解析災(zāi)害事故現(xiàn)場空氣呼吸器供氣性能測試

陳發(fā)劍

摘 要：通過平地測試以及攀爬扶梯、樓梯測試兩種形式對(duì)常用的空氣呼吸器實(shí)施供氣性能測試，針對(duì)實(shí)驗(yàn)人員穿著戰(zhàn)斗服行進(jìn)、救人、負(fù)重等多種途徑進(jìn)行測試。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得了連續(xù)作業(yè)條件下空氣呼吸器最長供氣時(shí)間以及不同背景下的單位時(shí)間耗氣量。對(duì)測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并獲得測試結(jié)論，最終建議空氣呼吸器配備備用氣源或者氣瓶。

關(guān)鍵詞：災(zāi)害事故；空氣呼吸器；供氣性能；測試

0 引言

消防員在實(shí)施戰(zhàn)斗滅火或者搶險(xiǎn)救援時(shí)，空氣呼吸器是其中必不可少的工具[1]，其在整個(gè)搶險(xiǎn)救災(zāi)過程中所發(fā)揮的作用是不言而喻的，其供氣性能的好壞對(duì)于整個(gè)救援行動(dòng)有著重要影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)牽涉消防員人身安全[2-3]。筆者綜合考慮多方面因素，對(duì)空氣呼吸器的供氣性能進(jìn)行了綜合研究，考慮了不同災(zāi)害事故現(xiàn)場、消防人員的具體作業(yè)形式以及消防員的負(fù)荷強(qiáng)度等，模擬實(shí)戰(zhàn)情況下空氣呼吸器的供氣性能。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)計(jì)算總結(jié)，得到了消防人員在災(zāi)害事故現(xiàn)場不同作業(yè)時(shí)使用空氣呼吸器的參考數(shù)值，以期能夠?yàn)榭諝夂粑鞯氖褂锰峁┚唧w數(shù)據(jù)支持。

1 空氣呼吸器供氣性能測試方法

1.1 研究對(duì)象以及試驗(yàn)人員

試驗(yàn)測試對(duì)象先用我國消防部隊(duì)常用的正壓式空氣呼吸器，其中，氣瓶額定最大工作壓力是30 MPa，氣瓶的容積是6.8 L。試驗(yàn)人員為軍校在校學(xué)員，人數(shù)為40，試驗(yàn)人員具備相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)并且身體素質(zhì)優(yōu)良。

1.2 制定測試方案

在測試空氣呼吸器性能時(shí)分為兩種方式，分別為平地測試以及攀爬扶梯、樓梯測試，試驗(yàn)人員佩戴空氣呼吸器，同時(shí)穿上戰(zhàn)斗服行進(jìn)、救人、負(fù)重等進(jìn)行測試，如表1所示為測試裝備的質(zhì)量。

1.2.1 平地測試

試驗(yàn)人員佩戴空氣呼吸器在平地上進(jìn)行行進(jìn)測試，作用在于測試消防員穿著戰(zhàn)斗服在災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行平地行進(jìn)時(shí)空氣呼吸器的供氣性能。

（1）佩戴空氣呼吸器身穿戰(zhàn)斗服平地行進(jìn)。這樣模擬普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器進(jìn)行平地移動(dòng)情形，通過平地行進(jìn)模擬既可以模擬消防員在地面上的活動(dòng)，同時(shí)還可以模擬消防員在地鐵、隧道或者建筑內(nèi)部某樓層等內(nèi)部相對(duì)較為平坦的地面活動(dòng)。

（2）佩戴空氣呼吸器身穿戰(zhàn)斗服平地負(fù)重行進(jìn)。這樣模擬普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器在平地上進(jìn)行負(fù)重行進(jìn)作業(yè)情形，所負(fù)重量一般為佩戴消防水槍1支，加上2盤消防水帶。

1.2.2 攀爬扶梯、樓梯測試

消防人員佩戴空氣呼吸器攀爬扶梯、樓梯測試，測試的目的在于獲得消防員身穿戰(zhàn)斗服在災(zāi)害事故現(xiàn)場攀爬扶梯或樓梯上下樓時(shí)空氣呼吸器的供氣性能。

（1）佩戴空氣呼吸器穿著戰(zhàn)斗服攀爬樓梯。這樣可以模擬普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器進(jìn)行上下樓梯時(shí)的情形；能夠模擬消防人員在高層、多層建筑內(nèi)部身穿戰(zhàn)斗服進(jìn)行攀爬樓梯上下樓層的作業(yè)情況。

（2）佩戴空氣呼吸器穿著戰(zhàn)斗服負(fù)重攀爬樓梯。模擬普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器進(jìn)行負(fù)重上下樓梯的情形；能夠模擬消防人員在高層、多層建筑內(nèi)部身穿戰(zhàn)斗服，同時(shí)負(fù)重消防水槍1個(gè)，加上2盤消防水帶進(jìn)行攀爬樓梯上下樓層實(shí)施水帶線路鋪設(shè)，為滅火救援作業(yè)做準(zhǔn)備的活動(dòng)。

1.2.3 救助行動(dòng)測試

測試消防人員佩戴空氣呼吸器進(jìn)行救人時(shí)空氣呼氣器的性能，目的在于獲得消防人員在災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行單人救人或者雙人合力救人時(shí)空氣呼吸器的供氣性能。

（1）佩戴空氣呼吸器身穿穿著戰(zhàn)斗服攙扶救人?？梢阅M普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器在平地上面攙扶救人的情形；能夠模擬消防員身穿戰(zhàn)斗服在平地或者是建筑內(nèi)部攙扶救人作業(yè)，上述兩種形式是消防人員實(shí)施單人救助的常見形式。

（2）佩戴空氣呼吸器身穿戰(zhàn)斗服雙人合力救人?？梢阅M普通災(zāi)害事故現(xiàn)場消防人員佩戴空氣呼吸器在平地上面雙人合抬救人或者擔(dān)架救人的情形；能夠模擬消防人員在平地或者建筑內(nèi)部雙人合力救人作業(yè)情景，上述兩種形式是消防員實(shí)施雙人合力救助的常見形式。

2 測試結(jié)果及分析

2.1 連續(xù)作業(yè)條件下氣瓶最長供氣時(shí)間

經(jīng)過試驗(yàn)測試，所獲得的連續(xù)作業(yè)條件下，行進(jìn)速度對(duì)空氣呼吸器最長供氣時(shí)間的影響規(guī)律如圖1所示。由圖可以明顯看出，隨著行進(jìn)速度的不斷提升，氣瓶最長供氣時(shí)間在逐漸縮短，在靜止條件下，6.8L氣瓶最長供氣時(shí)間可以高達(dá)135.6 min，最長供氣時(shí)間數(shù)值隨行進(jìn)速度的增加迅速降低，當(dāng)行進(jìn)速度達(dá)到2.7m/s時(shí)，氣瓶最長供氣時(shí)間平均降至22.1min。分析圖1關(guān)系曲線可以知道，在消防員進(jìn)行正常速度1.5m/s行進(jìn)時(shí)，氣瓶最長供氣時(shí)間大約為50min。

如圖2所示為行進(jìn)速度與單位時(shí)間耗氣量之間的關(guān)系。從圖中可以看出，試驗(yàn)人員單位時(shí)間耗氣量隨著測試行進(jìn)速度的增加持續(xù)增加，在在靜止條件下單位時(shí)間耗氣量最小，平均值只有0.22MPa/min，并且單位時(shí)間耗氣量增加幅度隨行進(jìn)速度的增加也在加大，當(dāng)行進(jìn)速度為2.75m/s時(shí)，單位時(shí)間耗氣量將近1.36MPa/min。分析圖2關(guān)系曲線可以知道，在消防員進(jìn)行正常速度1.5m/s行進(jìn)時(shí)，單位時(shí)間耗氣量在0.6MPa/min左右。

2.2 不同作業(yè)時(shí)的實(shí)際供氣數(shù)據(jù)

在作業(yè)條件不同時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)，在平地上面行進(jìn)時(shí)，在行進(jìn)速度維持不變的情況下，隨著負(fù)重量的不斷增加，試驗(yàn)人員單位時(shí)間耗氣量也在持續(xù)增大，當(dāng)負(fù)重為25.7kg行進(jìn)的時(shí)候，單位時(shí)間耗氣量為空載平地行進(jìn)測量值的1.25倍左右；雖然擔(dān)架救人和合抬救人形式上存在一定的差別，但是所承受的質(zhì)量基本上是相同的，進(jìn)行擔(dān)架救人時(shí)擔(dān)架以及假人的總總量約為69kg，而合抬救人時(shí)傷者的體重平均是70.3kg，當(dāng)行進(jìn)速度維持不變時(shí)，單位時(shí)間耗氣量之相差1.9%，說明兩者的單位時(shí)間耗氣量基本相同；進(jìn)行攙扶式測試時(shí)，假設(shè)單腿受傷，只能夠一只腳著地，體重平均值為71.5kg，所獲得的測試結(jié)果基本上與擔(dān)架救人、合抬救人數(shù)值相當(dāng)，如圖3所示為具體測試數(shù)據(jù)。

2.3 平地行進(jìn)與攀爬測試數(shù)據(jù)之間的比較

消防員常見的作業(yè)形式就有平地行進(jìn)以及攀爬樓梯兩種，經(jīng)過試驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)，在距離相同時(shí)，平地行進(jìn)80m，攀爬8層樓梯，總共的行程也為80m，如圖4和5所示為平地行進(jìn)以及攀爬樓梯所獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，試驗(yàn)人員攀爬樓梯上樓與平地行進(jìn)相比，單位時(shí)間耗氣量前者是后者的2.72倍，而進(jìn)行下樓梯時(shí)，與平地行進(jìn)相比，單位時(shí)間耗氣量是其1.87倍，將上下樓梯進(jìn)行綜合計(jì)算，其單位時(shí)間耗氣量為平地行進(jìn)時(shí)的2.3倍；在負(fù)重情況下，攀爬樓梯上樓與平地行進(jìn)相比較而言，單位時(shí)間耗氣量是其2.31倍，而下樓單位時(shí)間耗氣量為平地行進(jìn)時(shí)的1.58倍，將上下樓梯進(jìn)行綜合計(jì)算，其單位時(shí)間耗氣量為平地行進(jìn)時(shí)的1.94倍。

在平地上負(fù)重25.7kg行進(jìn)時(shí)，其單位時(shí)間耗氣量為平地空載行進(jìn)時(shí)的1.5倍，但是所需要消耗的時(shí)間卻基本相同，只相差3%，攀爬樓梯單位時(shí)間耗氣量差別最小，差別僅為1%，但是作業(yè)時(shí)間卻有較大差別，下樓比上樓所需要的時(shí)間短，單位時(shí)間耗氣量便相對(duì)少，進(jìn)行負(fù)重攀爬樓梯時(shí)上樓所消耗的時(shí)間為不負(fù)重時(shí)的1.43倍，負(fù)重攀爬樓梯時(shí)下樓所消耗的時(shí)間為不負(fù)重時(shí)的1.21倍，對(duì)上下樓梯進(jìn)行綜合計(jì)算之后，負(fù)重攀爬樓梯所用時(shí)間是不負(fù)重時(shí)的1.33倍。

3 結(jié)語

本文在理想條件下進(jìn)行了災(zāi)害事故現(xiàn)場空氣呼吸器供氣性能測試，但是在實(shí)際災(zāi)害事故現(xiàn)場，消防員使用空氣呼吸器實(shí)施作業(yè)的具體情況是非常復(fù)雜的，需要進(jìn)行多種作業(yè)方式，因此，空氣呼吸器供氣時(shí)間長短很難準(zhǔn)確確定。本文所測結(jié)果是在理想條件下進(jìn)行，所得結(jié)果能夠反應(yīng)大致規(guī)律，具有一定的參考價(jià)值，但是能夠真正用于實(shí)戰(zhàn)還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]杜欣.正壓式空氣呼吸器供氣性能對(duì)比試驗(yàn)研究[J].武警學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，32（2）：15-20.

[2]杜欣，李進(jìn)興，吳義娟，等.災(zāi)害事故現(xiàn)場空氣呼吸器供氣性能測試與分析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2016，（2）：251-254.

（作者單位：達(dá)州市公安消防支隊(duì)通川區(qū)消防大隊(duì)）