浅谈压缩空气泡沫消防车灭火能力研究

慧聪消防网讯赢享中国·慧聪网消防行业品牌盛会10.19钓鱼台 等你来！压缩空气泡沫消防车的推广应用,很大程度上对于城市居民楼火灾扑救发挥了很好的作用。他的主要特点是灭火效果好、水渍损失少。目前，嘉兴消防支队的所有基层大队都配备了压缩空气泡沫车，一般城市居民楼火灾作为主战车使用。结合本人所在的海宁市消防大队实际使用情况,本人认为有必要对压缩空气泡沫消防车的性能特点和灭火能力分析进行系统的研究,这对消防部队基层指挥员及驾驶员更好的了解器材装备，从而在火场上更好的提高灭火效力具有十分重要的现实意义。

一、压缩空气泡沫消防车的性能特点

（一）覆盖性好、灭火效能高、更加安全。压缩空气泡沫消防车采用的是压缩空气、高效浓缩泡沫灭火液和水三合一的强力喷灭方式,附于泡沫上的水膜吸热面积大、吸热能力强,同时泡沫又具有隔绝空气的作用,专用的泡沫液可以阻止化学链式反应,灭火效果远远好于传统泡沫、水罐式消防车。泡沫剂可明显地减小水分子之间的张力,使泡沫液具有很强的渗透性,可渗透到燃烧物的内部,大大缩短灭火时间。由于降温迅速,可减小轰燃和复燃的危险,减少烟雾的形成,因此,战斗员没有高温的负担,可大大减小战斗员的危险。

（二）消防用水少、有效减少水渍损失。随着城市化进程加快,各大中城市的消火栓系统的建设远远落后于建筑和人口的发展,消火栓供水能力低下,大多区域的供水量不超过25L/S,致使普遍配备的车载消防炮(40L/S～50L/S)无法连续喷射,往往无法支撑4支以上的消防水枪同时用于灭火和冷却保护。对大中型火灾现场,往往需要调动多台消防车远距离输送水源以供灭火需要。CAFS直接扑灭A类火灾的用水仅为传统用水量1/3以下,干泡沫用于冷却保护的用水仅为传统用水量的1/10～1/20。CAFS消防车的应用,使消防部队具备了在现有城市消火栓供水条件下实现车载消防炮连续喷射灭火的能力,也具备了在一个火场区域同时使用8支～10支消防水枪进行灭火和冷却保护的作战能力。CAFS消防车的推广应用,将使城市消火栓供水能力制约消防部队灭火作战能力的严峻局面得到显著改善。

（三）环保效果好。高效压缩空气泡沫浓缩液从植物蛋白中提炼,含有芳香味,在自然条件下可在24h内自行分解,不产生任何有害残留物,不会产生异味,对动植物以及地下水均无不良影响,已取得美国环保署林业部及能源部审核通过,克服了普通泡沫的毒性和灭火后异味。

（四）水和泡沫用量少,使用成本低。因为水分全部附着在泡沫的表面,全部起到了吸热的作用,减少了水的流失,克服了常规水罐式消防车用水量大的弱点,在同等灭火条件下,与传统水罐式消防车相比可节水80%以上,因而特别适用于干旱缺水的城乡地区使用。压缩空气泡沫为高倍数泡沫,发泡率高,通常配方比只有0.2%～0.5%,而普通泡沫的配方比为3%～6%,压缩空气泡沫浓缩液用量仅为普通泡沫液的1/10。

（五）机动性强、垂直固定较安全。使用水和其他泡沫灭火时，水带重量大，水枪（泡沫枪）后座力大，战斗员的体力消耗大，转移水枪阵地不灵活，不便在高空、狭小环境中展开战斗。而用泡沫灭火，充满泡沫的水带重量轻，转移水枪阵地十分方便，战斗员体力消耗小，便于在高空、狭小环境中灭火，同时垂直固定水带时相比较更为安全。

二、压缩空气泡沫消防车的灭火能力分析

（一）水平供灭火剂能力。常规消防车水带远距离供水时,随着水带的长距离铺设和水流量的磨擦必然有压力损失，这就造成了在火灾现场压力不足，救火效力大大折扣。为了维持远距离火场消防水枪的喷射压力和流量的需求,常规消防车必须在高负荷工况下运行供水。即使如此,其远距离供水的能力也是有限的。以消防车采用80型有衬里消防水带作为供水主管线供2支65型水枪(流量为15L/S)为例,在500m距离上水带阻力为0.845MPa,要维持水枪在0.35MPa额定压力的喷射,水泵供水压力必须达到1.2MPa对于常规消防车,上述远距离供水工况已经达到极限。压缩空气泡沫消防车是将压缩空气泡沫在消防水带中远距离输送,这种形式使得沿程磨损变得微乎其微。根据以色列军方测试结果,CAFS在消防水带中输送距离为600米时,水枪喷射压力和系统输出压力几乎相等。这样一来，如果在火灾现场需要大流量供水时而傍边又没有充足的水源时，用这一先进装备来进行远距离供水效果是非常好的。压缩空气泡沫消防车和常规消防比较起来，优势就显的非常突出，也体现了压缩空气泡沫消防车这一先进装备配备消防部队的实用性。压缩空气泡沫消防车也可增强主战消防车的水平供水能力。目前,我国消防部队配备的主战消防车合理配置水泵的供水量为40L/S,可以供1门移动式消防炮(32型泡沫炮或40型水炮)或者同时供给5支65型消防水枪(7.5L/S)。大型火灾现场往往需要更多的消防水枪、炮同时进行直接灭火和对周围目标的冷却保护,此时就需要更多辆主战消防车同时供水。

（二）垂直供灭火剂能力。高层建筑本身一般都具有较高的耐火等级，但由于建筑高、结构复杂、功能繁多、人员集中、设备密集、内部装修和放置的可燃荷载大，给火灾扑救和人员疏散带来了很大困难，一旦发生火灾，容易造成大量人员伤亡、重大经济损失和严重社会影响。高层建筑火灾的特点是由它的基本特征和设备特点所决定的，高层建筑的高度高，层数多，功能复杂，设备繁多，竖向管道井多，因此在扑救这类火灾中往往会遇到很多问题，如水带的铺设问题、供水问题，特别是消防供水的问题显得尤为突出。在高层建筑火灾的扑救中，传统的消防车已经很难适应灭火的需要，主要原因是无法将水源运送到火灾现场，一个原因是水压通常不足,另一个原因则是水带打折截阻水流,而CAFS消防车正好可以克服这些困难，它满足向高层建筑供水的三个必要因素：

（1）水泵供水压力：CAFS消防车的应用将显著改变消防车供水的负荷。在一般情况下,以泡沫形态喷射时水泵的供水量不超过20L/S,供水压力不超过1.0MPa,此时水泵转速不超过2500r/min,发动机转速不超过1800r/min(常规为2150r/min左右),消防车在低负荷的工况条件运行,显然提高了可靠性和寿命。使用水枪喷射压缩空气泡沫时,消防水带中呈气-混合液两相流体,湿泡沫时水枪进口压力不超过0.15MPa,干泡沫时水枪进口压力不超过0.02MPa。消防水带承受的压力如此之低,其中压缩空气的体积可缩性也避免了压力剧变时对消防水带的水锤冲击,保证了供水输送的可靠性。

（2）水带的沿程阻力：在向高层建筑供水时,消防车的供水压力必须满足水枪喷射压力、位差以及沿程阻力三者之和的要求。除了上述沿程阻力降低的因素之外,由于压缩空气泡沫在水带中的比重仅为水的1/2以下,水带内80%为空气，减小了与水带的摩擦，且重量轻，重力势能小，水带压力损失小，水带打折两三处也照样出水,不像使用传统泡沫系统时,一遇到水带打折,前面水枪就无法出水,每次持喷枪的战士要调整位置时,起码需要一个战士帮忙抬水带,来跟着移动水带,另外尚需要一个战士调整所有打折之处,以利出水。根据以色列军方测试结果,水枪喷射压力和系统输出压力几乎相等。

（3）垂直供水距离：在向高层建筑供水时，压缩空气泡沫消防车喷射出的空气泡沫和常规消防车喷射的灭火剂两者相比较，空气泡沫显然比普通灭火剂要有明显的优势，我国常规消防车垂直供水距离为50米，如果采用80mm水带垂直供水，压缩空气泡沫消防车供泡沫的距离至少可以达到100米；如果采用65mm水带垂直供水，压缩空气泡沫消防车供泡沫的距离至少可以达到150米。压缩空气泡沫消防车一般采用40mm水带，也就是说它的垂直供泡沫距离将会更高。

（三）冷却能力。在火灾的扑救过程中,对火源周围建筑物进行冷却和隔热保护是为了更大的减少火灾损失。特别是在大中型火灾的冷却隔热保护过程中,消耗的水量大于直接灭火所需的水量。常规隔热冷却保护,是用水枪(或水炮)不断向被保护目标喷水,但这一过程中水的有效利用率是很低的,绝大部分的水喷射至目标表面后流淌至地面而不能参与上述吸热过程,参与吸热冷却的仅占全部冷却喷水量的5%～10%。CAFS形成的干泡沫具有较高的泡沫倍数和稳定性。在扑救油罐火灾的过程中，冷却这一环节是非常重要的，主要是防止油罐发生爆炸和火势的蔓延扩大给灭火战斗带来不必要的损失。下面就以油罐火灾为例来体现压缩空气泡沫消防车的冷却能力。对着火罐冷却时采用湿泡沫进行全周长冷却，主要考虑到着火罐受热辐射影响罐体温度较高，如果用水冷却，由于水的流动性较快，大部分水不能够有效利用而流失掉。而用湿泡沫冷却着火罐，泡沫本身有一种能降低水的表面张力的能力,压缩空气泡沫含有大约30%的水分和70%的空气,附在泡沫上的水分在快速通过火的时候,大部分都能达到吸热降温的灭用而剩下的水分则依附在泡沫上,随着泡沫黏附材料的特性,再慢慢释放出溶液,继续发挥它的吸热降温灭火作用,而大大地减少了水的浪费流失。对邻近罐的冷却采用干泡沫进行半周长冷却，压缩空气泡沫消防车形成的干泡沫可以附着在被保护的临近油罐表面形成一层稳定的泡沫层,且可以垂直挂在罐壁上停留在被保护的临近油罐表面形成一层稳定的泡沫层,且可以垂直挂在罐壁上停留一定的时间，能有效的起到阻燃保护作用。对罐体喷射一次泡沫以后便可以停止喷射，待泡沫快被蒸发掉后再进行喷射，大大节省了水资源。由于泡沫中的空气的良好隔热能力,与单一的水相比则显著提高了隔热冷却效果。并且干泡沫可以覆盖油罐顶端的呼吸阀，避免火源与油品蒸发出来的可燃气体接触而引发更大火灾。当对着火罐和邻近罐的冷却达到一定的效果后，实行灭火战斗总攻时，就可利用干泡沫对着火罐进行灭火。由于该系统提供大冲量泡沫,穿过火焰在燃料表面形成覆盖层,从而减少了火焰热量向燃料表面的反馈，减小对泡沫的破坏，且喷出的泡沫分布均匀,能有效覆盖燃料的表面而达到灭火的目的。

压缩空气泡沫消防车这一冷却方式和常规消防车的冷却方式是完全不一样的，常规消防车是完全用水冷却的，而压缩空气泡沫消防车是完全用压缩空气泡沫来冷却的，两者比较起来，虽然前者在造价上是非常低廉的，后者用泡沫较水有所昂贵，但是从灭火战斗的大局上考虑，即提高的灭火效力又大大的减少了水渍损失。

三、结论

压缩空气泡沫消防车是现在消防部队配备的新型装备，具有环保效果好、灭火效能高、消防用水少等特点。本文首先从压缩空气泡沫消防车的应用情况、性能特点以及工作原理进行系统的介绍，然后就该车在扑救各类火灾中与传统的消防车进行灭火能力分析，全面的突出了该车在扑救各类火灾中的许多亮点和实用性。通过本文的讲述，具体的介绍了压缩空气泡沫消防车的诸多特点和在灭火中的优势，给部队基层指挥员及驾驶员更好的了解消防部队的新型器材装备的性能提供一个可行的依据，为在消防部队灭火战斗中更好的排兵布阵提供理论指导，真正贯彻我们消防部队“拉得出，打得赢”的顽强战斗作风。