壓縮空氣泡沫消防車實戰化應用探析

晁躍川

（新疆消防救援總隊，新疆 烏魯木齊 830001）

0 引言

新疆地處亞歐大陸腹地，遠離海洋，高山環列，干燥少雨，大部分地區嚴重缺水，可利用天然水源少。南北疆廣大城鎮、農村、城中村、城鄉接合部消防基礎設施較為薄弱、道路狹窄，大型消防車通行困難，農村路途遠、可利用天然水源缺乏。 壓縮空氣泡沫用水需求少、滅火效率高，近幾年來，在全區消防救援隊伍已陸續配備壓縮空氣泡沫消防車**余輛。因此，研究如何發揮壓縮空氣泡沫消防車的滅火優勢，提高基層隊站在火災撲救中的戰斗力，守住火災防控的最后一道防線，具有十分重要的現實意義。

1 壓縮空氣泡沫消防車的組成結構和工作原理

壓縮空氣泡沫技術于20 世紀30 年代起源于德國，主要應用于缺水環境的森林火災撲救；20 世紀40年代，美國、英國軍隊陸續使用壓縮空氣泡沫滅火；直到20 世紀80 年代， 美國消防隊開始大規模配備、使用壓縮空氣泡沫消防車。我國于20 世紀90 年代引入壓縮空氣泡沫技術，并逐步在消防車領域使用。

1.1 壓縮空氣泡沫消防車的組成結構

壓縮空氣泡沫消防車一般指配備有壓縮空氣A類泡沫滅火系統（簡稱CAFS 系統）的消防車。 常見的車載CAFS 系統是由供水系統、供液系統、壓縮空氣系統、混合發泡系統、控制管路和閥門、控制系統及電路系統等組成（見圖1）。 其中供水系統主要由離心式消防泵組成，是提供壓力水源的主要部件；供液系統主要由電動吸液泵組成， 是提供泡沫液的主要部件；壓縮空氣系統主要由空壓機組成，是提供壓縮空氣的主要部件； 混合發泡系統主要由比例混合器組成，是提供壓縮空氣泡沫混合的主要部件；控制系統主要由各種電路板、控制軟件等組成，是整個壓縮空氣泡沫系統的中樞。

圖1 常見壓縮空氣泡沫系統結構圖

1.2 車載壓縮空氣泡沫系統的工作原理

CAFS 系統可將水、A 類泡沫原液和壓縮空氣，通過控制調節裝置按照最佳比例預混合后，通過噴射裝置（消防炮或消防槍）噴射到著火點。 如圖1 所示，水通過消防泵進入泡沫比例混合系統，泡沫原液通過電動泡沫泵進入泡沫比例混合系統，空壓機將空氣加壓后進入泡沫比例混合系統，水、泡沫原液和壓縮空氣在比例混合系統內充分混合后，直接產生壓縮空氣泡沫。同時，通過控制系統對水、泡沫和壓縮空氣流量的進行精確控制后，可以實現三者的最佳配比，產生理想的干、濕壓縮空氣泡沫。

2 壓縮空氣泡沫和壓縮空氣泡沫消防車的特性

壓縮空氣泡沫具有附著力、滲透力強、隔熱降溫效果好、用水需求少、水漬損失小、環保高效、水平垂直輸送距離遠等特性。壓縮空氣泡沫消防車與水罐消防車、普通泡沫消防車相比，具有車型體積小、通過性強等特性。

2.1 壓縮空氣泡沫滅火效率高

CAFS 系統又稱“一七系統”，其基本工作原理是將一滴水變成很多氣泡，使水的表面積擴大七倍后進行滅火。理論上，A 類泡沫的混合比通常為0.3%-1%，按照最大混合比1%計算，即10L 的A 類泡沫原液和990 L 的混合形成1 000 L 的泡沫混合液，通過CAFS系統后，可產生約7 000 L 的壓縮空氣泡沫。 同時，泡沫會黏附在燃燒物表面， 增加液滴的吸熱表面積，A類泡沫原液主要成分表面活性劑會降低水分子的表面張力，使泡沫分子相較于水分子能更有效地滲入到燃燒物內部，實現對燃燒物的快速窒息、冷卻和隔離。大量實驗也表明，相同質量壓縮空氣泡沫的滅火效率可以達到純水滅火效率的5-7 倍。

2.2 壓縮空氣泡沫經濟環保

按照壓縮空氣泡沫的滅火效率6 倍于純水計算，以總隊目前配備的載水量4 000 L、載A 類泡沫500 L壓縮空氣泡沫消防車為例， 其消耗4 000 L 水最多只需要約40.4 L 泡沫原液， 但可以達到24 000 L 水的滅火效果，節約撲救用水80%。在火災撲救過程中，可有效降低水漬損失，避免出現野蠻滅火現象，便于保護群眾財產和災后清理， 利于保護現場和調查取證。以烏魯木齊現行水價3.2 元/立方米，A 類泡沫15 000元/噸計算，實現同樣的滅火效果，相對于純水滅火劑使用成本可降低8%-60%。 同時，A 類泡沫原液從植物蛋白中提取， 在自然條件下可在24 小時內自行分解，不會產生任何有害殘留物和異味，對環境無不良影響。

2.3 壓縮空氣泡沫水平、垂直輸送距離優勢

壓縮空氣泡沫中存在大量的壓縮空氣， 且A 類泡沫本身具有的潤滑作用，所以在通過常規的消防水帶輸送過程中，水帶中的產生的壓力減損（管線壓力損失）相對比較小，也更容易輸送至更遠、更高的火災第一線。從上海、廣西、天津等內地消防總隊的測試結論看， 單臺壓縮空氣泡沫消防車水平供A 類泡沫距離2 000 m時，A 類泡沫噴射出口壓力損失＜0.1 MPa。中國科技大學火災科學國家重點實驗室最新試驗表明，單臺壓縮空氣泡沫消防車垂直輸送泡沫至195 米時，仍能滿足滅火需求（出口壓力0.15 Mpa、噴射距離15 m）。由此不難看出，壓縮空氣泡沫消防車足以勝任在當前超遠、超高滅火的苛刻要求，減少甚至避免使用耦合供水。

2.4 壓縮空氣泡沫消防車精干便捷

目前，全區消防救援隊伍配備的壓縮空氣泡沫消防車普遍采用進口曼、依維柯或國產汕德卡等高性能底盤改裝，載液量4-6 噸，具有載員多、體積小、重量輕、比功率大等特點。在實戰中，安全性能和行駛能力普遍優于其他類型車輛，搭載的CAFS 系統，均已實現高度自動化，對操作人員要求低，操作方便快捷。同時， 壓縮空氣泡沫使用時消防水帶內85%是空氣，水帶載荷小，1 名戰斗員可輕松移動、拖動水帶，顯著降低戰斗員的勞動強度和水帶摩擦損傷，可實現車輛快速到達現場，人員裝備迅速展開部署，搶占撲救先機。

2.5 壓縮空氣泡沫消防車高效靈活

壓縮空氣泡沫消防車比傳統水罐消防車節水80% 以上，在保證同等滅火能力下，車身的設計緊湊短小，軸距普遍在8 m 左右，相對于中、重型消防車，對路況的要求相對較低，道路通過性明顯增強，比較適合在擁擠城區、城中村、小區、農村作戰。 壓縮空氣泡沫車普遍搭載有滅火、牽引、照明、救生、破拆、偵檢、排煙、警戒等設備器材，具備滅火消防車和專勤消防車的大部分功能，可作為普通消防中隊第一出動力量，處置一般火災和搶險救援事故。同時，部分壓縮空氣泡沫消防車也搭載有B 類泡沫系統或壓縮空氣B類泡沫系統，可同時兼顧B 類火災快速處置。

3 壓縮空氣泡沫消防車在實戰中的應用

研究表明，CAFS 技術以其獨特的優勢正在逐步取代水滅火、普通空氣泡沫滅火技術，在歐美等發達國家得到大量使用。近年來，由于水資源、環境保護及火災撲救后次生災害防護和減滅等問題越來越受人們重視，使壓縮空氣泡沫滅火技術得到了迅速的推廣和應用。

3.1 撲救鄉村常見火災

新疆農村分布點多、面廣，建筑多為磚木結構，房前屋后柴草堆垛多， 屬火災高發區域。 據統計，2017年全區發生農村火災事故6 000 余起，占全區火災總起數的50%。 撲救這類火災貴在省水和速度，壓縮空氣泡沫消防車相對常規水罐消防車行駛速度快、用水量需求小、載器材類別多，可有效克服農村消防水源不足、消防基礎設施落后、消防車通道不暢、道路通行條件差、距消防隊遠等不利因素，極適合于快速處置條件復雜多變的農村火災。

3.2 撲救城鎮建筑火災

新疆部分城市建成區仍處于新城與舊城、城區與工業區、商業區與棚戶區共存的現狀，此類區域普遍存在消防設施缺乏、建筑耐火等級低、防火間距不足、火災隱患多、道路狹窄、內部可燃物多等問題，也屬火災高發區域。壓縮空氣泡沫消防車載員多、軸距短、轉彎半徑小、滅火效率高、供液距離長、節省戰斗員體力、水漬損失小，能夠快速抵近火災現場，高效處置城鎮居住建筑和一般商業建筑初期火災。

3.3 撲救文物古建筑火災

新疆歷史文化悠久，各地博物館、珍貴古建筑、檔案館、圖書館、文化風情園等特殊場所多，此類場所發生火災后，如用水撲救，其沖擊力、水漬極易破壞建筑物及室內珍貴的文物、文獻資料，有時水漬損壞甚至會超過燃燒損失。使用壓縮空氣泡沫滅火可以有效隔離火焰、阻止火勢蔓延、減少水漬損失，從而達到滅火和保護古建筑、珍貴文物及文獻資料的目的。

3.4 撲救城市綜合類火災

目前新材量、新工藝大量應用于城市交通工具、房屋建設裝潢等，單純的水滅火已經不能滿足需求。如新能源汽車、各類PE、醇類、苯類等物質，需要更加豐富的滅火方式。 全區內各大城市（如烏魯木齊）因為車輛增多造成的道路擁擠等問題， 給消防車輛的快速出警造成不少困難。 壓縮空氣泡沫消防車能夠攜帶多種泡沫原液，可出各類壓縮空氣泡沫也可只出純水，能夠應對大部分類型火災， 且該類車型外形尺寸和整車總質量相對較小，能更好地應對復雜的城市道路問題。

3.5 用于冬季火災撲救

新疆天山以北大部分地區，冬季溫度普遍在-20℃以下，氣溫低、風雪多、道路安全行駛條件差，滅火戰斗指戰員著裝厚，行動易受限。 尤其是滅火戰斗過程中的拖動水帶收卷水帶環節，易造成結冰現象，造成延誤戰機、水帶能財產損失。 壓縮空氣泡沫混合了滅火泡沫原液， 在此類環境下使用的滅火泡沫液都為-30℃使用溫度，其較低的凝結點，使其與水、壓縮空氣混合后產生的壓縮空氣泡沫也有較低的凝結點，更能適用于低溫環境。

4 結語

人們常說：“觀念決定思路，思路決定出路”。 長期以來的作戰實踐證明： 面對日益復雜嚴峻的滅火救援形勢，作為國家隊、主力軍的消防救援隊伍，必須不斷完善滅火救援技戰術，改變傳統滅火作戰理念，才能立于不敗之地。 壓縮空氣泡沫消防車的配備正逐步提高消防救援隊伍滅火效能，不難預知，其在今后的滅火救援實戰中，將會發揮更大的作用。但在新疆也存在一定的限制因素，是今后需要加強和改進的重點方向。

4.1 車載CAFS 系統大部分為進口設備，維護成本高

新疆總隊配備的車載CAFS 系統，除從北京中卓購置的15 輛壓縮空氣泡沫消防車為該公司自研系統外， 其余的均是整裝進口的美國大力或hale 系統，前期購置價格高。 加之，銷售廠家均在北京、上海，自身又不具備維護維修能力，導致后期維護和更換配件成本也高。

4.2 泡沫原液價格相對較高，基層中隊泡沫庫存量少

A 類泡沫的市場購置價格普遍在1.5 萬元/噸左右，保質期3 年，這么高的購置價格和較短的保質期讓決策層望而卻步，導致執勤中隊普遍沒有庫存。 同時， 廣大基層指揮員仍普遍認為消防隊用水是免費的，撲救一般住宅和農村火災沒必要用泡沫，用水既方便又免費。

4.3 CAFS 系統配備結構單一，難以適應復雜現場需求

目前，北京、上海等發達地區消防救援隊伍已配備車載、便攜式、小型移動式等多種類型的CAFS 系統，可滿足不同類型的、不同場合的火災撲救和巡邏執勤需求。 而新疆總隊目前除車載CAFS 系統外，僅有部分單位少量配備有便攜式CAFS 系統，尚未形成系列化。

鑒于壓縮空氣泡沫消防車載當前形勢下，對撲救常規火災具有一定的優勢，總隊可在充分調研評估的基礎上，根據轄區實際情況，加快配備壓縮空氣泡沫消防車和多種類型的CAFS 系統，適量儲備A 類泡沫滅火劑。