基于消防救援工作实际探究高层建筑火灾扑救中的不利因素

慕睿鹏

摘要：从消防救援队伍扑救高层建筑火灾难度较大这一实际问题出发，以陕西榆林地区为例，通过对消防员在空气呼吸器三种状态下的使用时间测试、高层建筑供水测试和消防装备配备进行研究，多角度探讨、解读其对高层建筑火灾扑救的影响，为高层建筑火灾中的消防救援提供理论分析依据，并为日后的高层建筑火灾应对措施提供参考意见。

关键词：高层建筑火灾; 正压式空气呼吸器; 高层供液; 消防装备配备

近年，随着高层建筑的高度不断增高，数量持续增多，一旦发生火灾，燃烧猛烈，火势蔓延迅速，人员安全疏散和火灾扑救工作难度越来越大。对于消防救援人员来说，快速救人、灭火是他们的职责使命所在，但由于种种难点和问题，高层建筑火灾的扑救问题至今没有得到较妥善的解决，因此需要进一步深入分析制约高层建筑火灾扑救的因素。本文将以陕西榆林地区为例基于消防救援队伍扑救高层建筑火灾工作实际需要，从测试消防员空气呼吸器的使用时间、高层供液和消防装备配备三个方面分析目前高层建筑火灾扑救工作的难点，以期能得到问题的有效解决。

1   空气呼吸器的使用时间对高层建筑火灾扑救的影响

消防员的呼吸保护器具与生命安全和战斗成败紧密相连，并直接制约着战术方法的运用。正确掌握空气呼吸器的使用时间对消防指挥员合理组织灭火救援、安排工作时间和准确把握撤出时具有重要的意义。因此，为了掌握空气呼吸器在灭火救援中的实际使用时间，我们进行了以下三种测试。

本文实验所用的空气呼吸器品牌及型号为霍尼韦尔CPRⅢ-162-9.0。霍尼韦尔CPRⅢ-162-9.0正压式空气呼吸器气瓶水容积为9L，工作压力30MPa，水压试验压力50MPa。根据正压式空气呼吸器产品厂家的标准，防护时间可达一小时。以中等劳动强度的耗气量30 L/min计算，空气呼吸器的标准使用时间为[1]：                            。

（1）正常呼吸状态下的使用时间

我们在陕西榆林地区某消防中队随机选取5名消防员，在不做任何运动正常呼吸的情况下，对空气呼吸器的使用时间进行了测试。气瓶的初始压力为25MPa，测试计时从气瓶开启至气瓶压力耗尽为止。测试数据具体见表1。

由表1可知，在正常呼吸状态下，5名测试对象中对空气呼吸器最长使用时间为144min，最短使用时间为118min，平均使用时间为134.2min。消防员在不做任何运动正常呼吸的状态下，劳动强度要低于中等强度，而消防员在救援现场的劳动强度要高于中等强度，说明在救援中空气呼吸器的实际使用时间要明显低于标准使用时间。如果消防员的救援时间按标准使用时间进行安排，那么对于消防员来说是偏于危险的，因此空气呼吸器的实际使用时间还需要进一步研究。

（2）快速行走与跑步状态下的使用时间

在消防员快速行走与跑步状态的情况下，对空气呼吸器的使用时间进行测试。测试计时从气瓶开启至空气呼吸器警报器发出报警为止，测试数据见表2。

通过表2测试数据可知，可计算出消防员在快速行走状态下，达到额定压力的空气呼吸器平均可使用约34 min，而在跑步状态下平均可使用约17min。但实际的消防救援过程中，空气呼吸器气瓶的压力一般在28MPa左右，并达不到30MPa，当气瓶内压力下降至（5.5±0.5）MPa时报警器就会发出报警。因此对空气呼吸器在28MPa-5MPa时计算使用时间，如表3所示为消防员提供参考。快速行走状态下，建议消防员的工作时间为26min，最长工作时间为30min;处于跑步状态下，建议消防员的工作时间为13min，最长工作时间为15min。但由于跑步只是出于人感官上的认识，测试时的速度不同，劳动强度变化就会不同，因此跑步状态下的测试结果只能作为实际救援工作安排的参考数值。另外，消防员是在正常环境中进行的测试，不会引起心理的紧张和恐惧，因此可忽略环境因素对数据差异造成的影响。

（3）攀登高层建筑状态下的使用时间

为了更好地掌握空氣呼吸器的实际使用时间，合理安排消防员在高层建筑火灾扑救中的工作时间，本文也对攀登高层建筑时的空气呼吸器使用时间进行了测试。测试数据见表4。

由表4中的数据可得，在同样条件下，被测试的消防员中最高攀登到66层，用时分别为15.5min和14.4min;最低攀登到41层，用时7min。但6名消防员均体力消耗过大，且气瓶压力在2MPa～3Mpa，无法满足撤出时间的需要。表中只有上楼的数据，没有下楼的测试数据，因此还需进一步研究。另外，表中数据也说明消防员中存在个体差异，能否安全撤出救援现场需要关注个体。

同时，表4中数据是在消防员只佩戴空气呼吸器，不穿着战斗服，无其他负重的情况下进行的。若在高层建筑火灾救援现场，消防员的负重要远超过11kg，且火场高温浓烟也会给消防员带来不利，这会导致空气呼吸器的实际使用时间远远小于表中的测试时间。在这种情况下，空气呼吸器的使用时间不但满足不了救援需要，甚至连消防员的撤出时间都无法保障，因此目前空气呼吸器的使用时间过短是消防救援人员在高层建筑火灾扑救中普遍面临的困境。

2   高层供液对高层建筑火灾扑救的影响

高层建筑的供水问题也给消防救援人员带来巨大的考验。当在几百米高度的建筑上发生火情，如何顺利将灭火用水送达火点，是在灭火战斗中最具有难度的一项工作。虽然高层建筑都设置了室内固定灭火设施，但由于缺少维护和检修，许多设施在火灾发生时都无法正常启动;即使正常启动，在火灾快速蔓延，燃烧面积较大时，单一室内供水管线的流量也很难满足火灾扑救的需要，这种情况下就需要消防车铺设水带进行供水。但一方面水带铺设长，供水速度慢，难以保证及时灭火。另一方面，灭火时供水压力强，水压摩阻损失大，水带容易爆裂，导致水的流失或重新更换水带，这些都会延误灭火战机。

高层供液是指从高层建筑的首层利用消防车供水用水带连接通过沿楼梯蜿蜒铺设或沿外墙垂直铺设的方式，在高层建筑顶层利用水枪进行射水。

在正式测试前，需要对相关专业术语和指标进行解释。

65/25型、65/20型、80/25型为消防水带型号;65、80为水带口径，分别表示65mm和80mm;20、25指水带工作压力，分别表示2.0MPA，2.5MPA;泵浦压力是指消防车向楼层供水时车的供水压力;水带铺设时间指的是利用垂直铺设或蜿蜒铺设方式从建筑物首层向楼顶铺设水带的时间;出水时间是水带铺设好后从消防车开始供水到楼顶水枪出水并达到充实水柱时间。

具体测试结果见表5、表6、表7。其中，表6中由于建筑物外沿裙房无法进行垂直铺设，表7中鉴于垂直铺设时水带由于自身重力和接口处压力过大导致水带在28层约100m高时爆裂。（一盘20m长65/20型水带，在水带饱满时约有60kg重。）

表5、表6和表7对不同建筑物的测试情况为测试中的典型案例，其余非代表性测试数据不一一列出。大量的结果表明，从目前的消防设备来看，登高消防车的高度较难满足高层建筑灭火救援任务的要求。高层建筑的主体建筑周围往往设有裙房，妨碍登高车全方位靠近主体建筑进行灭火救援活动。因此，部分高层建筑上部楼层发生火灾，消防员无法进行外攻只能从消防车供水采取蜿蜒铺设水带的形式和垂直铺设水带的形式进行内攻灭火。此外，测试地地处西北，测试时间为冬季，因管道受冻及市政管网压力不足等原因，消防救援人员在处理高层建筑火灾时会首选从消防车供水采取蜿蜒铺设水带的形式进行内攻灭火。通过表中的普遍测试时间看，利用人力进行供水的方式大多需要10分钟左右，一定程度挤压了有效救援时间，这也是目前高层建筑火灾扑救中的明显弊端。

3   消防装备配备对高层建筑火灾扑救的影响

目前，陕西榆林地区消防队伍基本按照国家应急管理部消防救援局的要求可配备齐全作战车辆，但针对高层建筑火灾扑救所需的大吨位供水车、举高消防车仍然比较紧缺，且性能参数参差不齐。主要存在以下四个方面的不足：

（1）车辆水泵性能不能满足供高要求。作战车辆61%的车载水泵额定压力在2.0 MPa 以内，只有少量的车载水泵额定压力在 2.0-25MPa 之间。若长时间依靠单泵作战，既要保证供水高度和水枪出口压力（最低0.15MPa），又要克服水带阻力（最低0.1MPa），61%的车载水泵性能只能满足扑救普通建筑火灾或建筑高度不超过100m的高层建筑火灾，只有少量的车载水泵可以保证扑救建筑高度100m至150m之间的高层建筑火灾。目前，榆林地区范围内举高高度30m以下的举高消防车数量为7辆，30m至56m之间的举高消防车数量为5辆，举高高度最高为56m，而西安地区举高消防车举高高度最高為72m，因此，作战车辆的水泵性能还需进一步加强。

（2）缺少高层火灾扑救所需的专用供水、通信、个人防护等器材。绝大多数消防队伍多配备的是中、低压水带（耐压1.5-2.5MPa），缺少高压水带（耐压4.0MPa），缺少保护消防车泵的止回阀，缺少高层供水泄压的螺旋式开关分水器、保护水带的墙角保护器、水带接口加固卡箍等器材。其中，部分器材为革新装备，没有相应的国家或行业标准作为生产使用依据，在使用过程中难以保证安全。

（3）高层建筑火灾扑救面临环境复杂楼内对讲机信号被屏蔽，被阻断的问题。高层建筑环境复杂，但实际救援过程中消防员之间的对讲机信号时有时无的情况经常发生。这一问题可通过架设中继设备予以解决，但目前大多基层消防队伍还并未配备相关设备。此外，消防员与指挥员之间缺乏位置感应系统，不能准确的定位救援人员在高层建筑中的具体位置和高度。市面上现有可推广应用的系统也只能确定同一水平面上的位置，而无法确定位置高度，并且也存在信号不稳定，位置误差较大的问题。

（4）高层建筑火灾扑救难以使用直升机和无人机进行辅助侦察、通信、灭火和救援。直升机由于受到气候、高层建筑和火风压等条件的负面影响，很难用于高层建筑火灾救援和灭火，但可用于救援时辅助高空侦察和通信保障。无人机也存在类似的问题，因此需要提升动力和增大机体体积来增加载重和长时间留空的可能性，更好辅助救援顺利进行。

4   结语

高层建筑火灾扑救目前仍然是一个世界性难题，其具有很大的危险性，火灾一旦发生必将造成重大的人员伤亡和财产损失，因此加强高层建筑的火灾预防和扑救能力建设任重而道远。当前，国家科学技术发展日新月异，在消防装备、产品的研发与完善也取得巨大进步，已经大大提升了消防救援队伍在高层建筑火灾的战斗力。我们有理由相信，跟随着国家和社会的发展脚步，高层建筑火灾中的不利因素都将有效被克服，消防灭火救援能力必将步上新台阶。

参考文献：

[1]   李进兴.消防技术[M].北京：中国人民公安大学出版社，2006.

[2]   伍和员.消防战训工作的改革与发展[M].南京：东南大学出版社，2008.

[3]   陶其刚，王谋刚，汤卫华.高层建筑火灾火场供水研究[J].消防科学与技术，2010，（01）：70-73.

[4]   孙惠杰，张英彬，杨志恒.关于高层建筑火灾扑救中的难点与要点[J].赤子（上中旬），2014，（15）：256-257.

[5]   安春晖.高层建筑火灾扑救难点分析与对策研究[J].城市与减灾，2017，（05）：1-7.