香港建筑地盘使用安全帽现状调察及安全帽防护功能的研究评估

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1、香港建築地盤使用安全帽現狀調察及安全帽防護功能的研究評估　高空墜落物體引致的傷害是本港地盤工人死亡的主要原因之一。為了改善香港建築地盤的作業安全，提高工作效率，保障從業人員的生命，香港職業安全健康局特委託並資助香港科技大學工學院副院長余同希教授和吳景深博士對安全帽的防護功能進行全面考察和研究。是項研究於1997年4月開始進行，至1999年3月完成。研究人員首先對本港使用安全帽的情況進行了全面的市場和地盤調察。他們利用訪談、郵件和傳真的方式，對安全帽的製造廠商、工藝標準、採購依據、更換程序、事故情況，以及本地一些常用的品牌和安全帽最常見的缺陷進行了調察。他們發現

2、：·香港的建築工業所採用的安全標準各有不同，但使用最廣泛的是ISO3873-1977和相應的BSI；·受訪的建築地盤中所使用的安全帽超過10種品牌，調查對其中使用最普遍的三種牌子進行測試，以下簡稱為A、B、C，分別來自英國及澳洲；·測試的安全帽均用塑膠材料製作，包括高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE），ABS樹酯和聚碳酸酯（PC）；·價格及安全標準是受訪建築公司採購安全帽時的主要考慮；·在沒有損壞的情況下，受訪地盤使用的安全帽一般兩、三年更換一次。研究人員亦發現，香港的建築業有很多特點。第一，香港的高層建築特別多，高空墜落物對工人更加危險，現行國

3、際標準中對安全帽抗衝擊的要求，對香港的建築工業可能尚不足夠。第二，受訪地盤目前使用的安全帽大都用塑膠製造，在香港酷熱而潮濕的環境中，可能急劇降低抗衝擊性能，縮短使用壽命，因此照搬外國標準是不夠的。在建築地盤上，下墜物體引致的意外事故雖然不算很多，但一旦發生，其結果常常致命。他們也注意到，工人對安全帽的認識尚不足夠，還需加強安全訓練。安全帽的衝擊試驗為了測定安全帽的安全性能，香港科技大學的研究人員進行了七類不同的衝擊試驗。分別為：中心衝擊試驗、偏心衝擊試驗、貫穿試驗、已有微小損傷的安全帽的衝擊試驗、因氣候影響導致材料老化的安全帽的衝擊試驗、脈衝力的延時試驗及頸部

4、損傷試驗。各種衝擊試驗均在香港科技大學衝擊動力學實驗室的Dynatup衝擊試驗機上進行（圖1），該試驗機能自動實時記錄衝擊過程中力和速度隨時間的變化歷史。頸部的受力則由貼在頸部四個部位的應變片（圖2）來測定。圖1.在香港科技大學的Dynatup衝擊試驗機上進行安全帽衝擊試驗圖2.頭模頸部貼有應變片，以記錄安全帽受衝擊時頸部的受力以下簡介部份試驗：·中心衝擊試驗在標準中心衝擊試驗中，撞擊點選擇在安全帽頂的中心，遵照的標準是ISO3873-1977，落錘質量為5公斤，下落高度為1米，總衝擊能量為50焦耳，峰值力應不超過5千牛頓。為了評估安全帽的安全係數，研究人員還

5、分別使用100焦耳和150焦耳的衝擊能量對安全帽進行了超載試驗。試驗結果如表1所示：表1，中心衝擊試驗測試環境20°C50°C20°C及水浸安全帽品牌帽殼用料A高密度聚乙烯B高密度聚乙烯CABS樹脂ABCABC　峰值力（千牛頓）標準（50焦耳）1.301.341.900.98*1.331.931.301.301.93超載（100焦耳）8.957.262.599.248.784.788.347.712.71*在落錘與安全帽外殼間發生滑動試驗結果表明，在標準衝擊試驗中，A和B安全帽所受到的最大衝擊力為1.3千牛頓左右，C則為1.9千牛頓；試驗數據說明，溫度與水浸對

6、峰值力的影響甚微。事實上，所有的新安全帽都在經受數次50焦耳的衝擊試驗後，才會發生破裂。在超載衝擊試驗中，所有三種牌子的新安全帽都可承受100焦耳的衝擊，而未發生嚴重的外殼損傷；可是在150焦耳的衝擊力下，將發生不同程度的損壞。這說明它們的安全系數介於2與3之間。根據ISO3873-1977安全標準，當峰值力超過5千牛頓時，或者當衝擊後安全帽發生破裂時，安全帽就不再具有保護頭部安全的功能。從表1展示的試驗數據可知，在100焦耳的衝擊下，A和B安全帽所傳送的最大衝擊力分別超過7千牛頓和8千牛頓，雖然帽殼的外部結構沒有損壞，它亦失去了保護作用。然而，同等情況下，C

7、安全帽的峰值力還保持在3千牛頓以下，仍對頭部具有保護能力。從抗衝擊的因素考慮，C安全帽的質量為最優。當衝擊能量達到150焦耳時，三種安全帽的外殼均出現裂紋（圖3）或應力發白，預示材料內部的大規模破壞。這時，安全帽必須立即更換。圖3.在150焦耳超載衝擊試驗中，安全帽的外殼產生裂紋圖4.在100焦耳超載衝擊試驗中，安全帽的帽箍發生斷裂除了外殼損壞外，研究人員也觀察到帽箍的損壞（如圖4）。帽箍是安全帽的一個關鍵部份，它能延遲並減小傳送到頭部和頸部的壓力。更重要的是，它可以吸收衝擊能量的大部份，因此，帽箍的損壞應當被看成是整個安全帽的破壞，可是這一點在實用中常常被忽

8、略。研究人員建議，應當在建築地盤上定期