消防技術(shù)裝備的發(fā)展與展望

●孫文海，李斌兵

(1.陜西省消防總隊，陜西西安 710015;2.武警工程大學，陜西西安 710018)

一、國外消防裝備發(fā)展的三個階段

人類在與火災作斗爭的過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，并借助和使用工具。當這些工具或武器逐漸專業(yè)化之后，消防裝備就出現(xiàn)了。

(一)自由發(fā)展階段(20世紀以前)

科學技術(shù)的進步和社會生產(chǎn)力的發(fā)展，使社會文明程度不斷提高。在第一次世界大戰(zhàn)之后，工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，許多新技術(shù)紛紛出現(xiàn)。西方國家的工程師率先將機械技術(shù)和電子技術(shù)應用于火災的預防與撲救，使消防工具設備越來越專業(yè)化。1850年美國制造出內(nèi)燃機與離心泵組合的“馬達泵浦消防車”。

(二)消防產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化階段(20世紀初至中葉)

許多設備器材的發(fā)明創(chuàng)造都出現(xiàn)在20世紀初期到20世紀中葉，特別是經(jīng)過兩次世界大戰(zhàn)后經(jīng)濟的復蘇，帶動了傳統(tǒng)機械、電子、化工、材料以及建筑等工業(yè)技術(shù)的不斷更新與升級，從而完成了技術(shù)積累，并在此基礎上形成了具有行業(yè)特征的消防產(chǎn)業(yè)。國際上許多具有悠久歷史的消防產(chǎn)業(yè)集團，諸如英國西蒙消防車公司、德國施密茨消防車公司、瑞士西伯樂斯消防電子報警公司、美國可靠撒水滅火器材公司、日本能美電子消防公司、法國嘎米伐消防設備公司以及我國上海震旦消防機械設備公司等都是在這一時期先后創(chuàng)建。

消防產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展源于市場經(jīng)濟的發(fā)展，其根本在于市場需求。1951年美國紐約消防局曾經(jīng)一次性采購27輛型號為80－T的沃德法蘭西水罐泵浦消防車分配給相關消防隊。市場需求刺激了企業(yè)對消防產(chǎn)品的研究與開發(fā)，1915年美國國民泡沫公司發(fā)明了化學滅火劑［NaCO3、Al2(SO4)3］。這不僅解決了油品火災無法用水滅的難題，更重要的是從此人類擺脫了只有水能滅火的傳統(tǒng)思想束縛。

(三)行業(yè)產(chǎn)品標準化階段(20世紀中葉以后)

隨著物理學、燃燒學、流體力學以及計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀中葉以來，人們從微觀上對火災形成規(guī)律和滅火原理進行了深層次的研究。為了使消防產(chǎn)品能夠健康協(xié)調(diào)發(fā)展，世界發(fā)達國家的行業(yè)機構(gòu)紛紛制定標準并成立了實驗或檢驗機構(gòu)，從而規(guī)范了消防產(chǎn)品發(fā)展。比如這一時期出現(xiàn)了英國消防科研所卡丁頓火災實驗場、渥林頓火災實驗研究中心，美國成立了UL保險商實驗所、MF工廠互助保險公司火災科學實驗中心，1963年日本也創(chuàng)建了消防檢定協(xié)會，并加強與國際組織ISO的合作與交流。這些實驗與檢驗機構(gòu)不斷總結(jié)經(jīng)驗，為消防產(chǎn)品標準化奠定了基礎。

二、我國消防裝備的發(fā)展歷程

以消防車輛發(fā)展為主線［1］，我國消防裝備的發(fā)展經(jīng)歷了自然探索、活躍發(fā)展、計劃經(jīng)濟和市場化四個階段。

(一)自然探索階段(1908年以前)

我國北宋時代在開封創(chuàng)建了世界上第一支國家城市消防隊，到了南宋時代的1252年前后在臨安得到完善，當時已有望火樓10座。那時的消防工具不過是生活、生產(chǎn)使用的日常用具。專用滅火工具最早應用在古戰(zhàn)爭中，杜預在《通典》中記載:“油囊盛水于城上，擲安火車中，囊敗火滅?！庇湍沂抢糜筒伎p制的盛水容器，可以說是我們今天滅火器的雛形。宋代末期，人類基于對大氣壓力的認識，出現(xiàn)了竹制“唧筒”。

1627年，德國傳教士鄧玉函(Jean Terrenz)與明朝進士王徵撰寫的《奇器圖說》中詳細介紹了西方人力“水銃”的結(jié)構(gòu)與制作。“水銃”實質(zhì)上是人力活塞泵，有帶輪和不帶輪兩種類型，后來發(fā)展成為人力“洋龍”?！八|”的出現(xiàn)與普及是我國消防裝備的革命性發(fā)展，它在我國沿用了三百多年。1906年，日本留學歸國的杜鴻賓編寫了《消防警察全編》，詳細介紹了蒸汽唧筒，從而將源于西洋的機械蒸汽機引進中國。后來，內(nèi)燃機和離心泵的出現(xiàn)使蒸汽唧筒發(fā)展為現(xiàn)在的機動手抬泵和拖泵。

(二)活躍發(fā)展階段(1908—1950年)

清朝末年和中華民國時期，國外技術(shù)大量引進，使消防裝備的技術(shù)含量越來越高［2］，這主要表現(xiàn)在:一是以內(nèi)燃機作動力的消防車代替了笨重的蒸汽機消防車;二是部分發(fā)達城市建立了消火栓供水管網(wǎng);三是電話機應用于火災報警;四是化學泡沫等新型滅火劑不斷涌現(xiàn)。

1908年，上海公共租界工部火政處引進了我國第一輛號稱“消防王”的蒸汽機泵浦消防車，該車有兩個發(fā)動機并附帶登高梯。同年，上海租界又引進了“卡迪拉克”(Cadillac)和“菲亞特”(Fiat)改裝的消防車，后來租界工部火政處年年增添新車。十年后的1919年，租界全部淘汰了笨重的蒸汽機消防車。1935年上海公共租界從德國購進麥其拉斯23 m和46 m云梯車，當時46 m云梯車在亞洲僅此一輛。抗日戰(zhàn)爭中各國租界紛紛撤離上海，消防車輛器材由上海公安局消防處統(tǒng)管。到1946年上海有機動消防車218輛，人力消防車24輛，救火輪2艘。面對進口設備損壞后無法送回原廠維修的困境，上海租界火政處于1916年在上海虹口建造了修理廠，并于1932年前后利用部分汽車底盤改裝了多輛消防車，滿足了國內(nèi)許多單位對消防機械的需求，解放后該工廠發(fā)展成為上海消防器械總廠。

中華民國時期生產(chǎn)經(jīng)營消防器材的民族企業(yè)中，影響最大的當推上海震旦機器鐵工廠。它創(chuàng)建于1917年，1926年又在無錫擴建工廠，改裝了我國第一輛以內(nèi)燃機為動力的泵浦消防車，仿制了法國4HP、10HP“特拉海”內(nèi)燃機手抬泵，并率先在國內(nèi)生產(chǎn)了“雞球牌”化學泡沫滅火機，后來演變成震旦消防設備廠。到1949年，我國共有消防車711輛。

(三)計劃經(jīng)濟階段(1950—1985年)

解放后，上海震旦機器鐵工廠以私營企業(yè)身份積極為社會主義建設服務，到1955年改名“公私合營震旦鐵工廠”。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，1959年上海震旦鐵工廠試制了我國第一輛水罐泵浦消防車;1973年上海市機電一局利用交通牌底盤試制了我國第一輛30 m曲臂車登高平臺消防車;1976年沈陽消防廠利用解放CA10B底盤試制了我國第一輛液壓傳動28 m云梯車。

1956年我國研制成功了動物型和植物型蛋白泡沫，填補了我國空氣機械泡沫的空白，其性能已經(jīng)可與當時美國國民泡沫公司(National)的產(chǎn)品相媲美。1957年9月公安部選派25名干部赴蘇聯(lián)列寧格勒消防技術(shù)學校學習兩年。后來，這批干部成為我國消防事業(yè)的中堅力量，他們的工作業(yè)績使得消防工作的行業(yè)地位越來越高。1962年，我國第一次編制了《1963～1972年消防科學技術(shù)發(fā)展十年規(guī)劃》，國家計劃委員會也將“消防”設計項目從機械、電子、紡織等行業(yè)中分列出來。為了適應計劃經(jīng)濟原材料統(tǒng)籌與產(chǎn)品分配的需要，1976年公安部消防局設消防器材生產(chǎn)處，進一步強化了消防器材設備的行政管理工作。

(四)市場化階段(1985年以后)

1984年9月中國消防協(xié)會成立，10月中國消防器材公司與公安部消防局分離，標志著消防產(chǎn)品市場化全面放開。在市場經(jīng)濟激勵下，消防設備開始有了長足發(fā)展，尤其1990年由天津大學內(nèi)燃機研究所研制出國內(nèi)第一套液壓破拆工具后，國內(nèi)企業(yè)像雨后春筍，紛紛生產(chǎn)自己的產(chǎn)品，各種消防設備開始成系列化、系統(tǒng)化。

市場化的協(xié)調(diào)發(fā)展必須要有制度規(guī)范和標準作保障，1984年我國正式加入國際消防標準化組織設備技術(shù)委員會［ISO/TC21］，1987年10月公安部組織成立了“全國消防標準化技術(shù)委員會”［CSBTS/TC113］。2002年11月中國消防協(xié)會專家委員會出席了在日本東京召開的ISO/TC21會議，并在會上作了《中國消防器材標準化現(xiàn)狀》的專題發(fā)言，這標志著我國消防產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用及市場準入等領域拉開了與國際市場接軌的序幕。1992年5月公安部牽頭成立了中國消防產(chǎn)品質(zhì)量認證委員會，2011年5月由吉林消防總隊與一汽解放集團聯(lián)合研發(fā)的消防車專用底盤順利通過公安部消防局的項目驗收，標志著中國普通消防車制造業(yè)已經(jīng)與世界接軌。中國消防協(xié)會成立近30年來，多次組織國際消防設備技術(shù)交流展覽會(China Fire－equipment Exhibition)，推進了消防技術(shù)迅猛發(fā)展;消防部隊參加汶川、玉樹大地震救援及舟曲泥石流救援，刺激了消防器材裝備的需求。2005年消防部隊有消防車1.2萬輛，而到2012年消防車數(shù)量已猛增到2.4萬輛。

三、消防技術(shù)裝備發(fā)展方向展望

(一)車輛設備功能的多樣化、模塊化與規(guī)范化

我國地域遼闊，各地消防技術(shù)裝備需求存在差異。新興企業(yè)及新材料的出現(xiàn)使消防部隊應對的災難更加復雜，單純的水罐車、泡沫車均因功能比較單一而在施救過程中顯得力不從心。為此，開發(fā)性能先進、品質(zhì)優(yōu)良、功能齊全的消防裝備顯得尤為重要。另外，消防部隊承擔應急救援任務后，裝備缺口明顯增大。搶險救援消防車采用模塊化箱體設計的車輛可以根據(jù)地區(qū)救援要求配置破拆、救生、照明、潛水等不同器材設備，一車多用，任意組合，針對性強，可有效避免對器材資源的浪費，這類車輛更適應滅火救援需要。消防技術(shù)裝備產(chǎn)品市場發(fā)展到一定程度必然走規(guī)范化的道路，這是許多發(fā)達國家已經(jīng)驗證和走過的路子，是國際產(chǎn)品市場經(jīng)營與管理的規(guī)律。

(二)科技進步將促進消防技術(shù)裝備發(fā)展

功能需求促進產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)，但在遇到瓶頸難題時，科學技術(shù)是解決瓶頸難題的重要途徑。這類例子很多，比如在氣溶膠滅火劑30年的發(fā)展歷程中，第二代產(chǎn)品K型氣溶膠解決了第一代煙霧滅火劑高溫導致火災擴大的難題，而第三代S型氣溶膠又解決了K型氣溶膠對文物檔案、精密儀器等造成二次污染的問題。又比如納米技術(shù)解決了干粉粒度過小時破壞主劑晶體的問題，同時也解決了甲基硅油與含氫硅油添加劑與干粉主劑混合不均勻的問題，于是出現(xiàn)了超細干粉。再比如，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的逐步完善，恒壓變量供水系統(tǒng)迅速在全世界得到廣泛應用，這種供水方式與傳統(tǒng)的工頻泵房供水方式相比，具有安全可靠、投資少、節(jié)電、節(jié)水、自動化程度高，以及操作控制方便等顯著特點。最近幾年，國內(nèi)外興起哈龍?zhí)娲_發(fā)研究熱潮。雖然已經(jīng)取得了一定的進展，如七氟丙烷(FM－200)和混合氣體IG541(Inergen)等，但這些滅火劑并沒有達到真正意義上的替代。目前，國際上還沒有研制出一種對人和環(huán)境無害，可以直接替換哈龍“1211”或“1301”固定滅火系統(tǒng)的產(chǎn)品。因此，開發(fā)哈龍?zhí)娲滦蜏缁饎┑难芯抗ぷ鞑⑽唇Y(jié)束，或許這一課題攻關工作仍然需要借助科技進步的推動作用來實現(xiàn)。

(三)節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品將大量涌現(xiàn)

筆者在早期接受的消防教育中，曾不止一次被灌輸了“水是取之不盡、用之不竭的常用滅火劑”的思想，認真審視這一觀點，它與現(xiàn)代節(jié)能、環(huán)保的思想背道而馳。早在1974美國農(nóng)業(yè)部的研究報告中就指出:由于水的表面張力較大、水分子不易被材料吸附等原因，而造成消防隊用直流水滅火時只有5%～10%的水起到降溫滅火的作用，其它90% ～95%的水都被流失掉了。在人們高度重視環(huán)境保護、節(jié)能減排的今天，新一代高效、環(huán)保型消防器材產(chǎn)品必將大量涌現(xiàn)。20世紀70年代美國德州林業(yè)處為了解決森林滅火水源缺乏問題，開始使用壓縮空氣泡沫滅火，并逐漸感受到傳輸距離遠、滅火高效節(jié)能的優(yōu)勢。目前自動壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)已被廣泛使用，相信最近出現(xiàn)的F－500滅火劑、法安德－2000滅火劑、新型火冰滅火劑等都將會順應時代發(fā)展［3］，發(fā)揮其高效、環(huán)保的獨特作用。

(四)滅火機器人與消防飛機的時代即將到來

機器人和消防飛機參與滅火救援給人們解決了許多困難，同時減小了滅火救援人員的各種風險。在“以人為本、科技強警”的和諧社會，消防技術(shù)裝備必須首先考慮人員的生命安全。目前我國機器人用于消防還剛剛起步，但也有了一定的進展，比如沈陽消防支隊自主研制的無人駕駛消防車為我國填補了空白;明光消防器材廠生產(chǎn)的偵察滅火機器人為我國開發(fā)多功能消防機器人開創(chuàng)了先河。

在國外，研制與使用機器人非常盛行，德國BASF化學工廠消防科使用的機器人，形狀和人差不多，能夠攀登樓梯，并可以用收縮手完成滅火、舉重、堵漏、偵檢爆炸物等任務。美國卡內(nèi)基梅隆大學機械工程與機器人專業(yè)副教授華維博士認為，蛇形機器人更加適合消防需要，它能夠穿越濃煙和狹小通道，進入人類和其他一般機械不能到達的指定位置。

十幾年前飛機救援在國外就已經(jīng)是很常見的事了，1995年4月日本有消防直升飛機25架，1995年7月法國有消防直升飛機31架。而在我國配備消防飛機只是剛剛起步，但相信會迅速普及，因為制約我國消防飛機發(fā)展的瓶頸已經(jīng)打開。2010年8月19日國務院、中央軍委聯(lián)合發(fā)布了《關于深化我國低空空域管理改革指導的意見》，按照《意見》要求，目前已經(jīng)完成了試點開放工作，到2015年將完成在全國推廣開放工作。同時該《意見》明確指出1000 m以下空域為報告空域，只有4000 m以上才是管控空域。

中國消防技術(shù)裝備發(fā)展歷程是坎坷的，消防產(chǎn)品市場管理有待于進一步完善，但可以預見，今后一段時間將是中國消防產(chǎn)業(yè)整合發(fā)展的黃金時期，同時中國也將是世界上最具活力和潛力的消防產(chǎn)品生產(chǎn)基地和流通市場。

［1］何峰，董松林.我國消防車的現(xiàn)狀與發(fā)展方向［J］.消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2003，(11):70 －72.

［2］孟正夫.中國消防簡史［M］.北京:群眾出版社，1984.

［3］楊才.AB型火冰滅火劑制備與使用方法:中國，ZL201110109443.0［P］.2011 －06 －01.