首先高壓軟管卷盤非常易于使用，軟管可以很方便的從卷盤中拉出。

使用時，在消防員到達著火點的同時，司機馬上可以開水，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一直拉到火災現(xiàn)場。

同時它還有很強的機動性，僅需要一名消防員就可以利用高壓卷盤撲救小型室內(nèi)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。就目前來說，高壓軟管卷盤是在建筑物內(nèi)快速展開的最好方法。

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

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

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

但水帶在使用過后，還得重新圈起來放回車里帶回消防隊，在歸隊后，用過的水帶需要刷洗曬干之后才能再次使用。

所以，從后勤角度來說，高壓軟管卷盤的使用要方便很多。

高壓軟管卷盤，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內(nèi)徑為19mm，而這種軟管卷盤的流量只有100升每分鐘。

每分鐘180升的流量意味著每秒鐘有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。

事實上，情況并非總是如此，在達到300℃之前，蒸汽可能會從火場中逸出。對于冷卻能力影響最大的，在于水蒸發(fā)成水蒸汽的過程中，水是無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，在實際的火場中，冷卻能力要遠小于9MW。

那么問題就來了：水槍手的能力如何？

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

更進一步說，高壓軟管卷盤往往配備有更高效率的高壓水槍，這也是為什么高壓軟管卷盤如此流行的原因。在高壓軟管卷盤剛出現(xiàn)時，低壓滅火方式還仍是配備著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際情況是相關的，當撲救一個充分燃燒的火災時，滅火效率會更高，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(nèi)火災時，滅火效率為75%，采用高壓軟管卷盤滅火可以吸收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(guī)的房間里，都有很多空曠的地方，房子內(nèi)部的通道。圖3清楚地顯示出了這個房子的空間。在典型的帶家具的房間內(nèi)，發(fā)生火災時的平均熱釋放速率大約為250 kW /㎡。

假設27平方米的房間內(nèi)堆滿了床墊，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/㎡。

通過上面敘述，就不難理解為什么大家都喜歡用高壓軟管卷盤撲救火災了。大部分火災的燃燒面積小于27㎡，特別是住宅建筑。通常火災局限在一個房間，而大多數(shù)房間都小于27㎡，這意味著采用高壓軟管卷盤是撲救小型住宅火災，是一種非常好的方式。

Paul Grimwood對滅火救援過程中的射流流量，進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(xiāng)結合處的火災，都進行了詳細深入的研究。

這些研究，使他得出了關于僅用高壓軟管卷盤滅火的一些總結。郊區(qū)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，每分鐘的流量只有100L，如果滅火效率相同，相當于在比利時的燃燒面積在14至20㎡之間（前文有說比利時流量是180L）。

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

 

1.火災特性的改變

大家都知道，在過去的60年里，火災特性已經(jīng)發(fā)生了變化。第二次世界大戰(zhàn)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，需要半個小時；而現(xiàn)在，只需要兩到四分鐘。通常人們聽到這個的第一反應是：“消防員在達到火場之前，就已經(jīng)發(fā)生轟燃了么？”當然，事實確實如此。

 

但提這個問題的人，忽略了通風控制型火場的模型是指單個房間。廚房里充分發(fā)展起來的火災，最終會蔓延至客廳和別的區(qū)域。兩到四分鐘后，這些地方也會發(fā)生轟燃。

 

在這種情況下，消防員可能已經(jīng)到達現(xiàn)場。消防員可能正頂著灼熱的煙氣層，爬行穿過臥室，往廚房著火點方向前進。

 

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

 

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

 

如果一個房間是完全封閉的，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)境下會很快爆裂，但是雙層玻璃不會發(fā)生這樣的情況，這時就出現(xiàn)了通風受限型火災。

 

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

 

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

 

火災發(fā)生時，隨著燃燒時間越來越久，室內(nèi)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(nèi)，煙霧和灼熱的空氣無法擴散，這將導致房間內(nèi)部壓力增加。

 

芬蘭的一項實驗證實了，因火災導致的室內(nèi)空氣壓力上升，可使整個窗戶（玻璃和窗框）被轟出，這可能意味著火災特性發(fā)生了第三次重大變化。火災發(fā)展期間，可能會突然出現(xiàn)一個大開口，為火勢提供大量氧氣。

 

這再一次說明了，現(xiàn)代建筑火災形勢的惡化速度越來越快。

 

 

 

2.風驅火

 

2009年，美國NIST機構發(fā)布了第一個針對風驅火的全面研究：在某些風力條件下，火災可能表現(xiàn)得非常不規(guī)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，風可以大大增加火的放熱率，從而產(chǎn)生非常高的溫度。風也可以將火焰推向消防人員，當有強風直吹窗戶時，關閉的玻璃窗可以防止風對火勢的影響，但是，一旦窗口破裂，情況瞬間將發(fā)生變化，接著產(chǎn)生風驅火，原本一個完全可控的情況突然變得失控。

 

在美國，每個涉及消防員的死亡事故，都會進行徹底分析（與比利時的做法恰恰相反）。過去幾年，有幾位消防員在普通建筑內(nèi)風驅火的火災中喪生。

 

因此，任何建筑物都有可能發(fā)生風驅火現(xiàn)象。

 

 

 

3.新型的建筑樣式

 

 

從建筑結構上講，近年來出現(xiàn)了一些重大變化。過去，住房是由各個獨立的房間組成的，有一個廚房和一個客廳，有時候，餐廳和客廳也是有著明顯的分隔。由于每間客房都小于27 ㎡，高壓卷盤是撲救這類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，如果有足夠的空氣，它將迅速發(fā)生轟燃。接下來，火災蔓延需要一段時間，火焰受到了墻壁的阻礙，這時，“門”就成為了一個關鍵因素。

 

如果門關著，火勢蔓延會被拖延一段時間，但如果門打開，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(xiàn)代建造的住宅和公寓中，總有一個開放式廚房。客廳和廚房相連，形成一個大的獨立房間。在許多住宅中，該開放空間的面積大于27㎡。比較圖3到圖5時，可以很明顯地看出來。

 

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

 

因此，就很難用高壓卷盤對火勢進行控制住。

 

 

 

4.小結

 

經(jīng)過上面的分析，我們總結了過去幾年出現(xiàn)了幾個不同的問題：

•火災發(fā)展速度比過去快得多。

•在通風受限的情況下，突然產(chǎn)生的通風口會導致火勢蔓延加速。

•開始關注有關火災壓力對火勢撲救造成的影響

•風驅火會導致很高的放熱率。

•開放式大空間的室內(nèi)結構布局可能會導致更大的火災。

 

針對以上這些問題，其中的每一個問題都意味著火勢可能變得更大，更難以控制。在內(nèi)攻的時候，從門口到可以出水滅火的地方，可能需要幾分鐘的時間。

 

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

 

未來的火災將比過去發(fā)展的更快。上述的問題，在以前完全不存在。采用高壓卷盤滅火，在那時是很好的方法。如果在內(nèi)攻期間火災沒有產(chǎn)生太大的變化，它仍然會是一個很好的火災撲救方法。

 

我們可以用汽車的安全帶來做一個比喻，現(xiàn)在，每個駕駛員都會系好安全帶，因為這會增加人員在車禍中生存的可能性。

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

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

 

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

 

未來消防隊，遇到的情況會越來越多，越來越復雜，可能到場后火場看起來情況并不壞，經(jīng)火情偵察，發(fā)現(xiàn)初始火災可以使用高壓卷盤撲救，是能用這種方式進行撲救的火災之一。

 

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

 

一個很好的例子就是放熱速率很低的火災，現(xiàn)場的窗戶仍然完好，并且有微弱的風吹向建筑物的側面。消防員抵達火場后，通過偵察發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場火勢不會變的嚴重，完全可以用高壓卷盤滅火，因為高壓卷盤的冷卻能力高于燃燒的產(chǎn)熱速率。

 

如果燃燒的房間是關閉的，此評估與現(xiàn)實相符。但如果房間的窗戶發(fā)生破裂，所有這些情況都會發(fā)生改變。

 

突然間，風會為大火提供大量新鮮空氣，放熱速率很容易加倍。然而，高壓卷盤的最大流量卻不能加倍。

 

因此，消防員執(zhí)行內(nèi)攻任務時，他們的安全非常令人擔憂。一些消防員非常精通如何使用高壓卷盤滅火，可達到非常高的效率，但高壓卷盤卻沒有安全余量。

 

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

 

 

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(xiàn)有的工具改造或者購買新裝備。同時，跟上相關的培訓。

 

通常我們會忽視這兩項工作，在我們實施下面所說的改進方法時，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)在比利時的大部分地區(qū)使用，他們于2009年首次亮相，隨后越來越多消防隊開始使用。

 

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

 

當高壓卷盤達到極限時，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，有一個安全余量的水帶，可以彌補高壓卷盤的不足。

 

 

當然，需要認識到水帶并不能解決所有問題。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，這種情況下，這兩種方法的展開速度要快于傳統(tǒng)的雙卷式水帶。

 

一個重要的原因是70毫米的水帶以之字形一層層疊好放在車上，水帶的一頭已連接到三通分水器上，當場后，可以拿著分水器快速到達指定地點。

 

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

 

高壓卷盤在使用時，隨著拉伸的距離增長，摩擦力將增加，而鋪設層疊水帶卻沒有摩擦力的問題。相反的，隨著水帶重量減輕，消防員更容易進行移動。

 

使用高壓卷盤時，消防員必須使用足夠長的軟管才能夠到達著火點，以免內(nèi)攻時受阻，拉最后一點長度將最困難，此時摩擦力最大。

 

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

 

 

 

2. 38 mm 水帶

 

可以進一步增強水帶鋪設的機動性，在比利時，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(jù)實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(nèi)。

 

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，但可以通過提高水泵的壓力，進行補償。

 

如果起火點和消防車的距離較遠，我們可以采用70毫米水帶來減少水頭損失。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，因此機動性會更強。這樣的水帶，使用起來與高壓卷盤很像，用38毫米的水帶，可以實現(xiàn)高壓卷盤的靈活性和大口徑水帶的流量。

 

 

 

3.低壓卷盤

軟管卷盤十分簡單易用，特別是針對汽車火災和垃圾筒火災。在戶外火災和短距離的情況下，即使使用單卷或層疊水帶，卷盤也比鋪設水帶快得多。我們在尋找更好的火災撲救手段時，不能忽略這個優(yōu)勢。

 

卷盤的最大好處是卷盤上的軟管可以很快地沿直線拉伸，這通常對室外火災有很大的影響，特別是在短距離內(nèi)，卷盤具有很大優(yōu)勢，但是在處理長距離（40到80米）火災時，摩擦力開始產(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安裝在消防車中。它將38毫米的半剛性軟管安裝在卷盤上，與高壓卷盤的原理相同，只是直徑較大。由于軟管的長度要短得多，控制在40米以內(nèi)。

 

這樣，在發(fā)生汽車火災時，可以像高壓卷盤一樣快速展開。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。

 

 

四

 

最后的思考

 

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

 

本文說明了為什么高壓卷盤如此流行，還描述了幾種高壓卷盤的低流量，可能會給內(nèi)攻人員帶來的危險。

 

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

 

這可以是上述的一個或多個方面，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。

文章來源:橙色救援微信公眾號