船舶對外消防系統試驗方法國際標準研究

摘 要：船舶對外消防系統是消防船、拖消工作船等消防救援類船舶的關鍵必備系統。本文介紹了船舶對外消防領域相關規范標準情況，對我國主導制定并于2023年發布的首個船舶對外消防領域國際標準ISO 24569：2023《船舶與海洋技術 對外消防系統試驗方法》技術內容進行了解讀，從標準制定背景、標準起草過程及標準研制中各國技術意見和關鍵問題等進行了分析，對該標準的實施應用以及船舶對外消防系統的設計建造具有指導意義。

關鍵詞：消防船，對外消防，試驗，標準

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.23.026

0 引 言

隨著海上及沿江近海工程建設及人員活動的不斷擴展，水上消防事故也在不斷增長，水上消防安全保障越來越重要。由于陸上消防設施在沿海碼頭作業具有一定的局限性，如易受道路交通、裝載的消防用水和濃縮泡沫液有限等影響，導致各港口碼頭等對消防船的需求量不斷增加[1]。

消防船是水上滅火應急救援的重要裝備，主要擔負著水上船舶火災以及港口沿岸一定范圍內陸地火災的撲救任務[2]。船用對外消防系統是消防船、拖消工作船等消防救援類船舶的關鍵必備系統，是水上極其重要的消防裝備，廣泛應用于水上消防任務，主要是指對本船以外的船舶、碼頭或水上設施等進行消防滅火的系統。船用對外消防系統試驗是驗證系統對外消防能力，保障裝備質量和消防船性能指標的重要手段。

1 船舶對外消防系統相關標準規范

1.1 船級社規范

1.1.1 法國船級社（BV）規范

BV《鋼制船舶入級規范》（NR467）在E部分第4章“消防船”規定了取得相應標記符號的消防船要求，明確了對外消防系統、水幕系統、消防炮射程定義，提出了對外消防系統的車間試驗和船上試驗要求。對于船上試驗，BV規范要求水滅火系統和固定泡沫滅火系統裝配上船后，應在正常工作壓力下檢查是否有泄漏，水滅火系統和固定泡沫滅火系統還應在船上進行操作試驗，檢查其特性和性能，還要求驗證側推裝置和主推進系統在所有消防炮噴射時保持船舶定位的能力，但規范中缺乏具體的試驗流程及方法。

1.1.2 美國船級社（ABS）規范

ABS《鋼制內河及近岸航道船舶建造及入級規范》在第5部分第9章“消防船”規定了取得相應標記符號的消防船要求，對消防炮射程、消防炮射高、水幕系統的定義進行了描述。關于裝船后的試驗，ABS規范要求完工后的對外消防系統需向驗船師證明系統的運行情況，包括消防炮的射程及射高，并測量和記錄所有消防炮在最大流量噴射時船舶的首向角。

1.1.3 英國勞氏船級社（LR）規范

LR《船舶入級規范》規范在7部分第3章“消防船”規定了取得相應標記符號的消防船要求。LR規范對水幕系統的定義和作用描述較為具體和全面。水幕系統是一個固定的系統，能夠在最小吃水狀態時向船體所有暴露的垂直外表面（包括上層建筑和甲板室）和水炮位置噴射水幕。

1.1.4 中國船級社（CCS）規范

CCS《鋼制海船入級規范》在第8篇第1章“消防船補充規定”，提出了取得相應附加標記符號的消防船的最低要求、基本要求及保護設施和滅火設備要求，對水幕系統的描述與其它船級社規范類似，但對對外消防系統的相關術語和定義、系統試驗方法等沒有規定。

1.2 國內外標準

1.2.1 國際標準

船舶消防領域國際標準化組織技術機構主要包括國際標準化組織船舶與海洋技術委員會ISO/TC 8和國際標準化組織防火和滅火設備技術委員會ISO/TC 21。

ISO/TC 8是船舶行業最主要的國際標準化機構，其下屬的SC 1海事安全分技術委員會負責船舶救生和消防領域國際標準研制，其中消防領域國際標準主要包括防火等級劃分、船用氣體探測器、油霧探測器、船舶消防員裝備、船用呼吸器等，未涵蓋對外消防系統。

ISO/TC 21是專門針對消防領域的國際標準化平臺，其下屬的SC 6干粉和泡沫滅火劑及其滅火系統分技術委員會，負責干粉滅火劑、水基型滅火劑、泡沫滅火劑及其固定式、非固定式滅火系統等領域國際標準研制，部分標準對船用消防系統研制生產具有一定參考作用，例如ISO 7203滅火劑泡沫濃縮液系列標準[3-4]規定了泡沫、泡沫液、泡沫溶液等術語以及用于制造低倍、中倍、高倍泡沫的液體泡沫濃縮物的基本特性和性能，用于控制、熄滅和抑制與水不混溶液體的火災。

1.2.2 國內標準

船舶消防相關國內標準化組織主要為全國船用機械標準化技術委員會船舶消防分技術委員會SAC/TC 137/SC 8、全國消防標準化技術委員SAC/TC 113以及下屬SC 3滅火劑分委會和SC 4消防車、泵分委會。船舶對外消防系統相關國內標準主要是上述組織制定的船用對外消防離心泵、消防炮和消防車以及泡沫滅火劑標準。

CB/T 4417—2016《船用對外消防離心泵》[5]規定了船用對外消防離心泵的分類和標記、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存，適用于船舶對外消防系統中輸送介質為海水或者淡水的消防泵的設計、制造和驗收，其中關于試驗方法的要求參照了離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法國家標準。

GB 19156—2019《消防炮》[6]規定了消防炮的術語和定義、分類與型號、性能要求、試驗方法、檢驗規則和包裝、運輸和貯存，適用于各類消防炮。對消防炮的定義為：連續噴射時水、泡沫混合液流量大于16 L/s，或干粉平均噴射速率大于8 kg/s， 脈沖噴射時單發噴射水、泡沫混合液量不低于8L的噴射滅火劑的裝置。對消防炮射程的定義為：消防炮在規定條件下噴射時，連續灑落介質不少于10 s的最遠點至炮出口端中心在地面的垂直投影點之間的距離。對消防炮的試驗方法做了規定，該試驗方法適用于消防炮出廠試驗。

GB 19157—2003《遠控消防炮系統通用技術條件》[7]規定了遠控消防炮系統的系統分類、性能要求、試驗方法、檢驗規則等，適用于遠控消防泡沫（水）炮系統。該標準對相關術語和定義、試驗方法進行了規定，該標準中的試驗方法適用于遠控消防炮出廠試驗。

GB 7956.2—2014《消防車 第2部分：水罐消防車》[8]規定了水罐消防車的術語和定義、技術要求、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝、運輸和貯存，里面對消防炮的射程測定時的試驗條件、試驗方法做了規定，該試驗方法適用于水罐消防車的試驗。

2 ISO 24569：2023國際標準技術要求

總體來看，世界各主要船級社均對取得“消防船”附加標志的消防船對外消防能力進行了規定，部分船級社提出了對外消防系統裝船后的試驗要求，但較為籠統，缺乏試驗的具體要求。國內外標準也缺乏針對船舶對外消防系統試驗的技術要求。系統裝船后的試驗通常是由船東、船廠、設備廠和驗船師按各自理解進行試驗，試驗流程、試驗方法和驗收標準不統一、不規范，導致各方無法對其能力得到一致的評判，因此迫切需要開展相關標準的研究制定。

為解決基礎共性的系統試驗方法問題，標準化、規范化船用對外消防系統消防性能試驗流程和方法，為船用對外消防系統的安裝正確性、完整性及主要功能、性能指標等提供國際統一的技術要求。2019年7月，我國向ISO/TC 8/SC 1海事安全分委會提出了船舶對外消防系統試驗方法國際標準新項目提案，經過ISO/TC 8/SC 1成員國投票，該項目于2020年2月25日成功立項，項目編號ISO 24569，中國、美國、加拿大、丹麥、意大利等國家派出專家參與標準研制。經過工作組草案（WD）、委員會草案（CD）、國際標準草案（DIS）等多輪研討，ISO24569于2023年6月2日正式發布。ISO 24569：2023[9]規定了海上船用對外消防系統裝船后的主要性能試驗方法，主要包括術語和定義、試驗目的、試驗準備、試驗條件、試驗項目和程序。

2.1 適用范圍

考慮到目前主流的對外消防系統主要以水或泡沫為主要滅火介質，因此ISO 24569：2023適用于以水或泡沫為滅火介質、裝船后的對外消防系統試驗，不涵蓋干粉、CO2等其他滅火介質對外消防系統。

2.2 術語和定義

ISO 24569：2023第三章對對外消防系統、動力源、水幕系統、消防炮、泡沫濃縮液、泡沫混合液、泡沫比例混合器、泡沫液泵、消防炮射程等術語進行了定義。部分術語參考引用了國內外相關標準，例如泡沫液及泡沫溶液定義參考了ISO 7203-1：2019《滅火劑 泡沫濃縮液 第1部分：用于非水溶性液體燃料頂部施放的低倍泡沫液》和ISO 7203-2：2019《滅火劑 泡沫濃縮液 第2部分：用于非水溶性液體頂部施放的中、高倍泡沫液》，消防炮的定義參考了GB 19156—2019，消防炮射程的定義參考了GB19156—2019及GB 7956.2—2014。

2.3 試驗準備

ISO 24569：2023第四章規定了試驗前準備要求，以指引作業前期規劃工作，包括試驗用文件和試驗用儀器、儀表和工具兩部分。試驗用文件對試驗所使用、需提前準備的文件進行了規定；試驗用儀器、儀表和工具對試驗所需儀器、儀表和工具類別進行了規定，并明確了試驗用儀表和工具的精度要求。部分測試儀器要求參考了相關國際標準，例如風速儀的精度要求0.5 m/s引用ISO 10596：2009《船舶與海洋技術 海洋風向標和風速計》[10]。

2.4 試驗條件

ISO 24569：2023第五章對試驗條件給予規定，提醒試驗前應具備的狀態，以保證試驗可有效開展，明確了試驗前對外消防系統應具備的技術狀態，規范了試驗時的環境條件（風向）、試驗水域安全要求。

2.5 試驗項目及程序

ISO 24569：2023第六章對試驗條件給予規定，包括試驗項目及程序要求。由于本標準適用于以水或泡沫為介質的船舶對外消防系統，因此試驗項目及程序圍繞水消防試驗及泡沫消防試驗進行開展，按先設備、后系統的原則編制試驗程序。船上對外消防系統試驗項目包括：電氣設備絕緣電阻測試、電動閥門操作試驗、消防炮操作試驗、控制及報警系統試驗、外消防泵試驗、消防炮噴射試驗、泡沫滅火系統試驗、升降裝置試驗、水幕系統及消防栓試驗共九個試驗項目。

3 ISO 24569：2023標準關鍵問題研究

標準研制過程中，針對標準適用范圍、消防炮射程定義、消防炮射程試驗方法、消防炮射程的測量等關鍵問題，國內項目團隊結合我國工程研發經驗，與各國專家進行了多輪協商研討，確保了標準技術要求具有廣泛的國際適用性。

3.1 標準適用范圍

日本指出該標準應明確為適用于“已安裝在消防船上、用于撲滅它船火災的對外消防系統的試驗”。項目組研究后指出，除了專業的消防船外，其他海洋平臺、工程船舶、港口拖船上也經常裝備對外消防系統，因此，為了盡可能擴大本標準的適用范圍，不能將本標準的適用對象限制在專業消防船上，而應該包括所有安裝在船上或海上平臺上的對外消防系統。

3.2 消防炮射程定義

射程是衡量消防水炮性能的重要指標之一，理論上來說，射程是指水炮能夠噴射水流的最遠距離，即消防炮出口至最遠的落水點的水平距離。但從消防炮噴射出來的整條水柱并非是一個理想的圓柱體，在風力、重力等因素的影響下，水柱將會逐漸擴散，最終灑落到水面上的形狀近似于一個橢圓，該橢圓面積大小不一，對于大型消防炮，該橢圓的面積甚至多達幾十平方米。另外，考慮到消防炮的有效滅火效果，不能簡單地將最遠的落水點與水炮出口之間的水平距離當做消防炮的射程。所以，合理選擇最遠點是定義消防炮的射程的關鍵。經過對比分析及國內外專家討論，ISO 24569：2023中關于消防炮射程的定義最終綜合了BV、ABS等船級社規范中對射程的相關描述和定義，消防炮射程的定義為“消防炮在規定條件下噴射時，連續灑落介質不少于10 s的最遠點至消防炮出口端中心之間的水平距離”。

3.3 消防炮射程試驗方法

BV、ABS等規范要求驗證對外消防系統裝船后的運行情況，包括消防炮的射程及射高，但沒有具體的試驗步驟和方法。GB 19156—2019、GB19157—2003及GB 7956.2—2014中對消防炮射程的測試方法基本相同，但上述三個國家標準僅適用陸上消防炮的出廠試驗，不能適用于船舶對外消防炮。船舶對外消防系統裝船后，系統試驗時容易受到海上風、浪影響，理想情況下應盡量在風浪平靜海況下進行，但這種海況很難出現，因此，應界定射程測試時的最大允許海況。船用消防炮排量大、射程遠，為了安全考慮，防止對周圍的人員、船舶或建造物造成傷害，試驗應在足夠寬闊的水域進行。試驗時，對落水點的觀察、最遠落水點的選取、距離測量都較為困難，需選擇合適的觀察及測量措施。因此，船上消防炮射程測試的環境條件、試驗場地、觀察及測量手段與陸上消防試驗有很多區別。

最終，綜合考慮水上的實際環境條件，將測試時的環境條件定為靜風/順風狀態（風速不大于 3 m/s），對試驗場地的要求為：試驗應在寬闊水域進行，測試時，在消防炮的射程范圍內應無往來船只；至于射程的測量手段，項目組充分吸收了目前國內主流的幾種測量方法，即雷達測量法、小艇系繩測量法、碼頭測試法等，根據標準使用者的實際條件選擇具體的方法。

射高也是消防炮的主要性能指標之一，但受到觀察及測量手段的限制，消防炮裝船后很少針對消防炮的射高進行專門的試驗或考核。因此，在ISO24569編制時，沒有考慮消防炮射高的試驗。

3.4 消防炮射程的測量

關于消防炮射程的測量，日本專家提出在船上無法測量消防炮的射程，消防炮的射程只能在消防炮廠家的陸上試驗場進行測試。消防炮裝船后，只需要檢查消防炮進口壓力，若消防炮進口壓力滿足要求，則可證明射程滿足要求。對于日本專家的意見，項目組進行了認真的研究，不能采納該意見，原因如下：

（1）消防炮出廠試驗時，雖然測試了其射程，但其測試未考慮實船的情況，如設備及管路的布置、管路阻力損失、設備安裝高度等因素，因此，設備出廠試驗不能代替設備裝船后的試驗。

（2）消防炮射程是對外消防系統的重要性能參數，也是船東或用戶主要關注重點，船東或用戶通常要求在船上測量消防炮的射程。

（3）根據我國的實際經驗，消防炮裝船后通常采用三種方法測量其射程：第一種方法是利用船上雷達來測量消防炮射程，測試前雷達應先驗收合格；第二種方法是在被試船舶和小艇之間系上繩子，將小艇開往消防炮水柱的主要落點處，通過測量兩者之間的繩子長度來測量射程；第三種方法是將被試船舶停泊在碼頭或船塢附近，將消防炮往碼頭上的空曠區域噴射，通過測量碼頭上水柱主要落點與消防炮的距離來測量射程。

綜上所述，消防炮裝船后可以在船上測量其射程，ISO 24569：2023提供了三種射程的測量方法，但不限制其他測量方法的使用，具體方法由相關試驗實施方根據實際條件選擇。

4 結 語

ISO 24569：2023是首個船舶對外消防領域國際標準，該標準規范了船舶對外消防系統裝船后的主要性能試驗流程和方法，確保對外消防系統設備試驗的標準化、程序化，提高了試驗有效性和試驗效率，為有效驗證對外消防系統的真實滅火能力提供了標準依據。

同時，該標準研制過程中得到了國內相關企業、科研院所、船檢機構的積極參與，不僅體現了我國船舶消防系統的設計、選型、應用和保障等方面的豐富經驗，成功輸出了中國技術方案，也為各國水上救援力量建設，提升消防船裝備效能，維護國際海事安全提供了標準保障。

參考文獻

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[2]黃先煒.消防船與遠程移動供水系統聯用的探討[J].消防科學與技術，2018（7）：936-938.

[3]國際標準化組織（ISO）.滅火劑 泡沫濃縮液 第1部分：用于非水溶性液體燃料頂部施放的低倍泡沫液：ISO 7203-1：2019[S].

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[7]國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會.遠控消防炮系統通用技術條件：GB 19157—2003[S].北京：中國標準出版社，2003.

[8]國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會.消防車 第2部分：水罐消防車：GB 7956.2—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[9]國際標準化組織（ISO）.船舶與海洋技術 對外消防系統試驗方法：ISO 24569：2023[S].

[10]國際標準化組織（ISO）.船舶與海洋技術 海洋風向標和風速計：ISO 10596：2009[S].

作者簡介

楊達梅，通信作者，本科，研究員，研究方向為船舶消防安全及輪機工程研發設計。

郭婭，碩士研究生，高級工程師，研究方向為船舶與海洋技術標準化。

潘元憨，本科，工程師，研究方向為船舶輪機研發設計。

張丹，碩士研究生，研究員，研究方向為船舶輪機研發設計及科研管理。

（責任編輯：袁文靜）