学术交流
【体能探索 第31期】特殊人群体能训练——消防员
随着体能训练理论的提高以及普及,体能训练在各行各业发挥起了关键的作用,消防员这一职务更是如此。消防员的职业需求决定了他们首先要熟练的掌握大量的消防专业技术,包括设备搬运,水带拉拽,受害人救援与拖拽,升梯与架设拉梯,门窗破拆等等。在执行消防任务中,这些技术动作会被不断的重复。完成任务的过程中,对于消防员的体能是一个严峻的考验,可以说,如果没有足够的体能支持,消防员就无法正确的执行任务动作,维持体态平衡,对抗极热环境,甚至可能导致任务失败,并危及自身安全和生命。
体能训练可以提高运动表现,预防训练损伤,为训练活动做好生理和心理上的准备,提高运动效能。因此,体能训练为消防员的技术训练和执行任务提供了坚实的基础。
本期体能探索,将从消防员与运动员的对比,消防员生理、生物力学以及消防员职业特点和所需要训练的科目和比武竞赛安排为主要内容,带领大家更加直观的了解消防员本身这个群体,以及消防员的体能训练。
供稿来自体能训练学院2019级硕士研究生张强。
张强
国家二级篮球运动员
本科期间曾获校一等奖学金
连续两年校级三好学生
2013级本科体能实验班
2019级体能硕士
EXOS- XPS
MJP- CNDS认证
在硕士就读期间,先后在6个省份的消防单位参与消防体能训练工作,曾服务于三届新入职消防员集训、全国首届火焰蓝大比武、全国首届消防职业技能大赛等训练任务。
一、消防员与运动员的差异
消防员的工作任务除了大家都知道的灭火以外,还肩负着重大灾害抢险救灾,地震海啸,应急救助等。其面临的环境风险极高且复杂多变,涉及到高温高湿、狭窄空间、高空以及地下,另一方面消防员出警时间之长且不分白天和黑夜,并且都需要身穿不同负重的防护装备,手持各种器材,所以消防员工作任务的艰巨性决定了消防员职业特性。消防员的体能训练不同于运动员,所以在设计其体能训练的过程中要根据其运动特点,多方考虑。
消防员与运动员对比差异 | ||
角色 | 消防员 | 运动员 |
任务结果 | 完成或未完成 | 赢或输 |
投入时间 | 常年训练 | 赛季训练 |
训练范围 | 多场技能 多重技巧 | 运动专项 |
休息 | 无法预料 | 精心安排 |
装备 | 个人防护装备 携带器材 | 防护轻便装具 |
任务环境 | 火场 高空 地下 | 受保护环境 |
饮食 | 出警时无规律 自行解决 | 营养计划 |
任务需求 | 意想不到是常态 | 有计划被控制 |
凝聚力 | 出生入死战友 | 团队集体 |
表1.1(消防员与运动对比差异)
图1(消防员与橄榄球运动员)
二、消防员工作任务生理需求分析
在设计体能训练计划时,作为体能教练要考虑到消防员工作任务所需要的能量系统和工作强度,消防员在完成科目训练和执行任务时都会用到三种能量系统,消防员主要的工作任务和科目如下表所示。关于工作强度的研究,在执行火场任务时消防员的心肺功能需求范围介于最大摄氧量的百分之63~百分之97、最高心率的百分比84~100之间。当进行长时间灭火和抢险救援任务时,消防员的身体承受着更高的强度和能量损耗,所以消防员需要较高的有氧能力和乳酸阈。
消防员的任务和能量系统 | |||
能量系统 | 工作任务 | 相对强度 | 持续时间 |
磷酸原系统供能 | 铺设水带 | 高 | 短0~10s |
架设拉梯 | |||
提拉重物 | |||
抬升物体 | |||
强行破门进入 | |||
糖酵解系统供能 | 携带重装备 | 中 | 中30~120s |
拖拉被困者 | |||
有氧供能 | 携带装备 | 低 | 长120s以上 |
搜索 | |||
水带整理 | |||
器材保护维修 |
表1.2(消防员任务与能量系统)
三、消防员职业动作的生物力学分析
消防员的工作任务和考核训练科目包含了很多复杂的动作,很多人不了解的人可能听都没有听说过,所以在这里我做一个简单的解释,从实战和训练科目做一个比较,帮助大家好理解。第一消防员在实战中出警使用水枪灭火对应训练科目中楼层内攻以及纵深灭火救人操科目中出水命中目标等,第二实战中拖拉救助伤员对应训练中百米障碍救助操中双人抬担架救助以及400米救人疏散物资中抗假人,第三消防员职业工作中的登高攀爬以及破拆对应着科目训练中的单人挂钩梯攀爬四楼以及60米肩梯攀爬,以及纵身灭火救人操中的无齿锯破拆铁门,第四携带装备行进中在实战中就比较普遍,贯穿整个消防工作任务的始终,基本上无论是抢险救援还是灭火都需要身穿个人防护服和携带装备,对应训练中有百米障碍跑和负重登楼,以及对重点单位进行熟悉演练,会需要在指挥员的引领下,多人携带装备行进分工作业。
表1.3(消防员职业动作生物力学分析)
消防员主要职业动作生物力学分析 | |||
工作任务 | 对应科目 | 主要肌肉关节活动 | 运动轴面 |
背负空呼爬楼 负重水带行进 | 10楼负重 百米障碍跑
| 腹直肌、腹横肌的等长收缩 单侧髋关节、膝关节和踝关节伸展 | 矢状面
|
强行进入 | 纵深灭火救助操无齿锯破拆 应急救援员破拆防盗门、混凝土、圆木 | 动态收缩腹直肌、腹横肌 髋关节、肩关节旋转、肘关节伸展 | 矢状面 横向 |
登高攀爬 | 挂钩梯攀爬四楼 6m金属拉梯 | 髋关节屈伸 肩关节屈、肘关节伸 | 矢状面
|
拖拉被困者 | 应急救援员穿越笼道救出被困人员 | 腹直肌、腹横肌和竖脊肌等长收缩 单侧髋关节、膝关节和踝关节伸展 肩关节、肘关节屈伸 | 矢状面 |
图2(消防员在铺设水带)
图3(消防员在利用水枪灭火)
图4(消防员在攀爬梯子)
图5(消防员在使用无齿锯破防盗门)
图6(消防员在拖拉假人)
消防员执行任务时需要经常在矢状面进行多关节运动,很多劈砍和挖掘的动作也涉及旋转,主要使用上肢下肢的肌肉群,对躯干核心的稳定性要求也很高。不同的任务对动作的要求有所不同,总的来说根据消防员工作任务中的职业动作消防员的体能需要上肢肌力和肌耐力,躯干的肌力和肌肉耐力,以及下肢的爆发力、柔韧性、灵敏性以及全身的稳定性。
四、消防员体能训练动作的选择
了解消防员的生理、生物力学和职业特性需求,对于体能教练制定训练计划是非常重要的,特别是练习动作的选择和训练科目以及工作任务是具有高度相关性的。我们在实际组训过程中可能会遇到器材不够,或场地受限等问题,以及不同消防员训练经验和年龄的差别,要视情况决定训练动作和器材的选择。例如,我们可以利用消防员手持的一些防护装备和设备进行阻力训练,作为训练计划的一部分,使用泡沫筒作为抗阻训练农夫行走的动作,将水带扛在肩上进行冲刺跑,或背上空呼手持90水带完成弓步、深蹲或上下台阶的动作来代替。
图7(消防水带)
五、消防员体技能训练科目分类
消防员体能训练科目的分类主要有如下几种,第一类属于器械体操包括引体向上、单杠卷身上等,这一点所有的军警体能训练都会涉及到,第二类属于跑步类科目包括5000米跑、5000米负重跑、百米障碍跑等。第三类属于消防综合科目这一类结合了体能和技能,包括负重登10楼、400米救人疏散物资、攀爬横渡、挂钩梯等。第四类属于消防业务操法也是与消防员实战贴近最紧密的科目,涉及多人配合和协作,包括枪炮协同、百米障碍救助操、纵深灭火救人操等。
同时作为检验消防员战斗力和不同单位之间交流学习的必要手段,消防体能考核和大比武也是消防员在进行体能训练的目标之一,也是作为体能教练负责的一个重要训练任务。
图8(消防员在手持水带过独木桥)
第一类科目贯穿于消防员常年训练的始终,每年从总队到支队都会组织考核,每名消防员必须达到所在年龄要求的范围,属于考核达标类,也是新入职消防员必须要通过的基础体能,其他种类涉及考察消防员综合运动能力和技能,被选作考核和比武的科目进行训练。
考核就像是一次测试,考察消防员业务能力和体能水平,比武更像是一次竞赛,比的就是竞技水平的高低,这一点和运动员比赛很类似。而且比武准备时间很长,长一点的时间有的能达到半年,短一点三个月左右,其中会进行选拔消防员去进行集训,作为体能教练我们做的就是在这个期间安排好大家的训练,并与消防内部班长及时进行沟通对接,举个例子,在400米救人疏散物资科目中,有一个部分是抗起一个120斤的假人奔跑50米,这个假人大家熟称小红,引无数英雄好汉为他折腰,这个起假人的部分一直都是消防内部班长来负责,我们只能在为防止损伤和跑的训练中下功夫。所以了解消防员训练科目和设备也是体能教练在组训中非常重要的一个部分。
图9(消防假人)
六、消防员比武竞赛阶段划分安排
消防员的比武竞赛科目多元化,工作任务多变化,根据运动训练学多年训练过程和消防员工作任务和比武时间建议在比武竞赛期间分为基础适应阶段、发展提升阶段、竞赛准备阶段三个训练阶段,并且合理安排周训练组合,根据不同训练元素的有效组合,循序渐进,最终促进消防员体技能的提升。
基础适应阶段一般持续2-3周,侧重发展消防员一般体能水平,建立任务所需的有氧耐力、肌力肌耐力和基本技术。发展提升阶段会持续2-4周,主要发展专项体能水平,提高混氧耐力、肌肉力量和速度,可直接转移到比武中具有针对性的能力,疲劳程度可能会过大,应特别注意伤病问题。专项整合阶段普遍为1-2周,应聚焦比武任务的关键,实现最快速度作业水平,以及可转移到任务中的最佳技战术能力,采取积极主动的方式恢复身体,其重点要减少训练负荷,产生超量恢复的效应。
在基础适应阶段的主要内容是改善关节灵活性和稳定性,增强神经肌肉的控制,建立和熟悉一般与专项动作模式,打好有氧耐力和基本力量素质的基础。整个训练目标是提高有氧耐力,积累基础力量训练负荷,剖析专项科目动作,以动作质量为前提,通过力量训练提高身体对专项的承载能力。
发展提升阶段的训练目标为最大化身体的混氧耐力和乳酸的耐受能力和水平,通过提升功能性力量和爆发力水平加强消防员在专项科目动作中的表现,提高动作发力效率,减少完成动作时间,与此同时,强化防伤训练,防止身体在疲劳状态下出现运动损伤。
在竞赛准备阶段,在保持现有体能素质和任务水平的基础上,与竞赛科目相结合,使用竞赛所需的装备器械,并阶段性的进行小比武测试,模拟竞赛并发现其中问题,同时临近比武,不仅要注意休息,还要在训练前、中和后进行适时的营养干预,积极采用一系列的再生与恢复手段,更要调整消防员心理的状态,并做好赛前个人装备的检查和整理准备。
七、感想
以上是我在总结个人跟训的基础上,查阅文献在对消防员职业特点和生理、生物力学和训练科目以及动作选择和训练阶段安排上面进行总结分析,希望可以对大家了解消防员以及消防员体能训练有所帮助,在消防职业化改革的进程下,消防员体能训练也在更加的科学和合理化,在自己身边也有很多同学和朋友也加入到了消防救援队伍中去,同时我们作为体能教练利用自己所学知识去服务消防员训练也是一件非常荣幸的事,作为和平年代牺牲最多的职业之一,是他们一直在为我们负重前行,保卫人民财产和生命安全,致敬最可爱的人。
参考文献
[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]陈彩盈,王斌,杨海晨.国外军人负重作战能力训练与启示[J].中国体育科技,2021,57(08):3-12.DOI:10.16470/j.csst.2021052.
[7]李梓靓.国内消防员职业体能训练的现状分析与提升建议[J].中国应急救援,2020(06):17-23.DOI:10.19384/j.cnki.cn11-5524/p.2020.06.004.