壓縮空氣泡沫消防車實戰(zhàn)化應(yīng)用探析

晁躍川

（新疆消防救援總隊，新疆 烏魯木齊 830001）

0 引言

新疆地處亞歐大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，高山環(huán)列，干燥少雨，大部分地區(qū)嚴(yán)重缺水，可利用天然水源少。南北疆廣大城鎮(zhèn)、農(nóng)村、城中村、城鄉(xiāng)接合部消防基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱、道路狹窄，大型消防車通行困難，農(nóng)村路途遠(yuǎn)、可利用天然水源缺乏。 壓縮空氣泡沫用水需求少、滅火效率高，近幾年來，在全區(qū)消防救援隊伍已陸續(xù)配備壓縮空氣泡沫消防車**余輛。因此，研究如何發(fā)揮壓縮空氣泡沫消防車的滅火優(yōu)勢，提高基層隊站在火災(zāi)撲救中的戰(zhàn)斗力，守住火災(zāi)防控的最后一道防線，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 壓縮空氣泡沫消防車的組成結(jié)構(gòu)和工作原理

壓縮空氣泡沫技術(shù)于20 世紀(jì)30 年代起源于德國，主要應(yīng)用于缺水環(huán)境的森林火災(zāi)撲救；20 世紀(jì)40年代，美國、英國軍隊陸續(xù)使用壓縮空氣泡沫滅火；直到20 世紀(jì)80 年代， 美國消防隊開始大規(guī)模配備、使用壓縮空氣泡沫消防車。我國于20 世紀(jì)90 年代引入壓縮空氣泡沫技術(shù)，并逐步在消防車領(lǐng)域使用。

1.1 壓縮空氣泡沫消防車的組成結(jié)構(gòu)

壓縮空氣泡沫消防車一般指配備有壓縮空氣A類泡沫滅火系統(tǒng)（簡稱CAFS 系統(tǒng)）的消防車。 常見的車載CAFS 系統(tǒng)是由供水系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、混合發(fā)泡系統(tǒng)、控制管路和閥門、控制系統(tǒng)及電路系統(tǒng)等組成（見圖1）。 其中供水系統(tǒng)主要由離心式消防泵組成，是提供壓力水源的主要部件；供液系統(tǒng)主要由電動吸液泵組成， 是提供泡沫液的主要部件；壓縮空氣系統(tǒng)主要由空壓機(jī)組成，是提供壓縮空氣的主要部件； 混合發(fā)泡系統(tǒng)主要由比例混合器組成，是提供壓縮空氣泡沫混合的主要部件；控制系統(tǒng)主要由各種電路板、控制軟件等組成，是整個壓縮空氣泡沫系統(tǒng)的中樞。

圖1 常見壓縮空氣泡沫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 車載壓縮空氣泡沫系統(tǒng)的工作原理

CAFS 系統(tǒng)可將水、A 類泡沫原液和壓縮空氣，通過控制調(diào)節(jié)裝置按照最佳比例預(yù)混合后，通過噴射裝置（消防炮或消防槍）噴射到著火點。 如圖1 所示，水通過消防泵進(jìn)入泡沫比例混合系統(tǒng)，泡沫原液通過電動泡沫泵進(jìn)入泡沫比例混合系統(tǒng)，空壓機(jī)將空氣加壓后進(jìn)入泡沫比例混合系統(tǒng)，水、泡沫原液和壓縮空氣在比例混合系統(tǒng)內(nèi)充分混合后，直接產(chǎn)生壓縮空氣泡沫。同時，通過控制系統(tǒng)對水、泡沫和壓縮空氣流量的進(jìn)行精確控制后，可以實現(xiàn)三者的最佳配比，產(chǎn)生理想的干、濕壓縮空氣泡沫。

2 壓縮空氣泡沫和壓縮空氣泡沫消防車的特性

壓縮空氣泡沫具有附著力、滲透力強、隔熱降溫效果好、用水需求少、水漬損失小、環(huán)保高效、水平垂直輸送距離遠(yuǎn)等特性。壓縮空氣泡沫消防車與水罐消防車、普通泡沫消防車相比，具有車型體積小、通過性強等特性。

2.1 壓縮空氣泡沫滅火效率高

CAFS 系統(tǒng)又稱“一七系統(tǒng)”，其基本工作原理是將一滴水變成很多氣泡，使水的表面積擴(kuò)大七倍后進(jìn)行滅火。理論上，A 類泡沫的混合比通常為0.3%-1%，按照最大混合比1%計算，即10L 的A 類泡沫原液和990 L 的混合形成1 000 L 的泡沫混合液，通過CAFS系統(tǒng)后，可產(chǎn)生約7 000 L 的壓縮空氣泡沫。 同時，泡沫會黏附在燃燒物表面， 增加液滴的吸熱表面積，A類泡沫原液主要成分表面活性劑會降低水分子的表面張力，使泡沫分子相較于水分子能更有效地滲入到燃燒物內(nèi)部，實現(xiàn)對燃燒物的快速窒息、冷卻和隔離。大量實驗也表明，相同質(zhì)量壓縮空氣泡沫的滅火效率可以達(dá)到純水滅火效率的5-7 倍。

2.2 壓縮空氣泡沫經(jīng)濟(jì)環(huán)保

按照壓縮空氣泡沫的滅火效率6 倍于純水計算，以總隊目前配備的載水量4 000 L、載A 類泡沫500 L壓縮空氣泡沫消防車為例， 其消耗4 000 L 水最多只需要約40.4 L 泡沫原液， 但可以達(dá)到24 000 L 水的滅火效果，節(jié)約撲救用水80%。在火災(zāi)撲救過程中，可有效降低水漬損失，避免出現(xiàn)野蠻滅火現(xiàn)象，便于保護(hù)群眾財產(chǎn)和災(zāi)后清理， 利于保護(hù)現(xiàn)場和調(diào)查取證。以烏魯木齊現(xiàn)行水價3.2 元/立方米，A 類泡沫15 000元/噸計算，實現(xiàn)同樣的滅火效果，相對于純水滅火劑使用成本可降低8%-60%。 同時，A 類泡沫原液從植物蛋白中提取， 在自然條件下可在24 小時內(nèi)自行分解，不會產(chǎn)生任何有害殘留物和異味，對環(huán)境無不良影響。

2.3 壓縮空氣泡沫水平、垂直輸送距離優(yōu)勢

壓縮空氣泡沫中存在大量的壓縮空氣， 且A 類泡沫本身具有的潤滑作用，所以在通過常規(guī)的消防水帶輸送過程中，水帶中的產(chǎn)生的壓力減損（管線壓力損失）相對比較小，也更容易輸送至更遠(yuǎn)、更高的火災(zāi)第一線。從上海、廣西、天津等內(nèi)地消防總隊的測試結(jié)論看， 單臺壓縮空氣泡沫消防車水平供A 類泡沫距離2 000 m時，A 類泡沫噴射出口壓力損失＜0.1 MPa。中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室最新試驗表明，單臺壓縮空氣泡沫消防車垂直輸送泡沫至195 米時，仍能滿足滅火需求（出口壓力0.15 Mpa、噴射距離15 m）。由此不難看出，壓縮空氣泡沫消防車足以勝任在當(dāng)前超遠(yuǎn)、超高滅火的苛刻要求，減少甚至避免使用耦合供水。

2.4 壓縮空氣泡沫消防車精干便捷

目前，全區(qū)消防救援隊伍配備的壓縮空氣泡沫消防車普遍采用進(jìn)口曼、依維柯或國產(chǎn)汕德卡等高性能底盤改裝，載液量4-6 噸，具有載員多、體積小、重量輕、比功率大等特點。在實戰(zhàn)中，安全性能和行駛能力普遍優(yōu)于其他類型車輛，搭載的CAFS 系統(tǒng)，均已實現(xiàn)高度自動化，對操作人員要求低，操作方便快捷。同時， 壓縮空氣泡沫使用時消防水帶內(nèi)85%是空氣，水帶載荷小，1 名戰(zhàn)斗員可輕松移動、拖動水帶，顯著降低戰(zhàn)斗員的勞動強度和水帶摩擦損傷，可實現(xiàn)車輛快速到達(dá)現(xiàn)場，人員裝備迅速展開部署，搶占撲救先機(jī)。

2.5 壓縮空氣泡沫消防車高效靈活

壓縮空氣泡沫消防車比傳統(tǒng)水罐消防車節(jié)水80% 以上，在保證同等滅火能力下，車身的設(shè)計緊湊短小，軸距普遍在8 m 左右，相對于中、重型消防車，對路況的要求相對較低，道路通過性明顯增強，比較適合在擁擠城區(qū)、城中村、小區(qū)、農(nóng)村作戰(zhàn)。 壓縮空氣泡沫車普遍搭載有滅火、牽引、照明、救生、破拆、偵檢、排煙、警戒等設(shè)備器材，具備滅火消防車和專勤消防車的大部分功能，可作為普通消防中隊第一出動力量，處置一般火災(zāi)和搶險救援事故。同時，部分壓縮空氣泡沫消防車也搭載有B 類泡沫系統(tǒng)或壓縮空氣B類泡沫系統(tǒng)，可同時兼顧B 類火災(zāi)快速處置。

3 壓縮空氣泡沫消防車在實戰(zhàn)中的應(yīng)用

研究表明，CAFS 技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢正在逐步取代水滅火、普通空氣泡沫滅火技術(shù)，在歐美等發(fā)達(dá)國家得到大量使用。近年來，由于水資源、環(huán)境保護(hù)及火災(zāi)撲救后次生災(zāi)害防護(hù)和減滅等問題越來越受人們重視，使壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)得到了迅速的推廣和應(yīng)用。

3.1 撲救鄉(xiāng)村常見火災(zāi)

新疆農(nóng)村分布點多、面廣，建筑多為磚木結(jié)構(gòu)，房前屋后柴草堆垛多， 屬火災(zāi)高發(fā)區(qū)域。 據(jù)統(tǒng)計，2017年全區(qū)發(fā)生農(nóng)村火災(zāi)事故6 000 余起，占全區(qū)火災(zāi)總起數(shù)的50%。 撲救這類火災(zāi)貴在省水和速度，壓縮空氣泡沫消防車相對常規(guī)水罐消防車行駛速度快、用水量需求小、載器材類別多，可有效克服農(nóng)村消防水源不足、消防基礎(chǔ)設(shè)施落后、消防車通道不暢、道路通行條件差、距消防隊遠(yuǎn)等不利因素，極適合于快速處置條件復(fù)雜多變的農(nóng)村火災(zāi)。

3.2 撲救城鎮(zhèn)建筑火災(zāi)

新疆部分城市建成區(qū)仍處于新城與舊城、城區(qū)與工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)與棚戶區(qū)共存的現(xiàn)狀，此類區(qū)域普遍存在消防設(shè)施缺乏、建筑耐火等級低、防火間距不足、火災(zāi)隱患多、道路狹窄、內(nèi)部可燃物多等問題，也屬火災(zāi)高發(fā)區(qū)域。壓縮空氣泡沫消防車載員多、軸距短、轉(zhuǎn)彎半徑小、滅火效率高、供液距離長、節(jié)省戰(zhàn)斗員體力、水漬損失小，能夠快速抵近火災(zāi)現(xiàn)場，高效處置城鎮(zhèn)居住建筑和一般商業(yè)建筑初期火災(zāi)。

3.3 撲救文物古建筑火災(zāi)

新疆歷史文化悠久，各地博物館、珍貴古建筑、檔案館、圖書館、文化風(fēng)情園等特殊場所多，此類場所發(fā)生火災(zāi)后，如用水撲救，其沖擊力、水漬極易破壞建筑物及室內(nèi)珍貴的文物、文獻(xiàn)資料，有時水漬損壞甚至?xí)^燃燒損失。使用壓縮空氣泡沫滅火可以有效隔離火焰、阻止火勢蔓延、減少水漬損失，從而達(dá)到滅火和保護(hù)古建筑、珍貴文物及文獻(xiàn)資料的目的。

3.4 撲救城市綜合類火災(zāi)

目前新材量、新工藝大量應(yīng)用于城市交通工具、房屋建設(shè)裝潢等，單純的水滅火已經(jīng)不能滿足需求。如新能源汽車、各類PE、醇類、苯類等物質(zhì)，需要更加豐富的滅火方式。 全區(qū)內(nèi)各大城市（如烏魯木齊）因為車輛增多造成的道路擁擠等問題， 給消防車輛的快速出警造成不少困難。 壓縮空氣泡沫消防車能夠攜帶多種泡沫原液，可出各類壓縮空氣泡沫也可只出純水，能夠應(yīng)對大部分類型火災(zāi)， 且該類車型外形尺寸和整車總質(zhì)量相對較小，能更好地應(yīng)對復(fù)雜的城市道路問題。

3.5 用于冬季火災(zāi)撲救

新疆天山以北大部分地區(qū)，冬季溫度普遍在-20℃以下，氣溫低、風(fēng)雪多、道路安全行駛條件差，滅火戰(zhàn)斗指戰(zhàn)員著裝厚，行動易受限。 尤其是滅火戰(zhàn)斗過程中的拖動水帶收卷水帶環(huán)節(jié)，易造成結(jié)冰現(xiàn)象，造成延誤戰(zhàn)機(jī)、水帶能財產(chǎn)損失。 壓縮空氣泡沫混合了滅火泡沫原液， 在此類環(huán)境下使用的滅火泡沫液都為-30℃使用溫度，其較低的凝結(jié)點，使其與水、壓縮空氣混合后產(chǎn)生的壓縮空氣泡沫也有較低的凝結(jié)點，更能適用于低溫環(huán)境。

4 結(jié)語

人們常說：“觀念決定思路，思路決定出路”。 長期以來的作戰(zhàn)實踐證明： 面對日益復(fù)雜嚴(yán)峻的滅火救援形勢，作為國家隊、主力軍的消防救援隊伍，必須不斷完善滅火救援技戰(zhàn)術(shù)，改變傳統(tǒng)滅火作戰(zhàn)理念，才能立于不敗之地。 壓縮空氣泡沫消防車的配備正逐步提高消防救援隊伍滅火效能，不難預(yù)知，其在今后的滅火救援實戰(zhàn)中，將會發(fā)揮更大的作用。但在新疆也存在一定的限制因素，是今后需要加強和改進(jìn)的重點方向。

4.1 車載CAFS 系統(tǒng)大部分為進(jìn)口設(shè)備，維護(hù)成本高

新疆總隊配備的車載CAFS 系統(tǒng)，除從北京中卓購置的15 輛壓縮空氣泡沫消防車為該公司自研系統(tǒng)外， 其余的均是整裝進(jìn)口的美國大力或hale 系統(tǒng)，前期購置價格高。 加之，銷售廠家均在北京、上海，自身又不具備維護(hù)維修能力，導(dǎo)致后期維護(hù)和更換配件成本也高。

4.2 泡沫原液價格相對較高，基層中隊泡沫庫存量少

A 類泡沫的市場購置價格普遍在1.5 萬元/噸左右，保質(zhì)期3 年，這么高的購置價格和較短的保質(zhì)期讓決策層望而卻步，導(dǎo)致執(zhí)勤中隊普遍沒有庫存。 同時， 廣大基層指揮員仍普遍認(rèn)為消防隊用水是免費的，撲救一般住宅和農(nóng)村火災(zāi)沒必要用泡沫，用水既方便又免費。

4.3 CAFS 系統(tǒng)配備結(jié)構(gòu)單一，難以適應(yīng)復(fù)雜現(xiàn)場需求

目前，北京、上海等發(fā)達(dá)地區(qū)消防救援隊伍已配備車載、便攜式、小型移動式等多種類型的CAFS 系統(tǒng)，可滿足不同類型的、不同場合的火災(zāi)撲救和巡邏執(zhí)勤需求。 而新疆總隊目前除車載CAFS 系統(tǒng)外，僅有部分單位少量配備有便攜式CAFS 系統(tǒng)，尚未形成系列化。

鑒于壓縮空氣泡沫消防車載當(dāng)前形勢下，對撲救常規(guī)火災(zāi)具有一定的優(yōu)勢，總隊可在充分調(diào)研評估的基礎(chǔ)上，根據(jù)轄區(qū)實際情況，加快配備壓縮空氣泡沫消防車和多種類型的CAFS 系統(tǒng)，適量儲備A 類泡沫滅火劑。