CC BY
2
Dorota Szutczynskaa), Jacek Roguskia)*
a) Scientific and Research Centre for Fire Protection - National Research Institute / Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpozarowej - Panstwowy Instytut Badawczy * Corresponding author / Autor korespondencyjny: [email protected]
Complex Approach to Thermal Testing of Firefighters' Protective Clothing Kompleksowe podejscie do badan termicznych odziezy ochronnej strazakow
ABSTRACT
Aim: An extremely important property of firefighters' special clothing is thermal resistance of the clothing materials to heat transfer from radiation or flame. Performing tests with the use of thermal mannequins may contribute to the improvement of clothing sets, as such tests indicate weak points of the tested products. The review article presents information on the testing of special clothing on mannequins and a short history of test stands with the use of thermal mannequins.
Introduction: Using innovative techniques and technologies provides firefighters-rescuers with an appropriate level of safety. Special clothing is a barrier between the human body and the heat and water vapour from the environment. It is this garment that protects the human body from overheating or cooling down.
Methodology: The general test procedure for using thermal mannequins is described in ASTM standards (for instance ASTM F2370 - 10 [1], ASTM F2371 - 10 [2]). Testing of special clothing allowing for an accurate assessment of the degree of protection of the human body against the effects of fire, flame and heat was initiated in the United States. The assumption of these works was to create a mannequin for testing the resistance of clothing equipped with heat sensors to flash fires. Currently, there are around 100 different models of thermal mannequins around the world. Technological progress in the post-war period resulted in the rapid development of mannequins built with a multi-segment structure. This allowed to increase the accuracy of the measurements that simulated heat exchange between the human body and the environment. The data obtained in this manner is repeatable, which allows for standardization of the test requirements for thermal insulation of clothing sets.
Conclusions: Performing tests using thermal mannequins contributes to the improvement of clothing sets in order to increase the safety of the users. The results obtained under the test conditions very accurately indicate the number, location and degree of burns to which the user of such clothing may be exposed.
Keywords: protective clothing, special clothing, thermal mannequin, thermal resistance, test stands to determine thermal loads Type of article: review article
Received: 27.10.2021; Reviewed: 23.11.2021; Accepted: 23.11.2021;
Authors" ORCID IDs: D. Szutczynska - 0000-0001-8003-8452; J. Roguski - 0 0000-0002-7848-053X; The authors contributed the equally to this article;
Please cite as: SFT Vol. 58 Issue 2, 2021, pp. 154-163, https://doi.Org/10.12845/sft.58.2.2021.9;
This is an open access article under the CC BY-SA 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).
ABSTRAKT
Cel: Niezwykle waznq wlasciwosciq strazackich ubran specjalnych jest odpornosc termiczna materialöw odziezowych na przenikanie ciepla pocho-dzqcego z promieniowania lub plomienia. Wykonywanie badan przy uzyciu manekinöw termicznych moze przyczynic siç do udoskonalania zestawöw odziezowych, bowiem badania takie wskazujq slabe punkty testowanych wyroböw. W artykule majqcym charakter przeglqdowy przedstawiono informacje na temat prowadzonych badan ubran specjalnych na manekinach oraz krötkq historic stanowisk badawczych z wykorzystaniem manekinöw termicznych. Wprowadzenie: Zastosowanie innowacyjnych technik i technologii zapewnia strazakom-ratownikom odpowiedni stopien bezpieczenstwa. Odziez spe-cjalna stanowi barierç pomiçdzy ludzkim cialem a cieplem i parq wodnq pochodzqcymi ze srodowiska. To wlasnie ubranie ma za zadanie chronic cialo czlowieka przed nadmiernym przegrzaniem lub wychlodzeniem.
Metodologia: Ogölna procedura postçpowania badawczego z wykorzystaniem manekinöw termicznych opisana jest w standardach ASTM (np. ASTM F2370 - 10 [1], ASTM F2371 - 10 [2]). Badania odziezy specjalnej pozwalajqce na dokladnq ocenç stopnia ochrony ludzkiego ciala przed dzialaniem ognia, plomienia i ciepla zapoczqtkowano w Stanach Zjednoczonych. Zalozeniem wspomnianych prac bylo stworzenie manekina do badania odpornosci odziezy na dzialanie pozaröw blyskawicznych, wyposazonego w czujniki ciepla. Obecnie na swiecie funkcjonuje ok. 100 röznych modeli manekinöw termicznych. Postçp technologiczny w okresie powojennym spowodowal szybki rozwöj budowanych manekinöw, ktöre posiadaly wielosegmentowq
budowQ. Pozwolilo to na zwiQkszenie dokladnosci wykonywanych pomiarow symulujgcych wymianQ ciepla miQdzy organizmem ludzkim a otoczeniem. Uzyskane w ten sposob dane sg powtarzalne, co pozwala na znormalizowanie wymagan badawczych izolacyjnosci cieplnej zestawow odziezowych. Wnioski: Wykonywanie badan przy uzyciu manekinow termicznych przyczynia siQ do udoskonalania zestawow odziezowych, aby zwiQkszac bezpie-czenstwo uzytkownikow. Uzyskane w warunkach badawczych wyniki w bardzo dokladny sposob wskazujg liczbQ, lokalizacjQ i stopien oparzen, na jakie moze byc narazony uzytkownik takiego ubrania.
Stowa kluczowe: odziez ochronna, ubrania specjalne, manekin termiczny, odpornosc termiczna, stanowiska badawcze do okreslenia obcigzen cieplnych Typ artykutu: artykul przeglgdowy
Przyj?ty: 27.10.2021; Zrecenzowany: 23.11.2021; Zaakceptowany: 23.11.2021;
Identyfikatory ORCID autorow: D. Szulczynska - 0000-0001-8003-8452; J. Roguski - 0 0000-0002-7848-053X; Autorzy wniesli rowny wklad merytoryczny w powstanie artykulu.
Prosz? cytowac: SFT Vol. 58 Issue 2, 2021, pp. 154-163, https://doi.org/10.12845/sft.58.2.2021.9; Artykul udostQpniany na licencji CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Introduction
Rapid industrial development and global warming increase the risk of fires. The fire brigade is the leading rescue service involved in extinguishing fires. Rescue and firefighting operations carried out by the firefighters repeatedly take a long time. While extinguishing fires, rescuers wear the so-called special clothing, which should provide them with an appropriate level of safety. Clothing is a barrier between the human body and the heat and water vapour from the environment [3]. It is this garment that protects the human body from overheating or cooling down. An extremely important property of firefighters' special clothing is the thermal resistance of the clothing materials to heat transfer from radiation or flame.
The method of heat and moisture exchange in the firefighter's personal protective equipment (protective clothing, gloves, boots, helmets) depends on the materials and the used design solutions. Due to the complex phenomena of heat and moisture transport, the greatest risk of burns occurs in the area of clothes and gloves [4]. The factors defining the protective properties of the firefighter's special clothing are the parameters of the material package, which include the thickness of the individual layers and their thermal properties depending on the conditions of use. The protective properties are defined by the coefficient of heat conduction, specific heat and thermal diffusivity [4].
The presence of moisture in the protective clothing influences its thermal properties, and in some situations it may cause burns with steam [5]. The use of an additional layer of clothing (underwear) under special clothing reduces the risk of burns [4].
A necessary condition for ensuring the safety of a firefighter during firefighting and rescue operations is to equip him/her with the personal protective equipment. They include, among others, eye and face protection, head, hearing and respiratory protection, as well as clothing. The basic feature of special clothing is its mul-tifunctionality, which means the ability to maximally protect the user against various external dangers occurring in the firefighter's work environment. If the clothing provides effective protection of a firefighter in a very wide range against various hazards, then it is referred to as special clothing, which is the basic protective clothing of a firefighter. It usually consists of two parts: a jacket
Wprowadzenie
Szybki rozwoj przemystowy oraz globalne ocieplenie powo-duje wzrost ryzyka wyst?powania pozarow. Wiodqcq stuzbq ratowniczq uczestniczqcq w gaszeniu pozarow jest straz pozarna. Akcje ratowniczo-gasnicze wykonywane przez stra-zakow wielokrotnie trwajq dtugo. Ratownicy podczas gaszenia pozarow sq ubrani w tak zwane ubrania specjalne, ktore powinny zapewnic im odpowiedni stopien bezpieczenstwa. Odziez sta-nowi barier? pomi?dzy ludzkim ciatem a cieptem i parq wodnq pochodzqcymi ze srodowiska [3]. To wtasnie ubranie ma za zada-nie chronic ciato cztowieka przed nadmiernym przegrzaniem lub wychtodzeniem. Niezwykle waznymi wtasciwosciami strazackich ubran specjalnych jest odpornosc termiczna materiatow odziezowych na przenikanie ciepta pochodzqcego od promieniowania lub ptomienia.
Sposob wymiany ciepta i wilgoci w ochronach osobistych strazaka (odziezy ochronnej, r?kawicach, obuwiu, hetmach) zalezy od zastosowanych materiatow i rozwiqzan konstrukcyj-nych. Najwi?ksze ryzyko wystqpienia oparzen - z uwagi na zto-zone zjawiska transportu ciepta i wilgoci - wyst?puje w obszarze ubran i r?kawic [4]. Czynnikami definiujqcymi wtasnosci ochronne odziezy specjalnej strazaka sq parametry pakietu materiatowego, do ktorych mozna zaliczyc grubosc poszczegolnych warstw oraz ich wtasciwosci cieplne zalezne od warunkow uzytkowania. Wtasnosci ochronne okreslane sq wspotczynnikiem przewodzenia ciepta, cieptem wtasciwym oraz dyfuzyjnosciq cieplnq [4].
Obecnosc wilgoci w ubraniu ochronnym wptywa na jego wtasciwosci cieplne, a w pewnych sytuacjach moze przyczynic si? do oparzen parq wodnq [5]. Zastosowanie dodatkowej warstwy ubrania (bielizny) pod ubraniem specjalnym zmniejsza ryzyko wystqpienia oparzenia [4].
Warunkiem koniecznym dla zapewnienia bezpieczenstwa stra-zaka podczas dziatan gasniczo-ratowniczych jest wyposazenie go w srodki ochrony indywidualnej. Zalicza si? do nich m.in. srodki ochrony oczu i twarzy, gtowy, stuchu, uktadu oddechowego, a takze odziez. Podstawowq cechq ubrania specjalnego jest wielofunkcyj-nosc, ktora oznacza zdolnosc maksymalnie skutecznej ochrony uzytkownika przed zroznicowanymi zewn?trznymi niebezpieczen-stwami wyst?pujqcymi w srodowisku pracy strazaka. Jesli odziez
and trousers. In order for the special garment to protect the user in all these unfavourable conditions, it is extremely important to select appropriate materials and construction of the special garment, which will ensure the appropriate comfort of work by meeting a number of requirements regarding parameters related to the body's thermoregulation, water resistance, vapour permeability and mechanical strength. The comfort of use is also of great importance, so that the clothes do not irritate the skin, do not restrict movements or contribute to additional effort with their weight. All requirements for products from the group of personal protective equipment (PPE) are subject to legal regulations and are described in detail in standards. In the countries belonging to the European Union, the standards have been unified and are included in the so-called European standard (PN-EN 469:2021-01) [7].
Protective clothing should comprehensively protect against threats, both from the outside and from the inside. During rescue operations, firefighters are accompanied by stress, haste and increased physical exertion. In order not to overheat, the body produces heat and sweat. A layer of material which is too tight can cause dangerous consequences. These include burns, which are formed due to a lack of protection against heat, as a result of sweat soaking into the material which is in direct contact with the skin. Another dangerous consequence can be stress caused by overheating of the body. It occurs as a result of a disturbed cooling mechanism. When it is not possible to dissipate the heat secreted by the body, its amount continues to increase, thus increasing the body temperature, which in the worst case leads to death due to heat stroke [6].
In Poland, special clothing of the firefighters must meet the provisions of PN-EN 469: 2021-01 [7] and the requirements of the Regulation of the Minister of Interior and Administration of 27 April 2010 amending the regulation on the list of products used to ensure public safety or protection of health and life and property, as well as the rules for issuing admittance of these products for use [8]. Before being admitted for use, this clothing must be subjected to, among others, thermal tests such as:
- resistance to heat transfer from radiation;
- resistance to heat transfer from the flame;
- resistance to spreading flames;
- resistance to soaking.
Tests on thermal mannequins
Initially, the thermal comfort provided by firefighter clothing was tested by surveying the users. The tested clothes were rated on a seven-point scale: hot, warm, slightly warm, comfortable, slightly cool, cool and cold. The subjectivism of the assessment and the imperfection of the rating scale did not allow for correct inference, and thus the introduction of adequate structural,
zapewnia skutecznq ochronç strazaka w bardzo szerokim zakresie przed róznorodnymi zagrozeniami, mówi siç wtedy o ubraniu spe-cjalnym, które stanowi podstawowe ubranie ochronne strazaka. Sktada siç ono najczçsciej z dwóch czçsci: kurtki oraz spodni. Aby ubranie specjalne zabezpieczato uzytkownika w tych wszystkich niesprzyjajqcych warunkach niezwykle waznq kwestiq jest odpo-wiedni dobór materiatów i konstrukcji ubrania specjalnego, które bçdzie zapewniac odpowiedni komfort pracy przez spetnienie sze-regu wymagan dotyczqcych parametrów zwiqzanych z termoregu-lacjq organizmu, wodoodpornosciq, paroprzepuszczalnosciq czy wytrzymatosciq mechanicznq. Duze znaczenie ma równiez komfort uzytkowania, aby ubranie nie podrazniato skóry, nie ograniczato ruchów albo swoim ciçzarem nie przyczyniato siç do dodatkowego wysitku. Wszystkie wymagania dotyczqce wyrobów z grupy sprzçtu ochrony osobistej (ang. personal protective equipment, PPE) podle-gajq przepisom prawa i zostaty szczegótowo opisane w normach. W krajach nalezqcych do Unii Europejskiej standardy zostaty ujedno-licone i zawarte sq w normie europejskiej (PN-EN 469:2021-01) [7].
Odziez ochronna powinna kompleksowo zabezpieczac przed zagrozeniami zarówno od zewnqtrz, jak i od wewnqtrz. Podczas akcji ratowniczych strazakom towarzyszy stres, pospiech i wzmo-zony wysitek fizyczny. Aby nie doprowadzic do przegrzania, orga-nizm wytwarza ciepto i pot. Zbyt szczelna warstwa materiatu moze powodowac niebezpieczne skutki. Nalezq do nich poparzenia, które tworzq siç z powodu braku ochrony przed zarem, w wyniku namakania przez pot materiatu znajdujqcego siç w bezposrednim kontakcie ze skórq. Kolejnym niebezpiecznym nastçpstwem moze byc stres wywotany przegrzaniem organizmu. Nastçpuje ono na skutek zaburzonego mechanizmem schtadzania. Kiedy nie ma mozliwosci odprowadzenia wydzielanego przez organizm ciepta, jego ilosc wciqz wzrasta, podnosi temperature ciata, co w najgor-szym wypadku prowadzi do smierci na skutek udaru cieplnego [6].
W Polsce ubrania specjalne strazaków muszq spetniac zapisy normy PN-EN 469:2021-01 [7] oraz wymagania zawarte w rozpo-rzqdzeniu Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 27 kwietnia 2010 r. zmieniajqcego rozporzqdzenie w sprawie wykazu wyrobów stuzqcych zapewnieniu bezpieczenstwa publicz-nego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad wyda-wania dopuszczenia tych wyrobów do uzytkowania [8]. Odziez ta przed dopuszczeniem do uzytkowania musi zostac poddana miç-dzy innymi takim badaniom termicznym jak:
- odpornosc na przenikanie ciepta pochodzqcego z pro-mieniowania;
- odpornosc na przenikanie ciepta pochodzqcego z ptomienia;
- odpornosc na rozprzestrzenianie ptomieni;
- odpornosc na przemakanie.
Badania na manekinach termicznych
Poczqtkowo badania komfortu termicznego, jaki dajq ubra-nia strazackie, prowadzono przez ankietowanie uzytkowników. Badane ubrania byty oceniane w siedmiostopniowej skali: gorqco, ciepto, lekko ciepto, wygodnie, lekko chtodno, chtodno i zimno. Subiektywizm oceny oraz niedoskonatosc skali ocen nie pozwa-lat na poprawne wnioskowanie, a co za tym idzie wprowadzanie
design and material changes in the production of firefighter's special clothing [9]. The tests with the use of thermal mannequins enables the simulation of the heat exchange that takes place between the body and the environment [10-11], taking into account the heat transfer by convection, thermal conduction and thermal radiation [12-13]. Stands equipped in such a manner are mainly used to test the thermal properties of clothing.
The interest in carrying out tests that allow for the accurate assessment of the degree of protection of the human body against fire, flame and heat by the use of special clothing, so as to prevent burns, began during the Second World War. In the United States, the work was initially carried out by various organizations that aimed to create a mannequin for testing resistance of clothing equipped with heat sensors to flash fire [13].
Currently, there are around 100 different models of thermal mannequins in use worldwide [15-16]. Over time, thermal mannequins became more and more multifunctional and used the latest technological solutions. Initially, the mannequins had a single-section structure, were made of copper and had internal heating, distributed by an in-built fan. In the mid-1940s, the General Electric Company developed a mannequin made of electroplated copper with built-in electrical circuits that evenly heated its entire surface [17]. Plastics and aluminium alloys began to be used for their construction. The multi-segment design allowed to increase the accuracy of the measurements that simulate heat exchange between the human body and the environment. The next stage in the development of the mannequins was the creation of models equipped with the ability to move, simulate the feeling of thermal comfort, as well as simulate breathing or sweating [15]. The closest to today's mannequins was the Swiss model SAM [18] and the American Adam [19].
Performing tests with the use of thermal mannequins allows to obtain repeatable data [15, 20] and, consequently, to standardize the test requirements for thermal insulation of clothing sets. Among the thermal mannequins, the most popular are models manufactured by EI du Pont de Nemours and Company. The company has manufactured three complete stands of this type, which are located in Plant in Richmond in the USA, European Technical Centre in Meyrin - Geneva in Switzerland and the Middle East in Dubai. The Thermo-Man test stand is a full-size mannequin made of epoxy resin and a glass-fibre blend. It has 122 thermal sensors located all over the body, except for the hands and feet. The test uses 12 gas burners, fuelled with propane gas, which generate heat energy of 2 cal/cm/sec. Their settings ensure that the temperature in the test fire chamber during a simulated flash fire is maintained in the range of 600-1000°C, and the exposure of the clothing set to its operation takes 3-25 seconds. In addition, the DuPont test stands contain advanced data acquisition that processes information from sensors and signalling third-degree burns occurring during the tests. The information on burns can be obtained through the use of skin damage models developed by the US military and through testing. The results of the performed tests graphically show the number, location and degree of burns to which the user of such clothing may be exposed.
adekwatnych zmian konstrukcyjnych, projektowych oraz mate-riatowych w produkcji strazackich ubran specjalnych [9]. Bada-nia przy uzyciu manekinow termicznych umozliwiajq symulacjç wymiany ciepta, jaka nastçpuje pomiçdzy organizmem a otocze-niem [10-11] z uwzglçdnieniem wymiany ciepta na drodze konwek-cji, przewodzenia cieplnego oraz promieniowania cieplnego (radia-cyjnego) [12-13]. Tak wyposazone stanowiska wykorzystuje siç gtownie do prowadzenia badan wtasciwosci termicznych odziezy.
Zainteresowanie wykonywaniem badan pozwalajqcych na doktadnq ocenç stopnia ochrony ludzkiego ciata przed dziata-niem ognia, ptomienia i ciepta przez stosowanie odziezy specjal-nej, tak by zapobiegac poparzeniom, miato swoj poczqtek w trak-cie drugiej wojnie swiatowej. W Stanach Zjednoczonych prace poczqtkowo byty realizowane przez rozne organizacje, ktore zaktadaty stworzenie manekina do badania odpornosci odziezy na dziatanie pozarow btyskawicznych (ang. flash fire), ktory wypo-sazony bytby w czujniki ciepta [13].
Obecnie na swiecie pozostaje w uzyciu ok. 100 roznych modeli manekinow termicznych [15-16]. Z czasem manekiny termiczne stawaty siç coraz bardziej wielofunkcyjne i wykorzystywaty naj-nowsze rozwiqzania technologiczne. Poczqtkowo manekiny miaty budowç jednosegmentowq, byty wykonane z miedzi oraz zawieraty wewnçtrzne ogrzewanie, rozprowadzane przez wbudowany wen-tylator. W potowie lat 40. XX w. General Electric Company opraco-wato manekin wykonany z miedzi galwanicznej, z wbudowanymi obwodami elektrycznymi, ktore rownomiernie ogrzewaty catq jego powierzchniç [17]. Do ich budowy zaczçto wykorzystywac two-rzywa sztuczne i stopy aluminium. Wielosegmentowa konstrukcja pozwolita na zwiçkszenie doktadnosci wykonywanych pomiarow symulujqcych wymianç ciepta miçdzy ludzkim organizmem a oto-czeniem. Nastçpnym etapem w rozwoju manekinow byto tworze-nie modeli wyposazonych w zdolnosc poruszania siç, symulacji odczuwania komfortu cieplnego, a takze w funkcje symulowania oddechu czy pocenia siç [15]. Najblizszy dzisiejszym manekinom byt szwajcarski model SAM [18] oraz amerykanski Adam [19].
Wykonywanie badan przy uzyciu manekinow termicznych pozwala na uzyskiwanie powtarzalnych danych [15, 20] i - co za tym idzie - znormalizowanie wymagan badawczych izolacyjnosci cieplnej zestawow odziezowych. Wsrod manekinow termicznych najbardziej popularne sq modele produkowane przez firmç E. I. du Pont de Nemours and Company. Firma ta wyprodukowata trzy kompletne stanowiska tego typu, ktore znajdujq siç w Plant in Richmond w USA, European Technical Center in Meyrin - Geneva w Szwajcarii oraz Middle East w Dubaju. Stanowisko Thermo--Mana to petnowymiarowy manekin wykonany z zywicy epoksy-dowej i mieszanki wtokien szklanych. Posiada on 122 czujniki termiczne rozlokowane na catym ciele, z wyjqtkiem dtoni i stop. Do badan wykorzystuje siç 12 palnikow gazowych, zasilanych gazem propanowym, ktore wytwarzajq energiç cieplnq 2 cal/cm/sek. Ich ustawienia gwarantujq utrzymanie temperatury w badawczej komorze pozarowej podczas symulowanego pozaru btyskawicz-nego w zakresie 600-1000°C, a narazenie zestawu ubraniowego na jej dziatanie przebiega w czasie 3-25 sek. Dodatkowo stanowiska badawcze firmy DuPont zawierajq zaawansowanq akwizy-cjç danych przetwarzajqcq informacje z czujnikow i sygnalizu-jqcq oparzenia trzeciego stopnia wystçpujqce w takcie testow.
Other test stands equipped with thermal mannequins are also used in the world. These are:
- North Carolina State University, USA - "PyroMan",
- University of Alberta, Canada - "Harry Burns",
- EMPA Institute in St. Gallen, Switzerland - "Henry",
- BTTG certification lab in Manchester, Great Britain - "Ralph",
- Teijin Laboratories, Japan - "Pliff",
- National Research Institute of Fire and Disaster, Japan,
- Daegu University, Korea,
- Aitex Textile Research Institute, Alcoy, Spain.
Uzyskanie informacji dotyczqcych oparzen mozliwe jest dzi^ki uzyciu modeli uszkodzen skory opracowanych przez wojsko USA oraz podczas badan naukowych. Wyniki przeprowadzonych testow w sposob graficzny pokazujq ilosc, lokalizaj i stopien oparzen, na jakie moze byc narazony uzytkownik takiego ubrania.
Na swiecie wykorzystywane sq rowniez inne stanowiska wyposazone w manekiny termiczne. Sq to:
- North Carolina State University, USA - „PyroMan",
- University of Alberta, Kanada - „Harry Burns",
- EMPA Institute in St.Gallen, Szwajcaria - „Henry",
- BTTG certification lab in Manchester, Wielka Brytania - „Ralph",
- Teijin Laboratories, Japonia - „Pliff",
- National Research Institute of Fire and Disaster, Japonia,
- Daegu University, Korea,
- Aitex Textile Research Institute, Alcoy, Hiszpania.
Table 1. Summary of differences by type of mannequin Tabela 1. Zestawienie röznic w poszczegölnych manekinach
Name of the mannequin / ... ■ ■ , Number of sensors / Number of burners / Heat flux (kW/m2) /
. ■ Material / Material ,. . , ,. . . .. , „ ■ ■ . „«
Nazwa manekina Liczba sensorow Liczba palnikow Strumien ciepta (kW/m2)
Polyester resin or glass fibre reinforced
with polyester resin / Zywica poliestro-Thermo-Man , , ■ ,■
wa lub zywica poliestrowa wzmocnio-
na wtoknem szklanym
PyroMan
Polyester resin or glass fibre reinforced with polyester resin / Zywica poliestro-wa lub zywica poliestrowa wzmocnio-na wtoknem szklanym
Harry Burns
Fiberglass / Wtökno szklane
Ralph
Plastic reinforced with glass using vinyl ester resin / Tworzywo sztuczne wzmocnione szktem za pomocq zywi-cy winyloestrowej
Henry
Vinyl ester reinforced with glass / Ester winylu wzmocniony szktem
Source: Own elaboration based on [22-23]. Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie [22-23].
8
6
Increasingly, thermal mannequins are used in various fields of industry (e.g. clothing industry, automotive industry) and science (e.g. environmental engineering to study the climate and human environment in the buildings) [24-25]. Initially, mannequins were manufactured in the shape of men, but with time female equivalents and models of the size of children began to be constructed [26]. Scientific research shows that it does not matter on which of the above types of mannequins thermal tests of clothing are carried out [10].
Coraz czçsciej manekiny termiczne sq wykorzystywane w röznych dziedzinach przemystu (np. przemyst odziezowy, moto-ryzacyjny) i nauki, (np. w inzynierii srodowiskowej do badania klimatu i otoczenia cztowieka w budynkach) [24-25]. Poczqt-kowo produkowano manekiny o posturze mçzczyzn, ale z cza-sem zaczçto röwniez konstruowac odpowiedniki zenskie oraz modele wielkosci dzieci [26]. Badania naukowe wskazujq, ze nie ma znaczenia, na ktörym z powyzszych typöw manekinöw prowadzone sq testy termiczne odziezy [10].
Figure 1. Example results of tests of firefighters' special clothing obtained at the Thermo-Tex stand Rycina 1. Przyktadowe wyniki badan strazackiego ubrania specjalnego uzyskane na stanowisku Thermo-Tex
Source: Data provided by the Aitex laboratory in Spain. Zrodto: Dane udost^pnione przez laboratorium Aitex w Hiszpanii.
Pain injury area (%) / Obszar bolu (%) First-degree burn injury area (%) / Obszar oparzenia pierwszego stopnia (%) 2nd degree burn injury area (%) / Obszar oparzenia drugiego stopnia (%) 3rd degree burn injury area (%) / Obszar oparzenia trzeciego stopnia (%) Predicted total area of burn injury (2nd and 3rd degree) (%) / Przewidywa-ny catkowity obszar oparzenia (II i III stopien) (%)
17,5 0,9 0,9 0,0 0,9
The general test procedure with the use of thermal mannequins is described in ASTM standard [27]. However, this document relates generally to testing clothing and not specifically to special clothing used by the fire service. Therefore, the methodologies based on thermal mannequins should be optimized and modified, taking into account, among others, the testing of firefighting clothing in full completion (i.e. with breathing apparatus and tank stretchers, helmets, footwear and gloves) [28].
The use of thermal mannequins currently used as a test facility for the firefighters' special clothing has certain limitations:
- the existing thermal mannequins allow testing only in a vertical, upright position, while firefighters often work in a squat or bent position, which may affect the fit of the garment to the firefighter's silhouette and the intensity of thermal exposure;
- the currently used mannequins do not take into account the possibility of conducting tests in conditions of variable humidity, i.e. the influence of various degrees of humidity - both the inner layer of the garment (moisture from sweat) and the outer layer (moisture coming from the water used for extinguishing).
As already mentioned, the currently available models are equipped with the heat sensors located on the body, excluding the hands, feet and head - efforts should be made to develop thermal mannequins with appropriate sensors also on the surfaces
Ogolna procedura post^powania badawczego z wykorzy-staniem manekinow termicznych opisana jest w standardach ASTM [27]. Jednakze dokument ten odnosi si? ogolnie do testo-wania odziezy, a nie konkretnie do ubran specjalnych uzywanych przez straz pozarnq. W zwiqzku z tym metodyki oparte na mane-kinach termicznych nalezatoby zoptymalizowac i zmodyfikowac, uwzgl^dniajqc mi^dzy innymi prowadzenia badan odziezy strazac-kiej wraz z petnym ukompletowaniem (czyli mi^dzy innymi z aparatami powietrznymi i noszakami na butl?, hetmami, obuwiem i r?ka-wicami) [28].
Zastosowanie manekinow termicznych obecnie uzywanych jako zaplecze badawcze odziezy specjalnej strazakow niesie ze sobq pewne ograniczenia:
- istniejqce manekiny termiczne umozliwiajq prowadzenie badan jedynie w pozycji pionowej wyprostowanej, tym-czasem niejednokrotnie strazacy pracujq w pozycji kucz-nej lub pochylonej, co moze miec wptyw na dopasowanie ubrania do sylwetki strazaka oraz na intensywnosc eks-pozycji termicznej;
- aktualnie wykorzystywane manekiny nie uwzgl?dniajq row-niez mozliwosci prowadzenia badan w warunkach zmien-nej wilgotnosci, a wi?c wptywu roznych stopni wilgotnosci - zarowno warstwy wewn?trznej ubrania (wilgoc od potu), jak i zewn?trznej (wilgoc pochodzqca od wody uzywanej do gaszenia).
mentioned above, so that it is possible to test the full set of personal protection used by the firefighters during rescue and fire-fighting operations.
The stringent requirements concerning the thermal properties of the special clothing are justified, most of all, by the safety of the firefighters and their comfort of work [29]. During their operations, firefighters deal with various types of fires, so they work in conditions where the ambient temperature differences may be from 100 to 1200°C, and the heat flux density ranges from 0.8 to 210 kW/m2 [30, 4]. In the literature, it is generally assumed that we can talk about normal conditions in case of a temperature in the range of 20-70°C and heat flux density up to 2 kW/m2, and in hazardous conditions - when the temperature value reaches 70-300°C, and the flux density heat reach 2-20 kW/m2. Critical conditions exist when the temperature is 300-1,000°C and the heat flux density is 12-125 kW/m2. Due to the temperature and thermal differences occurring in the fire environment, most of the normative tests are carried out with the heat flux density in the range of 80-84 kW/m2, which is considered to be the characteristic value of flashover.
Jak juz wspomniano, obecnie dostçpne modele wyposazone sq w czujniki ciepta rozmieszczone na ciele z pominiçciem dtoni, stóp i gtowy - nalezy dqzyc do opracowania manekinów termicznych posiadajqcych odpowiednie czujniki równiez na wymienio-nych wyzej powierzchniach, tak aby umozliwic badania petnego zestawu ochron osobistych uzywanych przez strazaków podczas prowadzonych akcji ratowniczo-gasniczych.
Rygorystyczne wymagania dotyczqce wtasciwosci termicznych ubran specjalnych sq uzasadnione przede wszystkim bezpieczen-stwem strazaków i ich komfortem pracy [29]. Strazacy w czasie dzia-tan majq do czynienia z róznymi typami pozarów, pracujq wiçc w warunkach, gdzie róznice temperatury otoczenia mogq wynosic od 100 do 1200°C, a gçstosc strumieni ciepta wahac siç w przedziale od 0,8 do 210 kWIm2 [30, 4]. W literaturze ogólnie przyjmuje siç, ze o warunkach normalnych mozemy mówic w przypadku temperatury w zakresie 20-70°C i gçstosci strumienia ciepta do 2 kWIm2, zas o warunkach niebezpiecznych - gdy wartosc temperatury siçga 70-300°C, a gçstosci strumienia ciepta 2-20 kWIm2. W sytuacji, gdy temperatura wynosi 300-1000°C i gçstosc strumienia ciepta 12-125 kWIm2 mamy do czynienia z warunkami krytycznymi. Ze wzglçdu na róznice temperaturowe i cieplne wystçpujqce w srodo-wisku pozaru wiçkszosc normatywnych badan przeprowadza siç z zachowaniem gçstosci strumienia ciepta w granicach 80-84 kWIm2, która uwazana jest za wartosc charakterystycznq rozgorzenia.
Summary
Performing tests with the thermal mannequins can contribute to the improvement of the clothing sets. The results provide information on the weak points of the tested products, which should be eliminated in order to increase the safety of the users. Test stands with thermal mannequins have many advantages, including:
- the ability to simulate heat exchange between the human body and the environment;
- the possibility of testing dry heat transfer in conditions similar to the real ones;
- the objectivity of measuring the thermal insulation of the tested clothing;
- speed, accuracy and repeatability of the tests.
Among the limitations of thermal mannequins currently used
as testing facilities for firefighters' special clothing the following can be pointed out:
- no possibility to conduct testing in a position other than vertical and upright;
- the inability to conduct testing in conditions of variable humidity, and thus to verify the impact of various degrees of humidity (both the inner and outer layers of the clothes) on the tested object;
- no mannequins enabling testing the full set of personal protective equipment used by the firefighters.
There are also advantages and disadvantages to the test methods used to test the material packages of clothing used by the fire brigade, as well as the test methods using mannequins to test the entire products.
Podsumowanie
Wykonywanie badan przy uzyciu manekinów termicznych moze przyczynic siç do udoskonalania zestawów odziezowych. Wyniki dostarczajq informacji na temat stabych punktów testo-wanych wyrobów, które nalezy eliminowac w celu zwiçkszenia bezpieczenstwa uzytkowników. Stanowiska badawcze z maneki-nami termicznymi majq wiele zalet, do których zalicza siç:
- mozliwosc symulowania wymiany ciepta miçdzy organi-zmem ludzkim a otoczeniem;
- mozliwosc badania suchej wymiany ciepta w warunkach zblizonych do rzeczywistych;
- obiektywizm pomiaru izolacji termicznej badanej odziezy;
- szybkosc, doktadnosc i powtarzalnosc badan.
Wsród ograniczen manekinów termicznych stosowanych obecnie jako zaplecze badawcze odziezy specjalnej strazaków nalezy wymienic:
- brak mozliwosci prowadzenia badan w pozycji innej niz pionowa wyprostowana;
- brak mozliwosci prowadzenia badan w warunkach zmien-nej wilgotnosci, a tym samym zweryfikowania wptywu róznych stopni wilgotnosci (zarówno warstwy wewnçtrz-nej, jak i zewnçtrznej ubrania) na badany obiekt;
- brak manekinów umozliwiajqcych badanie petnego zestawu ochron osobistych wykorzystywanych przez strazaków.
Swoje wady i zalety majq równiez metody badawcze wykorzystywane do badania pakietów materiatowych, z których wykonana jest odziez uzywana przez straz pozarnq, jak i metody badawcze wykorzystujqce manekiny umozliwiajqce badanie catych wyrobów.
It should be noted that both the material packages and the finished products should be tested. Testing the material packages will allow for a full characterization of their properties, while testing a complete product - to determine its properties, taking into account the structure, seams and fitting the garment to the figure. A complex approach to such tests is necessary to ensure that the thermal properties of the garment are determined in the near-real conditions. It is necessary to develop testing methodologies based on the use of thermal mannequins, so that tests with the possibility of setting the mannequin in different positions can be carried out.
Noteworthy is the fact that the studies in question are mainly carried out with the mapping of the thermal conditions of flashover, while most of the work performed by the firefighters takes place at a thermal exposure lower than flashover. Such exposures usually last a few minutes and are not intense enough to deteriorate the outer layer of the firefighter's special clothing. In fact, thermal mannequins with the sweating function are also used in the tests, however, it is not an optimized method that allows the assessment of thermal insulation properties of clothing in case of prolonged exposure to low-level thermal radiation, as well as the assessment of the influence of the absorbed moisture on the protection against burns in such conditions.
There is also a need to adapt or develop testing methodologies in order to enable tests on the thermal properties of the firefighting clothes, taking into account the influence of moisture on burns in the event of a sudden, rapid increase in ambient temperature.
It is necessary to unify and standardize the methods of acquisition and processing of test data from tests conducted with the use of thermal mannequins. Unification in this area would make it possible to compare the results of tests carried out on various test stands.
The above activities will enable full optimization of both the design of protective clothing, as well as allow optimization of the operational practices that may contribute to reducing the exposure of firefighters to burns.
Nalezy zwrocic uwagç, ze badaniom powinno poddawac siç zarowno pakiety materiatowe, jak i gotowe wyroby. Badanie pakietow materiatowych pozwoli na petnq charakterystykç ich wtasciwosci, natomiast badanie petnego wyrobu - na okresle-nie jego wtasciwosci z uwzglçdnieniem konstrukcji, szwow oraz dopasowania ubrania do sylwetki. Komplementarne podejscie do takich badan jest niezbçdne w celu zapewnienia okreslenia wtasciwosci termicznych odziezy w warunkach zblizonych do rzeczywistych. Konieczne jest dopracowanie metodyk badaw-czych opartych na wykorzystaniu manekinow termicznych, tak by mozna byto prowadzic testy z mozliwosciq ustawienia mane-kina w roznych pozycjach.
Warty uwagi wydaje siç fakt, ze omawiane badania prowadzone sq gtownie z odwzorowaniem warunkow termicznych roz-gorzenia, tymczasem wiçkszosc pracy wykonywanej przez straza-kow odbywa siç w ekspozycji termicznej nizszej niz rozgorzenie. Takie ekspozycje trwajq zazwyczaj kilka minut i nie sq wystar-czajqco intensywne, by doprowadzic do degradacji zewnçtrznej warstwy strazackiego ubrania specjalnego. W prawdzie wykorzy-stywane sq w badaniach rowniez manekiny termiczne z funkcjq pocenia siç, jednakze nie jest to zoptymalizowana metoda umoz-liwiajqca ocenç wtasciwosci termoizolacyjnych odziezy w przy-padku wystçpowania dtugotrwatego narazenia na promieniowanie cieplne o niskim poziomie, a takze do oceny wptywu wchtoniçtej wilgoci na ochronç przed poparzeniami w takich warunkach.
Istnieje rowniez koniecznosc dostosowania lub opracowania metodyk badawczych w celu umozliwienia prowadzenia badan wtasciwosci termicznych ubran strazackich z uwzglçdnieniem wptywu wilgoci na oparzenia w przypadku wystqpienia nagtego, szybkiego wzrostu temperatury otoczenia.
Niezbçdne jest ujednolicenie i znormalizowanie metod akwi-zycji i przetwarzania danych badawczych z testow prowadzonych przy uzyciu manekinow termicznych. Unifikacja w tym zakresie pozwolitaby na porownywanie wynikow badan wykonywanych na roznych stanowiskach badawczych.
Powyzsze dziatania umozliwiq petnq optymalizacjç zarowno projektowania ubran ochronnych, jak rowniez pozwolq na opty-malizacjç praktyk operacyjnych, ktore mogq przyczynic siç do zmniejszenia narazenia strazakow na oparzenia.
Literature / Literatura
[1] ASTM F2370 - 10 Standard Test Method for Measuring [4] the Evaporative Resistance of Clothing Using a Sweating Manikin. [5]
[2] ASTM F2371 - 10 Standard Test Method for Measuring the Heat Removal Rate of Personal Cooling Systems Using
a Sweating Heated Manikin. [6]
[3] Mtynarczyk M., Havenith G., Leonard J., Martins R., Hoddes S., Inter-laboratory proficiency tests in measuring ther- [7] mal insulation and evaporatice resistance of clothing using
the Newton-type thermal manikin, "Textile Research Journal" 2016, 88 (4), https://doi.org/10.1177/0040517516681957. [8]
Wisniewski T. S., Wymiana ciepla w ochronach osobistych, Warszawa 2016.
Keiser C., Steam burns. Moisture management in firefighter protective clothing, PhD dissertation ETH No. 17406, ETH Zurich 2007, https://doi.org/10.3929/ethz-a-005465697. Czerwienko D., Roguski J., Koncepcja rozwoju ochron osobistych, "Zeszyty naukowe SGSP" 2016, 58 (2), 5-32. PN-EN 469:2021-01, Odziez ochronna dla strazaków - Wymagania uzytkowe dotyczqce odziezy ochronnej prze-znaczonej do akcji przeciwpozarowej. Rozporzqdzeniu Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji
z dnia 27 kwietnia 2010 r. zmieniajqcego rozporzqdzenie w sprawie wykazu wyrobow stuzqcych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mie-nia, a takze zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobow do uzytkowania (Dz.U. 2010 Nr 85, poz. 553 z pozn. zm.).
[9] Goldman R.F., Thermal Manikins, Their Origins and Role, in: Thermal Manikins and Modelling, w: Sixth International Thermal Manikin And Modelling Meeting (6I3M), J. Fan (red.), Hong Kong 2016, 3-18.
[10] Bogdan A., Zwolinska M., Future Trends in the Development of Thermal Manikins Applied for the Design of Clothing Thermal Insulation, "Fibres & Textiles in Eastern Europe" 2012, 20, 4(93), 89-95.
[11] Anttonen H., Meinander H., Bartels V., Kuklane K., Reinertsen R. E., Varieras S., Sottysinski K., Thermal Manikin Measurements-Exact or Not?, "International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE)" 2004, 10 (3), 291-300, https://doi.org/10.1080/10803548.200 4.11076616.
[12] Mtynarczyk M., Manekiny termiczne jako narzqdzie do badania izolacyjnosci cieplnej oraz oporu pary wodnej zestawow odziezowych, „Bezpieczenstwo pracy" 2015, 1, 18-20.
[13] Holmer I., Thermal manikin history and application, "European Journal of Applied Physiology" 2004, 92, 614 -618, https://doi.org/10.1007/s00421-004-1135-0.
[14] Camenzind M.A., Dale D.J., Rossi R.M., Manikin test for flame engulfment evaluation of protective clothing: Historical review and development of a new ISO standard, "Fire and Material" 2006, 31(5), 285-295, https://doi.org/10.1002/ fam.938.
[1 5] Faming W., A comparative introduction on sweating thermal manikins "Newton"and "Walter", 7th International Thermal Manikin and Modelling Meeting - University of Coimbra, September 2008.
[16] Konarska M., Sottynski K., Sudot-Szopinska I., Mtozniak D., Chojancka A., Aspects of Standarisation in Measuring Thermal Clothing Insulation on a Thermal manikin, "Fibres & Textiles in Eastern Europe" 2006, 14, 4 (58), 58-63.
[17] Nilsson H.O., Holmer I., Comfort climate evaluation with thermal manikin methods and computer simulation models, "Indoor Air" 2003, 13(1), 28-37, https://doi. org/10.1034/j.1600-0668.2003.01113.x.
[18] Richards M., Mattle M., Development of a sweating agile thermal manikin (SAM), Proceedings of the 4th International Meeting on Thermal Manikin, St. Gallen, Szwajcaria 2001.
[19] Burke R., McGuffin R., Development of an advanced thermal manikin for vehicle climate evaluation, Proceedings of the 4th International Meeting on Thermal Manikin, St. Gallen, Szwajcaria 2001.
[20] Holmer I., Thermal manikins in research and standards, Proceedings of the Third International Meeting on Thermal Manikin Testing 3IMM at the National Institute for Working Life, 1999.
[21] http://www.davidvedoruha.hu/pdf/bttg%20teszt.pdf, [dost^p: 22.01.2019].
[22] Song G., Wang F., Firefighters' Clothing and Equipment: Performance, Protection and Comfort, CRC Press, 2019.
[23] https://www.empa.ch/web/s401/henry [dost^p: 22.11.2021].
[24] Psikuta A., Allegrini J., Koelblen B., Bogdan A., Annaheim S., Martinez N., Derome D., Carmeliet J., Rossi R.M., Thermal manikind controlled by human thermoregulation models for energy efficiency and thermal comfort research - A review, "Renewable and Sustainable Energy Reviews" 2017, 78, 1315-1330, https://doi.org/10.1016/jrser.2017.04.115.
[25] Fojtlin M., Fiser J., Jicha M., Determination of convective and radiative heat transfer coefficients using 34-zones thermal manikin: Uncertainty and reproducibility evaluation, "Experimental Thermal and Fluid Science" 2016, 77, 257-264, https://doi.org/10.1016Zj.expthermflusci.2016.04.015.
[26] Kuklane K., Sandsund M., Reinertsen R.E., Tochihara Y., Fukazawa T., Holmer I., Comparison of thermal manikins of different body shapes and size, "Ergonomics and Aerosol Technology" 2004, 92, 683-688, https://doi.org/10.1007/ s00421-004-1116-3.
[27] ASTM F1930-00, Standard Test Method for Evaluation of Flame Resistant Clothing for Protection Against Flash Fire Simulations Using an Instrumented Manikin, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2000.
[28] Prezant D.J., Barker R.L., Stull J.O., King S.J., Rotanz R.A., Malley K.S., Bender M., Guerth C., Kelly K.J., The Impact of Protective Hoods and Their Water Content on the Prevention of Head Burns in New York City Firefighters: Laboratory Tests and Field Results, "Journal of burn care & research: official publication of the American Burn Association" 2001, 22(2), 165-178.
[29] Roguski J., Btogowski M., Kubis D., Metody badawcze w ocenie odpornosci srodköw ochrony indywidualnej na dzialanie termicznych czynniköwzewnqtrznych , BITP Vol. 39 Issue 3, 2015, pp. 43-57, https://doi.org/10.12845/ bitp.39.3.2015.4.
[30] Wisniewski T., Furmanski P., tapka P., Problemyzwiqzane z ocenq ochron osobistych poddanych obciqzeniu ciepl-nemu, w: Problemy Monitoringu eksploatacji sprzqtu i wypo-sazenia w Strazy Pozarnej, J. Roguski (red.), CNBOP-PIB, Jozefow 2015, 85-106.
[31] Foster J.A., Roberts G.V., Measurements of the Firefighter Environment - Summary Report, "Fire Engineers Journal" 1995, 55(178), 3034.
[32] Bugaj M.A., Cieslikiewicz t., Wisniewski T.S., Badania mate-rialöw odziezy ochronnej bqdqcej w kontakcie z cialami o podwyzszonej temperaturze, „Zeszyty Naukowe SGSP" 2016, 58 (2), 149-172.
[33] Gietzecki J., Godniowska M., Kogut B., Koniuch T., Szewczyk A., Wolanski R.M., Wojcik Z., Badania materia-\öw ochron osobistych poddanych oddzialywaniu plomienia, „Zeszyty Naukowe SGSP" 2016, 58 (2), 33-56.
[34] Foster J.A., Roberts G.V., Measurements of the Firefighter Environment - Summary Report, „Fire Engineers Journal" 1995, 55(178), 3034.
DOROTA SZUtCZYNSKA, PH.D. ENG. - she completed doctoral studies in 2012 at the Faculty of Materials Science and Engineering of the Warsaw University of Technology, obtaining a PhD degree in technical sciences. She is the author or co-author of articles published in scientific journals and conference materials, and the author of papers presented at national and international conferences. Since 2012, an employee of the Scientific and Research Centre for Fire Protection - National Research Institute.
JACEK ROGUSKI, PH.D. ENG. - a graduate of the Warsaw University of Technology and the State Fire Academy of EMERCOM of Russia. He deals with aspects related to the issues of safe use of technical equipment in fire brigades and the problems of using technical devices. An author of several dozen publications, speaker and member of scientific committees at numerous conferences - national and international. Creator of four patents and designs. His scientific achievements have been honored with nineteen international and national awards at exhibitions for inventiveness.
DR INZ. DOROTA SZUtCZYNSKA - studia doktoranckie ukon-czyta w 2012 roku na Wydziale Inzynierii Materiatowej Politechniki Warszawskiej, uzyskujgc stopien doktora nauk technicznych. Jest autorkg lub wspotautorkg artykutow publikowanych w czasopismach naukowych i materiatach konferencyjnych oraz autorkg referatow prezentowanych na konferencjach krajowych i zagranicznych. Od 2012 roku pracownik Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Prze-ciwpozarowej - Panstwowego Instytutu Badawczego.
DR INZ. JACEK ROGUSKI - absolwent Politechniki Warszawskiej oraz Akademii Panstwowej Strazy Pozarniczej w Moskwie (State Fire Academy of EMERCOM of Russia). Zajmuje si? aspektami zwig-zanymi z zagadnieniami bezpieczenstwa uzytkowania wyposaze-nia technicznego w strazy pozarnej oraz problemami eksploatacji urzgdzen technicznych. Autor kilkudziesi$ciu publikacji, prelegent oraz cztonek komitetow naukowych na licznych konferencjach - krajowych i zagranicznych. Tworca pi?ciu patentow i wzorow. Jego osiggni?cia naukowe zostaty uhonorowane dziewi?tnastoma mi?-dzynarodowymi i krajowymi wyroznieniami na wystawach zwigza-nych z wynalazczoscig.
