举高喷射消防车灭火技术探讨及应用研究.docx

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举高喷射消防车灭火技术探讨及应用研究 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。