Review: Radiation Heat Transfer through Fire Fighter Protective Clothing

A fire fighter garment is multilayer protective clothing with an outer shell, moisture barrier and thermal barrier, respectively. Fire fighters encounter different levels of radiant heat flux while performing their duties. This review study acknowledges the importance and performance of fire fighter protective clothing when subjected to a low level of radiation heat flux as well as the influence of air gaps and their respective position on the thermal insulation behaviour of multilayer protective clothing. Thermal insulation plays a vital role in the thermal comfort and protective performance of fire fighter protective clothing (FFPC). The main emphasis of this study was to analyse the performance of FFPC under different levels of radiant heat flux and how the exposure time of fire fighters can be enhanced before acquiring burn injuries. The preliminary portion of this study deals with the modes of heat transportation within textile fabrics, the mechanism of thermal equilibrium of the human body and the thermal protective performance of firefighter protective clothing. The middle portion is concerned with thermal insulation and prediction of the physiological load of FFPC. The last section deals with numerical models of heat transmission through firefighter protective clothing assemblies and possible utility of aerogels and phase change materials (PCMs) for enhancing the thermal protective performance of FFPC.

Odzież strażacka jest wielowarstwową odzieżą ochronną składającą się z warstw barierowych dla wilgoci i wysokich temperatur oraz z powłoki zewnętrznej. Podczas wykonywania swoich obowiązków strażacy napotykają na różne poziomy promieniowania cieplnego. W pracy omówiono znaczenie i skuteczność strażackiej odzieży ochronnej podczas oddziaływania promieniowania cieplnego, a także wpływ luk powietrznych i ich położenia na zachowanie termiczne wielowarstwowej strażackiej odzieży ochronnej. Izolacja termiczna odgrywa zasadniczą rolę w komforcie cieplnym strażackiej odzieży ochronnej (FFPC). Głównym celem badania było zbadanie skuteczności ochronnej FFPC na różnych poziomach promieniowania cieplnego i określenie ewentualnych możliwości wydłużenia czasu narażenia strażaków na promieniowanie termiczne. W pracy omówiono sposoby transportu ciepła w tkaninach tekstylnych, mechanizm równowagi termicznej ciała ludzkiego oraz działania ochronnego odzieży strażackiej. Przedstawiono także numeryczne modele przenikania ciepła przez strażacką odzież ochronną i możliwość zastosowania aerożeli i materiałów ulegających przemianie fazowej (PCM) w celu zwiększenia ochrony termicznej strażackiej odzieży ochronnej.