城市常規(guī)火災(zāi)滅火能力定量估算初探

1、城市常規(guī)火災(zāi)滅火能力定量估算初探浙江省公安消防總隊(duì)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(chē)的實(shí)際出水強(qiáng)度（L/s）表示，通過(guò)計(jì)算實(shí)例，得出城市20min內(nèi)到達(dá)火場(chǎng)消防車(chē)的最佳戰(zhàn)斗組合方式以及計(jì)算出城市的滅火能力。關(guān)鍵詞：滅火能力出水強(qiáng)度供水量1城市常規(guī)火災(zāi)滅火能力問(wèn)題的提出一旦發(fā)生火災(zāi)，如何使人民的生命、財(cái)產(chǎn)損失降低到最低程度，這種保障能力究竟有多大？這對(duì)每一個(gè)城市都是需要回答的重要問(wèn)題。從本質(zhì)上來(lái)講，這種能力是由城市消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程度與社會(huì)消防力量強(qiáng)弱所決定的。消防基礎(chǔ)設(shè)施與社會(huì)消防力量所構(gòu)成的能力越強(qiáng)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(zāi)為常規(guī)火災(zāi)，以水克火，又是千古不變之常理，故城市滅火能力以滅火時(shí)單位時(shí)間出水量（即出水強(qiáng)度）的大小衡量較為適宜。眾所周知，中國(guó)有一句成語(yǔ)叫“杯水車(chē)薪”，意即用一杯水想撲滅一車(chē)柴燃起的火是不可能的。但是如果我們用5車(chē)水去滅1車(chē)柴燃起的火則是可能的。滅火的方法有二種，一是用1車(chē)水接著1車(chē)水去滅，可能10min把火滅了。而如果用3車(chē)水同時(shí)去滅火，可能的結(jié)果是6min就滅了。這個(gè)例子告訴我們：如果有足夠可靠的水源，使足夠數(shù)量的消防車(chē)同時(shí)出水滅火，則滅火速度快，效果好。也就是說(shuō)：當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，消防主戰(zhàn)車(chē)在單位時(shí)間內(nèi)不斷出水量越大，對(duì)火災(zāi)的控制和撲滅能力就越強(qiáng)；在很大程度上講，一個(gè)城市消防部隊(duì)的

3、滅火能力，就是累計(jì)主戰(zhàn)車(chē)的出水總強(qiáng)度。2定量研究城市消防部隊(duì)常規(guī)火災(zāi)滅火能力的意義2.1 便于發(fā)現(xiàn)城市消防工作中的薄弱環(huán)節(jié)由于在計(jì)算過(guò)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(shù)據(jù)在一定條件下的綜合所反映的內(nèi)涵包括了，a） 城市消防隊(duì)的常規(guī)裝備力量；b） 消防站的數(shù)量和分布是否合理；c） 城市供水管網(wǎng)和消火栓（主是城市滅火的主要水源）的實(shí)際狀況；d） 城市道路交通狀況以及消防通訊能力等是否達(dá)到要求。這些數(shù)據(jù)在一定排列下的綜合，就是城市常規(guī)火災(zāi)的綜合控制能力。分析這些數(shù)據(jù)，即可發(fā)現(xiàn)城市消防工作的薄弱點(diǎn)。2.2 便于城市之間滅火能力的比較通過(guò)計(jì)算可分別得出各城市定量的滅火能力

4、數(shù)值。據(jù)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(guò)表格反映出來(lái)。3 計(jì)算單位時(shí)間出水強(qiáng)度必須統(tǒng)一并考慮到可變因素一個(gè)城市的實(shí)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(chē)種類(lèi)、數(shù)量及功率，地下管網(wǎng)的分布和管徑，消火栓的數(shù)量等等）；有些因素還是隨機(jī)變化的變量（如供水管網(wǎng)的壓力，道路交通流量等等）。因此，要計(jì)算一個(gè)城市常規(guī)火災(zāi)的定量滅火能力，第一，必須先統(tǒng)一設(shè)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(duì)實(shí)際工作具有實(shí)際指導(dǎo)意義出發(fā)，應(yīng)統(tǒng)一以下幾個(gè)概念和計(jì)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(wǎng)的分布和管徑符

5、合設(shè)計(jì)要求，并在管網(wǎng)上設(shè)有足夠的消火栓的地區(qū)。可供消防車(chē)直接取水的天然水源和高層建筑的水箱（水池等），有時(shí)也可作為輔助性消防水源，但可略去不計(jì)。缺水地區(qū)是指市區(qū)內(nèi)缺水最嚴(yán)重的地方，也就是沒(méi)有設(shè)置城市供水管網(wǎng)，或雖有供水管網(wǎng)但不符合設(shè)計(jì)要求，或未設(shè)置消火栓的地區(qū)。換言之，就是火災(zāi)發(fā)生后需以運(yùn)水方式解決火場(chǎng)供水的地區(qū)。運(yùn)水距離按一般情況統(tǒng)一設(shè)定為2Km。3.2 城市供水管網(wǎng)統(tǒng)一以0.2Mpa為計(jì)算基準(zhǔn)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(chǎng)供水不間斷。3.4 以20min能夠調(diào)到火場(chǎng)為原則，計(jì)算消防力量。發(fā)生火災(zāi)20min以?xún)?nèi)不能到達(dá)火場(chǎng)的力量，可略去不計(jì)。3.5 以實(shí)有

6、消防站數(shù)量、位置為準(zhǔn)，不能以理論保護(hù)半徑計(jì)算。3.6 以火災(zāi)假設(shè)已發(fā)展到猛烈階段為準(zhǔn)，不考慮特殊火災(zāi)和特殊情況。綜上所述，我們將20min到達(dá)火場(chǎng)的消防主戰(zhàn)車(chē)在單位時(shí)間內(nèi)不間斷出水量Q用L/s來(lái)表示城市對(duì)常規(guī)火災(zāi)的滅火能力。4計(jì)算城市滅火能力Q涉及的若干要素的選擇與計(jì)算方法4.120min到達(dá)火場(chǎng)力量的確定4.1.1確定可供調(diào)動(dòng)的消防隊(duì)數(shù)。按接警后20min可能到達(dá)火場(chǎng)的要求，如實(shí)測(cè)城市市區(qū)一般平均車(chē)速為32.5Km/h，由于前往火場(chǎng)行駛路程不可能為直線(xiàn)，故改取消防車(chē)行駛速度為25Km/h，再考慮到減去接警出動(dòng)時(shí)間1min，故途中實(shí)際行駛時(shí)間為19min,則（1）因此，以火場(chǎng)為圓心，以8Km為

7、半徑，在此區(qū)域范圍內(nèi)消防站的消防車(chē)可作為能夠及時(shí)調(diào)用的有效滅火力量。4.1.2 用數(shù)據(jù)列出消防隊(duì)配備的可供調(diào)動(dòng)車(chē)輛，并注明每臺(tái)車(chē)的出水強(qiáng)度（L/s）。4.2 城市管網(wǎng)供水能力的確定4.2.1根據(jù)管網(wǎng)的管徑和水壓，可確定管道的水流量，城市管網(wǎng)的壓力一般為0.1MPa0.4Mpa，且干管之間不超過(guò)500m。按常規(guī)方法計(jì)算供水能力，需要用復(fù)雜的公式或查閱水力計(jì)算表。在計(jì)算滅火力量時(shí)，管道的供水量一般可用下列經(jīng)驗(yàn)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(duì)于以公制mm表示管徑時(shí)，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(dāng)量流速，m/s，其中枝狀管網(wǎng)V1m/s,環(huán)狀管網(wǎng)V1.5m/s。（經(jīng)驗(yàn)公式摘自滅火手冊(cè)1199頁(yè)）4.2.2算法舉例如管徑為400mm的環(huán)狀管網(wǎng)，壓力為0.2Mpa，試問(wèn)其管道供水能力？管網(wǎng)上可停靠幾臺(tái)消防車(chē)？（每輛普通消防車(chē)出水強(qiáng)度可按10L/s15L/s計(jì)算），則：Q0=162×1.5=192(L/s)(這里D400/25=16inch)可?？肯儡?chē)數(shù)量為：192/15=12.812（輛）因此，可滿(mǎn)足12輛普通消防車(chē)用水量。4.3 滅火主戰(zhàn)車(chē)輛的確定4.3.1 首先選擇本區(qū)域出水量最大的消防車(chē)共X輛作為主戰(zhàn)車(chē)。4.3.2 其余的消防車(chē)以能

9、滿(mǎn)足主戰(zhàn)車(chē)不間斷供水為前提，有可能再補(bǔ)充選用；如不能滿(mǎn)足不間斷供水的條件，則要相應(yīng)地減少主戰(zhàn)車(chē)數(shù)用于供水。4.3.3 計(jì)算時(shí)必須考慮每輛主戰(zhàn)車(chē)有獨(dú)立的供水體系。若采用直徑為65mm的麻質(zhì)水帶作為火場(chǎng)干線(xiàn)供水，其最大供水距離為16條水帶，總長(zhǎng)即320m。在一般情況下，水源離火場(chǎng)距離不超過(guò)1500m時(shí)，采用消防車(chē)串聯(lián)供水方式比較優(yōu)越；若距離超過(guò)1500m，則應(yīng)選擇大水罐車(chē)運(yùn)水作戰(zhàn)的方式供水。若采用直徑65mm的膠里水帶作雙干線(xiàn)供水，其最大供水距離可達(dá)38條水帶總長(zhǎng)度，即760m。由于大功率水炮的出水量大，最好采用直徑80mm麻質(zhì)水帶作雙干線(xiàn)供水。這時(shí)供水最大的距離可達(dá),45條水帶總長(zhǎng)度，即900m

10、，已接近1Km。4.3.4 累計(jì)主戰(zhàn)車(chē)不間斷出水時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的總出水量，也就是我們所求算的一個(gè)城市對(duì)常規(guī)火災(zāi)的滅火能力。5 計(jì)算實(shí)例5.1 假設(shè)位于杭州市水源充裕地區(qū)的天工藝苑發(fā)生火災(zāi)，試計(jì)算出20min內(nèi)到達(dá)火場(chǎng)的消防車(chē)之最佳戰(zhàn)斗組合方式，并計(jì)算其最大出水強(qiáng)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(huà)一個(gè)圓。5.1.2 列出圓內(nèi)消防站名稱(chēng)及裝備和出水量。在8Km范圍內(nèi)有7個(gè)消防中隊(duì)：即湖濱中隊(duì)、鼓樓中隊(duì)、南星中隊(duì)、西湖中隊(duì)、艮山中隊(duì)、朝暉中隊(duì)、大關(guān)中隊(duì)，共有26輛消防車(chē)，見(jiàn)表1。5.1.3 計(jì)算火場(chǎng)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(wǎng)圖。從圖中可看到天工藝苑前有兩路環(huán)狀管網(wǎng)，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(wǎng)。根據(jù)管道供水能力估算：400mm時(shí)供水能力為192L/s；500mm時(shí)供水能力為300L/s；600mm時(shí)供水能力為432L/s。按公式估算可得：400mm管網(wǎng)可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車(chē)192/306（輛）; 500mm管網(wǎng)可停靠泵流量為30L/s的消防車(chē)300/3010（輛）; 600mm管網(wǎng)可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車(chē)432/3014.414（輛）。三根環(huán)狀管網(wǎng)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(hào)數(shù)量（輛）泵流量（L/s）備注東風(fēng)中型車(chē)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(chē)230共2輛高低壓泵車(chē)140共1輛總數(shù)26確定主戰(zhàn)車(chē)先分析天工藝苑周?chē)辞闆r及供水能力，天工藝苑座落于解放路77號(hào)，在500米半徑范圍內(nèi)有市政消火栓17個(gè)，其中解放路7個(gè)、建國(guó)路3個(gè)、清泰街1個(gè)、金雞嶺3個(gè)、民權(quán)路1個(gè)、永豐巷2個(gè)。每個(gè)消火栓壓力按0.2Mpa。如果每輛消防車(chē)均按泵的實(shí)際工作流量計(jì)算，則解放路上400mm的管網(wǎng)可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車(chē)10輛，清泰街上60mm管網(wǎng)可?？勘昧髁繛?0L/s的消防車(chē)14輛同時(shí)取水。如?？看罅髁肯儡?chē)

13、取水，則同時(shí)使用消火栓數(shù)量應(yīng)作相應(yīng)減少。5.2滅火力量情況5.2.1 湖濱中隊(duì)4輛消防車(chē)分別?？拷夥怕?個(gè)消火栓和金雞嶺與南班巷口消火栓，進(jìn)行單車(chē)作戰(zhàn)，總出水能力為150L/s。5.2.2 鼓樓中隊(duì)兩輛車(chē)，一車(chē)接近火場(chǎng)作戰(zhàn)，另一車(chē)?？坑镭S巷消火栓供水，出水能力為50L/s。5.2.3 南星中隊(duì)4輛車(chē)，斯太爾（大）車(chē)?？拷痣u嶺內(nèi)消火栓，直接出水滅火；黃河在停靠清泰街與金雞嶺口消火栓，為本中隊(duì)的一輛中型水罐車(chē)供水，另一輛中型水罐車(chē)?？拷▏?guó)路250m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(duì)的黃河車(chē)停靠解放路440m處消火栓，鋪12根干線(xiàn)為本中隊(duì)的江淮（18t）水罐車(chē)供水

14、；江淮車(chē)?？拷夥怕放c天工藝苑之間的適當(dāng)位置，另外兩輛中型水罐車(chē)?？吭诮夥怕罚玛P(guān)中隊(duì)中型水罐車(chē)串聯(lián)供水，出水能力為50 L/s。5.2.5 艮山中隊(duì)兩輛中型水罐車(chē)分別停靠直大方伯、建國(guó)路260m處的兩個(gè)消火栓單獨(dú)作戰(zhàn)；一輛中型干粉車(chē)?？拷夥怕房谂c建國(guó)路中瑞大廈門(mén)口消火栓取水，向黃河車(chē)供水，另一輛車(chē)停靠解放路450m處消火栓向黃河車(chē)供水，總出水能力為120 L/s。5.2.6 朝暉中隊(duì)一輛中型水罐車(chē)?？棵駲?quán)路口消火栓與本中隊(duì)另兩輛中型車(chē)串聯(lián)供水。出水能力為30 L/s。5.2.7 大關(guān)中隊(duì)斯太爾車(chē)停靠建國(guó)中隊(duì)480m處消火栓與兩輛中型車(chē)串聯(lián)供水。另一輛中型車(chē)停靠解放路500m處消火栓與西湖中隊(duì)兩

15、輛消防車(chē)串聯(lián)供水，總出水能力為90 L/s。上述7個(gè)中隊(duì)，共出動(dòng)26輛消防車(chē)，實(shí)際?？渴姓鹚ㄈ∷?6輛，累計(jì)出水總量為630 L/s。5.3 水源缺乏地區(qū)的出水能力的計(jì)算仍以天工藝苑發(fā)生火災(zāi)為例，平均運(yùn)水距離設(shè)定為2Km，在半徑8Km范圍內(nèi)仍可調(diào)動(dòng)7個(gè)中隊(duì)26輛消防車(chē)。運(yùn)水車(chē)輛的計(jì)算公式為：N（t1+t2+t3）/T+1 (3)式中：N-保證火場(chǎng)一輛戰(zhàn)斗車(chē)不間斷出水所需運(yùn)水車(chē)輛數(shù)，輛；t1-水源吸水時(shí)間，min（包括停車(chē)接吸水管和吸水時(shí)間。根據(jù)實(shí)測(cè)，東風(fēng)水罐車(chē)駕駛員一人操作時(shí)為1分鐘37秒，二人操作為50秒。平均取1min為完成停車(chē)接吸水管、吸水、卸吸水管及消防車(chē)起動(dòng)所需時(shí)間。）；t2-

16、供水車(chē)向主戰(zhàn)車(chē)轉(zhuǎn)輸水的時(shí)間，min；t3-運(yùn)水車(chē)往返時(shí)間，min（實(shí)測(cè)市區(qū)的車(chē)速為32.5Km/h；郊區(qū)的車(chē)速為38.5Km/h）；T-一罐水在火場(chǎng)使用時(shí)間，min；1-火場(chǎng)戰(zhàn)斗車(chē)一輛。東風(fēng)水罐消防車(chē)（3600L）吸水時(shí)間為：裝卸吸水管及起動(dòng)消防車(chē)所需時(shí)間為1min，則：t1=2min+1min=3min轉(zhuǎn)輸時(shí)間等于吸水時(shí)間：t2=2min市區(qū)平均行駛速度計(jì)算：t3= T=2min N=(3+2+4)/2+1=5.56（輛）即1輛東風(fēng)主戰(zhàn)車(chē)需5輛東風(fēng)車(chē)運(yùn)水，才可滿(mǎn)足不間斷供水。根據(jù)天工藝苑區(qū)域車(chē)輛實(shí)際狀況，15輛東風(fēng)車(chē)、2輛干粉車(chē)、1輛高低壓泵車(chē)，共18輛車(chē)要組成3個(gè)運(yùn)水小組。3輛東風(fēng)主戰(zhàn)車(chē)出

17、水總強(qiáng)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(chē)，其吸水操作時(shí)間都可以50 L/s計(jì)，平均水罐容量8400L。t1t2t3=T2.8min N=(2.8+2.8+4)/2.8+1=5（輛）由此計(jì)算可知，8輛大噸位水罐車(chē)只能組成1個(gè)運(yùn)水小組，其中出水強(qiáng)度為50L/s。因此，26輛消防車(chē)在單位時(shí)間內(nèi)的出水總強(qiáng)度Q為90+50140 L/s。需要注意的是，以上計(jì)算的出水強(qiáng)度數(shù)一般比實(shí)際出水量要大一些。因?yàn)椋@里都按車(chē)輛泵流量計(jì)算，而未考慮到沿途灑漏等水量損失。出水強(qiáng)度還與水槍的口徑大小、壓力大小、充實(shí)水柱大小有關(guān)，是個(gè)變數(shù)，故以泵流量計(jì)算較為妥當(dāng)。6 幾點(diǎn)啟示綜上所述，不同的計(jì)算方式可得出不同的定量分析數(shù)據(jù)，并對(duì)不同內(nèi)容的計(jì)算有指導(dǎo)意義。6.1 按上述計(jì)算方法，如加入8Km半徑內(nèi)的專(zhuān)職隊(duì)力量，計(jì)算結(jié)果即為消防部隊(duì)和民間消防力量對(duì)城市常規(guī)火災(zāi)的定量滅火能力。6.2 對(duì)于高層建筑火災(zāi)，計(jì)算時(shí)可考慮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，消防水箱（水池）等條件來(lái)計(jì)算撲救高層建筑立體火災(zāi)的出水強(qiáng)度。6.3 為了與實(shí)戰(zhàn)接近，可利用各種水源來(lái)提高我們的滅火強(qiáng)度。但該數(shù)據(jù)沒(méi)有橫向可比性。6.4 根據(jù)氧氣（空氣）