İtfaiyecı Koruyucu Kıyafetlerının Konfor Ve Koruma Özelliklerinin Analizi Ve Modelleme

Abstract

İtfaiyeci kıyafetlerinin konfor özellikleri koruyuculuk özellikleriile birlikte önemli bir performans göstergesidir. Yangın söndürme oldukça tehlikeli bir iş olup, günümüzde itfaiyeciler çok tehlikeli çalışma koşullarında bulunduklarından kendilerini koruyabilmek için kişisel koruyucu kıyafetler giymektedirler. Ayrıca itfaiyeciler işlerini çok kısıtlı birsüre de gerçekleştirmek zorunda olduklarından hareket kabiliyetleri veçalışma performansları yüksek oran da giysi konforuna bağlıdır. Koruyucu giysinin yangın ortamında gereken termal korumayı sağlaması ve aynı zamanda vücut tarafından gerçekleştirilen metabolic aktiviteler sonucu üretilen ısıyı dengelemesi yangın koşullarında çok önemlidir. Koruyucu giysi yapısıterin buharlaşmasını, havalanmayı ve aynı zamanda yangından korunmayı sağlamalıdır. Bu çalışmada ilk aşama olarak termal konfor özellikleri, itfaiyeci kıyafetlerinin yangın koruması, termo-fizyolojik konfor özelliklerinin geliştirilmesine katkı sağlayan faktörler, giysi denemeleri analizleri ve araştırmacı yorumları ile ilgili çalışmalar hakkında literatür araştırması yapılmıştır. Bu tezde, itfaiyeci giysisi üretiminde kullanılan kumaş katmanlarının belirlenmesinde genel ve özel olarak uygulanan objektif ölçüm metodlarını kullanarak, koruyucu itfaiyeci giysisi için konfor ve koruyuculuk özelliklerinin çalışılması üzerine odaklanılmıştır. Alambeta ve Permetest gibi kumaşların konfor özelliklerinin incelenmesinde kullanılan objektif ölçüm cihazları hızlı ölçüm kabiliyeti ve giysiye zarar vermeden ölçüm yapması bakımından çalışmada kullanılması uygun görülmüştür. Hava geçirgenliği, termal kamera, yanma testi cihazları gibi çalışmada kullanılan diğer konfor ve yanmaya dayanıklılık ölçüm cihazları tezin malzeme ve metot kısmında detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Sonuçların analizi, tezin ikinci bölümünde detaylı bir şekilde verilen konfor, termal konfor, giysi konforu özellikleri, giysi katmanlarından ısı ve nem transfer mekanizmaları gibi temel bilgilerle desteklenmiştir. Ayrıca, yangından korunma, itfaiyeci termal ortamları ve standartlara göre uygun test cihazları detaylı bir şekilde incelenerek çalışmada kullanılmıştır. Su buharı direnci, termal direnç, termal iletkenlik, termal absorplama, termal difüzyon, hava geçirgenliği ölçülmüş ve analiz edilmiştir. Çok katmanlı kumaşların konfor seviyelerini belirlemek için rölatif termal konfor indeksi hesaplanmıştır. Bu termal konfor indeksi yanma test sonuçları ile karşılaştırılarak kumaş katmanlarının objectif olarak değerlendirilmesi ve sıralanması sağlanmıştır. Sonuçlar ve tartışma bölümünde uygulanan tüm test yöntemi sonuçları ve değerlendirilmesi sunulmuştur. Bu çalışmalara ek olarak giysi denemeleri gerçekleştirilerek objektif test yöntemleri kullanılarak elde edilen konfor deneyi sonuçlarının gerçek giysi giyimi esnasında oluşan durumla uygunluğu karşılaştırılmıştır.Testo 885 termal kamera ölçümler esnasında kullanılmıştır. İstatistiksel analizler rölatif termal konfor indeksi kullanılarak elde edilen kumaş değerlendirmesinin termal kamera kullanılarak gerçekleştirilen giyim denemeleri ile uyumlu olduğunu göstermiştir. Son olarak, gelecek çalışmalar için sonuçlar ve tavsiyeler verilmiştir. Genellikle bu tez geçerli yöntemlerle birçok potansiyel sorunları ele adı ve nesnel ölçümlere dayalı konfor ve koruma seviyesine kendi isteğine göre montajında kullanılan her katmanlı kumaş tarama yapilabıldi. Su buharı geçirgenliği, ısıl direnç, termal ekstensiyonu termal difüzyon ve kumaş koruma performansları kullanılan 64 katmanlı toplamı olarak özelliklerinin analize yapıldı. Çok katmanlı itfaiyeciler tüm koruyucu giysiler için hava iletimini engelleyen termal engellerin nedeniyle hava geçirgen değildir. Bu sonuca en iyi beklentilerini karşılamak amacıyla, giysiler kullanan tek mikroklima parametrelerini aynı zamanda kullanıcı ve fiziksel aktivite türü ve yoğunluğu kişisel özellikleri ile ilgili koşullarını belirlemek gereklidir.

Protection together with comfort is very important subject for the performance of protective equipment. Firefighting is very dangerous work and today firefighters wear personal protective equipment to protect themselves during their highly dangerous work. Also they have to perform their jobs under very restrict time intervals so their motion and working performances are highly dependent on clothing comfort. The balance of thermal protection from fire and metabolic heat stress generated by the human body due to metabolic activities is very important during fire situations. The structure of the garments must allow evaporation of perspiration, ventilation and also thermal protection from fire. In this study, first of all the technical literatures were reviewed concerning the studies related to thermal comfort properties, fire protection performance of fire fighters clothings, factors contributing to improvement of thermo-physiological comfort, wear trials comfort analysis and also the reviews including researchers recomendations. The thesis aimed to focus on studying both comfort and protection performance of fire fighters protective clothings by using objective measurements applied generally and specifically in screening the most comfortable/ protective fabric layers used to produce fire fighters protective clothing. The objective measurement equipments such as Alambeta device and Permetest were found to be appropriate and useful instruments to measure comfort parameters, and also both being fast and non-destructive. Beside these there are others test apparatus used such as air-permeability tester, thermal camera, burning tests equipment sets, all described well in materials and methods sections of this thesis work. The analysis of results is supported by basic knowledges of various aspects of comfort, thermal comfort, clothing comfort properties, mechanisms of heat and moisture transfer through the coveralls all which provided in chapter two of the thesis. Additionally, understanding about fire protection, fire fighters thermal environments, and appropriate test apparatus based on standards were used. Water vapour resistance, thermal resistance, thermal conductivity, thermal absorption, thermal diffusion, air permeability were measured and analysed. The relative thermal comfort index of multi-layered fabrics was calculated to see their comfort levels. This thermal comfort index was used to compared against the burning test results to attain an objective of screening and listing the layers of fabrics. The results and discussions section of the thesis represents all steps and values based on the analysis of the several test results. Additionaly the wear trials have been conducted to compare the objective measurements conformity with the analysis done by measuring human worn fire fighters protective clothings. The Testo 885 thermal imaging camera was used to measure. Statistical analysis showed that the conformity of fabric evaluation using RTCI with those carried out by wear trials measurements by using thermal camera. The thesis addressed several potential problems with the current methods for screening each single layered fabrics used in assembly according to their demand to comfort and protection level based on objective measurements. In analysis of properties such as water vapour permeability, thermal resistance, thermal absorptivity, thermal diffusion and protection performances total of sixty four layered fabrics used. All of the multilayered firefighters protective clothings are not air permeable because of the thermal barriers which hinder air transmission. From several tests done for all samples its possible to conclude that, the thermal resistance measured by Alambeta device results greater than that measured by Permetest device for the same sample. The relative thermal comfort index calculated for fabric layers evaluate and provide well screened status weather a particular type of fabrics when made garments and investigated wear trially would definitely ensure thermal comfort. The more burning tests resistance time in seconds to convective and radiant heat source, the more protective the assemblies and its used to rank the performances of samples. In order to meet the best expectations to this conclusion, it is necessary to precisely specify the conditions of using the garments, not only concerning microclimate parameters but also personal features of the user and the type and intensity of physical activity.