淺談壓縮空氣泡沫滅火系統在高層建筑中的應用

林增杰

摘? 要：隨著我國社會經濟的不斷發展，我國的滅火救援工作開始進入新的發展時期，并且在建筑逐漸高層化以及功能化和復雜化的背景下，對滅火救援提出了更高的要求。而壓縮空氣泡沫滅火系統是一種新型的高效滅火技術，能夠有效應對各種火災情況。因此該文通過闡述壓縮空氣泡沫滅火系統，分析其滅火特點，并研究其具體應用，旨在為新形勢下的消防滅火作戰提供借鑒和指導。

關鍵詞：壓縮空氣泡沫;滅火系統;高層建筑

中圖分類號： X924? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

現階段，壓縮空氣泡沫滅火系統是我國一種新配備的消防技術裝備，在實際的應用過程中，相關消防人員對其認識不夠，而且實戰經驗和實驗數據不完善，從而在一定程度上影響了消防滅火的效果。因此消防部門及相關人員要充分了解談壓縮空氣泡沫滅火系統的定義及組成，掌握其特點，從而針對不同的火災對象和現場情況進行合理應用，保證消防滅火的實效性。

1 壓縮空氣泡沫滅火系統

1.1 壓縮空氣泡沫滅火系統定義及系統組成

壓縮空氣泡沫滅火系統是指在消防滅火時，通過傳統的消防水泵出水，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行強力的攪拌，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的組成中主要包括動力系統、水系統和壓縮空氣系統以及泡沫比例混合系統等。其中壓縮空氣泡沫滅火系統的動力系統包括柴油機、取力器以及傳動軸等部分;水系統是由水泵、水炮和水管路等部分組成的;壓縮空氣系統的構成部件包括壓縮機、氣體管路以及氣體流量計等;最后泡沫比例混合系統的組成部分包括泡沫液箱、相應控制模塊以及泡沫液泵和混合器等。同時將壓縮空氣泡沫滅火系統安裝在消防車中則可以作為固定滅火設施[1]。

1.2 壓縮空氣泡沫滅火系統的工作原理

壓縮空氣泡沫滅火系統的工作原理是利用動力系統中的柴油發電機，經過取力器將動力傳遞到消防水泵和空氣壓縮機裝置中，然后帶動其開始運轉工作。同時消防水泵的出口壓力水流通過流量計可以將信號傳遞到系統的控制模塊?；诳刂颇K相應的計算處理后，可以向泡沫液泵發出適當的指令信號，可以控制泡沫液泵的運轉和轉速，實際上是對泡沫液泵的輸出進行控制，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行混合。同時消防人員能夠借助控制模塊的調節功能來調整水與泡沫的混合比例。當混合液中被注入適當量的壓縮空氣后，消防人員可以利用壓縮空氣泡沫滅火系統中的手動閥門來合理控制壓縮空氣的實際流量和壓力。在此基礎上，壓縮空氣和泡沫的混合液在軟管中進行攪拌，可以生成壓縮空氣泡沫，用于消防滅火救援活動中。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，能夠針對不同的消防滅火情形進行科學合理的滅火作戰。

2 壓縮空氣泡沫滅火系統的特點

壓縮空氣泡沫滅火系統主要特點如下所述。

壓縮空氣泡沫無異味、滅火產物易降解、用水量較少、對周圍環境不會造成嚴重的污染。

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間更長。同時，壓縮空氣泡沫還能夠增加對燃燒物的冷卻覆蓋面積，這對于火災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，出進行火災撲救時，消防水帶的重量也會隨之大幅降低，這不僅能夠幫助消防員節省體力，為長時間的火災撲救工作提供支持，同時還可以降低建筑物的承重壓力，避免因建筑物載荷過高而發生坍塌事故（發生火災后建筑物結構很容易遭到破壞，其承重能力也會大大下降）。

壓縮空氣泡沫具有易調節性，可以根據滅火現場的實際情況，快速調節泡沫的形態。其中，干式泡沫的含水量較少，具有較強的穩定性和附著能力，可以有效隔離空氣與燃燒物，防止出現復燃現象。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達20年的保質期，在火災撲救過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。

3 壓縮空氣泡沫滅火系統的應用

3.1 撲救普通建筑火災的應用

壓縮空氣泡沫滅火系統具有展開迅速、用水效率高、控制火勢快的特點，在普通建筑的火災撲救中能夠發揮出良好的應用效果，但由于不同火災現場的實際情況存在明顯差異，因此在實際應用中，還需根據實際情況來采取針對性的應用策略，并對各種戰術方法進行合理應用。例如在消防車與火災現場間距離較短的情況下，可直接利用卷盤膠管來完成水或泡沫的輸送，并直接利用水槍打擊火勢，組織火勢進一步蔓延。但是需要注意的是，由于CAFS消防車的卷盤膠管長度僅為60 m，水罐容量為3 000 L，因此僅能支持距離在50 m以內且火勢相對較小的火災，如火災現場與消防車間距離在50 m（需10 m機動距離）以上，或火勢無法在9 min內得到壓制（9 min后水罐內水全部打完），則應采取其他戰術方法對壓縮空氣泡沫滅火系統進行應用。一般來說，對于距消防車?？课恢幂^遠的火災現場（如高層、大型商場等區域的火災），應及時利用器材拖車來將水帶運送至火災現場，通過水帶來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動性，同時也能夠保證對火勢的長時間持續壓制。在水罐容量為3 000 L的情況下，使用1支水槍可持續滅火20 min，如果能夠得到水源補充，持續滅火則可達到6 h（6 h后泡沫消耗完畢）。另外，當前很多居民小區在出入口處經常會設置小鐵門、旋轉門等障礙物，且設置障礙物時未能充分考慮到火災撲救需求，在發生火災時，很容易對消防車的行駛造成阻礙。針對這類情況，還需選擇將水帶等器材運送至小鐵門等障礙物周圍，然后通過人力傳遞、拖車搬運等方式將其運至火災現場，以盡快開展火災撲救工作。

3.2 撲救高層建筑火災的應用

面對撲救難度較高的高層建筑火災，壓縮空氣泡沫滅火系統的具體應用策略、戰術方法與普通建筑并無太大差異，但是在應用過程中，應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荷直接相關，而消防車供水負荷又與其可靠性、壽命直接相關，因此在以泡沫形態進行噴射時，需要將水泵供水量控制在20 L/s以內，而供水壓力則要在1.0 MPa以內，這樣水泵轉速與發動機轉速可以分別保持在2 500 r/min與1 800 r/min，屬于低負荷運轉狀態，不會對可靠性與使用壽命造成影響，同時在CAFS消防車的強大功能性支持下，其供水高度與供水量也能夠滿足絕大多數高層建筑火災的滅火需求。而在沿程阻力方面，為了避免水帶打折問題，則需要在水帶較長時（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，水泵供水壓力需達到1.2 MPa。這一要求對要求常規消防車來說較為困難，但對于CAFS消防車來說，尚未達到其性能極限。另外，從垂直供水距離的角度來看，壓縮空氣泡沫滅火消防車雖然具有著比常規消防車更強的性能（常規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）距離同樣與水帶長度與重量相關，因此在進行高層火災撲救時，還需盡量采用40 mm水帶進行供水，以降低水帶重量，提高供水距離。

當然，如火災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，而當垂直供水距離在100 m以下時，則允許使用80 mm水帶。

3.3 撲救大型油罐火災的應用

由于油罐在高溫狀態下很容易發生爆炸，因此對于大型油罐火災的撲救通常需分為油罐冷卻與滅火兩個階段，并在各階段采取不同的泡沫滅火系統應用策略。在油罐冷卻階段，由于水槍打出的水流速較快，且具有著很強的沖擊力，絕大部分水都會在短暫接觸油罐后濺射向其他方位，在油罐冷卻方面所發揮出的作用并不大，火災撲救過程中的水利用率也因此大大下降。針對這一問題，可充分利用壓縮空氣泡沫滅火系統的泡沫比例調節功能，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，就會立即附著在油罐表面上，并沿著油罐表面向下流動，進而實現對油罐體的全覆蓋降溫，而系統水罐中水的利用率也會得到提升。需要注意的是，由于大型油罐火災的蔓延速度較快，因此，為了防止火勢蔓延，還需要關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，應該提高壓縮空氣泡沫的比例，利用成型性強、表面停留時間長的干泡沫（T5）進行半周長冷卻，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，形成一個相對穩定的泡沫層，起到阻燃得作用。而在油面下降至一定高度后，油罐體已經基本冷卻，不會再產生爆炸等問題，這時需要及時進入到滅火處理，使用干泡沫對燃燒有關進行滅火，由于干泡沫能夠長時間附著在燃料表面，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到快速滅火的目的。

4 結語

總而言之，壓縮空氣泡沫滅火系統相較于常規消防車滅火系統具有十分明顯的優勢，在功能與應用上相對復雜，只要能夠熟悉其工作原理、系統結構、特點，并在面對不同類型火災時采取針對性的應用策略與戰術方法，就必然能夠實現對壓縮空氣泡沫滅火系統的有效應用，提高了消防滅火的實際作用，保障人民群眾的生命財產安全。

參考文獻

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