城市常規(guī)火災滅火能力定量估算初探

1、城市常規(guī)火災滅火能力定量估算初探浙江省公安消防總隊朱力平摘要：作者分析了影響城市滅火控制能力的若干要素，提出了滅火控制能力以主戰(zhàn)消防車的實際出水強度（L/s）表示，通過計算實例，得出城市20min內到達火場消防車的最佳戰(zhàn)斗組合方式以及計算出城市的滅火能力。關鍵詞：滅火能力出水強度供水量1城市常規(guī)火災滅火能力問題的提出一旦發(fā)生火災，如何使人民的生命、財產損失降低到最低程度，這種保障能力究竟有多大？這對每一個城市都是需要回答的重要問題。從本質上來講，這種能力是由城市消防基礎設施建設程度與社會消防力量強弱所決定的。消防基礎設施與社會消防力量所構成的能力越強大，城市消防安全保障程度就越高。在一般情況下

2、，城市火災為常規(guī)火災，以水克火，又是千古不變之常理，故城市滅火能力以滅火時單位時間出水量（即出水強度）的大小衡量較為適宜。眾所周知，中國有一句成語叫“杯水車薪”，意即用一杯水想撲滅一車柴燃起的火是不可能的。但是如果我們用5車水去滅1車柴燃起的火則是可能的。滅火的方法有二種，一是用1車水接著1車水去滅，可能10min把火滅了。而如果用3車水同時去滅火，可能的結果是6min就滅了。這個例子告訴我們：如果有足夠可靠的水源，使足夠數量的消防車同時出水滅火，則滅火速度快，效果好。也就是說：當火災發(fā)生后，消防主戰(zhàn)車在單位時間內不斷出水量越大，對火災的控制和撲滅能力就越強；在很大程度上講，一個城市消防部隊的

3、滅火能力，就是累計主戰(zhàn)車的出水總強度。2定量研究城市消防部隊常規(guī)火災滅火能力的意義2.1 便于發(fā)現城市消防工作中的薄弱環(huán)節(jié)由于在計算過程中直接涉及到消防站的密度，消防裝備、供水能力等各方面，所以這些數據在一定條件下的綜合所反映的內涵包括了，a） 城市消防隊的常規(guī)裝備力量；b） 消防站的數量和分布是否合理；c） 城市供水管網和消火栓（主是城市滅火的主要水源）的實際狀況；d） 城市道路交通狀況以及消防通訊能力等是否達到要求。這些數據在一定排列下的綜合，就是城市常規(guī)火災的綜合控制能力。分析這些數據，即可發(fā)現城市消防工作的薄弱點。2.2 便于城市之間滅火能力的比較通過計算可分別得出各城市定量的滅火能力

4、數值。據此可將相同層次的滅火能力以列表比較。這樣，各城市滅火能力就能非常清晰地通過表格反映出來。3 計算單位時間出水強度必須統一并考慮到可變因素一個城市的實際滅火能力往往受到多方面因素的影響（如：消防站布局、消防車種類、數量及功率，地下管網的分布和管徑，消火栓的數量等等）；有些因素還是隨機變化的變量（如供水管網的壓力，道路交通流量等等）。因此，要計算一個城市常規(guī)火災的定量滅火能力，第一，必須先統一設定某些因素的概念，第二，必須略去某些特殊情況或次要因素。從對實際工作具有實際指導意義出發(fā)，應統一以下幾個概念和計算方法。3.1區(qū)分水源充裕區(qū)域和缺水區(qū)域。水源充裕地區(qū)指的是城市供水管網的分布和管徑符

5、合設計要求，并在管網上設有足夠的消火栓的地區(qū)?？晒┫儡囍苯尤∷奶烊凰春透邔咏ㄖ乃洌ㄋ氐龋?，有時也可作為輔助性消防水源，但可略去不計。缺水地區(qū)是指市區(qū)內缺水最嚴重的地方，也就是沒有設置城市供水管網，或雖有供水管網但不符合設計要求，或未設置消火栓的地區(qū)。換言之，就是火災發(fā)生后需以運水方式解決火場供水的地區(qū)。運水距離按一般情況統一設定為2Km。3.2 城市供水管網統一以0.2Mpa為計算基準壓力。3.3 保證不間斷供水。指不管采取何種供水方法，都要保證火場供水不間斷。3.4 以20min能夠調到火場為原則，計算消防力量。發(fā)生火災20min以內不能到達火場的力量，可略去不計。3.5 以實有

6、消防站數量、位置為準，不能以理論保護半徑計算。3.6 以火災假設已發(fā)展到猛烈階段為準，不考慮特殊火災和特殊情況。綜上所述，我們將20min到達火場的消防主戰(zhàn)車在單位時間內不間斷出水量Q用L/s來表示城市對常規(guī)火災的滅火能力。4計算城市滅火能力Q涉及的若干要素的選擇與計算方法4.120min到達火場力量的確定4.1.1確定可供調動的消防隊數。按接警后20min可能到達火場的要求，如實測城市市區(qū)一般平均車速為32.5Km/h，由于前往火場行駛路程不可能為直線，故改取消防車行駛速度為25Km/h，再考慮到減去接警出動時間1min，故途中實際行駛時間為19min,則（1）因此，以火場為圓心，以8Km為

7、半徑，在此區(qū)域范圍內消防站的消防車可作為能夠及時調用的有效滅火力量。4.1.2 用數據列出消防隊配備的可供調動車輛，并注明每臺車的出水強度（L/s）。4.2 城市管網供水能力的確定4.2.1根據管網的管徑和水壓，可確定管道的水流量，城市管網的壓力一般為0.1MPa0.4Mpa，且干管之間不超過500m。按常規(guī)方法計算供水能力，需要用復雜的公式或查閱水力計算表。在計算滅火力量時，管道的供水量一般可用下列經驗公式估算：Q0D2V/2 （2）式中Q0-管道供水量，L/s。D-管徑（按英寸inch代入算式），對于以公制mm表示管徑時，則可除以25，折成英寸inch后再代入算式（1），例如K100mm，

8、可折合為D100/254inchV-管道當量流速，m/s，其中枝狀管網V1m/s,環(huán)狀管網V1.5m/s。（經驗公式摘自滅火手冊1199頁）4.2.2算法舉例如管徑為400mm的環(huán)狀管網，壓力為0.2Mpa，試問其管道供水能力？管網上可?？繋着_消防車？（每輛普通消防車出水強度可按10L/s15L/s計算），則：Q0=162×1.5=192(L/s)(這里D400/25=16inch)可停靠消防車數量為：192/15=12.812（輛）因此，可滿足12輛普通消防車用水量。4.3 滅火主戰(zhàn)車輛的確定4.3.1 首先選擇本區(qū)域出水量最大的消防車共X輛作為主戰(zhàn)車。4.3.2 其余的消防車以能

9、滿足主戰(zhàn)車不間斷供水為前提，有可能再補充選用；如不能滿足不間斷供水的條件，則要相應地減少主戰(zhàn)車數用于供水。4.3.3 計算時必須考慮每輛主戰(zhàn)車有獨立的供水體系。若采用直徑為65mm的麻質水帶作為火場干線供水，其最大供水距離為16條水帶，總長即320m。在一般情況下，水源離火場距離不超過1500m時，采用消防車串聯供水方式比較優(yōu)越；若距離超過1500m，則應選擇大水罐車運水作戰(zhàn)的方式供水。若采用直徑65mm的膠里水帶作雙干線供水，其最大供水距離可達38條水帶總長度，即760m。由于大功率水炮的出水量大，最好采用直徑80mm麻質水帶作雙干線供水。這時供水最大的距離可達,45條水帶總長度，即900m

10、，已接近1Km。4.3.4 累計主戰(zhàn)車不間斷出水時單位時間內的總出水量，也就是我們所求算的一個城市對常規(guī)火災的滅火能力。5 計算實例5.1 假設位于杭州市水源充裕地區(qū)的天工藝苑發(fā)生火災，試計算出20min內到達火場的消防車之最佳戰(zhàn)斗組合方式，并計算其最大出水強度。5.1.1 在杭州市地圖（不能使用示意圖）上，以天工藝苑為圓心，以8Km為半徑畫一個圓。5.1.2 列出圓內消防站名稱及裝備和出水量。在8Km范圍內有7個消防中隊：即湖濱中隊、鼓樓中隊、南星中隊、西湖中隊、艮山中隊、朝暉中隊、大關中隊，共有26輛消防車，見表1。5.1.3 計算火場的總供水能力。找出杭州市區(qū)供水分區(qū)圖，取出天工藝苑區(qū)塊

11、管網圖。從圖中可看到天工藝苑前有兩路環(huán)狀管網，一路管徑為400mm，一路管徑為500mm。距天工藝苑230m的清泰街上另有管徑為600mm的環(huán)狀管網。根據管道供水能力估算：400mm時供水能力為192L/s；500mm時供水能力為300L/s；600mm時供水能力為432L/s。按公式估算可得：400mm管網可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車192/306（輛）; 500mm管網可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車300/3010（輛）; 600mm管網可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車432/3014.414（輛）。三根環(huán)狀管網的總供水能力為：192+300+432924(L/s)表1消防站及裝備情

12、況 型號數量（輛）泵流量（L/s）備注東風中型車1530共15輛黃河水罐350共3輛斯太爾260共2輛江淮160共1輛黃河泡沫250共2輛干粉車230共2輛高低壓泵車140共1輛總數26確定主戰(zhàn)車先分析天工藝苑周圍水源情況及供水能力，天工藝苑座落于解放路77號，在500米半徑范圍內有市政消火栓17個，其中解放路7個、建國路3個、清泰街1個、金雞嶺3個、民權路1個、永豐巷2個。每個消火栓壓力按0.2Mpa。如果每輛消防車均按泵的實際工作流量計算，則解放路上400mm的管網可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車10輛，清泰街上60mm管網可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車14輛同時取水。如?？看罅髁肯儡?/p>

13、取水，則同時使用消火栓數量應作相應減少。5.2滅火力量情況5.2.1 湖濱中隊4輛消防車分別停靠解放路3個消火栓和金雞嶺與南班巷口消火栓，進行單車作戰(zhàn)，總出水能力為150L/s。5.2.2 鼓樓中隊兩輛車，一車接近火場作戰(zhàn)，另一車?？坑镭S巷消火栓供水，出水能力為50L/s。5.2.3 南星中隊4輛車，斯太爾（大）車?？拷痣u嶺內消火栓，直接出水滅火；黃河在?？壳逄┙峙c金雞嶺口消火栓，為本中隊的一輛中型水罐車供水，另一輛中型水罐車?？拷▏?50m處消火栓直接出水滅火，總出水能力為140 L/s。5.2.4 西湖中隊的黃河車?？拷夥怕?40m處消火栓，鋪12根干線為本中隊的江淮（18t）水罐車供水

14、；江淮車?？拷夥怕放c天工藝苑之間的適當位置，另外兩輛中型水罐車?？吭诮夥怕?，下關中隊中型水罐車串聯供水，出水能力為50 L/s。5.2.5 艮山中隊兩輛中型水罐車分別?？恐贝蠓讲?、建國路260m處的兩個消火栓單獨作戰(zhàn)；一輛中型干粉車?？拷夥怕房谂c建國路中瑞大廈門口消火栓取水，向黃河車供水，另一輛車?？拷夥怕?50m處消火栓向黃河車供水，總出水能力為120 L/s。5.2.6 朝暉中隊一輛中型水罐車?？棵駲嗦房谙鹚ㄅc本中隊另兩輛中型車串聯供水。出水能力為30 L/s。5.2.7 大關中隊斯太爾車?？拷▏嘘?80m處消火栓與兩輛中型車串聯供水。另一輛中型車?？拷夥怕?00m處消火栓與西湖中隊兩

15、輛消防車串聯供水，總出水能力為90 L/s。上述7個中隊，共出動26輛消防車，實際?？渴姓鹚ㄈ∷?6輛，累計出水總量為630 L/s。5.3 水源缺乏地區(qū)的出水能力的計算仍以天工藝苑發(fā)生火災為例，平均運水距離設定為2Km，在半徑8Km范圍內仍可調動7個中隊26輛消防車。運水車輛的計算公式為：N（t1+t2+t3）/T+1 (3)式中：N-保證火場一輛戰(zhàn)斗車不間斷出水所需運水車輛數，輛；t1-水源吸水時間，min（包括停車接吸水管和吸水時間。根據實測，東風水罐車駕駛員一人操作時為1分鐘37秒，二人操作為50秒。平均取1min為完成停車接吸水管、吸水、卸吸水管及消防車起動所需時間。）；t2-

16、供水車向主戰(zhàn)車轉輸水的時間，min；t3-運水車往返時間，min（實測市區(qū)的車速為32.5Km/h；郊區(qū)的車速為38.5Km/h）；T-一罐水在火場使用時間，min；1-火場戰(zhàn)斗車一輛。東風水罐消防車（3600L）吸水時間為：裝卸吸水管及起動消防車所需時間為1min，則：t1=2min+1min=3min轉輸時間等于吸水時間：t2=2min市區(qū)平均行駛速度計算：t3= T=2min N=(3+2+4)/2+1=5.56（輛）即1輛東風主戰(zhàn)車需5輛東風車運水，才可滿足不間斷供水。根據天工藝苑區(qū)域車輛實際狀況，15輛東風車、2輛干粉車、1輛高低壓泵車，共18輛車要組成3個運水小組。3輛東風主戰(zhàn)車出

17、水總強度為90 L/s。還有3輛黃河、2輛斯太爾、1輛江淮、2輛黃河泡沫車，其吸水操作時間都可以50 L/s計，平均水罐容量8400L。t1t2t3=T2.8min N=(2.8+2.8+4)/2.8+1=5（輛）由此計算可知，8輛大噸位水罐車只能組成1個運水小組，其中出水強度為50L/s。因此，26輛消防車在單位時間內的出水總強度Q為90+50140 L/s。需要注意的是，以上計算的出水強度數一般比實際出水量要大一些。因為，這里都按車輛泵流量計算，而未考慮到沿途灑漏等水量損失。出水強度還與水槍的口徑大小、壓力大小、充實水柱大小有關，是個變數，故以泵流量計算較為妥當。6 幾點啟示綜上所述，不同的計算方式可得出不同的定量分析數據，并對不同內容的計算有指導意義。6.1 按上述計算方法，如加入8Km半徑內的專職隊力量，計算結果即為消防部隊和民間消防力量對城市常規(guī)火災的定量滅火能力。6.2 對于高層建筑火災，計算時可考慮自動滅火系統，消防水箱（水池）等條件來計算撲救高層建筑立體火災的出水強度。6.3 為了與實戰(zhàn)接近，可利用各種水源來提高我們的滅火強度。但該數據沒有橫向可比性。6.4 根據氧氣（空氣）