熱源成像設備在滅火救援中的應用策略

摘要：消防設備是滅火救援工作的重要組成部分，科學合理地應用消防設備，不僅能夠保證救援工作有序進行，還能夠提高火災撲救的效率。當前，熱源成像設備在滅火救援中的應用還存在一定的不足，影響火災撲救效率。基于此，分析了熱源成像技術的原理與特點，闡述了熱源成像設備的應用方向，以改善熱源設備使用效果為目的，深層次剖析滅火救援行動中的設備使用問題，并提出設備應用策略，旨在進一步提升我國消防設備的應用水平，為火災撲救工作提供充分支持。

關鍵詞：熱源成像設備；滅火救援行動；偵察火情

在多元化的救援任務中，熱源成像設備能夠在濃煙和低能見度環境中快速準確地定位火源，通過非接觸探測紅外熱量方式，量化評估火場溫度，準確識別發熱區域與著火點，幫助消防人員了解真實的火場情況。相比傳統消防救援裝備，熱源成像設備有著精準度高、可靠性強的性能優勢，可以極大提高滅火救援行動效率。

1 熱源成像技術概述

1.1" 技術原理

熱源成像屬于一項非接觸式紅外測溫技術，把不可見紅外輻射轉換形成可見圖像，利用光學鏡頭把物體紅外輻射聚焦至探測器，形成電信號，再對信號進行放大處理與數字化轉換，實時生成紅外熱像圖像，根據圖像明亮程度來反映相同空間場所內不同物體、不同區域的表面溫度高低情況。從理論層面來看，物體實際溫度高于絕對零度的情況下，都會向外發射紅外線，紅外線強度和物體溫度呈現正比例關系，進而奠定了熱源成像設備精準測溫基礎[1]。

1.2" 技術特點

在滅火救援行動中，熱源成像設備的綜合應用表現較為理想，協助消防人員更為快速、精準地偵察火場情況，鎖定著火點與劃定高溫區域，具備不受電磁干擾、直觀顯示、探測能力強的核心優點。其中，不受電磁干擾使測溫精準度和所處環境干擾源分布情況無直接聯系，周邊環境是否存在干擾源的情況下，都能遠距離精準跟蹤目標。直觀顯示優點使熱源成像設備具備較高自動化程度，能自行處理測量數據，同步生成與動態更新熱成像圖像，幫助消防人員直觀了解火場溫度分布情況，無需人工處理數據。探測能力強優點使熱源成像設備在復雜火場環境下的有效探測距離遠超傳統測量設備，有助于擴大實際火情偵察范圍。同時，結合實際情況與消防人員反饋問題來看，熱源成像設備也存在一定的問題和不足，技術短板包括圖像對比度較低、無法穿透水霧精準測溫、1m距離內光學鏡頭無法聚焦、光滑面形成反射影像，可見熱源成像設備工作性能有待提升[2]。

2 熱源成像設備在滅火救援中的應用方向

2.1" 輔助偵察火情

在傳統救援模式，消防人員抵近偵察火場情況，近距離接觸著火區域，獲取著火點位置、火勢蔓延方向等關鍵信息后，高度貼合火場情況，制定行動計劃。由于消防人員長期置于高溫環境當中，盡管齊全穿戴安全防護裝備，仍有可能產生不必要的人員傷亡。同時，人工偵察方式效率低下，消耗較長時間才能大體掌握火場情況，間接加劇了火災事故受損程度。對此，必須把輔助偵察火情作為熱源成像設備的核心功能定位。消防人員抵達事故現場后，迅速啟動紅外熱成像儀，光學鏡頭對準火勢蔓延區域，同步測量物體表面溫度與生成熱成像圖像，無需深入火場內部，即可全面了解火場信息。

首先，判定起火點位置。根據相關統計結果和往期火災事故調查報告來看，室內墻壁、頂棚部位普遍為建筑起火點位置，消防人員操縱熱源成像設備，優先探測火場內部易著火位置的表面溫度，把建筑內部溫度最高處判定為起火點大概位置[3]。其次，判斷火災蔓延方向。當前以火災煙氣流動方向作為火災蔓延方向的重要判據，火災煙氣本身有著高溫高熱特性，操縱熱源成像設備，可以精準測量煙氣溫度，通過觀察不同時刻的熱成像圖像，判斷煙氣流動方向，進而大致判定火勢蔓延方向，并結合煙氣流動速度，預估未來特定時刻的火勢蔓延范圍。最后，判斷最先起火房間。火災事故發生后，受限于建筑構件分隔影響，燃燒范圍限制在最先起火房間，隨著時間推移，火勢突破門窗，蔓延至其他區域，最先起火房間有著燃燒時間長、室內物體燃燒程度充分的鮮明特征，實際溫度略高于其他房間。消防人員操縱熱源成像設備，測量火場內部溫度最高房間，將其判定為最先起火房間。

2.2" 安全規劃行動路線

綜合分析不同時刻、不同空間的熱成像圖像，使得火情偵察結果具備預知屬性，大體確定未來一段時間內的火場情況、火勢蔓延區域，并利用紅外線穿透濃煙特性，精準鎖定被困人員分布位置和隱匿火點位置。火情偵察完畢后，消防人員匯總分析所掌握火情信息，根據火勢蔓延范圍和被困人員分布情況，合理規劃行動路線，爭取在火勢抵達前，通過最短路徑或是安全系數最高的路徑，順利營救疏散受災人員，撲滅火勢。對熱源成像設備的使用，可以大幅縮短消防人員在危險環境中的停留時間，目前，國內外消防機構均把熱源成像設備列為必備裝備，如NIOSH美國職業安全與衛生研究院多次推薦使用熱成像儀。

2.3" 搜救被困人員

火災事故發生后，大多數被困人員根據自身所掌握信息，臨時躲藏在室內溫度相對較低的房間，等待消防人員救援，被困人員和周邊環境、躲藏房間與著火房間存在明顯溫度差。這為熱源成像設備執行搜救被困人員任務提供了前提基礎，消防人員操縱熱源成像設備，穿透火災濃煙，逐一測量火場各處房間溫度，生成溫度分布圖，精準鎖定被困人員所處位置，迅速規劃行動路線，營救被困人員。

2.4" 尋找隱秘著火點

對于建筑火災事故，局部存在消防人員難以抵達、密集分布可燃物體的邊角空間，如室內房間天花吊頂、電氣豎井、保溫墻壁空腔等部位。在早期開展的滅火救援行動，由于無法準確找出全部隱秘火點，建筑火勢得到大體撲滅后，隱蔽火點仍舊保持陰燃和局部隱蔽燃燒狀態，隨著時間推移，會再次出現火災事故，加劇受損程度。因此，需要充分利用熱源成像設備的遠距離探測、非接觸式測溫性能優勢，用于尋找隱秘著火點，逐一測量火場內部可能存在的隱秘火點，利用溫度測量結果，判斷是否處于燃燒狀態。

2.5" 輔助射流滅火

現代建筑普遍以射流滅火系統作為固定消防設施，確定建筑內部環境溫度、煙氣濃度超出警戒值后，自行開啟噴頭，根據溫度測量結果，精準控制射流向著火點噴射，理論上，足以撲滅初期火勢。然而，結合實際使用效果來看，射流滅火系統自帶溫度傳感器的煙氣穿透能力較差，測量結果與物體表面實際溫度存在誤差，滅火效果大打折扣。為解決此類問題，需要組合使用射流滅火系統與熱源成像設備，消防人員抵達火場后，利用熱源成像設備偵察火情，迅速前往消防控制室，把射流滅火系統控制模式由自動控制切換為手動控制，結合熱成像圖像，確定著火點位置，手動調整射流方向角度，控制水流精準射向著火點。

3 熱源成像設備在滅火救援行動中的應用策略

3.1" 禁止作為火情唯一判據

在熱源成像設備列裝初期，部分消防人員過高估計熱源成像設備的性能優勢與所發揮作用，利用熱源成像設備測溫數據，判斷火場空間是否進入，以設備測溫數據超過600℃判斷是否存在爆燃問題。簡單來講，把熱源成像設備測溫結果作為判定火場情勢的核心依據甚至是唯一依據，判斷結果偏離實際情況。問題根源在于，熱源成像設備用于測量物體表面溫度，并非測量煙層溫度，同時，測量精度也受到探測距離、物體介質等多項因素影響，測量結果存在誤差。因此，消防人員必須明確熱源成像設備在火情偵察環節的功能定位，以“出對比成像”作為設備使用理念，禁止把“量測溫度”作為使用理念，綜合分析建筑結構、通風條件、居室空間、火災荷載量等多項因素，綜合判斷火場情況。

3.2" 增加成像模式

早期配備熱源成像設備的功能結構過于簡單，僅支持火災模式，環境溫度超過150℃情況下，所生成熱成像圖像上高亮著色顯示高溫物體，根據圖像亮度、色彩來區分物體溫度，清晰呈現圖像細節。在滅火救援行動中，受限于單一成像模式，熱源成像設備僅能用于輔助偵察火情。為解決此類問題，需要配備支持多種成像模式的新型熱源成像設備，除去火災模式外，還應支持評估模式、白熱模式、搜索模式、搜救模式。其中，評估模式用于外部執行火場偵察任務，顯像著色溫度略低于火災模式，250℃動態范圍內劃分多個溫度刻度，無需抵達火場內部，即可鎖定高溫區域和著火點位置。白熱模式可用于搜索建筑物、交通事故現場以及景區熱源，利用白熱、黑冷對比方法進行判斷，呈現更多圖像信息，溫度范圍為-40℃到80℃。搜索模式負責搜索熱源及高熱物體，把探測范圍內溫度最高物體標記為紅色。搜救模式用于搜尋火場內部被困人員，圖像上利用藍色及高反差畫面來顯示人員分布位置。

3.3" 提高設備工作性能

面對復雜多變的火場環境，早期型號熱源成像設備的工作性能偏低，難以滿足實際使用需求，常見問題包括短距離內鏡頭無法聚焦、圖像對比度低、圖像細節信息不全。因此，必須加快熱源成像設備更新迭代步伐，優先配置分辨率更高、響應時間更短的新型熱源成像設備。對于圖像分辨率，分辨率和所提供信息完整程度有著密切聯系，圖像分辨率越高，越能幫助消防人員從中獲取更多有效信息，準確識別火源位置、劃定安全路線和評估火勢強度，以配備高性能紅外傳感器、改進現有圖像處理算法作為實現方向，捕捉微小溫差變化。對于響應時間，泛指熱源成像設備啟動時刻到圖像生成時刻的時間長度，響應時間越短，火情偵察效率和總體行動效率越高，以簡化數據處理流程、改進圖像渲染算法為實現方向。

3.4" 設備校正

熱源成像設備使用受到制造質量、工作原理、外部環境與操作方式等多項因素影響，設備本身存在一定程度的測溫誤差，致使圖像信息與火場實際情況形成出入，有可能會誤導滅火救援行動。因此，必須定期對熱源成像設備進行校正處理，根據設備誤差來源來確定校正方法。以成像響應非均勻性問題為例，設備本身存在非均勻性問題，體現為像元響應率、信號傳輸以及暗電流的非均勻性，疊加外界輸入、工作狀態變化、光學系統透過率等因素，致使外界均勻輻射輸入、像元輸出未能保持一致，降低了測溫精度。針對此類問題，采取非均勻性校正技術，選擇定標校正方法，把特定溫度均勻黑體輻射當作參考源，整列輻射定標紅外焦平面，假設探測器像素個數，設定全部探測元的校正系數，任意輻射條件下都可進行校正處理。

3.5" 專項培訓

熱源成像設備由光學系統、信號處理器、顯示器、紅外探測器等諸多關鍵部件組成。如果設備操作方法有誤，將會產生明顯測量誤差，熱成像圖像無法用于偵察火情與提供信息支持。目前，部分消防人員并未熟練掌握熱源成像設備的正確操作方法，操作效率低下。因此，在熱源成像設備大范圍列裝使用的背景下，必須組織專項培訓活動，以熱源成像設備的工作原理、操作方式為培訓內容，結合大量使用案例，幫助消防人員熟練掌握正確操作方法，積累實操經驗，重點強化設備使用能力與數據解讀能力。

4 結束語

綜上所述，得益于熱源成像設備列裝使用，大幅度改善了滅火救援行動條件，提升被困人員營救效率。消防部門應進一步加強對熱源成像設備的應用力度，深入了解設備工作性能，持續拓展設備應用范圍，貫徹落實禁止作為火情唯一判據、增加成像模式、提高工作性能、設備校正四項應用策略，提高熱源成像設備的應用效率和效果。

參考文獻

[1]許敏.熱源成像設備在滅火救援中的應用策略探討[J].中國設備工程，2024（12）：101-103.

[2]徐寧波.化工行業物流倉庫火災特點及滅火救援措施[J].中國儲運，2025（1）：67-68.

[3]宋英政.消防救援隊伍滅火設備及救援能力提升的對策探究[J].中國設備工程，2024（24）：219-221.