浅谈压缩空气泡沫系统在高层建筑火灾扑救中的应用

浅谈压缩空气泡沫系统在高层建筑火灾
扑救中的应用
摘要：压缩空气泡沫系统（CAFS）是一种高效泡沫灭火系统，相对于传统的
泡沫灭火剂，压缩空气泡沫具有发泡倍数可调节、附壁性能强、析液时间长、环
境污染小等优点。

本文通过对高层建筑火灾的特点以及传统灭火剂在扑救高层建
筑火灾时局限性的讨论，介绍了压缩空气泡沫的概念，进而对压缩空气泡沫性能、特点进行分析，得出压缩空气泡沫系统在扑救高层及超高层建筑火灾中的优势，
最后就压缩空气泡沫系统在推广应用存在的突出问题进行了分析，提出改进的措
施和方法，为压缩空气泡沫系统在消防救援队伍的实际应用提供指导。

关键词：压缩空气泡沫；高层建筑；灭火；应用
1引言
压缩空气泡沫系统的英文全称为Compressed Air Foam System( CAFS),是当
前新兴的一种高效泡沫灭火剂。

第一次有文字记载的压缩空气泡沫灭火系统出现
于1941年，在第二次世界大战期间由英国军方研制出来用于保护军用临时浮桥的。

美国海军接着在1947年研制这种系统，发展到可以在一定范围内调整发泡
比例（2 ：1～60：1）的泡沫产生系统。

而第一次有关压缩空气泡沫消防车的报导，则是1957年丹麦首都哥本哈根市消防局使用的压缩空气泡沫系统消防车[1]。

我国在1996年开始引入压缩空气泡沫消防车，经过二十多年的发展，目前在全
国大部分城市已初具规模。

2高层建筑火灾的特点以及传统灭火剂的局限性
2.1 高层建筑火灾发展的特点
我国的《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）将建筑高度大于27米的
住宅建筑及建筑高度大于24米的非单层公共建筑划分为高层建筑[2]。

由于近年来我国城市化和工业化的进程日益加快，发展高层建筑已成为了节约城市用地
的有效措施。

此外，工业化进程的不断发展，为高层建筑的建造提供了良好的技术支撑和丰
富的建材保障，高层建筑的不断增多，也是必然发展的趋势。

但是，随着高层建筑的增多，
火灾也日益呈现立体化和复杂化。

高层建筑火灾主要的特点：蔓延途径多，火势发展迅速；
可燃物质多，火灾荷载大；逃生途径少，疏散人员困难；存在问题多，扑救难度大。

2.2传统灭火剂对高层建筑火灾的局限性
当前针对高层建筑火灾而言，传统灭火剂主要是水，以自救为主，多为建筑内部消防设施。

但是水扑救高层建筑火灾时，由于其自身的局限性，并不一定能够达到预期效果。

而且，当室内消防设施无法起到作用的时候，利用水作为高层建筑物火灾的灭火剂的限制性则更为
突出。

例如2007年8月14日发生在上海的环球金融中心火灾以及2009年2月9日北京央
视新址发生的火灾（造成一名消防救援人员牺牲），上述两起火灾有一个共同点，那就是都
属于在建高层建筑物的火灾。

在建高层建筑物的室内消防设施功能还没有完善，甚至还没有
安装，一旦发生火灾，只能靠消防车进行灭火。

除此之外，选择水作为高层建筑火灾灭火剂，还有其他方面的缺点：
①容易造成水渍损失。

水渍损失是采用水作为灭火剂时不可避免的损害结果。

②当可燃物为精密电器等带电设备或其它不能用水扑救的物质时，消防人员在灭火剂选
择时就会受到局限性。

③因当前建筑物多不考虑消防排水，建筑物承重受到重压容易倒塌。

④过于密集的直流射水也容易对燃烧时间过长的建筑物产生冲击，造成建筑物倒塌。

综上所述，在面对高层建筑物火灾时，以水为主的传统灭火剂存在着诸多局限性，而且
一旦当高层建筑室内消防设施不能够使用时，面对100米以上的高层建筑火灾，消防人员往
往束手无策，只能任其发展。

3压缩空气泡沫系统在扑救高层建筑火灾中的优点
3.1 覆盖性好、灭火效能高、更加安全
压缩空气泡沫系统采用的是压缩空气、高效浓缩泡沫灭火液和水三合一的强力喷灭方式,附于泡沫上的水膜吸热面积大、吸热能力强,同时泡沫又具有隔绝空气的作用,专用的泡沫
液可以阻止化学链式反应,灭火效果远远好于传统泡沫、水罐式消防车。

泡沫剂可明显地减
小水分子之间的张力,使泡沫液具有很强的渗透性,可渗透到燃烧物的内部,大大缩短灭火时间。

由于降温迅速,可减小轰燃和复燃的危险,减少烟雾的形成,因此,战斗员没有高温的负担,可大大减小战斗员的危险。

3.2 消防用水少、有效减少水渍损失
压缩空气泡沫系统直接扑灭A类火灾的用水仅为传统用水量1/3以下,干泡沫用于冷却保护的用水仅为传统用水量的1/10～1/20。

以常规的消防炮和消防水枪进行比较,从表1
中可以看出CAFS显著的节水和灭火能力[3]。

表1常规消防炮和消防水枪和CAFS比较
以一辆BXF5150GXFA40型压缩空气泡沫消防车为例,其配备的40型水泵可以分别实现以下两种工况:
工况1:同时进行1门40型消防炮喷射湿泡沫(20L/S)、4支65型消防水枪喷射湿泡沫、5支65型消防水枪喷射干泡沫[3]。

工况2:同时进行8支65型消防水枪喷射湿泡沫、10支65型消防水枪喷射干泡沫[3]。

上述工况表明，压缩空气泡沫系统的应用,使消防救援队伍具备了在现有城市消火栓供
水条件下，在一个火场区域同时使用8支～10支消防水枪进行灭火和冷却保护的作战能力，
在大型火场中，1辆压缩空气泡沫消防车的供水作战能力至少相当于3辆常规主战消防车供
水能力。

压缩空气泡沫消防车的供水能力可以改变火灾现场中的主战消防车的数量，减少了
火灾现场消防车过多过杂的现象，也能使灭火效力大大提高。

3.3 环保效果好
使用普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫灭火，异味重，灭火后留下的产物不能自动降解，对环
境产生污染。

高效压缩空气泡沫浓缩液从植物蛋白中提炼,含有芳香味,在自然条件下可在24 h内自行分解,不产生任何有害残留物,不会产生异味,对动植物以及地下水均无不良影响[4]，
且用水量小，水渍损失小。

3.4 水和泡沫用量少, 使用成本低
因为水分全部附着在泡沫的表面,全部起到了吸热的作用,减少了水的流失,克服了常规
水罐式消防车用水量大的弱点,在同等灭火条件下,与传统水罐式消防车相比可节水80% 以上,因而特别适用于干旱缺水的城乡地区使用。

压缩空气泡沫为高倍数泡沫,发泡率高,通常配方
比只有0.2%～0.5% ,而普通泡沫的配方比为3%～6%,压缩空气泡沫浓缩液用量仅为普通泡沫
液的1/10。

3.5 机动性强、垂直固定较安全
使用水和其他泡沫灭火时，水带重量大，水枪（泡沫枪）后座力大，战斗员的体力消耗大，转移水枪阵地不灵活，不便在高空、狭小环境中展开战斗。

而用泡沫灭火，充满泡沫的
水带重量轻，转移水枪阵地十分方便，战斗员体力消耗小，便于在高空、狭小环境中灭火，
同时垂直固定水带时相比较更为安全。

4 压缩空气泡沫系统推广应用中存在的问题及对策
4.1 制约压缩空气泡沫系统推广应用的因素
压缩空气泡沫系统目前在我国大部分城市均已配备，但全国部分地区仍不能普及，应用程度不高，仍处于初期阶段。

笔者认为，在当前情况下，制约压缩空气泡沫系统推广应用有以下几个因素：
4.1.1所需资金投入较大
由于各地全国各地经济发展不平衡，当地政府对消防的投入也不尽相同。

压缩空气泡沫消防车价格昂贵，再加上消防救援人员对压缩空气泡沫车不甚了解，因此没有钱或不愿意花钱购置看起来“不实用”的压缩空气泡沫消防车。

在第十八届国际消防设备技术交流展览会上，一辆配备压缩空气泡沫系统的城市主战消防车大概需要150-250万元，二三线城市资金不足是制约压缩空气泡沫消防车普及的主要原因。

4.1.2技战术研究不够
部分地区消防救援人员对于压缩空气泡沫还没有形成一个完整的概念，指挥员指挥观念陈旧，不愿接受新事物。

据笔者所了解，在全国灭火技战术操法中，针对高层建筑火灾的操法就不多，而涉及到压缩空气泡沫的操法就更寥寥无几了。

4.1.3装备应用不熟练
当前受限于编制问题，消防救援队伍人少事多，消防救援人员往往身兼数职，装备应用不熟练，训练不经常，保养不及时的情况时有发生，在灭火救援现场，不会用、不愿用、不敢用，致使各级消防救援人员不能在实战中检验压缩空气泡沫系统的灭火效能，严重制约了压缩空气泡沫系统的推广应用。

4.2 推广应用压缩空气泡沫系统的对策
当前制约压缩空气泡沫普及的因素有很多。

客观上受到各种条件的限制，这也是由我国国情所决定的。

主观上还是各地消防工作者和研究人员没有引起足够的重视。

随着经济的发展和社会的进步，人们也逐渐认识到压缩空气泡沫在火灾扑救、尤其是在城市高层建筑火灾扑救的重要性。

为了更好的促进压缩空气泡沫技术应用的发展，应着重加强以下几个方面工作：
4.2.1加强压缩空气泡沫系统的技战术研究
高层建筑火灾已成为当前公认扑救难度大、人员伤亡多的火灾，各总队也开始研究针对高层建筑火灾的各种操法。

只有将高层建筑火灾的操法同压缩空气泡沫的使用结合起来，才能更好的普及压缩空气泡沫系统相关知识。

此外要优化作战编成，将压缩泡沫系统列入高层
建设火灾第一出动，研究压缩空气泡沫系统在高层建筑火灾扑救中的技战术措施，特别是水
带铺设、内攻灭火、泡沫液供给等灭火技术方面的研究。

4.2.2加强压缩空气泡沫系统的训练熟悉
在日常训练过程中，加强训练人员对压缩空气泡沫消防车、压缩空气泡沫枪的性能熟悉，在高层建筑数量多、密度大的地区，要大力推进含压缩空气泡沫系统的城市主战消防车的配备，强化高层建筑专业队伍建设，加大训练经费投入，大力开展实地实装演练测试，掌握压
缩空气泡沫系统实际性能。

4.2.3加强装备人才队伍建设
在装备人才的培养上，要形成梯次结构，充分发扬“传、帮、带”，在装备人才配备上，要形成AB角互补的长效机制，避免人员流动对装备应用的影响，必要时可以定人定装定车，实行专人专管，强化日常维护保养，真正做到“拉得出，打得赢”。

5结论
压缩空气泡沫是世界公认的扑救高层和超高层建筑的有效灭火剂。

比起传统灭火剂，压
缩空气泡沫可以减少水渍损失，提高灭火效率，提升扑救扬程高度。

但是由于各种主客观因
素的限制，我国压缩空气泡沫系统（CAFS）应用尚未完全普及，严重影响了其开发和推广应用。

因此，研究和开发先进的压缩空气泡沫系统以及探讨其在各类火灾中的应用对提高我国
城市消防的火灾扑救技术水平有着重要的意义。

参考文献
[1] 王沁林，李明才，阎秉立.第二代泡沫消防车—压缩空气泡沫系统在灭
火中的应用[J].消防技术与产品信息.2005(2)：15
[2] GB 50016-2014 《建筑设计防火规范》[S]
[3] 薛林,王丽晶.A类泡沫灭火系统应用技术研究[J].消防科学与技
术.2005(6)：741
[4] 黎承.压缩空气泡沫快速输送技术在超高层建筑灭火的应用研究[J].给
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