Fire Service in Domestic

LIN Jian-bo，YIN Hai-bo

（Emergency Management Department Shanghai Fire Research Institute， Shanghai  200438）

Abstract：The life safety rope for fire service refers to the rope used for carrying people in fire rescue and disaster relief or daily training. It is widely used in urban rescue， mountain rescue， crossing rescue and other fields， known as the second life of firefighters. The domestic life safety rope for fire service includes fire escape rope， technical use life safety rope， general use life safety rope，and its application scenarios and technical requirements are not the same. In this paper， the development trend of life safety rope for fire service in domestic is discussed according to the practice demand of life safety rope for fire service in domestic.

Key words：fire; safety rope; rescue