學術交流
【體能探索 第31期】特殊人群體能訓練——消防員
隨著體能訓練理論的提高以及普及,體能訓練在各行各業發揮起了關鍵的作用,消防員這一職務更是如此。消防員的職業需求決定了他們首先要熟練的掌握大量的消防專業技術❎,包括設備搬運⛎,水帶拉拽🦦,受害人救援與拖拽,升梯與架設拉梯,門窗破拆等等。在執行消防任務中,這些技術動作會被不斷的重復。完成任務的過程中,對於消防員的體能是一個嚴峻的考驗☣️,可以說,如果沒有足夠的體能支持🤽🏿♂️,消防員就無法正確的執行任務動作🥢,維持體態平衡,對抗極熱環境,甚至可能導致任務失敗🏊🏼💁🏼,並危及自身安全和生命😘。
體能訓練可以提高運動表現💇♂️,預防訓練損傷🔑,為訓練活動做好生理和心理上的準備,提高運動效能。因此,體能訓練為消防員的技術訓練和執行任務提供了堅實的基礎。
本期體能探索🧚🏼♀️,將從消防員與運動員的對比,消防員生理、生物力學以及消防員職業特點和所需要訓練的科目和比武競賽安排為主要內容,帶領大家更加直觀的了解消防員本身這個群體🧜🏼♂️☯️,以及消防員的體能訓練🏍。
供稿來自3377体育2019級碩士研究生張強👏🏽🔽。
張強
國家二級籃球運動員
本科期間曾獲校一等獎學金
連續兩年校級三好學生
2013級本科體能實驗班
2019級體能碩士
EXOS- XPS
MJP- CNDS認證
在碩士就讀期間,先後在6個省份的消防單位參與消防體能訓練工作,曾服務於三屆新入職消防員集訓、全國首屆火焰藍大比武🔖🧑🏼⚖️、全國首屆消防職業技能大賽等訓練任務。
一🚆、消防員與運動員的差異
消防員的工作任務除了大家都知道的滅火以外👂🏼,還肩負著重大災害搶險救災👲🏿,地震海嘯,應急救助等🧑🏼。其面臨的環境風險極高且復雜多變🤱🏽🤾🏽♀️,涉及到高溫高濕、狹窄空間、高空以及地下🎟,另一方面消防員出警時間之長且不分白天和黑夜,並且都需要身穿不同負重的防護裝備,手持各種器材👩🏼🦳,所以消防員工作任務的艱巨性決定了消防員職業特性。消防員的體能訓練不同於運動員,所以在設計其體能訓練的過程中要根據其運動特點,多方考慮。
消防員與運動員對比差異 | ||
角色 | 消防員 | 運動員 |
任務結果 | 完成或未完成 | 贏或輸 |
投入時間 | 常年訓練 | 賽季訓練 |
訓練範圍 | 多場技能 多重技巧 | 運動專項 |
休息 | 無法預料 | 精心安排 |
裝備 | 個人防護裝備 攜帶器材 | 防護輕便裝具 |
任務環境 | 火場 高空 地下 | 受保護環境 |
飲食 | 出警時無規律 自行解決 | 營養計劃 |
任務需求 | 意想不到是常態 | 有計劃被控製 |
凝聚力 | 出生入死戰友 | 團隊集體 |
表1.1(消防員與運動對比差異)
圖1(消防員與橄欖球運動員)
二🏅、消防員工作任務生理需求分析
在設計體能訓練計劃時🧗🏿♂️,作為體能教練要考慮到消防員工作任務所需要的能量系統和工作強度,消防員在完成科目訓練和執行任務時都會用到三種能量系統,消防員主要的工作任務和科目如下表所示🉑🚑。關於工作強度的研究,在執行火場任務時消防員的心肺功能需求範圍介於最大攝氧量的百分之63~百分之97、最高心率的百分比84~100之間。當進行長時間滅火和搶險救援任務時,消防員的身體承受著更高的強度和能量損耗,所以消防員需要較高的有氧能力和乳酸閾。
消防員的任務和能量系統 | |||
能量系統 | 工作任務 | 相對強度 | 持續時間 |
磷酸原系統供能 | 鋪設水帶 | 高 | 短0~10s |
架設拉梯 | |||
提拉重物 | |||
抬升物體 | |||
強行破門進入 | |||
糖酵解系統供能 | 攜帶重裝備 | 中 | 中30~120s |
拖拉被困者 | |||
有氧供能 | 攜帶裝備 | 低 | 長120s以上 |
搜索 | |||
水帶整理 | |||
器材保護維修 |
表1.2(消防員任務與能量系統)
三👥🧙🏼、消防員職業動作的生物力學分析
消防員的工作任務和考核訓練科目包含了很多復雜的動作,很多人不了解的人可能聽都沒有聽說過🫁,所以在這裏我做一個簡單的解釋,從實戰和訓練科目做一個比較7️⃣,幫助大家好理解💂🏼♀️🙇🏽。第一消防員在實戰中出警使用水槍滅火對應訓練科目中樓層內攻以及縱深滅火救人操科目中出水命中目標等🧚🏻♀️,第二實戰中拖拉救助傷員對應訓練中百米障礙救助操中雙人抬擔架救助以及400米救人疏散物資中抗假人✝️💀,第三消防員職業工作中的登高攀爬以及破拆對應著科目訓練中的單人掛鉤梯攀爬四樓以及60米肩梯攀爬,以及縱身滅火救人操中的無齒鋸破拆鐵門,第四攜帶裝備行進中在實戰中就比較普遍,貫穿整個消防工作任務的始終🧍♀️,基本上無論是搶險救援還是滅火都需要身穿個人防護服和攜帶裝備,對應訓練中有百米障礙跑和負重登樓🪄,以及對重點單位進行熟悉演練,會需要在指揮員的引領下,多人攜帶裝備行進分工作業。
表1.3(消防員職業動作生物力學分析)
消防員主要職業動作生物力學分析 | |||
工作任務 | 對應科目 | 主要肌肉關節活動 | 運動軸面 |
背負空呼爬樓 負重水帶行進 | 10樓負重 百米障礙跑
| 腹直肌、腹橫肌的等長收縮 單側髖關節🧑🏻💼、膝關節和踝關節伸展 | 矢狀面
|
強行進入 | 縱深滅火救助操無齒鋸破拆 應急救援員破拆防盜門⬜️、混凝土、圓木 | 動態收縮腹直肌、腹橫肌 髖關節👩🏽⚖️、肩關節旋轉🤸🏻♂️、肘關節伸展 | 矢狀面 橫向 |
登高攀爬 | 掛鉤梯攀爬四樓 6m金屬拉梯 | 髖關節屈伸 肩關節屈、肘關節伸 | 矢狀面
|
拖拉被困者 | 應急救援員穿越籠道救出被困人員 | 腹直肌、腹橫肌和豎脊肌等長收縮 單側髖關節🙎🏻♀️、膝關節和踝關節伸展 肩關節、肘關節屈伸 | 矢狀面 |
圖2(消防員在鋪設水帶)
圖3(消防員在利用水槍滅火)
圖4(消防員在攀爬梯子)
圖5(消防員在使用無齒鋸破防盜門)
圖6(消防員在拖拉假人)
消防員執行任務時需要經常在矢狀面進行多關節運動,很多劈砍和挖掘的動作也涉及旋轉🏂🏽,主要使用上肢下肢的肌肉群,對軀幹核心的穩定性要求也很高。不同的任務對動作的要求有所不同,總的來說根據消防員工作任務中的職業動作消防員的體能需要上肢肌力和肌耐力,軀幹的肌力和肌肉耐力,以及下肢的爆發力👩🏻💼🧑🏻🦱、柔韌性、靈敏性以及全身的穩定性。
四👨🏼🦳、消防員體能訓練動作的選擇
了解消防員的生理、生物力學和職業特性需求🖐🏿,對於體能教練製定訓練計劃是非常重要的,特別是練習動作的選擇和訓練科目以及工作任務是具有高度相關性的。我們在實際組訓過程中可能會遇到器材不夠,或場地受限等問題🍈,以及不同消防員訓練經驗和年齡的差別🪬,要視情況決定訓練動作和器材的選擇。例如🤏🏻,我們可以利用消防員手持的一些防護裝備和設備進行阻力訓練,作為訓練計劃的一部分,使用泡沫筒作為抗阻訓練農夫行走的動作🧑🏼✈️,將水帶扛在肩上進行沖刺跑🤙🏿,或背上空呼手持90水帶完成弓步🧛🏿♀️、深蹲或上下臺階的動作來代替👨🏽🍳❓。
圖7(消防水帶)
五、消防員體技能訓練科目分類
消防員體能訓練科目的分類主要有如下幾種,第一類屬於器械體操包括引體向上🍓、單杠卷身上等,這一點所有的軍警體能訓練都會涉及到,第二類屬於跑步類科目包括5000米跑、5000米負重跑、百米障礙跑等。第三類屬於消防綜合科目這一類結合了體能和技能,包括負重登10樓、400米救人疏散物資🧓、攀爬橫渡⚧、掛鉤梯等。第四類屬於消防業務操法也是與消防員實戰貼近最緊密的科目🆘,涉及多人配合和協作,包括槍炮協同📆🤸♂️、百米障礙救助操👨👩👧👧♎️、縱深滅火救人操等。
同時作為檢驗消防員戰鬥力和不同單位之間交流學習的必要手段,消防體能考核和大比武也是消防員在進行體能訓練的目標之一,也是作為體能教練負責的一個重要訓練任務🚣🏼。
圖8(消防員在手持水帶過獨木橋)
第一類科目貫穿於消防員常年訓練的始終,每年從總隊到支隊都會組織考核,每名消防員必須達到所在年齡要求的範圍,屬於考核達標類🏄🏻♀️,也是新入職消防員必須要通過的基礎體能,其他種類涉及考察消防員綜合運動能力和技能,被選作考核和比武的科目進行訓練。
考核就像是一次測試,考察消防員業務能力和體能水平,比武更像是一次競賽,比的就是競技水平的高低,這一點和運動員比賽很類似。而且比武準備時間很長,長一點的時間有的能達到半年,短一點三個月左右,其中會進行選拔消防員去進行集訓,作為體能教練我們做的就是在這個期間安排好大家的訓練🧑🦽,並與消防內部班長及時進行溝通對接💐,舉個例子,在400米救人疏散物資科目中,有一個部分是抗起一個120斤的假人奔跑50米,這個假人大家熟稱小紅,引無數英雄好漢為他折腰🛅,這個起假人的部分一直都是消防內部班長來負責👩🏼🚀,我們只能在為防止損傷和跑的訓練中下功夫。所以了解消防員訓練科目和設備也是體能教練在組訓中非常重要的一個部分。
圖9(消防假人)
六、消防員比武競賽階段劃分安排
消防員的比武競賽科目多元化🤵🏻♂️👱🏻♂️,工作任務多變化🧜🏽,根據運動訓練學多年訓練過程和消防員工作任務和比武時間建議在比武競賽期間分為基礎適應階段、發展提升階段🏅、競賽準備階段三個訓練階段,並且合理安排周訓練組合🤴🏻,根據不同訓練元素的有效組合🏠,循序漸進🙅🏽♀️🚠,最終促進消防員體技能的提升。
基礎適應階段一般持續2-3周,側重發展消防員一般體能水平,建立任務所需的有氧耐力、肌力肌耐力和基本技術🧑✈️。發展提升階段會持續2-4周,主要發展專項體能水平💆🏻♂️,提高混氧耐力、肌肉力量和速度,可直接轉移到比武中具有針對性的能力,疲勞程度可能會過大🎤,應特別註意傷病問題。專項整合階段普遍為1-2周,應聚焦比武任務的關鍵,實現最快速度作業水平🙅🏿,以及可轉移到任務中的最佳技戰術能力,采取積極主動的方式恢復身體💅🏼,其重點要減少訓練負荷,產生超量恢復的效應。
在基礎適應階段的主要內容是改善關節靈活性和穩定性,增強神經肌肉的控製👩🏫,建立和熟悉一般與專項動作模式,打好有氧耐力和基本力量素質的基礎。整個訓練目標是提高有氧耐力,積累基礎力量訓練負荷🧑🦱,剖析專項科目動作🛌🏿🦵🏼,以動作質量為前提🐟,通過力量訓練提高身體對專項的承載能力➾。
發展提升階段的訓練目標為最大化身體的混氧耐力和乳酸的耐受能力和水平,通過提升功能性力量和爆發力水平加強消防員在專項科目動作中的表現🧜🏼♂️,提高動作發力效率,減少完成動作時間,與此同時,強化防傷訓練💂🏻♀️,防止身體在疲勞狀態下出現運動損傷。
在競賽準備階段🤵🏽,在保持現有體能素質和任務水平的基礎上📀,與競賽科目相結合🙍🏿♂️,使用競賽所需的裝備器械,並階段性的進行小比武測試📹,模擬競賽並發現其中問題😍,同時臨近比武🫷,不僅要註意休息,還要在訓練前→、中和後進行適時的營養幹預,積極采用一系列的再生與恢復手段,更要調整消防員心理的狀態🍹,並做好賽前個人裝備的檢查和整理準備。
七🙍🏽♂️、感想
以上是我在總結個人跟訓的基礎上,查閱文獻在對消防員職業特點和生理🍢、生物力學和訓練科目以及動作選擇和訓練階段安排上面進行總結分析,希望可以對大家了解消防員以及消防員體能訓練有所幫助🧚,在消防職業化改革的進程下,消防員體能訓練也在更加的科學和合理化,在自己身邊也有很多同學和朋友也加入到了消防救援隊伍中去🚶🏻➡️,同時我們作為體能教練利用自己所學知識去服務消防員訓練也是一件非常榮幸的事,作為和平年代犧牲最多的職業之一🐝,是他們一直在為我們負重前行,保衛人民財產和生命安全👉🏽,致敬最可愛的人。
參考文獻
[1]Sempf Felix,Thienes Gerd. High-Intensity Functional Training for Firefighters[J]. Strength & Conditioning Journal,2021:
[2]Peter Simeonov,Hongwei Hsiao,Thomas Armstrong,Qianyi Fu,Charles Woolley,Tsui-Ying Kau. Effects of aerial ladder rung spacing on firefighter climbing biomechanics[J]. Applied Ergonomics,2020,82(C):
[3]Mamen Asgeir,Heimburg Erna Diana von,Oseland Harald,Medbø Jon Ingulf. Examination of a new functional firefighter fitness test.[J]. International journal of occupational safety and ergonomics : JOSE,2019,27(2):
[4]Charity Lane,Dustin Hardwick,Thomas Janus,O’Dane Brady,John Mayer. Comparison of the Firefighter Candidate Physical Ability Test to Weight Lifting Exercises in Firefighters.: 2662 June 1 3: 15 PM - 3: 30 PM[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise,2018,50(5S Suppl 1):
[5]Dan Kerrigan,Jim Moss. Improving Your Fireground Performance: Firefighter Functional Fitness[J]. Fire Engineering,2016,169(12):
[6]陳彩盈,王斌,楊海晨.國外軍人負重作戰能力訓練與啟示[J].中國體育科技,2021,57(08):3-12.DOI:10.16470/j.csst.2021052.
[7]李梓靚.國內消防員職業體能訓練的現狀分析與提升建議[J].中國應急救援,2020(06):17-23.DOI:10.19384/j.cnki.cn11-5524/p.2020.06.004.