解析災害事故現場空氣呼吸器供氣性能測試

陳發劍

摘 要：通過平地測試以及攀爬扶梯、樓梯測試兩種形式對常用的空氣呼吸器實施供氣性能測試，針對實驗人員穿著戰斗服行進、救人、負重等多種途徑進行測試。經過實驗獲得了連續作業條件下空氣呼吸器最長供氣時間以及不同背景下的單位時間耗氣量。對測試實驗數據進行分析并獲得測試結論，最終建議空氣呼吸器配備備用氣源或者氣瓶。

關鍵詞：災害事故；空氣呼吸器；供氣性能；測試

0 引言

消防員在實施戰斗滅火或者搶險救援時，空氣呼吸器是其中必不可少的工具[1]，其在整個搶險救災過程中所發揮的作用是不言而喻的，其供氣性能的好壞對于整個救援行動有著重要影響，嚴重時還會牽涉消防員人身安全[2-3]。筆者綜合考慮多方面因素，對空氣呼吸器的供氣性能進行了綜合研究，考慮了不同災害事故現場、消防人員的具體作業形式以及消防員的負荷強度等，模擬實戰情況下空氣呼吸器的供氣性能。在試驗數據基礎上進行科學計算總結，得到了消防人員在災害事故現場不同作業時使用空氣呼吸器的參考數值，以期能夠為空氣呼吸器的使用提供具體數據支持。

1 空氣呼吸器供氣性能測試方法

1.1 研究對象以及試驗人員

試驗測試對象先用我國消防部隊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。試驗人員為軍校在校學員，人數為40，試驗人員具備相關基礎知識并且身體素質優良。

1.2 制定測試方案

在測試空氣呼吸器性能時分為兩種方式，分別為平地測試以及攀爬扶梯、樓梯測試，試驗人員佩戴空氣呼吸器，同時穿上戰斗服行進、救人、負重等進行測試，如表1所示為測試裝備的質量。

1.2.1 平地測試

試驗人員佩戴空氣呼吸器在平地上進行行進測試，作用在于測試消防員穿著戰斗服在災害事故現場進行平地行進時空氣呼吸器的供氣性能。

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

（2）佩戴空氣呼吸器身穿戰斗服平地負重行進。這樣模擬普通災害事故現場消防人員佩戴空氣呼吸器在平地上進行負重行進作業情形，所負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斗服在災害事故現場攀爬扶梯或樓梯上下樓時空氣呼吸器的供氣性能。

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

（2）佩戴空氣呼吸器穿著戰斗服負重攀爬樓梯。模擬普通災害事故現場消防人員佩戴空氣呼吸器進行負重上下樓梯的情形；能夠模擬消防人員在高層、多層建筑內部身穿戰斗服，同時負重消防水槍1個，加上2盤消防水帶進行攀爬樓梯上下樓層實施水帶線路鋪設，為滅火救援作業做準備的活動。

1.2.3 救助行動測試

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

（1）佩戴空氣呼吸器身穿穿著戰斗服攙扶救人。可以模擬普通災害事故現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斗服在平地或者是建筑內部攙扶救人作業，上述兩種形式是消防人員實施單人救助的常見形式。

（2）佩戴空氣呼吸器身穿戰斗服雙人合力救人?？梢阅M普通災害事故現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架救人的情形；能夠模擬消防人員在平地或者建筑內部雙人合力救人作業情景，上述兩種形式是消防員實施雙人合力救助的常見形式。

2 測試結果及分析

2.1 連續作業條件下氣瓶最長供氣時間

經過試驗測試，所獲得的連續作業條件下，行進速度對空氣呼吸器最長供氣時間的影響規律如圖1所示。由圖可以明顯看出，隨著行進速度的不斷提升，氣瓶最長供氣時間在逐漸縮短，在靜止條件下，6.8L氣瓶最長供氣時間可以高達135.6 min，最長供氣時間數值隨行進速度的增加迅速降低，當行進速度達到2.7m/s時，氣瓶最長供氣時間平均降至22.1min。分析圖1關系曲線可以知道，在消防員進行正常速度1.5m/s行進時，氣瓶最長供氣時間大約為50min。

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

2.2 不同作業時的實際供氣數據

在作業條件不同時，經過試驗測試發現，在平地上面行進時，在行進速度維持不變的情況下，隨著負重量的不斷增加，試驗人員單位時間耗氣量也在持續增大，當負重為25.7kg行進的時候，單位時間耗氣量為空載平地行進測量值的1.25倍左右；雖然擔架救人和合抬救人形式上存在一定的差別，但是所承受的質量基本上是相同的，進行擔架救人時擔架以及假人的總總量約為69kg，而合抬救人時傷者的體重平均是70.3kg，當行進速度維持不變時，單位時間耗氣量之相差1.9%，說明兩者的單位時間耗氣量基本相同；進行攙扶式測試時，假設單腿受傷，只能夠一只腳著地，體重平均值為71.5kg，所獲得的測試結果基本上與擔架救人、合抬救人數值相當，如圖3所示為具體測試數據。

2.3 平地行進與攀爬測試數據之間的比較

消防員常見的作業形式就有平地行進以及攀爬樓梯兩種，經過試驗測試發現，在距離相同時，平地行進80m，攀爬8層樓梯，總共的行程也為80m，如圖4和5所示為平地行進以及攀爬樓梯所獲得的試驗數據。從圖中可以看出，試驗人員攀爬樓梯上樓與平地行進相比，單位時間耗氣量前者是后者的2.72倍，而進行下樓梯時，與平地行進相比，單位時間耗氣量是其1.87倍，將上下樓梯進行綜合計算，其單位時間耗氣量為平地行進時的2.3倍；在負重情況下，攀爬樓梯上樓與平地行進相比較而言，單位時間耗氣量是其2.31倍，而下樓單位時間耗氣量為平地行進時的1.58倍，將上下樓梯進行綜合計算，其單位時間耗氣量為平地行進時的1.94倍。

在平地上負重25.7kg行進時，其單位時間耗氣量為平地空載行進時的1.5倍，但是所需要消耗的時間卻基本相同，只相差3%，攀爬樓梯單位時間耗氣量差別最小，差別僅為1%，但是作業時間卻有較大差別，下樓比上樓所需要的時間短，單位時間耗氣量便相對少，進行負重攀爬樓梯時上樓所消耗的時間為不負重時的1.43倍，負重攀爬樓梯時下樓所消耗的時間為不負重時的1.21倍，對上下樓梯進行綜合計算之后，負重攀爬樓梯所用時間是不負重時的1.33倍。

3 結語

本文在理想條件下進行了災害事故現場空氣呼吸器供氣性能測試，但是在實際災害事故現場，消防員使用空氣呼吸器實施作業的具體情況是非常復雜的，需要進行多種作業方式，因此，空氣呼吸器供氣時間長短很難準確確定。本文所測結果是在理想條件下進行，所得結果能夠反應大致規律，具有一定的參考價值，但是能夠真正用于實戰還有待進一步研究。

參考文獻

[1]杜欣.正壓式空氣呼吸器供氣性能對比試驗研究[J].武警學院學報，2016，32（2）：15-20.

[2]杜欣，李進興，吳義娟，等.災害事故現場空氣呼吸器供氣性能測試與分析[J].消防科學與技術，2016，（2）：251-254.

（作者單位：達州市公安消防支隊通川區消防大隊）