在消防救援中,消防员依靠消防服提供充分的保护以应对火灾现场各种各样的危险环境。在过去的几十年里,消防服已经取得了显著的技术进步,其热防护性能及舒适性一直是研究的重点。传统的消防服能否提供有效的热防护性能,保证消防员的职业健康与安全,是关系到国家安全发展的重要课题。在消防服中添加相变材料是一项具有发展前景的新技术,研究表明,该方法能够有效提高消防服的热防护性能。相变材料是一种新型智能调温材料,能够根据外界环境温度的变化,发生可逆相态改变,伴随相态转变吸收或放出热量进而实现温度调节的作用。为了进一步探索该项技术,本文重点研究添加了相变材料的消防服试样的热性能。选取固态相变材料,将相变层置于消防服舒适层和隔热层之间构成隔热内衬的形式,与外层和防水透汽层共同构成消防服测试试样。改变试样暴露的热通量和持续时间,热通量分别设置了2.5kW/m2、10kW/m2和20 kW/m2近似模拟二、三、四热等级,获知因相变材料的附加而引起的消防服额外热性能的变化。在实验测试和前人对消防服传热模型研究的基础上创建了一个添加了相变影响因素的有限差分法理论传热模型,并将所得实验数据与所建立的传热模型进行验证和分析。实验结果显示含有相变材料的试样其总体温度低于不含相变材料的试样。附加了相变材料的消防服在低热流辐射下,其相变潜热的影响要比高热流辐射下更加明显。尤其在中强热流下,由于相变材料的添加可使消防服整体降低8.5℃,且相变层的潜热吸收占总热能吸收的30%,表明添加了相变材料后,消防服每单位质量可以吸收更多的热能。但同时当相变结束后,这种潜热吸收作用将逐渐减小。本文所建立的模型得到了较好的验证,为量化相变材料的影响提供了一个有效手段,可以用来预估相变的影响。进一步表明了相变材料用于改善消防服热防护性能的实效性,证实了在相变过程中吸收的潜热能降低消防员皮肤表面的温度,提高消防服的耐高温性,对相变材料在消防服中的应用具有重要意义。