淺談壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用

林增杰

摘? 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的滅火救援工作開(kāi)始進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，并且在建筑逐漸高層化以及功能化和復(fù)雜化的背景下，對(duì)滅火救援提出了更高的要求。而壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)是一種新型的高效滅火技術(shù)，能夠有效應(yīng)對(duì)各種火災(zāi)情況。因此該文通過(guò)闡述壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)，分析其滅火特點(diǎn)，并研究其具體應(yīng)用，旨在為新形勢(shì)下的消防滅火作戰(zhàn)提供借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：壓縮空氣泡沫;滅火系統(tǒng);高層建筑

中圖分類號(hào)： X924? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

現(xiàn)階段，壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)是我國(guó)一種新配備的消防技術(shù)裝備，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)消防人員對(duì)其認(rèn)識(shí)不夠，而且實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不完善，從而在一定程度上影響了消防滅火的效果。因此消防部門(mén)及相關(guān)人員要充分了解談壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的定義及組成，掌握其特點(diǎn)，從而針對(duì)不同的火災(zāi)對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行合理應(yīng)用，保證消防滅火的實(shí)效性。

1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)

1.1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)定義及系統(tǒng)組成

壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)是指在消防滅火時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)的消防水泵出水，在加入一定比例的濃縮泡沫液后，再利用壓縮空氣泵排出的空氣在消防水管或者消防水帶中進(jìn)行強(qiáng)力的攪拌，從而能夠形成一種高能量的滅火泡沫。

壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的組成中主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)以及泡沫比例混合系統(tǒng)等。其中壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)包括柴油機(jī)、取力器以及傳動(dòng)軸等部分;水系統(tǒng)是由水泵、水炮和水管路等部分組成的;壓縮空氣系統(tǒng)的構(gòu)成部件包括壓縮機(jī)、氣體管路以及氣體流量計(jì)等;最后泡沫比例混合系統(tǒng)的組成部分包括泡沫液箱、相應(yīng)控制模塊以及泡沫液泵和混合器等。同時(shí)將壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)安裝在消防車中則可以作為固定滅火設(shè)施[1]。

1.2 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的工作原理

壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的工作原理是利用動(dòng)力系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機(jī)，經(jīng)過(guò)取力器將動(dòng)力傳遞到消防水泵和空氣壓縮機(jī)裝置中，然后帶動(dòng)其開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)工作。同時(shí)消防水泵的出口壓力水流通過(guò)流量計(jì)可以將信號(hào)傳遞到系統(tǒng)的控制模塊?；诳刂颇K相應(yīng)的計(jì)算處理后，可以向泡沫液泵發(fā)出適當(dāng)?shù)闹噶钚盘?hào)，可以控制泡沫液泵的運(yùn)轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是對(duì)泡沫液泵的輸出進(jìn)行控制，其輸出一定流量的泡沫液再注入到水流中，能夠有效將水與泡沫按照特定比例進(jìn)行混合。同時(shí)消防人員能夠借助控制模塊的調(diào)節(jié)功能來(lái)調(diào)整水與泡沫的混合比例。當(dāng)混合液中被注入適當(dāng)量的壓縮空氣后，消防人員可以利用壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)中的手動(dòng)閥門(mén)來(lái)合理控制壓縮空氣的實(shí)際流量和壓力。在此基礎(chǔ)上，壓縮空氣和泡沫的混合液在軟管中進(jìn)行攪拌，可以生成壓縮空氣泡沫，用于消防滅火救援活動(dòng)中。并且按照不同的泡沫混合比和壓縮空氣注入量等，可以將壓縮空氣泡沫分為濕泡沫和干泡沫，能夠針對(duì)不同的消防滅火情形進(jìn)行科學(xué)合理的滅火作戰(zhàn)。

2 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)

壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下所述。

壓縮空氣泡沫無(wú)異味、滅火產(chǎn)物易降解、用水量較少、對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重的污染。

壓縮空氣泡沫滅火能夠提高水的保濕性，使水分在燃燒物的表面停留時(shí)間更長(zhǎng)。同時(shí)，壓縮空氣泡沫還能夠增加對(duì)燃燒物的冷卻覆蓋面積，這對(duì)于火災(zāi)撲救效率的提升是很有幫助的。

壓縮空氣泡沫主要由泡沫、水、壓縮空氣組成，相較于單純的水，其重量更輕，出進(jìn)行火災(zāi)撲救時(shí)，消防水帶的重量也會(huì)隨之大幅降低，這不僅能夠幫助消防員節(jié)省體力，為長(zhǎng)時(shí)間的火災(zāi)撲救工作提供支持，同時(shí)還可以降低建筑物的承重壓力，避免因建筑物載荷過(guò)高而發(fā)生坍塌事故（發(fā)生火災(zāi)后建筑物結(jié)構(gòu)很容易遭到破壞，其承重能力也會(huì)大大下降）。

壓縮空氣泡沫具有易調(diào)節(jié)性，可以根據(jù)滅火現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，快速調(diào)節(jié)泡沫的形態(tài)。其中，干式泡沫的含水量較少，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和附著能力，可以有效隔離空氣與燃燒物，防止出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象。而濕泡沫則具有較大的含水量和滲透性，在初期滅火以及殘火消除中具有良好效果。

壓縮空氣泡沫具有長(zhǎng)達(dá)20年的保質(zhì)期，在火災(zāi)撲救過(guò)程中的用量消耗速度也比較慢，其綜合作用成本要明顯低于其他滅火系統(tǒng)。

3 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 撲救普通建筑火災(zāi)的應(yīng)用

壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)具有展開(kāi)迅速、用水效率高、控制火勢(shì)快的特點(diǎn)，在普通建筑的火災(zāi)撲救中能夠發(fā)揮出良好的應(yīng)用效果，但由于不同火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況存在明顯差異，因此在實(shí)際應(yīng)用中，還需根據(jù)實(shí)際情況來(lái)采取針對(duì)性的應(yīng)用策略，并對(duì)各種戰(zhàn)術(shù)方法進(jìn)行合理應(yīng)用。例如在消防車與火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)間距離較短的情況下，可直接利用卷盤(pán)膠管來(lái)完成水或泡沫的輸送，并直接利用水槍打擊火勢(shì)，組織火勢(shì)進(jìn)一步蔓延。但是需要注意的是，由于CAFS消防車的卷盤(pán)膠管長(zhǎng)度僅為60 m，水罐容量為3 000 L，因此僅能支持距離在50 m以內(nèi)且火勢(shì)相對(duì)較小的火災(zāi)，如火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與消防車間距離在50 m（需10 m機(jī)動(dòng)距離）以上，或火勢(shì)無(wú)法在9 min內(nèi)得到壓制（9 min后水罐內(nèi)水全部打完），則應(yīng)采取其他戰(zhàn)術(shù)方法對(duì)壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于距消防車?？课恢幂^遠(yuǎn)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)（如高層、大型商場(chǎng)等區(qū)域的火災(zāi)），應(yīng)及時(shí)利用器材拖車來(lái)將水帶運(yùn)送至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)水帶來(lái)輸送完成水或泡沫的輸送，然后再借助水槍打出泡沫或水，這樣不僅可以保證滅火的機(jī)動(dòng)性，同時(shí)也能夠保證對(duì)火勢(shì)的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)壓制。在水罐容量為3 000 L的情況下，使用1支水槍可持續(xù)滅火20 min，如果能夠得到水源補(bǔ)充，持續(xù)滅火則可達(dá)到6 h（6 h后泡沫消耗完畢）。另外，當(dāng)前很多居民小區(qū)在出入口處經(jīng)常會(huì)設(shè)置小鐵門(mén)、旋轉(zhuǎn)門(mén)等障礙物，且設(shè)置障礙物時(shí)未能充分考慮到火災(zāi)撲救需求，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，很容易對(duì)消防車的行駛造成阻礙。針對(duì)這類情況，還需選擇將水帶等器材運(yùn)送至小鐵門(mén)等障礙物周圍，然后通過(guò)人力傳遞、拖車搬運(yùn)等方式將其運(yùn)至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，以盡快開(kāi)展火災(zāi)撲救工作。

3.2 撲救高層建筑火災(zāi)的應(yīng)用

面對(duì)撲救難度較高的高層建筑火災(zāi)，壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的具體應(yīng)用策略、戰(zhàn)術(shù)方法與普通建筑并無(wú)太大差異，但是在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)充分考慮到水泵供水壓力、沿程阻力和垂直供水距離等因素。在供水阻力方面，由于供水高度與消防車供水負(fù)荷直接相關(guān)，而消防車供水負(fù)荷又與其可靠性、壽命直接相關(guān)，因此在以泡沫形態(tài)進(jìn)行噴射時(shí)，需要將水泵供水量控制在20 L/s以內(nèi)，而供水壓力則要在1.0 MPa以內(nèi)，這樣水泵轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以分別保持在2 500 r/min與1 800 r/min，屬于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，不會(huì)對(duì)可靠性與使用壽命造成影響，同時(shí)在CAFS消防車的強(qiáng)大功能性支持下，其供水高度與供水量也能夠滿足絕大多數(shù)高層建筑火災(zāi)的滅火需求。而在沿程阻力方面，為了避免水帶打折問(wèn)題，則需要在水帶較長(zhǎng)時(shí)（500 m以上）將水帶阻力控制在0.845 MPa左右，水槍額定噴射壓力也要在0.35 MPa以上，水泵供水壓力需達(dá)到1.2 MPa。這一要求對(duì)要求常規(guī)消防車來(lái)說(shuō)較為困難，但對(duì)于CAFS消防車來(lái)說(shuō)，尚未達(dá)到其性能極限。另外，從垂直供水距離的角度來(lái)看，壓縮空氣泡沫滅火消防車雖然具有著比常規(guī)消防車更強(qiáng)的性能（常規(guī)消防車垂直供水距離通常在50 m左右），但由于其垂直供水（供泡沫）距離同樣與水帶長(zhǎng)度與重量相關(guān)，因此在進(jìn)行高層火災(zāi)撲救時(shí)，還需盡量采用40 mm水帶進(jìn)行供水，以降低水帶重量，提高供水距離。

當(dāng)然，如火災(zāi)撲救所需垂直供水距離在150 m以下，也可以考慮使用65 mm水帶，而當(dāng)垂直供水距離在100 m以下時(shí)，則允許使用80 mm水帶。

3.3 撲救大型油罐火災(zāi)的應(yīng)用

由于油罐在高溫狀態(tài)下很容易發(fā)生爆炸，因此對(duì)于大型油罐火災(zāi)的撲救通常需分為油罐冷卻與滅火兩個(gè)階段，并在各階段采取不同的泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)用策略。在油罐冷卻階段，由于水槍打出的水流速較快，且具有著很強(qiáng)的沖擊力，絕大部分水都會(huì)在短暫接觸油罐后濺射向其他方位，在油罐冷卻方面所發(fā)揮出的作用并不大，火災(zāi)撲救過(guò)程中的水利用率也因此大大下降。針對(duì)這一問(wèn)題，可充分利用壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫比例調(diào)節(jié)功能，將泡沫以較低的比例與水混合，然后使用水槍打出濕泡沫（T1），由于這類壓縮空氣泡沫中的空氣比例在70%為以上，具有良好的吸熱性與黏附性，垂直表面流動(dòng)速度也比較快，因此在泡沫被水槍噴出后，一旦接觸到油罐體，就會(huì)立即附著在油罐表面上，并沿著油罐表面向下流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐體的全覆蓋降溫，而系統(tǒng)水罐中水的利用率也會(huì)得到提升。需要注意的是，由于大型油罐火災(zāi)的蔓延速度較快，因此，為了防止火勢(shì)蔓延，還需要關(guān)注燃燒油罐體周圍的燃燒條件，如燃燒油罐體與其他未燃燒油罐體之間距離較近，應(yīng)該提高壓縮空氣泡沫的比例，利用成型性強(qiáng)、表面停留時(shí)間長(zhǎng)的干泡沫（T5）進(jìn)行半周長(zhǎng)冷卻，并向周邊未燃燒油罐體噴射干泡沫，使泡沫能夠附著在罐體上，形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的泡沫層，起到阻燃得作用。而在油面下降至一定高度后，油罐體已經(jīng)基本冷卻，不會(huì)再產(chǎn)生爆炸等問(wèn)題，這時(shí)需要及時(shí)進(jìn)入到滅火處理，使用干泡沫對(duì)燃燒有關(guān)進(jìn)行滅火，由于干泡沫能夠長(zhǎng)時(shí)間附著在燃料表面，降低火焰熱量向燃料的反饋，因此噴出干泡沫后基本都能夠達(dá)到快速滅火的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)相較于常規(guī)消防車滅火系統(tǒng)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，在功能與應(yīng)用上相對(duì)復(fù)雜，只要能夠熟悉其工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，并在面對(duì)不同類型火災(zāi)時(shí)采取針對(duì)性的應(yīng)用策略與戰(zhàn)術(shù)方法，就必然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的有效應(yīng)用，提高了消防滅火的實(shí)際作用，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇勝.壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)的研究進(jìn)展及展望[J].消防界（電子版），2018，4（14）：44.