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火场上因空呼压力不足被困,怎么办?

来源:消防员之家V 发布日期:2019-01-23 11:15:00 浏览次数: 字体:[大][中][小]关闭本页

发生在身边的案例

案例1:2009年2月9日晚21时许,在建的央视新台址园区文化中心因违规燃放烟花引起特大火灾事故,大火持续六小时。北京消防总队朝阳支队红庙中队指导员张建勇在内部搜救过程中,空气呼吸器压力报警后无法及时撤出火场,终因吸入大量有毒烟气而牺牲,同时有6名消防队员和2名施工人员因吸入有毒烟气不同程度受伤。


案例2:2012年2月1日,苏州工业园亭新街达运精密有限公司火灾,消防员孙茂珲和王浩君进入火场内部搜救灭火,空气呼吸器报警后向外撤退时被倒塌的货架阻断退路,孙茂珲在王浩君空气呼吸器即将耗尽时将自己的空气呼吸器让给身边的战友,自己却因吸入有毒烟气壮烈牺牲。


      这两起案例都是消防员背负空气呼吸器进入火场内攻搜救,都是因空气呼吸器压力不足导致消防员牺牲,教训十分惨痛。


      认真反思教训,避免再次发生,才能让烈士死得其所。我们应该如何避免类似的悲剧再次发生?


美国消防员如何处理类似情况?

      在《Chicago Fire》第三季23集中,一仓库内部发生火灾,有消防员及2名群众被困,51号消防站的消防员进行内部搜救,Severide和Dawson两人因内部建筑燃烧发生局部坍塌被困火场,呼吸器即将耗尽,携带的一支水枪(从压缩空气泡沫车内出的水)无法扑灭火势,形势危急。


      情急之下,Dawson打开水枪,利用从水里释放出的空气勉强呼吸待援。但后来另一支消防队把水枪的供水转移到云梯车用于扑灭建筑火势,两人生命危在旦夕,最终是勇猛的博登队长一己之力将两人救出。


我的解决方案是什么?

——利用消防水带,对被困的消防员进行供气!

      简而言之,就是利用我发明的消防员紧急供气消防水枪装置,对消防水带停水供气,将其转换为供气的线路,被困消防员将空气呼吸器面罩接到可供气消防水枪上,进行安全稳定地呼吸。

图2 消防员紧急供气消防水枪装置使用示意图

这么做行得通吗

      疑问1:水带是用来输送液体灭火剂的,加压供气的话不会漏气?水带能承受住气压吗?

      答:首先,水带之所以能用来输送液体灭火剂,正是因为水带本身的密封性良好,正常的工作水带只要能供水,就可以用来供气。供水时即使水带小规模漏水,只要供水压力保证,不会影响前方出枪出炮。同理,供气时只要气源能保证,水带末端气压足以够消防员呼吸。


      其次,紧急供气时首选利用空气呼吸器对水带进行充气(如上图所示),空气呼吸器经减压后,进面罩前的压力恒定为0.7 MPa。以常用的16-65-20型水带为例,根据GB 6246-2001中的规定,16型水带的工作压力1.6 MPa,试验压力为2.4 MPa,爆破压力为4.8 MPa,水带耐压性良好,能满足灭火救援现场常用压力的需求。

疑问2:水带内原本充满了水,停水后无法排空残余的水,充气后不会造成消防员呛水吗?

      答:首先,停水供气前将水枪及外部供气端打开自然放置地面,利用重力进行自然排水,水量减少后连接好供气端装置,利用压力气源对水带进行充气,水枪仍保持打开、放置地面状态,利用气压将水带内残留的水从水枪端压出。待水枪端有压力气体喷出后,关闭水枪,将水枪抬高抱起至消防员胸部后,将呼吸面罩接口连接至可供气消防水枪上的接口。


      经过上述过程的排水,水带内仍然会有水残留,但是水的比重远比空气重,残留的水只会积聚在低处,不会进入消防员的面罩。经多次测试及实战检验,证实不会发生消防员呛水的情况。

疑问3:水带被倒塌的物体埋压了怎么办?气体还能通过吗?

      答:针对这个问题,我们做了专门的测试,利用从1吨到2.5吨不同的模拟重物对水带进行埋压,测试水带在0.7MPa及1.6MPa两种工作压力下,气体通过埋压物的能力,测试结果如下图所示:

图3 水带埋压后气体流量图

      成年人的呼吸频率以25次/min计算,呼吸气量以0.7L/次计算,单个成年人的呼吸流量为17.5L/min,从上图可以看出,即使水带承受了2.5T重的埋压,在0.7MPa供气压力下,通过埋压物的流量依然可以达到50L/min以上,完全可以满足成人的呼吸要求。

疑问4:如果内攻的消防员没有预先铺设水带线路进入内部,没有水带作为供气线路,怎么办?

      答:进入着火建筑内部开展搜救、侦查、灭火等任务时,必须有水枪掩护。如果没有从进攻起点铺设水带,携带水带水枪利用室内消火栓进行出枪,可以利用本装置和建筑消火栓管网对消防员进行加压供气。一瓶30MPa的6.8L压缩气瓶,减压至0.5MPa时,体积扩大为408L。以建筑内常见的DN100管网为例,408L的0.5MPa的气体可充满52米长。


      从图4可见,通过任一室内消火栓或者水泵接合器均可实现对管网的充气。总之,通过加压供水能到达的地方,加压供气一样可以实现。

图4 常见室内消火栓图

      疑问5:如果空呼器气源不足或者想提高供气压力怎么办?

      答:首先,对消防员进行救援属紧急情况,战情保障中供气保障装备已经可以保证大型火场的供气需要;其次,本装置在供气端设计了两种供气方式,一是常用的空气呼吸器供气接口,二是常用的轮胎气嘴接口。因为轮胎气嘴具有通用性,任何外接空气压缩设备均可实现对轮胎气嘴的充气加压,并且充气压力可以大于空气呼吸器减压后的0.7MPa。这样的设计保证了不仅可以通过空气呼吸器进行加压供气,还可以利用外接空气压缩设备进行加压供气。

水带充气后还有其他用途吗?

拓展用途1:水域救援中使用

      以16-65-20型水带为例,根据浮力公式“F=ρ液 gV 排”计算,单盘65型水带充满气后在水面的浮力可达646.8N,约66Kg,与一成年人体重相当。普通水域救援漂浮绳单位长度浮力为1.11N,而65型水带的单位长度浮力可达到32.34 N。相较于漂浮绳,充气水带有以下几点优势:


      (a)浮力大,可为遇险者提供浮力支撑,输送更多救援辅助装备;


      (b)长度不受限制,可根据现场情况,通过延长水带的长度延长救援的距离,打破了漂浮救生绳长度的限制;


      (c)根据现场情况,为获得更大浮力可对直径更大的水带进行充气参与救援,水带单位长度浮力与水带直径的平方成正比。

图5 水域救援漂浮水带演示

拓展用途2:移动供气源的备选

      充气后的水带可以作为移动供气源中压长管来使用。按照移动供气源的设计要求,中压导气管的爆破压力不小于减压器输出压力最大设计值的4倍。16型水带的爆破压力为4.8MPa,空气呼吸器减压器输出设计值为0.7MPa,由此可以看出,水带符合移动供气源中压长管设计要求,水带充气后可以作为常用移动供气源的备用。

拓展用途3:将普通水罐泡沫车改造为压缩空气泡沫车

      在普通消防车的出水口,利用图6对水和泡沫混合液进行充气发泡,即使用普通消防水枪,也可作为泡沫枪使用,且发泡效果更好。在火灾现场,不更换水枪的前提下,实现出水和出泡沫的自由切换。



图6 消防车出水口供气接口


测试视频

装置获得了哪些荣誉?

      1、分别于2016、2017、2018年获得的3份专利证书,其中2018年获得了荷兰国家专利局颁发的证书。

      2、分别于2015年获部局灭火救援装备创新“三小”活动最佳奖;2016年获江苏省公安厅科技强警技术革新类二等奖;2017年获公安部基层技术革新二等奖。

结语:

      1、可供气消防水枪可以有效解决内攻消防员因空呼压力不足遇险的问题,避免再发生张建勇烈士、孙茂珲烈士那样的悲剧;


      2、水带充气后可在灭火救援中发挥其他更多的作用,期待您的进一步挖掘。


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