APP下载

举高喷射消防车灭火技术探讨及应用研究

2022-11-17何秋良

消防界 2022年19期

摘要:随着举高喷射消防车被广泛配置到各消防救援队伍中,如何最大限度体现其作战效能已是一个亟须解决的问题。文章以举高消防车的结构为切入点,根据其在灭火救援中的运用状况,分析举高消防车在灭火救援中出现的不足,基于定量分析,提出该类消防车在火灾扑救中的多项运用技术,对借助举高喷射消防车扑救火灾、扩大其运用范围存在较大意义。

关键词:举高喷射消防车;破拆技术;排烟技术;作业条件

现如今,消防救援队伍配置了很多新装备,这些高精尖装备在很大程度上增强了消防救援队伍自身的战斗力,但还有一些设备未充分体现其作战效能,笔者通过调研发现,主要表现在以下两个方面:一是制造者和使用者脱节,基本功能体现不足;二是未全面发挥出装备潜在的功能。笔者以举高喷射消防车为例开展以下研究。

一、举高喷射消防车的相关介绍

(一)举高喷射消防车主要的优点

举高喷射消防车是消防救援队伍不可缺少的车辆,灭火高度高、战斗范围广是该类消防车的显著优势,为扑救高层建筑火灾创造了新的技术方式,对增强救援能力起到了关键的作用。相比之下,该种消防车还存在着结构形式,例如无带水泵系统和液罐,运用相对广泛,对其设置也更为细致、实际,控制技术具有集成化、自动化、图形展现数字化的特点,多项技术也在研发运用之中,比如热成像等。

(二)举高喷射消防车扑救火灾运用现状

基于对举高喷射消防车的结构及性能分析,根据很多实战案例研究,笔者发现其在扑救高层、化工火灾方面能够起到更大的作用。不过因为一些驾驶员对消防车的性能缺少掌握,在运用其进行火灾扑救时,未能尽可能体现其效能,主要体现在:第一,在高层火灾扑救中,举高喷射消防车到现场后,因为种种因素限制,比如地面承载力不够或消防操作场地宽度不够,致使举高消防车无法展开;或者上空有电线、网线或者其他管道,举升高度够不著着火区,造成难以靠近起火处开展灭火救援工作。第二,战术性能未得到充分发挥。有的消防车辆驾驶员未能深入掌握该种消防车的性能,在救援现场难以全面发挥它的战术优势,进而贻误了最佳灭火救援时机。比如,该种消防车需要结合各种喷射方式,来对现场火势进行有效应对;借助其水流以及机械臂能够对着火建筑开展破拆、排烟等,但如果驾驶员操作不熟练,这些潜在功能就难以发挥出来。第三,火场编成不科学。在大型火场,通常有水罐消防车、泡沫消防车、干粉消防车等多种类型的车辆到场救援,如果不能和举高喷射消防车科学编成产生战斗力,也会造成灭火效率不高[1]。

(三)举高喷射消防车的作业条件

在复杂的火灾现场,举高消防车到场作业,对场地、消防通道等作业条件要求苛刻,甚至有现场作战时因为不具备作业空间造成难以执行任务等情况。基于对多起案例的研究,笔者根据该类消防车的性能特征,总结出当开展举高灭火作业时,需要符合这些方面条件:第一,作业场地应该为硬质地面,地面可以承受的荷载需符合车辆运行的要求,比如,在消防操作场地下方设计地下室、停车场等,则需要根据车辆荷载要求,来对转换层进行设计。第二,作业场地需设于用地范围,尽可能避开绿化带以及管线等,同时,在举高喷射消防车的作业范围不能有电线、树木与路灯等,支腿下方需要避开相关水管、暖气、地下室、停车场等地下建筑。第三,需要确保作业地面平整,不能有较大高度差,维持稳定的基础上,可以短时间内展开支撑角。第四,对于环形消防车道,需要符合通行标准,坡度需要低于10%,为避免积水也要确保超过0.5%,车道尽头需要设置回车场,回车场的面积通常超过15m×15m,对于大型车辆回车场,需要确保超过18m×18m。

二、 举高喷射消防车在火灾扑救中的技术运用

(一)高层建筑火灾扑救技术运用

分析高层火灾案例不难发现,高层建筑火灾存在火势以及烟雾蔓延较快、人员密集、疏散渠道有限、登高渠道不多、不易进行战斗等特点。结合举高喷射消防车的优势,可以采取以下几种方式灭火:第一,并排阻截法。对于高层建筑火灾,内外夹攻为一项可行的战术,为有效配合内攻,通常情况下会组织举高喷射消防车压制火势。以沈阳某酒店大火的案例来讲,组织三辆举高喷射消防车于B座南侧,通过水炮来压制火势,对人员开展内攻灭火进行掩护。分析影像资料得知,这几辆消防车并排设置,并举升到同样的高度,此种布置为典型战法。对于高层建筑火灾,在火势突破建筑物外墙的情况下,便会短时间内步入快速发展环节,这个时候需要结合火场以及车辆状况,将举高消防车并排布局并选取一定的高度形成火势防线,有力压制火势,避免火势迅速向上蔓延,为内攻近战创造条件。第二,纵向堵截法。以某市高层公寓火灾扑救为例,在接到报警之后,相关部门立刻组织救援力量赶到现场,通过全面扑救,火势被扑灭,疏散市民160人,确保了两侧居民楼不受影响。基于这一火灾案例,笔者获得另一种运用战法,也就是纵向堵截法。即在高层公寓大厦外部,组织举高消防车停靠,且安排配套供水,在外部把消防车纵向布局编组战斗。通过对技术参数开展统计得知:举高消防车的射程通常处于65m至95m之间,炮头纵向摆动范围通常介于70°至90°之间,横向摆角通常介于125°至150°之间,回转角度都是360°。运用此战法时,水炮技术参数如下:炮头和着火建筑的间距介于5m至10m之间,则雾化角处于45°至60°的范围;炮头和着火建筑的间距介于10m至20m之间,则雾化角处于30°至45°的范围;炮头和着火建筑的间距超过20m,则雾化角不超过30°。

(二)石油化工火灾扑救技术运用

基于对多起石油化工火灾案例的分析,能够总结出该类火灾存在以下特点:燃烧速度快、面积较大,可能会产生立体火灾,存在较大危险性等。针对该类火灾,利用举高喷射消防车可以采用以下方式灭火:第一,俯视喷射方式。举高消防车和水罐车联用,前者远程射水避免火势蔓延,后者借助车载炮灭火,此为一项围歼战术,四面都组织力量,层层布防,彼此配合,全面压制、打击火势。第二,联用喷射法。这一项技术是基于复合炮配置独立喷射口,让消防车可以举高喷射,发挥一车多能的作用。运用该项技术应该多加注意这几点:首先,远程喷射。雾状水流能够冲击干粉微粒,对灭火剂发挥保护效果,让其射程超过60m,有力确保了喷射的精准性,使得灭火效率得以提升。其次,集中快速喷射。把灭火剂与雾状水流不断喷射至固、液体上方,在可以充分体现灭火剂优势的同时,既短时间内有效灭火,也可以很好地冷却燃烧表面,避免出现复燃现象。最后,需要注意的是喷射顺序。通过多剂联用技术,可以把多种灭火剂的优势有机融合,比如对于干粉灭火剂,可以短时间内有效灭火,对于泡沫灭火剂,可以防止静电积聚、避免出现复燃等。针对干粉灭火剂,为切实弥补其不足,在喷射完成之后,可不断喷射水、泡沫灭火剂,有效扑灭余火,避免出现复燃,直至火灾完全扑灭。

(三)油罐火灾扑救技术运用

在扑救该类火灾时,可利用举高喷射消防车实施冷却举措,旨在避免油罐出现爆炸、罐壁出现变形等,由于冷却降低破坏,在油面温度不超过98℃时,泡沫方可达到理想灭火效果,在温度大于147℃的情况下,对泡沫灭火效果的破坏相对突出。故而,确保火场温度低于147℃,方可体现泡沫灭火剂的止熄效果,因此,前期借助举高喷射消防车对火势开展压制降温是非常关键的。借助其扑救油罐火灾,需要先了解着火区域面积,可采用式(1)来进行计算:

A=ql·β/q               (1)

其中,用A来表示水炮控制面积,单位是㎡,用ql来表示流量,单位是L/s,用β来表示发泡倍数,用q来表示供给强度,单位是L·s-1·m-2。假设喷射流量是48L/s,供给强度是1L·s-1·m-2,发泡倍数是6.25,代入以上式子能够获取控火面积,也就是300㎡。现阶段,相对普遍的拱顶罐的容积大概介于500m?至5000m?之间,对于浮顶罐,它的容积大概介于5000m?至10000m?之间,能够充分结合储油罐灌径差异,对着火面积进行估算,如此就能够更好地组织消防车参加灭火作战。

三、举高喷射消防车在水力破拆、机械破拆、破拆排烟方面的运用

(一)水力破拆技术与运用

对于该项技术来讲,它是基于外部玻璃未被破坏,内部出现阴燃的火场,或者火灾没有突破建筑外壳,当现场力量产生一定优势需进行总攻时,可借助高喷炮的冲击力,对玻璃幕墙开展破拆。在一般的居民楼,经常使用的是单层4㎜住宅玻璃,它的破坏应力是85kPa。假设通过高喷炮来破拆,便需掌握水流冲击力。水炮的出口流量是80L/s,口径大小是64㎜,水射流速率V0,也就是V0=4Q/πD2,约等于25m/s,根据推导公式:

P/ρg=V2/2g              (2)

其中,用P来表示最高压应力,单位是帕斯卡(Pa);用ρ来表示流体密度,单位为㎏/m?;用V表示水流速度,单位是m/s。能够获得临界速度Vt,也就是13m/s。不对风速进行考虑,水射流微团仅被阻力以及重力所影响,借助空气阻力公式,也就是:

F=-kV2                 (3)

其中,用F来表示空气阻力,单位为牛顿(N),用V来表示水射流速率,单位为m/s,用k来表示阻力系数。基于射流断面选择微元dx,设周长是S,用A来表示截面面积。因为射流仅被阻力所影响,可借助牛顿公式,又知加速度为速率对时间的求导,能够获得:

ρAdx·dV/dt              (4)

已知在t为零时,把两边开展积分,能够获得:

ρA+skvot/ρAvo=1/v          (5)

把相关数值代入能够获得:

V=80/3.2+1.5t             (6)

又知V=dx/dt,代入求导能够获得:

t=32/15e3x/160-32/15            (7)

在Vt为13m/s时,能够获取x约等于33.5m,也就是说,如果想借助这一种型号的高喷炮把玻璃击碎,对于水炮以及玻璃,二者的间距需要低于33.5m[2]。按照各种型号高喷炮以及待拆玻璃,可求解射流速率以及破坏应力,采取以上方式进而能够获得水力破拆时,水炮和玻璃之间的最长距离,注意把握车辆停靠处,为扑灭提供技术支撑。

(二)机械破拆技术与运用

该项技术是基于消防车小臂頂端配置相应的破坏箭,将液压缸当作动力,依次设置4个油缸,用来对胶合板以及玻璃窗等进行破坏,通过将灭火剂打入内部进行灭火。需要基于消防车正常运行范围,来促使破拆器工作,且它和被拆对象之间的距离需要介于45㎝至65㎝之间,破坏箭要正对目标。在正式作业之前,需要让消防车处在正常运行状态,对消防炮进行旋转处理,让水炮朝上或者朝下,避免与破拆箭彼此干涉,在符合破拆间距的基础上,维持适当间隔,确保获取良好破拆效果,这一装备仅用于易碎玻璃以及胶合板,从原则上来讲,玻璃厚度需要低于12㎜,且不可以朝着硬物发射。

(三)破拆排烟技术与运用

火灾中烟气在很大程度上会威胁到被困者,对于破拆排烟来讲,举高喷射消防车为一项普遍使用的战术方式。举高喷射消防车具有雾化喷射功能,所以能够应用于建筑开展排烟。首先,应对雾化角度以及流量进行把控。相比于开花水雾,举高消防车有着较好的排烟效果,通过高压水雾能够切实提高水膜表面积,对于有害颗粒有很好的吸附效果,让其逐渐凝聚、沉降。根据此特点能够开展喷雾排烟,为被困者提供生存条件[3]。其次,选取适当的排烟口。使用该种方法进行排烟时,应加以分析,在有明确排烟口及路径后,可借助举高喷射消防车进行喷雾防烟,提高排烟效果。在没有明确排烟口及路径的情况下,不可以盲目开展喷雾排烟。

四、结语

基于对举高喷射消防车结构及优势的研究,借助力学原理对其破拆技术开展理论计算,根据作战实际情况,获得以下结论:对于高层建筑火灾,可以考虑使用横向、纵向堵截法;对于化工装置火灾,要尽可能发挥出举高喷射消防车高度的优点,实施立体围歼战术。总之,需要结合不同的火灾场景,灵活地采取举高喷射消防车的特点,进行破拆、排烟等各类核心技术。

参考文献:

[1]刘忠.举高喷射消防车灭火技术及应用分析[J].消防界(电子版),2022,08(01):56-57.

[2]李永生.举高喷射消防车在灭火应用中的问题[J].中国科技信息,2021,(15):143-144.

[3]杨松.折叠式举高喷射消防车臂架和喷枪的运动学分析[D].南昌:南昌大学,2020.

作者简介:何秋良(1993—),男,四川达州人,本科,初级专业技术职务11级,研究方向:消防装备、灭火救援。