首先高壓軟管卷盤(pán)非常易于使用，軟管可以很方便的從卷盤(pán)中拉出。

使用時(shí)，在消防員到達著(zhù)火點(diǎn)的同時(shí)，司機馬上可以開(kāi)水，出水滅火的速度可以變得很快，這使得它非常適用于室外火災的撲救。

在室外火災撲救中，高壓軟管可以從消防車(chē)一直拉到火災現場(chǎng)。

同時(shí)它還有很強的機動(dòng)性，僅需要一名消防員就可以利用高壓卷盤(pán)撲救小型室內火災。

回顧以往經(jīng)歷，我們可以總結一些重要的經(jīng)驗教訓。就目前來(lái)說(shuō)，高壓軟管卷盤(pán)是在建筑物內快速展開(kāi)的最好方法。

假如火災發(fā)生在某建筑內的三層，利用高壓軟管卷盤(pán)要比鋪設水帶快的多。但單卷式和層疊式水帶的出現，對高壓軟管卷盤(pán)的優(yōu)勢形成了直接的挑戰。

在特定的情況下，通過(guò)采用精心設計的方法和充足的訓練，鋪設水帶進(jìn)行滅火的速度要快于利用高壓軟管卷盤(pán)。

高壓軟管卷盤(pán)在使用后很容易收整，只需要把軟管回卷到卷盤(pán)上，不需要占用到太多的資源。

但水帶在使用過(guò)后，還得重新圈起來(lái)放回車(chē)里帶回消防隊，在歸隊后，用過(guò)的水帶需要刷洗曬干之后才能再次使用。

所以，從后勤角度來(lái)說(shuō)，高壓軟管卷盤(pán)的使用要方便很多。

高壓軟管卷盤(pán)，每分鐘流量約為180升。在其他國家，消防員使用的高壓軟管卷盤(pán)內徑為19mm，而這種軟管卷盤(pán)的流量只有100升每分鐘。

每分鐘180升的流量意味著(zhù)每秒鐘有3升水從噴嘴射出，我們假定每升水吸收3 MJ的熱量，180升/分鐘的流量則當于9 MW的理論制冷卻能力。

當然，這樣的冷卻能力是在一定的前提條件下得出的，假設從噴嘴噴射出的水流恒為20℃，噴出后全部轉化為300℃的水蒸氣。

事實(shí)上，情況并非總是如此，在達到300℃之前，蒸汽可能會(huì )從火場(chǎng)中逸出。對于冷卻能力影響最大的，在于水蒸發(fā)成水蒸汽的過(guò)程中，水是無(wú)法吸收到足夠熱量的。

以液態(tài)流出的水只能吸收每升3 MJ能量的11％，因此，在實(shí)際的火場(chǎng)中，冷卻能力要遠小于9MW。

那么問(wèn)題就來(lái)了：水槍手的能力如何？

這個(gè)問(wèn)題對高壓和低壓兩種方式都有影響，影響到效率。這個(gè)問(wèn)題很難回答，人們已經(jīng)對該領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，滅火效率很大程度上取決于使用哪種裝備，一把好的水槍會(huì )產(chǎn)生更高的滅火效率。

更進(jìn)一步說(shuō)，高壓軟管卷盤(pán)往往配備有更高效率的高壓水槍?zhuān)@也是為什么高壓軟管卷盤(pán)如此流行的原因。在高壓軟管卷盤(pán)剛出現時(shí)，低壓滅火方式還仍是配備著(zhù)單一的老式的標準水槍。

這些老舊的“標準化”水槍的射流形態(tài)并不是很好。而新型的高壓水槍的使用，使得我們可以更為精確的控制射流的形態(tài)，這大大提高了滅火效率，也正因為如此使得消防員可以使用高壓小流量進(jìn)行滅火，而不需要用低壓大流量。

滅火效率的高低和消防員面對的火災實(shí)際情況是相關(guān)的，當撲救一個(gè)充分燃燒的火災時(shí)，滅火效率會(huì )更高，但是假如面對的是陰燃火災，情況就恰恰相反了。

假設消防員在撲救猛烈燃燒的室內火災時(shí)，滅火效率為75%，采用高壓軟管卷盤(pán)滅火可以吸收6.75MW的熱釋放速率，這等于燃燒表面面積為27平方米的空間，燃燒釋放的熱（250MW/㎡）。圖3中的廚房（Kitchen）面積為22㎡，右下方的主臥室（M.Bedroom）面積為15㎡。

“燃燒表面面積”是指房間的地面面積的大小。在常規的房間里，都有很多空曠的地方，房子內部的通道。圖3清楚地顯示出了這個(gè)房子的空間。在典型的帶家具的房間內，發(fā)生火災時(shí)的平均熱釋放速率大約為250 kW /㎡。

假設27平方米的房間內堆滿(mǎn)了床墊，那么熱釋放速率將遠遠高于6.75MW（假設有足夠的空氣用于燃燒）。這種情況下，熱釋放速率甚至能達到1MW/㎡。

通過(guò)上面敘述，就不難理解為什么大家都喜歡用高壓軟管卷盤(pán)撲救火災了。大部分火災的燃燒面積小于27㎡，特別是住宅建筑。通?；馂木窒拊谝粋€(gè)房間，而大多數房間都小于27㎡，這意味著(zhù)采用高壓軟管卷盤(pán)是撲救小型住宅火災，是一種非常好的方式。

Paul Grimwood對滅火救援過(guò)程中的射流流量，進(jìn)行了非常廣泛的研究。從2009年到2012年，他共研究了英國的5401起火災。他對城市火災以及發(fā)生在城鄉結合處的火災，都進(jìn)行了詳細深入的研究。

這些研究，使他得出了關(guān)于僅用高壓軟管卷盤(pán)滅火的一些總結。郊區火災的平均燃燒面積為7.72 ㎡，城市火災為11.14㎡。

需要特別注意的是，在這些情況下，使用高壓軟管卷盤(pán)，每分鐘的流量只有100L，如果滅火效率相同，相當于在比利時(shí)的燃燒面積在14至20㎡之間（前文有說(shuō)比利時(shí)流量是180L）。

所以，高壓軟管卷盤(pán)主要用于較小的火災。對于這些火災，如果操作正常的話(huà)，高壓卷盤(pán)是一個(gè)很好的滅火裝備。

 

1.火災特性的改變

大家都知道，在過(guò)去的60年里，火災特性已經(jīng)發(fā)生了變化。第二次世界大戰后，人們發(fā)明出了合成材料，該材料的大量使用，導致火災發(fā)展蔓延的速度更快。

 

1950年，從起火到發(fā)生轟燃，需要半個(gè)小時(shí)；而現在，只需要兩到四分鐘。通常人們聽(tīng)到這個(gè)的第一反應是：“消防員在達到火場(chǎng)之前，就已經(jīng)發(fā)生轟燃了么？”當然，事實(shí)確實(shí)如此。

 

但提這個(gè)問(wèn)題的人，忽略了通風(fēng)控制型火場(chǎng)的模型是指單個(gè)房間。廚房里充分發(fā)展起來(lái)的火災，最終會(huì )蔓延至客廳和別的區域。兩到四分鐘后，這些地方也會(huì )發(fā)生轟燃。

 

在這種情況下，消防員可能已經(jīng)到達現場(chǎng)。消防員可能正頂著(zhù)灼熱的煙氣層，爬行穿過(guò)臥室，往廚房著(zhù)火點(diǎn)方向前進(jìn)。

 

而在這時(shí)，由于燃燒的速度大大超過(guò)預期，將出現極端火災現象，如：轟燃，而這將導致消防員陷入危險。所以，這就是過(guò)去和現在火災特性的差別。

 

導致室內火災特性發(fā)生變化的第二個(gè)原因是：使用大量雙層玻璃，同時(shí)建筑向隔熱型轉變。

 

如果一個(gè)房間是完全封閉的，那么很難有足夠的空氣發(fā)生轟燃。通常情況下，單層玻璃在高溫的環(huán)境下會(huì )很快爆裂，但是雙層玻璃不會(huì )發(fā)生這樣的情況，這時(shí)就出現了通風(fēng)受限型火災。

 

在一個(gè)封閉的房間內，火焰的熱釋放速率因為空氣的短缺而受限，但這樣的情況會(huì )因為玻璃的破裂，或消防員打開(kāi)房門(mén)內攻而發(fā)生變化，額外涌入的空氣意味著(zhù)熱釋放速率的提高，這種情況下，火勢很容易在瞬間變大。

 

芬蘭今年發(fā)布了一篇關(guān)于火災壓力形成的研究報告：隨著(zhù)建筑施工水準的提高，建筑密封性能越來(lái)越好，這使得著(zhù)火房間內的壓力變得比以往更高。

 

火災發(fā)生時(shí)，隨著(zhù)燃燒時(shí)間越來(lái)越久，室內溫度隨之升高，灼熱的空氣試圖往別的地方擴散。在相對封閉的房間內，煙霧和灼熱的空氣無(wú)法擴散，這將導致房間內部壓力增加。

 

芬蘭的一項實(shí)驗證實(shí)了，因火災導致的室內空氣壓力上升，可使整個(gè)窗戶(hù)（玻璃和窗框）被轟出，這可能意味著(zhù)火災特性發(fā)生了第三次重大變化?；馂陌l(fā)展期間，可能會(huì )突然出現一個(gè)大開(kāi)口，為火勢提供大量氧氣。

 

這再一次說(shuō)明了，現代建筑火災形勢的惡化速度越來(lái)越快。

 

 

 

2.風(fēng)驅火

 

2009年，美國NIST機構發(fā)布了第一個(gè)針對風(fēng)驅火的全面研究：在某些風(fēng)力條件下，火災可能表現得非常不規律。這項研究起源于：消防員在撲救高層建筑火災中發(fā)生的多起事故。

 

研究表明，風(fēng)可以大大增加火的放熱率，從而產(chǎn)生非常高的溫度。風(fēng)也可以將火焰推向消防人員，當有強風(fēng)直吹窗戶(hù)時(shí)，關(guān)閉的玻璃窗可以防止風(fēng)對火勢的影響，但是，一旦窗口破裂，情況瞬間將發(fā)生變化，接著(zhù)產(chǎn)生風(fēng)驅火，原本一個(gè)完全可控的情況突然變得失控。

 

在美國，每個(gè)涉及消防員的死亡事故，都會(huì )進(jìn)行徹底分析（與比利時(shí)的做法恰恰相反）。過(guò)去幾年，有幾位消防員在普通建筑內風(fēng)驅火的火災中喪生。

 

因此，任何建筑物都有可能發(fā)生風(fēng)驅火現象。

 

 

 

3.新型的建筑樣式

 

 

從建筑結構上講，近年來(lái)出現了一些重大變化。過(guò)去，住房是由各個(gè)獨立的房間組成的，有一個(gè)廚房和一個(gè)客廳，有時(shí)候，餐廳和客廳也是有著(zhù)明顯的分隔。由于每間客房都小于27 ㎡，高壓卷盤(pán)是撲救這類(lèi)房間火災的理想裝備，圖3很好地展示出了這種情況。

 

當客廳發(fā)生火災時(shí)，如果有足夠的空氣，它將迅速發(fā)生轟燃。接下來(lái)，火災蔓延需要一段時(shí)間，火焰受到了墻壁的阻礙，這時(shí)，“門(mén)”就成為了一個(gè)關(guān)鍵因素。

 

如果門(mén)關(guān)著(zhù)，火勢蔓延會(huì )被拖延一段時(shí)間，但如果門(mén)打開(kāi)，熱煙便可以流入相鄰的房間。這種情況下，墻壁隔絕火焰的效果就不是很明顯了。

在現代建造的住宅和公寓中，總有一個(gè)開(kāi)放式廚房?？蛷d和廚房相連，形成一個(gè)大的獨立房間。在許多住宅中，該開(kāi)放空間的面積大于27㎡。比較圖3到圖5時(shí)，可以很明顯地看出來(lái)。

 

現代住宅中，大型開(kāi)放式房間非常普遍，這為居民提供了更舒適的生活方式，但單個(gè)房間的面積卻大大增加。

 

因此，就很難用高壓卷盤(pán)對火勢進(jìn)行控制住。

 

 

 

4.小結

 

經(jīng)過(guò)上面的分析，我們總結了過(guò)去幾年出現了幾個(gè)不同的問(wèn)題：

•火災發(fā)展速度比過(guò)去快得多。

•在通風(fēng)受限的情況下，突然產(chǎn)生的通風(fēng)口會(huì )導致火勢蔓延加速。

•開(kāi)始關(guān)注有關(guān)火災壓力對火勢撲救造成的影響

•風(fēng)驅火會(huì )導致很高的放熱率。

•開(kāi)放式大空間的室內結構布局可能會(huì )導致更大的火災。

 

針對以上這些問(wèn)題，其中的每一個(gè)問(wèn)題都意味著(zhù)火勢可能變得更大，更難以控制。在內攻的時(shí)候，從門(mén)口到可以出水滅火的地方，可能需要幾分鐘的時(shí)間。

 

這段時(shí)間，火勢可能已經(jīng)發(fā)生了劇烈變化。一場(chǎng)本可以用高壓卷盤(pán)順利處置的火災，幾分鐘后可能需要投入更多力量。如果內攻人員沒(méi)有足夠冷卻能力的話(huà)，他們就會(huì )處于非常危險的境地。

 

未來(lái)的火災將比過(guò)去發(fā)展的更快。上述的問(wèn)題，在以前完全不存在。采用高壓卷盤(pán)滅火，在那時(shí)是很好的方法。如果在內攻期間火災沒(méi)有產(chǎn)生太大的變化，它仍然會(huì )是一個(gè)很好的火災撲救方法。

 

我們可以用汽車(chē)的安全帶來(lái)做一個(gè)比喻，現在，每個(gè)駕駛員都會(huì )系好安全帶，因為這會(huì )增加人員在車(chē)禍中生存的可能性。

現代火災，用高壓卷盤(pán)滅火，就像在沒(méi)有系安全帶的情況下，以120公里/小時(shí)的速度在高速公路上行駛。

有人就會(huì )在不系安全帶情況下，在高速公路上高速行駛，他們可能也并不會(huì )因此而遭遇事故。但是對于少數人來(lái)說(shuō)，會(huì )遭遇慘烈的高速事故。對他們來(lái)說(shuō)，系好安全帶對他們的生存至關(guān)重要。

 

這同樣適用于消防工作，大部分小火可以用高壓卷盤(pán)進(jìn)行處置。只有小部分火災，不能以這種方式撲救，但這當中的問(wèn)題是，我們事先并不知道發(fā)生了怎樣的火災。

 

未來(lái)消防隊，遇到的情況會(huì )越來(lái)越多，越來(lái)越復雜，可能到場(chǎng)后火場(chǎng)看起來(lái)情況并不壞，經(jīng)火情偵察，發(fā)現初始火災可以使用高壓卷盤(pán)撲救，是能用這種方式進(jìn)行撲救的火災之一。

 

但是問(wèn)題往往在火災撲救的后期才會(huì )出現，可能是上述五種情況之一，也可能是某些尚未發(fā)現的問(wèn)題。我們唯一能確定的是，對于一些火災來(lái)說(shuō)，高壓卷盤(pán)并不是最安全的選擇，因為，我們在抵達火場(chǎng)前并不知道那是怎么樣的火災。

 

一個(gè)很好的例子就是放熱速率很低的火災，現場(chǎng)的窗戶(hù)仍然完好，并且有微弱的風(fēng)吹向建筑物的側面。消防員抵達火場(chǎng)后，通過(guò)偵察發(fā)現現場(chǎng)火勢不會(huì )變的嚴重，完全可以用高壓卷盤(pán)滅火，因為高壓卷盤(pán)的冷卻能力高于燃燒的產(chǎn)熱速率。

 

如果燃燒的房間是關(guān)閉的，此評估與現實(shí)相符。但如果房間的窗戶(hù)發(fā)生破裂，所有這些情況都會(huì )發(fā)生改變。

 

突然間，風(fēng)會(huì )為大火提供大量新鮮空氣，放熱速率很容易加倍。然而，高壓卷盤(pán)的最大流量卻不能加倍。

 

因此，消防員執行內攻任務(wù)時(shí)，他們的安全非常令人擔憂(yōu)。一些消防員非常精通如何使用高壓卷盤(pán)滅火，可達到非常高的效率，但高壓卷盤(pán)卻沒(méi)有安全余量。

 

當你滅火時(shí)，設施達到了滅火能力極限，當你需要更多冷卻能力時(shí)，你卻沒(méi)有任何辦法。

 

 

三

 

潛在的解決方案

 

在上面的部分中，已經(jīng)描述了消防隊目前面臨的一些問(wèn)題。當然，也有解決方案。這些解決方案需要一定的投入，即將現有的工具改造或者購買(mǎi)新裝備。同時(shí)，跟上相關(guān)的培訓。

 

通常我們會(huì )忽視這兩項工作，在我們實(shí)施下面所說(shuō)的改進(jìn)方法時(shí)，必須要加強初期培訓和之后的復訓。

 

 

 

 

1.單卷式水帶、

單卷式水帶和層疊式水帶已經(jīng)在比利時(shí)的大部分地區使用，他們于2009年首次亮相，隨后越來(lái)越多消防隊開(kāi)始使用。

 

水帶滅火的好處是即便有更高的流量需求，也可以滿(mǎn)足要求。使用45毫米水帶所產(chǎn)生的流量至少是高壓卷盤(pán)每分鐘180升流量的兩倍，因此冷卻能力也是高壓卷盤(pán)的兩倍。

 

當高壓卷盤(pán)達到極限時(shí)，水帶才僅僅使用它一半的供水能力。這種情況下，消防員可以選擇使用兩倍的水量。所以，有一個(gè)安全余量的水帶，可以彌補高壓卷盤(pán)的不足。

 

 

當然，需要認識到水帶并不能解決所有問(wèn)題。即使水帶的冷卻能力能達到在15到20 MW，但也是有限的。

單卷式盤(pán)和層疊式水帶的使用，為水帶的鋪設提供了方便，但使用45毫米水帶，其便捷性仍低于高壓軟管卷盤(pán)，這種情況下，這兩種方法的展開(kāi)速度要快于傳統的雙卷式水帶。

 

一個(gè)重要的原因是70毫米的水帶以之字形一層層疊好放在車(chē)上，水帶的一頭已連接到三通分水器上，當場(chǎng)后，可以拿著(zhù)分水器快速到達指定地點(diǎn)。

 

這種水帶鋪設方法，使得在復雜建筑結構內使用層疊水帶，拉伸的速度要比高壓卷盤(pán)更快。

 

高壓卷盤(pán)在使用時(shí)，隨著(zhù)拉伸的距離增長(cháng)，摩擦力將增加，而鋪設層疊水帶卻沒(méi)有摩擦力的問(wèn)題。相反的，隨著(zhù)水帶重量減輕，消防員更容易進(jìn)行移動(dòng)。

 

使用高壓卷盤(pán)時(shí)，消防員必須使用足夠長(cháng)的軟管才能夠到達著(zhù)火點(diǎn)，以免內攻時(shí)受阻，拉最后一點(diǎn)長(cháng)度將最困難，此時(shí)摩擦力最大。

 

水帶鋪設時(shí)，在進(jìn)攻陣地對單卷水帶進(jìn)行連接，這樣便增加了20至40米的水帶余長(cháng)，消防員只要在連接處放下水帶即可。

 

 

 

2. 38 mm 水帶

 

可以進(jìn)一步增強水帶鋪設的機動(dòng)性，在比利時(shí)，人們選擇45毫米和70毫米兩種不同直徑的水帶。

 

其他國家，根據實(shí)際情況做出了不同的選擇。英國通常使用52毫米，澳大利亞更喜歡38毫米的水帶作為出槍水帶。

 

問(wèn)題是：“我們需要哪種直徑的水帶？”所需的水帶直徑，取決于不同的情況：我們需要水帶達到的長(cháng)度，我們想要達到的流量和所使用的泵的功率。

 

水泵必須能夠在足夠高的壓力下，提供所需的流量，以補償水頭損失，并使得水槍處的壓力保持在水槍手能夠承受的范圍內。

 

45毫米水帶的流量在每分鐘400至500升之間，38毫米的帶也可以達到這種流量。盡管水頭損失稍高，但可以通過(guò)提高水泵的壓力，進(jìn)行補償。

 

如果起火點(diǎn)和消防車(chē)的距離較遠，我們可以采用70毫米水帶來(lái)減少水頭損失。38毫米水帶的重量只有45毫米水帶重量的71％，但能提供與45毫米水帶差不多的流量。

 

由于水帶更薄更輕，因此機動(dòng)性會(huì )更強。這樣的水帶，使用起來(lái)與高壓卷盤(pán)很像，用38毫米的水帶，可以實(shí)現高壓卷盤(pán)的靈活性和大口徑水帶的流量。

 

 

 

3.低壓卷盤(pán)

軟管卷盤(pán)十分簡(jiǎn)單易用，特別是針對汽車(chē)火災和垃圾筒火災。在戶(hù)外火災和短距離的情況下，即使使用單卷或層疊水帶，卷盤(pán)也比鋪設水帶快得多。我們在尋找更好的火災撲救手段時(shí)，不能忽略這個(gè)優(yōu)勢。

 

卷盤(pán)的最大好處是卷盤(pán)上的軟管可以很快地沿直線(xiàn)拉伸，這通常對室外火災有很大的影響，特別是在短距離內，卷盤(pán)具有很大優(yōu)勢，但是在處理長(cháng)距離（40到80米）火災時(shí)，摩擦力開(kāi)始產(chǎn)生影響。

 

由于室外火災需要快速鋪設水帶，一些消防隊選擇把低壓卷盤(pán)安裝在消防車(chē)中。它將38毫米的半剛性軟管安裝在卷盤(pán)上，與高壓卷盤(pán)的原理相同，只是直徑較大。由于軟管的長(cháng)度要短得多，控制在40米以?xún)取?/p>

 

這樣，在發(fā)生汽車(chē)火災時(shí)，可以像高壓卷盤(pán)一樣快速展開(kāi)。由于直徑較大，其最大流量可以達到每分鐘400升，這種情況下，兩種方式產(chǎn)生了最佳結合：高流量和快速展開(kāi)。

 

 

四

 

最后的思考

 

我們的世界正在迅速改變，這些變化經(jīng)常會(huì )產(chǎn)生新問(wèn)題，這就要求我們消防工作要走出去并解決問(wèn)題，過(guò)去的良好方案，可能已不再適合處理未來(lái)的問(wèn)題。

 

本文說(shuō)明了為什么高壓卷盤(pán)如此流行，還描述了幾種高壓卷盤(pán)的低流量，可能會(huì )給內攻人員帶來(lái)的危險。

 

未來(lái)，消防隊將在滅火方面，面臨新的問(wèn)題。與往常一樣，消防隊將針對這些問(wèn)題，找尋更好的解決方案。

 

這可以是上述的一個(gè)或多個(gè)方面，甚至，它們可能是完全不同的解決方案。重要的是，這些解決方案只要快速，有效，安全即可。

文章來(lái)源:橙色救援微信公眾號