舉高噴射消防車滅火技術探討及應用研究

摘要：隨著舉高噴射消防車被廣泛配置到各消防救援隊伍中，如何最大限度體現其作戰(zhàn)效能已是一個亟須解決的問題。文章以舉高消防車的結構為切入點，根據其在滅火救援中的運用狀況，分析舉高消防車在滅火救援中出現的不足，基于定量分析，提出該類消防車在火災撲救中的多項運用技術，對借助舉高噴射消防車撲救火災、擴大其運用范圍存在較大意義。

關鍵詞：舉高噴射消防車；破拆技術；排煙技術；作業(yè)條件

現如今，消防救援隊伍配置了很多新裝備，這些高精尖裝備在很大程度上增強了消防救援隊伍自身的戰(zhàn)斗力，但還有一些設備未充分體現其作戰(zhàn)效能，筆者通過調研發(fā)現，主要表現在以下兩個方面：一是制造者和使用者脫節(jié)，基本功能體現不足；二是未全面發(fā)揮出裝備潛在的功能。筆者以舉高噴射消防車為例開展以下研究。

一、舉高噴射消防車的相關介紹

（一）舉高噴射消防車主要的優(yōu)點

舉高噴射消防車是消防救援隊伍不可缺少的車輛，滅火高度高、戰(zhàn)斗范圍廣是該類消防車的顯著優(yōu)勢，為撲救高層建筑火災創(chuàng)造了新的技術方式，對增強救援能力起到了關鍵的作用。相比之下，該種消防車還存在著結構形式，例如無帶水泵系統(tǒng)和液罐，運用相對廣泛，對其設置也更為細致、實際，控制技術具有集成化、自動化、圖形展現數字化的特點，多項技術也在研發(fā)運用之中，比如熱成像等。

（二）舉高噴射消防車撲救火災運用現狀

基于對舉高噴射消防車的結構及性能分析，根據很多實戰(zhàn)案例研究，筆者發(fā)現其在撲救高層、化工火災方面能夠起到更大的作用。不過因為一些駕駛員對消防車的性能缺少掌握，在運用其進行火災撲救時，未能盡可能體現其效能，主要體現在：第一，在高層火災撲救中，舉高噴射消防車到現場后，因為種種因素限制，比如地面承載力不夠或消防操作場地寬度不夠，致使舉高消防車無法展開；或者上空有電線、網線或者其他管道，舉升高度夠不著著火區(qū)，造成難以靠近起火處開展滅火救援工作。第二，戰(zhàn)術性能未得到充分發(fā)揮。有的消防車輛駕駛員未能深入掌握該種消防車的性能，在救援現場難以全面發(fā)揮它的戰(zhàn)術優(yōu)勢，進而貽誤了最佳滅火救援時機。比如，該種消防車需要結合各種噴射方式，來對現場火勢進行有效應對；借助其水流以及機械臂能夠對著火建筑開展破拆、排煙等，但如果駕駛員操作不熟練，這些潛在功能就難以發(fā)揮出來。第三，火場編成不科學。在大型火場，通常有水罐消防車、泡沫消防車、干粉消防車等多種類型的車輛到場救援，如果不能和舉高噴射消防車科學編成產生戰(zhàn)斗力，也會造成滅火效率不高[1]。

（三）舉高噴射消防車的作業(yè)條件

在復雜的火災現場，舉高消防車到場作業(yè)，對場地、消防通道等作業(yè)條件要求苛刻，甚至有現場作戰(zhàn)時因為不具備作業(yè)空間造成難以執(zhí)行任務等情況。基于對多起案例的研究，筆者根據該類消防車的性能特征，總結出當開展舉高滅火作業(yè)時，需要符合這些方面條件：第一，作業(yè)場地應該為硬質地面，地面可以承受的荷載需符合車輛運行的要求，比如，在消防操作場地下方設計地下室、停車場等，則需要根據車輛荷載要求，來對轉換層進行設計。第二，作業(yè)場地需設于用地范圍，盡可能避開綠化帶以及管線等，同時，在舉高噴射消防車的作業(yè)范圍不能有電線、樹木與路燈等，支腿下方需要避開相關水管、暖氣、地下室、停車場等地下建筑。第三，需要確保作業(yè)地面平整，不能有較大高度差，維持穩(wěn)定的基礎上，可以短時間內展開支撐角。第四，對于環(huán)形消防車道，需要符合通行標準，坡度需要低于10%，為避免積水也要確保超過0.5%，車道盡頭需要設置回車場，回車場的面積通常超過15m×15m，對于大型車輛回車場，需要確保超過18m×18m。

二、 舉高噴射消防車在火災撲救中的技術運用

（一）高層建筑火災撲救技術運用

分析高層火災案例不難發(fā)現，高層建筑火災存在火勢以及煙霧蔓延較快、人員密集、疏散渠道有限、登高渠道不多、不易進行戰(zhàn)斗等特點。結合舉高噴射消防車的優(yōu)勢，可以采取以下幾種方式滅火：第一，并排阻截法。對于高層建筑火災，內外夾攻為一項可行的戰(zhàn)術，為有效配合內攻，通常情況下會組織舉高噴射消防車壓制火勢。以沈陽某酒店大火的案例來講，組織三輛舉高噴射消防車于B座南側，通過水炮來壓制火勢，對人員開展內攻滅火進行掩護。分析影像資料得知，這幾輛消防車并排設置，并舉升到同樣的高度，此種布置為典型戰(zhàn)法。對于高層建筑火災，在火勢突破建筑物外墻的情況下，便會短時間內步入快速發(fā)展環(huán)節(jié)，這個時候需要結合火場以及車輛狀況，將舉高消防車并排布局并選取一定的高度形成火勢防線，有力壓制火勢，避免火勢迅速向上蔓延，為內攻近戰(zhàn)創(chuàng)造條件。第二，縱向堵截法。以某市高層公寓火災撲救為例，在接到報警之后，相關部門立刻組織救援力量趕到現場，通過全面撲救，火勢被撲滅，疏散市民160人，確保了兩側居民樓不受影響。基于這一火災案例，筆者獲得另一種運用戰(zhàn)法，也就是縱向堵截法。即在高層公寓大廈外部，組織舉高消防車停靠，且安排配套供水，在外部把消防車縱向布局編組戰(zhàn)斗。通過對技術參數開展統(tǒng)計得知：舉高消防車的射程通常處于65m至95m之間，炮頭縱向擺動范圍通常介于70°至90°之間，橫向擺角通常介于125°至150°之間，回轉角度都是360°。運用此戰(zhàn)法時，水炮技術參數如下：炮頭和著火建筑的間距介于5m至10m之間，則霧化角處于45°至60°的范圍；炮頭和著火建筑的間距介于10m至20m之間，則霧化角處于30°至45°的范圍；炮頭和著火建筑的間距超過20m，則霧化角不超過30°。

（二）石油化工火災撲救技術運用

基于對多起石油化工火災案例的分析，能夠總結出該類火災存在以下特點：燃燒速度快、面積較大，可能會產生立體火災，存在較大危險性等。針對該類火災，利用舉高噴射消防車可以采用以下方式滅火：第一，俯視噴射方式。舉高消防車和水罐車聯用，前者遠程射水避免火勢蔓延，后者借助車載炮滅火，此為一項圍殲戰(zhàn)術，四面都組織力量，層層布防，彼此配合，全面壓制、打擊火勢。第二，聯用噴射法。這一項技術是基于復合炮配置獨立噴射口，讓消防車可以舉高噴射，發(fā)揮一車多能的作用。運用該項技術應該多加注意這幾點：首先，遠程噴射。霧狀水流能夠沖擊干粉微粒，對滅火劑發(fā)揮保護效果，讓其射程超過60m，有力確保了噴射的精準性，使得滅火效率得以提升。其次，集中快速噴射。把滅火劑與霧狀水流不斷噴射至固、液體上方，在可以充分體現滅火劑優(yōu)勢的同時，既短時間內有效滅火，也可以很好地冷卻燃燒表面，避免出現復燃現象。最后，需要注意的是噴射順序。通過多劑聯用技術，可以把多種滅火劑的優(yōu)勢有機融合，比如對于干粉滅火劑，可以短時間內有效滅火，對于泡沫滅火劑，可以防止靜電積聚、避免出現復燃等。針對干粉滅火劑，為切實彌補其不足，在噴射完成之后，可不斷噴射水、泡沫滅火劑，有效撲滅余火，避免出現復燃，直至火災完全撲滅。

（三）油罐火災撲救技術運用

在撲救該類火災時，可利用舉高噴射消防車實施冷卻舉措，旨在避免油罐出現爆炸、罐壁出現變形等，由于冷卻降低破壞，在油面溫度不超過98℃時，泡沫方可達到理想滅火效果，在溫度大于147℃的情況下，對泡沫滅火效果的破壞相對突出。故而，確保火場溫度低于147℃，方可體現泡沫滅火劑的止熄效果，因此，前期借助舉高噴射消防車對火勢開展壓制降溫是非常關鍵的。借助其撲救油罐火災，需要先了解著火區(qū)域面積，可采用式（1）來進行計算：

A=ql·β/q? ? ? ? ? ? ? ?（1）

其中，用A來表示水炮控制面積，單位是㎡，用ql來表示流量，單位是L/s，用β來表示發(fā)泡倍數，用q來表示供給強度，單位是L·s-1·m-2。假設噴射流量是48L/s，供給強度是1L·s-1·m-2，發(fā)泡倍數是6.25，代入以上式子能夠獲取控火面積，也就是300㎡。現階段，相對普遍的拱頂罐的容積大概介于500m?至5000m?之間，對于浮頂罐，它的容積大概介于5000m?至10000m?之間，能夠充分結合儲油罐灌徑差異，對著火面積進行估算，如此就能夠更好地組織消防車參加滅火作戰(zhàn)。

三、舉高噴射消防車在水力破拆、機械破拆、破拆排煙方面的運用

（一）水力破拆技術與運用

對于該項技術來講，它是基于外部玻璃未被破壞，內部出現陰燃的火場，或者火災沒有突破建筑外殼，當現場力量產生一定優(yōu)勢需進行總攻時，可借助高噴炮的沖擊力，對玻璃幕墻開展破拆。在一般的居民樓，經常使用的是單層4㎜住宅玻璃，它的破壞應力是85kPa。假設通過高噴炮來破拆，便需掌握水流沖擊力。水炮的出口流量是80L/s，口徑大小是64㎜，水射流速率V0，也就是V0=4Q/πD2，約等于25m/s，根據推導公式：

P/ρg=V2/2g? ? ? ? ? ? ? （2）

其中，用P來表示最高壓應力，單位是帕斯卡（Pa）；用ρ來表示流體密度，單位為㎏/m?；用V表示水流速度，單位是m/s。能夠獲得臨界速度Vt，也就是13m/s。不對風速進行考慮，水射流微團僅被阻力以及重力所影響，借助空氣阻力公式，也就是：

F=-kV2? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

其中，用F來表示空氣阻力，單位為牛頓（N），用V來表示水射流速率，單位為m/s，用k來表示阻力系數。基于射流斷面選擇微元dx，設周長是S，用A來表示截面面積。因為射流僅被阻力所影響，可借助牛頓公式，又知加速度為速率對時間的求導，能夠獲得：

ρAdx·dV/dt? ? ? ? ? ? ? （4）

已知在t為零時，把兩邊開展積分，能夠獲得：

ρA+skvot/ρAvo=1/v? ? ? ? ? （5）

把相關數值代入能夠獲得：

V=80/3.2+1.5t? ? ? ? ? ? ?（6）

又知V=dx/dt，代入求導能夠獲得：

t=32/15e3x/160-32/15? ? ? ? ? ? （7）

在Vt為13m/s時，能夠獲取x約等于33.5m，也就是說，如果想借助這一種型號的高噴炮把玻璃擊碎，對于水炮以及玻璃，二者的間距需要低于33.5m[2]。按照各種型號高噴炮以及待拆玻璃，可求解射流速率以及破壞應力，采取以上方式進而能夠獲得水力破拆時，水炮和玻璃之間的最長距離，注意把握車輛停靠處，為撲滅提供技術支撐。

（二）機械破拆技術與運用

該項技術是基于消防車小臂頂端配置相應的破壞箭，將液壓缸當作動力，依次設置4個油缸，用來對膠合板以及玻璃窗等進行破壞，通過將滅火劑打入內部進行滅火。需要基于消防車正常運行范圍，來促使破拆器工作，且它和被拆對象之間的距離需要介于45㎝至65㎝之間，破壞箭要正對目標。在正式作業(yè)之前，需要讓消防車處在正常運行狀態(tài)，對消防炮進行旋轉處理，讓水炮朝上或者朝下，避免與破拆箭彼此干涉，在符合破拆間距的基礎上，維持適當間隔，確保獲取良好破拆效果，這一裝備僅用于易碎玻璃以及膠合板，從原則上來講，玻璃厚度需要低于12㎜，且不可以朝著硬物發(fā)射。

（三）破拆排煙技術與運用

火災中煙氣在很大程度上會威脅到被困者，對于破拆排煙來講，舉高噴射消防車為一項普遍使用的戰(zhàn)術方式。舉高噴射消防車具有霧化噴射功能，所以能夠應用于建筑開展排煙。首先，應對霧化角度以及流量進行把控。相比于開花水霧，舉高消防車有著較好的排煙效果，通過高壓水霧能夠切實提高水膜表面積，對于有害顆粒有很好的吸附效果，讓其逐漸凝聚、沉降。根據此特點能夠開展噴霧排煙，為被困者提供生存條件[3]。其次，選取適當的排煙口。使用該種方法進行排煙時，應加以分析，在有明確排煙口及路徑后，可借助舉高噴射消防車進行噴霧防煙，提高排煙效果。在沒有明確排煙口及路徑的情況下，不可以盲目開展噴霧排煙。

四、結語

基于對舉高噴射消防車結構及優(yōu)勢的研究，借助力學原理對其破拆技術開展理論計算，根據作戰(zhàn)實際情況，獲得以下結論：對于高層建筑火災，可以考慮使用橫向、縱向堵截法；對于化工裝置火災，要盡可能發(fā)揮出舉高噴射消防車高度的優(yōu)點，實施立體圍殲戰(zhàn)術。總之，需要結合不同的火災場景，靈活地采取舉高噴射消防車的特點，進行破拆、排煙等各類核心技術。

參考文獻：

[1]劉忠.舉高噴射消防車滅火技術及應用分析[J].消防界（電子版），2022，08（01）：56-57.

[2]李永生.舉高噴射消防車在滅火應用中的問題[J].中國科技信息，2021，（15）：143-144.

[3]楊松.折疊式舉高噴射消防車臂架和噴槍的運動學分析[D].南昌：南昌大學，2020.

作者簡介：何秋良（1993—），男，四川達州人，本科，初級專業(yè)技術職務11級，研究方向：消防裝備、滅火救援。