Obsahem této přednášky jsou výsledky vyšetřování diplomové práce absoloventky Bergische Universität - Gesamthochschule - Wuppertal (Báňská univerzita - Všeobecná vysoká škola - Wuppertal), odborné oblasti Bezpečnostní technika, oboru Ochrana před požáry a výbuchy.
Nejdříve jsou krátce představeny typy přileb, které byly obsahem srovnávacího vyšetřování. Poté jsou objasněny nejdůležitější oblasti “norem o hasičských přilbách”. Je popsáno ergonomické posouzení normy a přileb, jakož i z toho vyplývající pozadí pokusů. Laboratorní pokusy se skládají jak z tepelné, tak i z mechanické části. Nakonec jsou představeny
výsledky pokusů.Úkoly hasičů jsou rozmanité povahy od zdolávání požáru až k technické pomoci při nehodách jakéhokoliv druhu. Výkonnost hasičů silně závisí na funkční způsobilosti jejich vybavení. K tomu patří také hasičská přilba, která chrání osobu, při čemž nesmí představovat žádnou překážku. Tato hasičská přilba musí osobu dostatečně chránit jak proti tepelnému, tak i proti mechanickému zatížení, ale také varovat před příliš velkým horkem (žárem).
Norma prEN není žádný předpis týkající se formy jako stará DIN 14 940, tudíž je na trhu nová řada výrobků s rozdílnými představami formy a materiálu. Tyto nové přilby mají řešit nejen problémy starých hliníkových přileb DIN v SRN, ale i podstatně lépe chránit před nebezpečím u zásahu.
Jeden z největších problémů hliníkových přileb je jejich elektrická vodivost. Proto byly nové přilby téměř výhradně vyrobeny z plastů. V posledních 5-ti letech se ostatně nepřihodila žádná nehoda s elektrickým proudem, při které by přispěla hasičská přilba k úrazu. To vyplývá ze
statistiky úrazovosti všech hasičských úrazových pojišťoven.Zdá se, že nové přilby s sebou ale nepřinášejí jen zlepšení. To prokázala anketa provedená u všech profesionálních hasičských jednotek Německa a některých sousedních zemích. Zde se mluvilo o problémech kombinovaného tepelně-mechanického zatížení a o akustickém odpojení. K tomu došlo, když se Ministerstva vnitra jednotlivých zemí neshodla, zda by nová přilba nyní měla být opatřena nebo raději ne.
Tyto protiklady byly dostatečným podnětem k provádění rozsáhlých srovnávacích vyšetřování této nové hasičské přilby. Byly sledovány následující body:
V dokumentu jsou představeny hasičské přilby vyšetřované v této práci. Hasičské přilby mohou být rozděleny do tří kategorií na základě jejich vnějšího tvaru.
Tabulka 1: Seznam všech vyšetřovaných hasičských přileb
| Výrobce | Stát | Přilba | Materiál | Norma |
| 1/2 skořepina | ||||
| různí výrobci | SRN | DIN 14.940-Helm | hliník | DIN |
| Brissmas AB | Švédsko | 10100 | polyester s vl. | prEN |
| E.D. Bullard | USA | Model PX | vláknité sklo | NFPA |
| E.D. Bullard | USA | Model FXE | Ultem | prEN, BS |
| Phenix T.,Inc. | USA | Model 1500-92 | Ultem | NFPA |
| Phenix T.,Inc. | USA | Model 1500-SAR | Radel | NFPA |
| 3/4 skořepina | ||||
| AUER/Schuberth | SRN | F 200 | kompozit na bázi duroplastu | prEN |
| CASCO GmbH | SRN | PF-1000-pc | polycarbonát | prEN |
| CASCO Gmbh | SRN | PF-1000-ac | organoplech | prEN |
| Celá skořepina | ||||
| Drager/Gallet | SRN | Panorama Supra | Polyamid | prEN |
| Pacific | Nový Zel. | F7K/2 | Kevlar/Aramid | prEn/NFPA |
| Rosenbauer | Rakouzsko | Heros | Polyamid | peEN, ONORM |
| Romer | SRN | Galaxy | Komp.se skl.vl. | prEN |
| Viking | Dánsko | XM 9998 | Polyester se skl.vl. | NFPA, BS, DS |
Jednotlivé přilby se liší dále také ještě tím, jaké ochranné masky se pod nimi mohou nosit. Pod přilbami s 1/2 skořepinou je třeba nosit vždy 5-ti bodové masky. Pod přilbami s celou skořepinou se mohou stejně tak jako pod přilbou s 3/4 skořepinou nosit 5-
ti bodové masky nebo pokud je k dispozici adaptér, tak také 2-bodové masky toho kterého typu přilby.Jedno však mají všechny přilby společné, musí dostatečně chránit hasiče v nebezpečných situacích, přičemž je úplně jedno podle jaké normy byly přilby zkouše
ny nebo schváleny.V dotaznících, které byly zaslány všem profesionálním hasičským jednotkám, referovali mnozí hasiči o akustických problémech pod přilbami s celou skořepinou. Směrové slyšení bylo převážně popsáno jako omezené. V těchto pokusech se sledovala eventuální ztráta směrového slyšení. Mělo být také stanoveno, zda směrové slyšení představuje vůbec nějaký problém. Hasičské přilby Rosenbauer, Dräger/Gallet a Pacific jsou vytvořeny tak, že jejich boky zakrývají uši. Proto
byly při těchto pokusech zohledněny. Uši jsou tímto více chráněny proti plamenům a mechanickému ohrožení.Ve zvukově izolovaném prostoru (10 x 15 x 5 m) se nachází zkušební aparatura.
Tato se skládá celkem ze 4 reproduktorů. Tři reproduktory jsou uspořádány v kruhu s rozměry, jak je zobrazeno na obrázku 2. Ve středu kruhu se nachází židle, na které sedí proband. Čtvrtý reproduktor visí ve výšce cca 2,5 m nad židlí. Tato židle stojí přesně ve středu zvuků všech čtyř reproduktorů. Přes CD přehrávač s připojeným zesilovačem jsou přehrávány zvuky.
Výsledky u hasičské přilby dle DIN ukazují, že za zkušebních podmínek mohlo být ještě všechno porozuměno a lokalizováno. U dalších třech přileb byly zjištěny problémy s lokalizací a reprodukcí textu .Strana vpředu vlevo a vzadu vlevo byla nejčastěji zaměňována.
Pod přilbou Pacific měl proband nejmenší problémy ukázat na osobu a opakovat zavolaný text.U dalších přileb se objevily problémy.
Směrové slyšení pod přilbou s celou skořepinou je tedy omezeno. Dochází k popletení, když je nositel osloven přímo zezadu. Tyto dorozumívací problémy mohou mít více důvodů.
Aby bylo možné kvantifikovat příčinu problému směrového slyšení, byly provedeny některé pokusy izolace (tlumení) zvuku. Tyto pokusy mohou reprodukovat pouze jeden řád izolace (tlumení) zvuku přilbou. Tlumení zvuku je částečné nebo úplné zamezení šíření zvuku. Probíhá s pomocí izolačních materiálů. To jsou materiály s nepatrným (malým) odrazem zvuku, příp. velkou schopností abs
orpce (pohlcování) zvuku [31].Je použit stejný zvukově izolovaný prostor se stejným uspořádáním pokusu čtyř reproduktorů a židle, které byly použity již při pokusu směrového slyšení.
Proband si sedne na židli. Navlékne si protišlehovou kuklu a nasadí si hasičskou přilbu. Za sebou jsou přehrávány frekvenční (kmitočtové) rozsahy od 63 Hz až do 8000 Hz. Pronikáním hladiny hluku jsou zvuky (hlučení) stále tišší. Na židli je upevněno tlačítko, které proband tiskne tak dlouho, až již Rosa??? zvuky (hlučení) neslyší. Pak následuje nejbližší vyšší frekvenční rozsah. Tento postup je prováděn jednou jen s protišlehovou kuklou bez přilby, aby se změřily srovnávací hodnoty.
Návazně jsou opakovány frekvenční průběhy se dvěma přilbami. V těchto pokusech byly testovány přilby Dräger/Gallet a Pacific, protože tyto mají nejdelší boční díly. Celkově se série pokusů zúčastnily 4 osoby. Byly vypočítány rozdíly z hodnot pokusu bez přilby a hodnot pokusu s přilbou. Tyto rozdíly jsou hodnoty zvukové izolace (tlumení). Hodnoty zvukové izolace přilby od různých probandů byly zprůměrovány.
Výsledky jsou v diplomové práci ukázány jednotlivě. V průměru ukazují tyto pokusy, že zvukové tlumení (izolace) je pod 0,5 db(A) u všech přileb, tedy dosti malá hodnota.
Problém směrového slyšení má tedy jinou příčinu, kterou už nelze po těchto vyšetřováních odmítnout jako bezvýznamný.
Přirozené ohraničení zorného pole člověka by mělo být osobními ochrannými pomůckami omezeno jen minimálně. Pro praxi vhodná hasičská přilba by neměla zornou oblast nositele zmenšovat vůbec nebo jen o minimum. Současně musí ale přilba představovat mechanickou ochranu a clonu proti oslnění pro oči a obličej. V konstrukci hasičské přilby musí být nalez
eno optimální řešení mezi oběma kritérii. V různých národních a mezinárodních vyšetřováních byla zjištěna přirozená ohraničení zorného pole.Hasičské přilby, které jsou nyní nově utvářeny, se řídí dle požadavků normy prEN 443. V normě prEN 443 odstavec 5.2 jsou žádány pro zorné pole následující minimální úhly rozhledu.
Minimální požadavky normy prEN 443 omezují zorné pole příliš. Ohraničení zorného pole by měla umožnit úhel rozhledu 30
o nahoru a 70o dolů, aby bylo zabezpečeno bezpečnostně technicky dostačující zorné pole (rozhled) a současně i ochrana před mechanickými nebezpečími pro obličej. Úhel rozhledu nahoru tím nalézá přirozený konec pohyblivostí očí. Úhel rozhledu dolů by měl být volný, aby okolí příp. podlaha byla stále vidět a tím bylo zabráněno nebezpečným situacím.Hasičská přilba má nositele chránit před vysokým mechanickým zatížením. Aby se zjistilo, jak musí být přilba schopná tlumit, musí být známé meze zatížení krční páteře. Meze zatížení krční páteře jsou představeny v SAE Handbook Volume 3 [38]. Ve vyšetřováních na mrtvolách byly lidské krční páteře zatěžovány nárazy různých druhů a způsobů, aby se mohla změřit mez zatížení lomu (pevnosti, zlomení). Při vyšetřováních byly zhotoveny diagramy síla-čas.
V normě prEN 443 je ostatně dovolen maximální přenos síly 15 kN. Podle vyšetřování z SAE Handbook Volume 3 je hasič při axiálním zatížení 15 kN buď okamžitě mrtvý nebo těžce zraněný.
Tepelná zatížitelnost hasičské přilby má být vždy větší než u ositele. Přilba nesmí nositele ohrozit jejím vlastním tepelným rozkladem. Hasičská přilba musí poskytovat ochranu, přesto ale nesmí hasiče oddělit od jeho okolí. Aby mohla být přilba odpovídajícně konstruována, musí být předtím známy ergonomické meze zatížení nositelů přilby. Tyto meze zatížení byly zjištěny v pokusech provedených Fire Experimental Unitem [40].
Byly zjištěny doby, které může hasič vydržet s osobním ochranným oděvem za určitých hodnot tepelného záření a za určité teploty vzduchu. Během vyšetřování byla kontrolována a zachycena námaha (zatížení) pokusných osob.
Probandi nosí ochranné osobní pomůcky dle “Home Office Specification A26” [41]. Tyto odpovídají technickým požadavkům normy EN 469. Probandi jsou vybaveni měřícími přístroji na jejich oblečení.
Výsledky těchto vyšetřování Fire Experimental Unitu příp. zachycené časy různého tepelného zatížení jsou závislé na pokusných osobách, protože fyzické a psychické meze zatížení jsou u každé osoby rozdílné. Hodnoty teplot vzduchu a tepelného záření jsou rozděleny do čtyř kategorií.
V tomto vyšetřování provedeném Fire Experimental Unitem byly stanoveny tepelné meze zatížení hasičů s osobními ochrannými pomůckami z ergonomického pohledu. Osobní ochranný oděv by měl mít, jak již bylo úvodem zmíněno, o něco vyšší mez zatížení, aniž by přitom byl funkčně omezen. Hasič by měl ale přesto pod přilbou vnímat atmosféru požáru.
Maximální ergonomická mez zatížení leží dle tohoto vyšetřování na teplotě vzduchu 235°C a současném tepelném záření 10 kW/m2. Této situaci odolává hasič s osobními ochrannými pomůckami cca 1 minutu. Hasičská přilba by neměla až do té doby vykazovat žádné funkční poškození a měla by vydržet delší dobu vyšší teploty vzduchu a hodnoty tepelného záření.
V normě prEN 443 se zkouší při zkoušce “Odolnost proti sálavému teplu” energií tepelného záření 7 kW/m2 po dobu 3 minut [22]. Zkouší se pouze tepelným zářením a ne kombinací tepelného záření a zvýšené teploty. Požadavky na tepelnou zatížitelnost hasičské přilby v normě prEN 443 jsou tedy nižší než ergonomicko tepelné meze zatížení hasičů. To znamená: V extrémních situacích může přilba ztratit dříve svoji funkční schopnost nebo se stát nebezpečím pro nositele, než by byla pro nositele atmosféra požáru příliš horká a on ji opustil. Masky dýchacích přístrojů si přitom ponechávají jejich těsnost.
Hasičské přilby musí poskytovat hasiči dostatečnou ochranu při tepelném a současném nebo přímo následujícím mechanickém zatížení. Ze strany jednotek profesionálních hasičů byla nejistota, zda by přilby se skořepinami z plastů stále ještě odolaly zatížením v teplém stavu.
Pokusná série se skládá ze sledu tepelných a mechanických zatížení. Průběh a výsledky těchto pokusných sérií se mají shodovat s praxí co možná nejvíce. Ve spolupráci s hasiči Hamburg byl k tomu definován standardní zásah. Podle toho se řídilo provádění pokusů. Standardní zásah popisuje obvyklý zásah při zdolávání požáru.
Jedná se o doutnající požár v bytě pod střechou. Požár je krátce před vzplanutím k úplnému požáru. V prostoru se tvoří teplotní vrstvení. V dolních 80 cm nad podlahou jsou teploty cca 100
oC. Teploty stoupají až ke stropu prostoru na cca 600 - 700oC. Existující hustota tepelného záření činí cca 4 - 10 kW/m2.Útočná jednotka (2 muži) je vybavena vzduchovými dýchacími přístroji a tím je vázána na dobu zásahu 30 minut. Hasiči narazí na výše popsanou situaci a pohybují se plazivě dopředu, aby našli ohnisko požáru.
Kvůli hustému kouři není téměř žádná viditelnost. Po nějaké době je nalezeno okno. Hasiči musí vstát a vystavit se tepelnému záření, aby otevřeli toto horké a poničené okno. Ohnisko požáru je nalezeno a přenecháno postupujícím jednotkám. Během celého zásahu je zásahová jednotka vystavena stálému padání hor
kých částí omítky a horké vodní páry. Sotva opustila útočná jednotka budovu, padají části tašek ze střechy, protože se uvolnily vypáčením střešního pláště, a zasahují hasiče do přileb.Z tohoto průběhu jsou odvozena tato kritéria:
Tepelné záření a mechanické zatížení mohly být uskutečněny v uspořádání pokusů. Ochrana osobními ochrannými pomůckami proti zatížením by mohla být pro hasiče životně důležitá. Proto jsou zde obzvlášť zpracovány. Obzvlášť extrémní zatížení např. flash-overem nebo padajícími stropy nebyly zohledněny. Před tím neposkytuje žádná osobní ochranná pomůcka dostatečnou ochranu.
Byly vypracovány veličiny (velikosti) přenosů energií tepelných a mechanických zatížení. Tyto zůstaly v realistickém řádu, blízko standardnímu zásahu. Tepelné zatížení je omezeno dobou 30-ti minut a hustotou tepelného záření 4 - 10 kW/m2. V normě prEN 443 se zkouší s hustotou tepelného toku 7 kW/m2 s 25 cm odstupem 3 minuty. V literatuře byly nalezeny 2 zdroje pro teplotní průběhy během požáru.
1. Během srovnávajících vyšetřování požárů, které byly iniciovány Molotovovými koktejly oproti doutnajícím požárům, byly zaznamenány průběhy teplot 6 pokusných požárů [44]. Při těchto pokusných požárech byly měřeny teploty na 7 místech v pokusném prostoru v různých výškách (0,6 m; 2,0 m; 2,5 m). Jako základ pro zde zpracované tepelně mechanické pokusy bylo zjištěno rozdělení (rozdíly) početnosti teplot naměřených v oblasti podlahy a stropu. Kumulační četnost teplot ukazuje, že cca 70% všech naměřených teplot bylo pod 250oC.
2. V DIN 4102 díl 11 “Chování stavebních hmot a stavebních dílců při požáru” se zkouší požární odolnost stavebních dílců [45]. Zatížení teplotami při požáru těchto stavebních dílců dosáhne po 7 minutách teploty 250
°C a po 30 minutách 350°C.V normě prEN 443 požadované požadavky zkoušky “Odolnost proti sálavému teplu” 3 kW
/m2 3 minuty se ukazují přiměřené těmto praktickým poznatkům a příliš nízké požadavkům DIN 4102 díl 11.Doba pokusu Molotovovy práce obnášela mezi 15 minutami a 2,5 hodinami. Jako základ pro tuto práci byly rozděleny teploty od 50
°C do 250°C do 5 vždy 50 Kelvinů širokých tříd. Z reálných pokusů zjištěné četnosti, které se vztahují na tyto rozdílně dlouhé pokusné doby, byly normovány na 30 minut, protože toto je ochranná doba vzduchového dýchacího přístroje. Přitom byly v oblasti podlahy a stropu naměřené teploty zprůměrovány a zaokrouhleny na celé minuty. Tímto vyplyne průběh teploty od 50°C do 250°C během 30 minut, který představuje teoretický průběh teplota-čas.Mechanické zatížení je u standardního zásahu omezeno na část tašky, která spadne ze střechy.
Normy pro přilby předepisují následující hodnoty pro mechanické zkoušky.
Při zkoušce tlumení nárazu je norma prEN 443 se svojí jmenovitou nárazovou energií 123 J nápadná. Tato hodnota je s 15 kN maximálního přenosu síly o 2/3 vyšší než DIN 14 940. Tento vysoký požadavek klade ostatně jen vyšší požadavek na mechanické chování přilby, ale žádný vyšší požadavek na tlumící chování přilby. Pro pokusy tlumení nárazu byly proto použity hodnoty normy EN 397 příp. DIN 14 940.
Stejně bylo rozhodnuto při zkoušce pronikání. Když část tašky má hmotnost cca 0,5 kg a padá z výšky 5 m, pak přenáší při nárazu na tvrdý předmět energii 25 J.
Uspořádání pokusu se skládá z následujících aparatur: Tepelné zatížení nastává v peci. Zkušební hlava se skládá z vinutých rohoží ze skleněných vláken. Na ní mohou být upevněny termočlánky. Na každý pokus budou použity čtyři termočlánky. Jeden termočlánek je umístěn nahoře ve středu zkušební hlavy a jeden je umístěn vždy vlevo a vpravo na zkušební hlavě. Čtvrtý termočlánek je polohován na peci tak, aby zaznamenával průběh teplot v peci.
Pro mechanické pokusy se používá zkušební aparatury pro přilby dle požadavků normy DIN 4840 (týkajících se formy).
Všechny přilby byly zpracovány dle stejných teplotních průběhů.
Zajímavé je chování tepelné izolace (tlumení) jednotlivých hasičských přileb. U všech pokusů byly přilby nasazeny na tutéž zkušební hlavu. Z křivky teplot uvnitř přilby byla vypočítána střední průměrná hodnota s příslušejícími standardními (směrodatnými) odchylkami. Relativní střední odchylka teplot uvnitř přilby navzájem byla definována jako hodnoty tepelné izolace. Střední relativní odchylka v procentech se vztahuje na celý průběh křivky teplot uvnitř přilby. Udává číselnou hodnotu, o kterou se odchyluje křivka přilby od horního rozpětí hranice příp. dolního rozpětí hranice všech teplot uvnitř přilby. Každá křivka teplot uvnitř přilby jedné přilby byla měřena na této všeobecné hranici a zjištěna odpovídajícně dobrá nebo méně dobrá tepelná izolace.
Přilba Pacific následovaná přilbou Rosenbauer se vyznačuje výbornou tepelnou izolací. Nejhorší tepelnou izolaci má hasičská přilba dle DIN 14 940. Přilba Auer/Schubert má dobrou (chvalitebnou) tepelnou izolaci (tlumení) stejně jako přilba Dräger/Gallet, ačkoliv přilba Auer/Schubert má jen 3/4 skořepinu.
Dosud byly tepelné pokusné úseky analyzovány jen statisticky. Optické pozorování má také význam. Osobní ochranné pomůcky by měly vzbuzovat důvěru. Tato důvěra stoupá, čím méně viditelných škod po tepelném zatížení přilba má, příp. čím dříve mohou být pravá poškození rozeznána.
Tabulka: Optické funkční poškození po tepelném zatížení
| Přilba | Poškození |
| Auer/Schubert |
|
| Brissmans |
|
| Bullard (vláknité sklo) |
|
| Bullard (Ultem) |
|
| CASCO (organoplech) |
|
| CASCO (polykarbonát) |
|
| Dräger/Gallet |
|
| hasičská přilba dle DIN 14 940 |
|
| Pacific |
|
| Phenix (Radel) |
|
| Phenix (Ultem) |
|
| Römer |
|
| Rosenbauer |
|
| Viking |
|
Stejné optické škody jako v tabulce byly stanoveny na přilbách také v praxi . Při tréninku flash-overu v Randersu/Dánsko u firmy Falck byly tyto přilby nošeny a ukázala se tatáž poškození.
Na přilbách firem CASCO (materiál organoplech a polykarbonát), Phenix Ultem (jen v jednom případě) a Viking nebyly provedeny mechanické pokusy. Jejich poškození tepelným
zatížením bylo příliš vysoké, aby mohlo být ještě smysluplně provedeno mechanické zatížení.
Předem můžeme říci, že žádná z přileb nepřekročila požadavky normy, ani ve zkoušce tlumení nárazu ani ve zkoušce pronikání.
Od jednoho typu hasičské přilby jedné firmy bylo potřeba dvou přileb pro mechanické pokusy. S jednou z nich byly provedeny pokusy pronikání a s druhou pokusy tlumení nárazu.
Každá hasičská přilba zažije po jejím tepelném zatížení dva mechanické pokusy. Po 5 minutách byl proveden první a úplném ochlazení druhý. Mechanická zatížení jsou buď pokusy nárazem nebo pronikáním.
Jako důsledek pokusů pronikání vznikly téměř u všech přileb díry na vnější skořepině. Těmito otvory nyní může vniknout voda do vnitřní přilby. Ochrana před elektrickým napětím a úderem proudu není již zajištěna. Přilby musí být vybrány (vytříděny) dle požadavků normy prEN 443 a zdravého lidského rozumu. Jen některé přilby utrpěly při pokusech tlumení nárazu viditelné škody. Zatížením ale mohou vzniknout napětí materiálu a mikrotrhliny, které není zvenčí možné zřetelně poznat. Smysluplný výběr je zde těžší než u pokusů pronikání. S ohledem na bezpečnostně technické aspekty je viditelné poškození lepší než poškození, které nemůže být rozpoznatelné pouhým okem. Hasič ví při viditelném poškození okamžitě, že přilba musí být vyměněna. Hranice mezi výběrem a nevýběrem by měla být stanovena co možná nejnižší a nejužší, aby nehrozilo nebezpečí vniknutí s předzatíženou přilbou do životně nebezpečné situace. Mikrotrhliny a/nebo napětí materiálu mohou být prokázány preparatívními vyšetřeními materiálu. Tyto pokusy nemohly být bohužel v této práci provedeny. Mikroskopické pokusy by ale byly pro jednoznačné objasnění napětí materiálu, příp. tvoření mikrotrhlin smysluplné a měly by být uskutečněny.
Snímač síly na zkušebním zařízení pádu přenáší naměřené zatížení. V kapitole ergonomie bylo zřejmé, že také doba přenosu síly hraje důležitou roli. X-Y-T zapisovač kreslí diagram síla-čas. Z tohoto diagramu mohou být určeny čtyři parametry.
Optimální křivka přilby síla-čas má následující znaky:
Má být nalezena přilba s nejlepším mechanickým chováním.
Pro to byl vyvinut “Wuppertaler-Helm-Index” (WHI = Wuppertálský přilbový index). Jedná se o bezrozměrné charakteristické číslo. Tento WHI je definován takto:
Čím menší je index, tím lepší mechanickou způsobilost má hasičská přilba.
Z toho vyplývá následující vzorec:
WHI = síla [N] + vzrůst tangenty [N/ms] + impuls [N.ms] + 1/čas [ms]
přičemž
Tato čtyři charakteristická čísla jsou vždy sčítána. Čas je v převrácené hodnotě, protože poskytuje nejlepší mechanickou hodnotu, čím je menší
.Přitom se rozeznávají dva WHI.
Tyto se dělí opět do dvou WHI.
Tabulka: Pořadí přileb tříděné dle stoupajícího WHI
Hodnoty tlumení nárazu Hodnoty pronikání
5 minut po tepelném po úplném 5 minut po tepelném po úplném
zatížení ochlazení zatížení ochlazení
přilba WHI přilba WHI přilba WHI přilba WHI
Phenix R 23349 Briss m. 24585 FwH 11898 Viking 13610
FwD 23601 Pacifik 25725 Bullard FX 14808 Phenix U 15220
Pacific 24200 FwH 27071 Pacific 15205 FwH 15316
Brissmans 24357 Auer/S 27322 Phenix U 15375 Phenix R 15950
Auer/Schub. 26487 Drag/Gall 27325 Romer 15416 Auer/Sch 16542
Bullard PX 27023 Phenix R 27952 Auer/Sch 15663 Bullard 16660
Rosenbauer 27370 Bullard 28124 Viking 16082 Pacific 16811
Bullard FX 28825 Rosenba. 28292 Brissma. 16530 Romer 16829
Romer 29403 Romer 30583 Phenix R 16544 Brissman 18168
Drager 29680 Bullard 30591 BullardP 18189 Drager 19645
Rosenba 21883 Rosenba 20215
Přilba Viking,obě přilby CASCO(provedení organoplech a polycarbonát)a přilba
Phenix(provedení Ultem) byly tepelným zatížením tak velmi poškozeny, že s nimi nemohly být provedeny žádné mechanické pokusy. Jednotlivé součásti přileb se od sebe uvolnily nebo se skořepina ztavila (dohromady).Hodnoty pokusů tlumení nárazu jsou všechny vyšší než pokusy pronikání. To je možné vysvětlit tím, že jmenovitá nárazová energie pokusů tlumení nárazu je o 19 J vyšší než u pokusů pronikání.
WHI pokusů “po úplném ochlazení” jsou u obou pokusných sérií vyšší než WHI pokusů “5 minut po tepelném zatížení”. To může být vysvětleno takto. Vnější skořepiny jsou vyrobeny z materiálů, které jsou v teplém stavu měkčí a pružnější. Měkký plast může předat méně energie nebo síly, měk
ký plast přijímá energii. Čím měkčí je plast, tím nižší jsou hodnoty. Od určitého bodu skořepina přilby již nepruží, nýbrž povoluje, takže “koule” udeří skrz vnější přilbu.Při pořizování nové přilby se nesmí zohledňovat to, zda přilba chrání lépe před zatížením tlumení nárazu, před zatížením pronikáním v teplém nebo studeném stavu. Proto byly všechny čtyři pokusné série sečteny a dle WHI uspořádaně uvedeny.
Hasičská přilba dle DIN má nejnižší a tím nejlepší WHI. Přilba Pacific a přilba Phenix (z materiálu Radel) mají jen o něco vyšší WHI. Jako nejlepší z nových německých přileb leží na 5. místě přilba Auer/Schubert.
Hodnoty přileb firmy Viking s WHI 29692 a firma Phenix z materiálu Ultem s WHI 30595 nejsou v tabulce, protože s nimi mohl být proveden pouze j
eden mechanický pokus.Posouzení mechanických parametrů zatížení bylo provedeno na základě WHI (Wuppertálského přilbového indexu). Tyto hodnoty jsou nyní postaveny proti sobě s hodnotami tepelné izolace (tlumení) jednotlivých přileb.
Přilba s celou skořepinou firmy Pacific a přilba s 3/4 skořepinou firmy Auer/Schubert by měly být posouzeny zvlášť. U obou přileb byly dosaženy dobré mechanické hodnoty a hodnoty tepelné izolace. Přilba s celou skořepinou firem Dräger/Gallet a Rosenbauer mají také dobré hodnoty tepelné izolace, ale mechanické hodnoty těchto přileb s celou skořepinou jsou horší.
Přilby firem CASCO, Viking a Phenix (materiál Ultem) nemohou být v celkovém hodnocení zohledněny. Mechanické pokusy nemohly být s těmito přilbami provedeny, protože jejich poškození tepelným zatížením bylo příliš velké.
Celkové hodnocení tepelně mechanických pokusů je vlastně uzavřeno. Ale s ohledem na aspekty zvyšování úrovně ochrany a kritérií výběru pro pořízení je důležitý další bod. Hmotnost přileb je spolurozhodující pro ochranu hasičů. Měla by být při pořizování nových přileb zohledněna.
Posuzují-li se čísla zásahů dobrovolných hasičů, tak se ukazuje, že jejich zásahové spektrum se skládá cca ze 2/3 z technické pomoci a z 1/3 ze zdolávání požárů. U profesionálních hasičů jsou cca 3/4 zásahů technické pomoci a jen 1/4 zdolávání požáru [46]. Hasičské přilby jsou tedy nošeny ve více než polovině všech zásahů, aniž by existovalo ohrožení vysokými teplotami nebo padajícími taškami. Přilba slouží pak jako ochrana před jiskrami nebo třískami nebo je přilba nošena zbytečně, jako např. při posypávání olejové skvrny. Proto je pro hasiče výhodou, když je hasičská přilba co možná nejlehčí.
U přileb s celou skořepinou, příp. s 3/4 skořepinou je nápadná přilba Auer/Schubert následována těžkou přilbou Pacific. Přilba Pacific má ostatně lepší hodnotu WHI. Přilba Auer/Schubert je nejlepší německá nová hasičská přilba.
Přilby s celou skořepinou mají z důvodu jejich formy vyšší hmotnost než přilby s poloviční skořepinou. Poloviční skořepina firmy Brissmans je nápadná kvůli neměnným dobrým hodnotám. Hasičská přilba dle DIN 14 940 dosáhla také dobrých pokusných hodnot, ale je o něco těžší než přilba Brissmans.
Hmotnost by měla být při posouzení WHI upřednostněna, protože čísla o zásazích objasňují, že hasiči nosí u mnoha zásahů přilbu, aniž by existovalo ohrožení pro hlavu. Při těchto zásazích příliš vysoká hmotnost přilby překáží. Procentuální poměr nehod při zásahových jízdách dobrovolných hasičů činí
6,37% všech zásahů [46]. Při těchto nehodách je lehká přilba výhodou. Proto má lehčí přilba přednost před těžší.S uvedenými laboratorními výsledky a rozhodujícími hmotnostními údaji může být nyní vypracována přilba pro zásahové spektrum profesionální hasičské jednotky. Hasiči na venkově mají např. více zásahů technické pomoci, proto si obstarají lehčí přilbu, hasiči ve velkoměstě s mnoha “horkými” zásahy řídí pořízení přilby spíše dle hodnot WHI a hodnot tepelné izolace přilby.
Ve vyšetřování tepelně mechanického zatížení všech hasičských přileb dojdeme k následujícím závěrečným výsledkům:
1. Nejlepší přilba s poloviční skořepinou je přilba Brissmans následovaná hasičskou přilbou dle DIN 14 940, která je o něco těžší, zato má lepší WHI, zde nejsou ostatně hodnoty tepelné izolace tak příznivé.
2. Nejlepší přilba s celou příp. 3/4 skořepinou je přilba Auer/Schubert následovaná těžkou přilbou Pacific s lepším WHI.
Přilba Pacific a Auer/Schubert jsou jediné helmy, které se chovaly příznivěji ve flash-overu a při pokusech. Nositelé neutrpí během flash-overu žádné popáleniny a přilby zůstanou, až na odlupování laku nebo tvoření puchýřů, nepoškozeny.
Poznámka :
V tomto vydání jsou představeny nejdůležitější výsledky. 250-ti stránková diplomová práce “Vyšetřování bezpečnostně technické a ergonomické formy hasičských přileb s kritickým přihlédnutím k prEN 443 a EN 397” .