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繩索技術文章之高空救援系統比較研究 - 歐洲系統(以IRATA為代表)與北美系統(NFPA)

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-01-07    來源:應安網
核心提示:應安網訊:NFPA使用直徑12.7mm以上的靜力繩,其破斷負荷是4090公斤(9000磅)。NFPA使用如些粗大的繩索,是建基于美國人每人重量136公斤 (300磅)及兩人272公斤(600磅)的假設而決定的。
   繩索技術文章之高空救援系統比較研究 - 歐洲系統(以IRATA為代表)與北美系統(NFPA)

  NFPA使用直徑12.7mm以上的靜力繩,其破斷負荷是4090公斤(9000磅)。NFPA使用如些粗大的繩索,是建基于美國人每人重量136公斤 (300磅)及兩人272公斤(600磅)的假設而決定的。此重量估計一般都包含了消防人員配備了氣瓶及破拆工具 (如荷馬特Holmatro)的總重量。以香港為例子,成年男性平均體重為70-75公斤。(事實上,香港的機電工程署就升降電梯載人重量計算時亦只以每人68公斤為參考基準)。而在實際的高空救援任務中,根本上是不會配備荷馬特等重型破拆工具的 (這些工具較常用于交通意外或樓房坍塌事故)。有時也可能會配備氣瓶 (如進入密閉空間),但即使配備氣瓶,以亞洲人的體型,也極少會超過100公斤的。
 

  直徑12.7mm的唯一優點就是強度很高,達4090公斤(9000磅)。但實際上,歐洲系統使用的直徑11mm BEAL靜力繩(強度為3000公斤),已經是足夠有余了。按照紡織品器材安全系數10:1來計算,一根11mm的BEAL靜力繩其工作負荷上限 (Working Load Limit - WLL) 已有300公斤。

  直徑12.7mm靜力繩的缺點很多,詳列如下:
 

  1. 重量太高。每米重量約115克,即每10米重量1.15公斤,100米就是11.5公斤。一般出勤的時候,因為未必能對現場情況充份了解,所以多帶繩索是必然的事。舉例說,帶備6根50米、2根100米繩索,是最基本的配搭 (當然能確知現場狀況而作更準確配備則例外)。單是繩索就差不多60公斤了,其他器材還未算進去。至于直徑11mm的靜力繩,每米重量約為75克,100米就是7.5公斤。按上述的基本繩索配備來計算,重量不到40公斤。
 

  2. 打結不容易,繩索太粗太硬,尤其是使用過一段時間比較老的繩索。這嚴重影響工作效率。
 

  3. 與大部份現代化器材欠缺兼容性。高空救援器材的發展日新月異,自80年代開始,輕量化的、高效能的、安全性高的現代化器材陸續發明。這些器材,大部份都是配合11mm靜力繩而發明的,所以在12.7mm繩索上都用不上。于是,NFPA系統中能配套使用的器材就只有加大號的登山運動器材,例如加大的八字下降器、加大的掛環(掛鎖)、加大的滑輪等等。當然,也有一些新器材是專門設計出來配合12.7mm繩索使用的,例如540º Rescue Belay Device,但這些器材都離不開笨重這個缺點,可靠性亦低(繩索稍為打濕了就會卡住),而且種類十分有限。因此NFPA系統主要仍停留在以八字下降器、抓結 (普魯氏結)等構成的傳統模式中。
 

  繩索是高空救援系統最根本組成部份。選用怎樣的繩索,會影響到怎樣的系統形成。
 

  歐洲系統 (以IRATA為代表) 使用直徑11mm BEAL靜力繩。按照上文提過的人員體重參考,破斷負荷為3000公斤的11mm BEAL繩索,其工作負荷上限為300公斤,對高空救援任務來說已經是綽綽有余了。我們討論高空救援系統時,必須要弄清一點,把論題定義好,我們是談救人,不是談救大象。正如有人問如果要拉起一臺汽車,拉起一臺飛機,這些問題是無意義的。
 

  歐洲系統以11mm BEAL繩索作為根本組成部份,能兼容各種現代化器材,提升效率。因器材都彼此兼容,所以當有新器材發明都能很容易容納進去。新器材的出現,當然有一部份是生產商的商業原因,但同時會是安全概念進步帶來的結果?,F在的風險管理學的一個大趨勢,都是談風險評估,談從根源上做好安全管理 / 措施,談防止意外發生勝于意外補救?;谶@一理念,很多器材都不斷在改良優化,以符合越來越高的安全要求。歐洲系統能配合這個優化過程,因此不會隨時間而落后。反之,北美NFPA系統則被越拋越遠了。
 

  淺述突然死亡原則 (Sudden Death Rule)
 

  當一個操作人員,例如一個正在使用自停下降器垂降的人員,因為某種原因 (如受傷、心臟病、暈眩等)失去意識,他雙手自然無力并放松,繩索自動在自停下降器中停住,人員于是停在半空,沒有墜落。這就沒有違反突然死亡原則。
 

  當一個操作人員,例如一個正在使用八字下降器垂降的人員,因為某種原因 (如受傷、心臟病、暈眩等)失去意識,他雙手自然無力并放松,繩索馬上從八字下降器中跑掉,人員于是摔下來。這就違反了突然死亡原則。
 

  當一個操作人員,例如一個正在操作有止回功能的滑輪拉升系統的人員,因為某種原因 (如受傷、心臟病、暈眩等)失去意識,他雙手自然無力并放松,繩索自動停住,被拉升的人或物沒有墜落。這就沒有違反突然死亡原則。
 

  當一個操作人員,例如一個正在操作沒有止回功能的滑輪拉升系統的人員,因為某種原因 (如受傷、心臟病、暈眩等)失去意識,他雙手自然無力并放松,繩索馬上往回跑,被拉升的人或物墜落。這就違反了突然死亡原則。
 

  在歐洲系統中,一切的組裝 / 操作模式都是主動地去防止違反突然死亡原則的。任何一個人員意外放手都不會引致系統失效。
 

  北美系統對于為了防止違反突然死亡原則都有相關措施,但這些都是被動措施,即是說讓繩索停住 / 不跑掉的措施,都是后加的。舉例說,以抓結(普魯氏結)作為滑輪拉升系統的止回機制,就是一種被動措施了。因為萬一人員放手,在抓結還未受力的瞬間,繩索其實已經跑 (沖墜) 了一段短距離。
 

  北美NFPA系統邏輯謬誤
 

  NFPA使用12.7mm繩索,基于其單人300磅雙人600磅的假設,這也無可厚非(雖然這假設確實有點過份)。他們基于這種超高負荷的操作大前題,而使用粗大的繩索、加大的八字下降器、加大的Brake Bar Rack、加大的掛環(掛鎖)、加大的滑輪等,都是合于邏輯的。
 

  但是以下情況卻犯著邏輯謬誤:
 

  1. 在使用抓結(普魯氏結)的個人沿繩上攀系統中,其所用作抓結的輔繩僅為8mm。而人體的重量就依靠這根8mm輔繩來承托。那么12.7mm的繩索負荷有多強其實都沒意義。我們看所有受力系統中,應該看最弱的部份的,因整個系統的破斷負荷 / 工作負荷上限都是看這個部份的。。有反對者會抗辯說,他們是用兩根8mm的,不會用一根,所以沒有問題。但是,請看清楚一點,這兩根8mm輔繩當中在同一時間只有一根受力,另一根并不是在受力狀態。所以,在一個特定時間內還只是單一根8mm輔繩受力,則整個系統的破斷負荷 / 工作負荷上限都是看這根8mm輔繩的。況且,另一根還未受力的抓結繩其實都沒有很大保護意義,因為如一根8mm輔繩 A 斷裂,必會出現一段沖墜距離 (這距離可能很短),但若輔繩A在靜力環境下斷裂,那么還未受力的輔繩B必會承受因輔繩A斷裂而發生的沖墜。如果這樣的的抓結繩在靜力環境下斷了,其在沖墜環境下更會斷。
 

  2. 在為了防止違反突然死亡原則的大前題下加上去的抓結,也是整個系統中最薄弱之處。如果人員意外松手或失去意識,那么,整個系統就是依靠8mm輔繩來維持了。有反對者會抗辯說,他們是用兩根8mm的。但上文說過了,兩根繩一松一緊,若前一根不勝負荷,后一根則承受沖墜,就更受不了。
 

  我們須注意,NFPA使用粗大繩索的立論是其負荷強度,美國人認為只要能承受9000磅的12.7mm繩索才算安全。那么把8mm的繩索置于其系統當中作為一個組成部份,自然就是其立論不能自圓其說之處。NFPA既然接受8mm在其系統中出現,但卻堅持說11mm太幼強度不夠,而為自己的12.7mm之粗大而驕傲,這無論如何也說不通。
 

  我們在此暫不論繩索因切割或高溫而斷裂的問題。因為如果是切割或高溫,不論是8mm、11mm、12.7mm的BEAL繩索,在抵抗能力上都沒有具意義的差別。
 

  下降

  北美系統主要用八字下降器或Brake Bar Rack來你個人下降。但這些都不是自停下降器,人員無法隨時放開雙手來應付突發事情 (如碰撞或受襲擊)。如要停止并放手,人員必須先拉出一段繩子然后在下降器上打結,這個動作必須兩只手方可完成,而且過程須時,絕不是一兩秒就能完成的事。打結過程中,如把握不好,人員會下滑一些距離,影響定位準確性。更甚的是,如果人員在下降過程中突然失去意識,他必然下墜,他的唯一依靠就是由同伴操作的副繩 (如有的話)。這樣的系統因操作失誤或突然失去意識而出現的墜落風險較高。當然,上面討論過,他們也會用8mm抓結作為一種保護措施,不過,這些都不是主動的防止措施,而是被動的補償措施。
 

  也正因為個人下降不太好操作,定位不容易,且墜落風險較高,所以北美系統較傾向于使用把人員(不一定是傷員,可能只是要下降到現場的拯救員) 往下送的下放系統。但這樣人員機動性會降低,同時也會演生被放人員與操作下放系統人員的溝通 (溝通準確性 / 時機性) 問題。
 

  歐洲系統主要使自停下降器來作個人下降。人員可隨時放開雙手來應付突發事情,繩索都不會跑掉而造成人員墜落。即使要鎖定下降器來提高防下滑保護,一個單手動作不消一秒可完成。若人員突然失去意識,下降器則自停,不會有意外墜落風險 (即使短距離沖墜都沒有),是一種主動防止墜落措施,當然不違反突然死亡原則。
 

  歐洲系統讓人員發揮較高自主機動性,人員可按實際須要時走時停。
 

  上升
 

  北美系統個人上升通常以兩套8mm抓結來完成。綁抓結須時較長,上升速度較慢,體力要求較高。上升下降轉換較復雜也較緩慢。況且,上文也討論過使用8mm輔繩來承受體重的邏輯謬誤。
 

  基于個人上升是一件十分費勁且效率不高的事,所以,北美系統都傾向使用滑輪拉升系統把人員 (不一定是傷員,可能只是要上下來回協作的拯救員)拉到高處。 但這樣人員機動性會降低,同時也會演生被放人員與操作下放系統人員的溝通 (溝通準確性 / 時機性) 問題。
 

  歐洲系統以一個手握上升器及一個胸上升器配合使用來完成個人上升動作。上升器安裝一瞬間完成,上升速度較快,體力要求較低。上升下降轉換簡單快捷。
 

  歐洲系統讓人員發揮較高自主機動性,人員可按實際須要時走時停,時下降時上升時轉換。一個人可以完成的上下行走動作,無須依賴多一個(或兩三個)人員來操作拉升 / 下放系統,減省人手,減省資源,提升效率。
 

  滑輪拉升系統 / 下放系統
 

  北美系統因無法使用現代化的高效能器材,所以只能用加大號的傳統器材。組裝拉升 / 下放系統時都用上八字下降器、Brake Bar Rack、8mm抓結等器材。組裝系統比較花時間,而且,若要按情況隨時改變滑輪系統比例亦十分花時間。要把拉升系統轉換成下放系統亦花時間。
 

  在歐洲系統中,組裝拉升 / 下放系統須時較短。如要按情況隨時改變滑輪系統比例也十分容易。拉升下放系統轉換也省時簡易。
 

  器材管理
 

  北美系統傾向以顏色把器材 (尤其是不同長度的繩索) 作分類。這可以讓人員一望而知繩索長度,不致取錯長度不合適的繩索。他們也較喜歡規范好不同顏色的箱子及不同包存放不同類 / 不同作用的器材。有時,也會準備一些套裝式的救援包,或拉升系統包之類的,以方便人員即取即用。
 

  歐洲人的思維不太具專制性,在器材分顏色分裝箱子分打包等方面都沒有太大強制。一般來說,不同國家 (歐洲很多國家的) 的不同單位都會建立出按自己環境及工作須要的器材管理模式。
 

  指揮系統
 

  北美十分強調使用事故指揮系統 (Incident Command System)。這是一個十分好的指揮概念,把人員按崗位按職能技術分派到特定的位置上,各人只專職做好自己的責任。在須要人員較多的救援任務中,這方法十分管用。而北美的高空救援系統,一般須要人員投入較多,一個簡單游人墮崖事故,動輒就要十多人處理,每人各守其位,所以ICS有一定必要性。
 

  歐洲系統傾向小隊行動,因人員個人機動性較強,無須依賴很多的后援人員都可完成任務。北美系統須要十多人來完成的任務,歐洲系統大概須要五、六個人就可完成。歐洲系統也重指揮,但沒有北美式那應死板。因小隊作戰,個人機動性強,崗位可以按情況變化而流動,指揮思維也是因時制宜的哲學。
 

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