第一节 灭火技术概述
一、火与火灾
火是人类文明最重要的标志之一。火的使用结束了人类茹毛饮血的历史,加速了人猿揖别的进程。人类的生活生产都离不开火,做饭取暖需要火,农业生产需要火,工业生产需要火,可以说火与人类文明发展是相伴而行的。火在人类控制下燃烧,可以为人类服务,带来种种益处。但是,火一旦失去控制,就会发展成灾,不仅对人类无益,相反会造成人员伤亡、经济损失和环境破坏。火灾始终伴随着人类社会发展,与人类文明有着密切的关系,有很多王朝和城市就是在火灾中消失的。我国历史上最早可考的火灾,是大约距今6000年的西安半坡遗址,这是迄今发现的我国古人类遗址中最早的火灾遗址。《春秋》《左传》共记录各类火灾23次。司马迁的《史记》中记载项羽攻入咸阳,焚烧秦皇宫殿的故事,“烧秦宫室,火三月不灭”。唐朝杜牧在《阿房宫赋》描述了这场火灾,“六王毕,四海一;蜀山兀,阿房出……戍卒叫,函谷举。楚人一炬,可怜焦土!”在人类历史上,火灾历来都是对人类生活危害比较大的一种灾害。
二、当前面临的火灾形势
随着社会进步和经济发展,火灾不仅没有消失,反而以新的特点继续危害着人类社会。
(一)火灾损失越来越大
随着我国工业化和城市化的发展,火灾直接经济损失也相应增加:20世纪50年代火灾直接损失平均每年约0.6亿元;60年代年均值为1.4亿元;70年代年均值近2.4亿元;80年代年均值为3.2亿元;90年代为10.6亿元;21世纪前10年间的年均火灾损失达15亿~16亿元;2011年全国火灾年损失突破20亿元。当前,由于发生火灾的场所和对象经济价值更高,火灾造成的损失也更大,2010年7月16日中石油大连保税区油库输油管道爆炸火灾,共造成直接经济损失两亿三千多万元。
(二)造成重大伤亡的恶性火灾时有发生
经济社会的快速发展给人们的生产和生活方式带来了显著变化,人员聚集场所、易燃易爆场所和超大规模与复杂建筑增多,大量新技术、新材料、新工艺和新能源的采用,增加了致灾因素与火灾风险。20世纪90年代初,中国特大火灾增多,群死群伤火灾时有发生。1993年和1994年分别发生特大火灾124起和151起,因特大火灾造成的直接经济损失为5.4亿元和5.0亿元,火灾死亡分别为433人和855人,两年中发生一次死亡10人以上或死亡、重伤20人以上群死群伤火灾31起,造成1218人死亡;1995年以后,特大火灾一度得到遏制,但在1997年出现第二个峰值,发生群死群伤火灾19次,死亡433人;2000年出现第三个峰值,发生了一次火灾死亡309人与死亡74人的特大火灾事故。通过提高防灭火工作科技水平,加大治理火灾隐患的力度,在预防和遏制群死群伤火灾上取得了明显成效。2001~2004年4年间特大火灾年均31起,死亡人数年均89人。21世纪第二个10年,这种悲剧继续上演。2011年公安部开战了为期1年多的清剿火患活动,虽然在一定程度上遏制了群死群伤的恶性火灾,但是,造成重大人员伤亡的火灾仍时有发生。2013年6月3日6时6分,吉林宝源丰禽业公司发生火灾,共造成121人遇难,76人受伤,直接经济损失1.82亿元。
(三)火灾扑救难度越来越大
随着经济和技术的发展,城市规模越来越大,楼越盖越高,功能越来越复杂,特别是城市综合体的出现,人员更加集中,使建筑火灾扑救和人员疏散异常困难。2008年9月20日23时许,深圳市龙岗区龙岗街道龙东社区舞王俱乐部发生一起特大火灾,经龙岗区消防部门全力扑救,火灾很快被扑灭,事故共造成43人死亡,88人受伤。从监控录像看,火灾从发生到充满房间,不到1min时间,消防队接警到场后迅速扑灭了火灾,但还是造成了重大伤亡。2010年11月15日,上海市胶州路一教师公寓正在进行外保温层敷设改造,由于电焊违章操作引起火灾。大火迅速由外而内蔓延,形成立体燃烧,给扑救工作造成困难,酿成58人死亡的惨剧。随着国家工业的高速发展,石油化工装置、大型油罐、大跨度大空间厂房、长距离油气输送管道,遍布祖国各地。石油化工火灾燃烧猛烈、爆炸危险性大、物料毒性高,是灭火救援的难题。2005年“11·13”吉林双苯厂火灾,造成8人死亡,60人受伤,直接经济损失6908万元,并引发松花江水域污染事件。2015年“4·6”漳州PX项目火灾,导致储罐区4个油罐全部起火,在扑救过程中3次复燃,烧毁多辆消防车。
(四)作战环境日趋恶劣
现代火场情况复杂,作战环境日趋恶劣,消防队员往往不自觉地处于危险环境中。城市建筑火灾荷载密度不断增大,发生火灾时燃烧猛烈,同时由于建筑结构的影响,容易在火灾中发生突然坍塌,造成救援人员重大伤亡。2003年12月3日,湖南衡阳衡州大厦发生火灾,消防员在灭火救援过程中,大厦突然倒塌,造成20名消防官兵牺牲。2015年1月2日,哈尔滨道外区南勋街与南头道街仓库火灾中,建筑发生倒塌,造成5名消防员牺牲,14人受伤。当前的建筑装修水平不断提高,所采用的新材料层出不穷,有很多材料在火灾中会产生什么有毒有害气体还是未知因素,人员中毒后的抢救与治疗方法也不明确。有的环境表面上没有什么危险迹象,但是危机四伏,比如,有的可燃气体泄漏,无色无味,很难察觉,但是一旦遇火会发生强烈爆炸,造成人员伤亡。还有一些化学物品、有毒物质,虽然毒性不是很高,但却能造成严重的后遗症,如氨、苯、甲苯等。2012年,湖南怀化常吉高速公路官庄镇1117段地穆庵隧道口发生了一起交通事故,满载20t的液化石油气罐罐车侧翻,导致2人当场死亡。消防部队在救援过程中,液化石油气罐车突然发生爆炸,造成3名消防员牺牲。
工业企业的增加,也是作战环境恶化的重要原因。特别是在化工企业中,有很多物质的性能消防队不了解,发生火灾时所产生新物质的性质,更没有人清楚,消防队员在扑救化工火灾中,被烧伤、炸伤及中毒的情况很多。化工企业中还有很多压力容器,在火灾中容易发生物理爆炸,因此,消防队员在这种环境下作战,十分危险。还有地下建筑,大空间钢结构建筑,核电站、高铁、飞机、船舶等特殊场所,都是险恶的作战环境。
三、灭火技术的发展
(一)古代灭火技术
自从有火灾以来,人类就没有停止与火灾作斗争。几千年来,火灾千变万化,人类的灭火技术与装备也不断发展。最早有关灭火方法的研究,要追溯到春秋时代,当时就有人提出“撤小屋,涂大屋”的方法,明确拆屋阻截火路的灭火方法。南朝《贵速篇》:“焚烧烟室,则飞驰救之。若穿井而救火,则飓焚栋矣。”提出救火要快,且事先应有准备。宋代“遗漏之始,不过一炬之微其于救火为力之易,火势既发亦不过一处,若尽力救应,亦未为难。至冲突四起,延蔓不已救于东而发于西,扑于左而兴于右,于是艰乎其为力矣。故后之无所用其力,皆在于始之不尽扑灭,不救至于燎原,此古今不易之论也。”提出了及时扑灭初起火灾和及时控制火势蔓延的重要性,已有了较完整的灭火方法。古代中国已经掌握了一些灭火技术和灭火工具,有水桶、铁锹、水囊、油囊等工具,常用的灭火剂是水。
(二)近代灭火技术
晚清至民国期间,国家建立了消防警察队,国外一些灭火工具开始传入我国,灭火战术增加了一些新内容,如:“施救时,必须查火势、风势、地势,决定方法,不得紊乱,火势急以救护人命为先,财产次之。”《湖南通志》:“挡住火头,无过水铳,若非素诸之人,用不如法,形同虚设。不如截竹为唧筒喷水,似觉便捷。”“下风多拨兵力,拼力拆屋,上风止须泼水,不必四面分散,以致兵力涣散,不能得力。”民国时期,对灭火技术和战术有较系统的总结和叙述:“火灾之扑救,以敏捷为要务,稍有犹疑,贻误甚大。初起用升斗之水可以扑救之火,倘一迟误,则罄井之水无济于事。为此消防指挥官者不能不注意也。”“消防官之指挥救护,应首重人命,次及财产。对于人命之救护,亦须注意其最危险者;对财产之救护,亦须注意其最重要者;对于任何火灾应以迅速扑灭,不使火势蔓延为第一要义。尤其火势猛烈,烟焰冲天之际,人多恐慌呼号,举止失当,消防指挥官必须持以镇静,作精密之考察,认定确之烧点。贸然射水,非徒不能收扑灭之功效,且必助火之燃烧。”“吾人固不能专持水以救火,亦不能舍水而言救火,惟用之必求其当,方能奏效。”20世纪初,上海、天津等帝国主义国家的租界区,引进了消防泵、消防水枪、水带、消防车等灭火装备。1908年,上海公共租界工部局火政处从英国进口了三辆消防汽车,成为在我国出现的第一批消防车,消防车修理业伴随着消防机械化而在上海最早出现并发展,为日后消防车生产奠定了基础。20世纪30~40年代,随着民族企业的逐渐兴起,民族企业家在天津、上海等地,建立了消防装备和器材生产厂,1932年,震旦机器铁工厂改装消防车成功,中国改装的第一辆消防车诞生,中国的消防车制造业进入萌芽期,后由于抗日战争爆发,民族工业受到严重破坏。
(三)现代消防技术发展
新中国成立后,党和政府非常重视灭火救援工作,先后成立了公安部消防局、消防教育院校、消防研究所和消防装备器材生产厂。对灭火救援技术有了系统研究,并取得重大进展。从消防车的发展历程便可见一斑。1956年7月,中国第一汽车厂正式投产,1957年,震旦消防机械厂率先釆用国产解放底盘改装出泵浦消防车,中国国产的第一辆消防车诞生;1959年,天津消防器材厂试制成功我国第一辆二氧化碳消防车;1963年,震旦消防机械厂开发成功我国第一辆泡沫消防车;1965年,武汉消防器材厂正式投产我国第一代轻便消防车;1967年,第一代全国统一定型的解放中型水罐消防车由上海消防器材厂首先投入批量生产;1973年,中国试制的第一辆登高平台消防车在上海诞生;1974年,宝鸡消防器材厂试制出中国第一辆干粉消防车;1977年,北京消防器材厂正式投产中国第一个通信指挥车;1978年,上海消防器材厂研制的火场照明车通过技术鉴定;1983年,上海消防器材厂率先釆用国产东风底盘改装消防车,第二代中型消防车开始形成;1990年,新乡消防机械厂改装的勘察消防车通过技术鉴定;1991年,上海消防器材总厂研制的抢险救援消防车通过技术鉴定;1992年,临沂消防器材总厂研制了排烟消防车。
进入21世纪,我国灭火技术有了进一步发展。消防部队配备的消防车辆、药剂、个人防护装备和其他附属设施、设备全部实现国产化。在消防车辆方面,已经突破了百米级登高消防车的技术瓶颈,研发了大流量、远射程的泡沫(水罐)消防车、三相射流消防车;在药剂方面,研发了高效、低污染环保型泡沫灭火剂、超细干粉灭火剂;在个人防护方面,建立了从呼吸保护到皮肤保护的一整套国家标准,能生产各类消防员个人防护器具。总之,我国灭火救援技术水平已经达到国际先进水平,国产消防装备基本可以满足国内消防部队的配备需要。