文｜海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司 李 容

1 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，城市火災(zāi)呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，即現(xiàn)代城市人口、建筑、財(cái)富、生產(chǎn)經(jīng)營場(chǎng)所的集中，導(dǎo)致了城市火災(zāi)集中爆發(fā)。這些復(fù)雜的變化使城市的消防安全形勢(shì)更加嚴(yán)峻，迫切需要發(fā)展相適應(yīng)的消防技術(shù)。消防科學(xué)技術(shù)是推進(jìn)消防事業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿捅Ｕ?。發(fā)達(dá)國家消防事業(yè)的發(fā)展，很大程度上都是依靠科技創(chuàng)新，建立以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的消防安全防災(zāi)體系，其主要特征是科學(xué)技術(shù)在消防工作中發(fā)揮著重要作用，知識(shí)創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的消防綜合能力。加強(qiáng)基層消防基礎(chǔ)建設(shè)，就是要找準(zhǔn)消防科技的切入點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和著力點(diǎn)，積極推廣和應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加強(qiáng)消防安全技術(shù)研究。

2 消防安全新技術(shù)

2.1 新型滅火技術(shù)

近年來，很多新型滅火技術(shù)及設(shè)備相繼被開發(fā)出來，如球體滅火裝置、投擲式滅火器、固體火箭滅火彈、高科技脈沖滅火設(shè)備，以及細(xì)水霧滅火技術(shù)、超音速滅火技術(shù)和新型滅火劑等。這里著重介紹球體滅火裝置和高科技脈沖滅火設(shè)備。

（1）球體滅火裝置

英國發(fā)明的球體滅火裝置可在火災(zāi)剛剛發(fā)生時(shí)就將其撲滅。該滅火裝置是有兩個(gè)薄層的充氣球體，內(nèi)球由處于壓力狀態(tài)的惰性氣體填充，內(nèi)球薄層由熱阻較低的無孔塑料制成；外球薄層由質(zhì)地較硬的塑料（例如磷酸脂）制成，表面散布著許許多多的小孔。該裝置的工作原理是：內(nèi)球薄層受熱時(shí)收縮，從而將惰性氣體通過外層小孔放出，熄滅火焰。這種具有兩個(gè)薄層的空心滅火球可以直接對(duì)著火焰噴射，也可散布在火場(chǎng)周圍。如果用不同塑料制成多層球體，就可使惰性氣體間隔釋放——若第一層球體釋放的惰性氣體未能將火焰撲滅，其后各層球體將依次繼續(xù)噴出惰性氣體來熄滅火焰。該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者認(rèn)為，這些球體可以注入滅火器內(nèi)，也可散布在屋頂或閣樓等處，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶@些地方還將起到意想不到的作用，即通過其隔熱特性，使屋內(nèi)冬暖夏涼，溫度保持適中，可謂一物兩用。

（2）高科技脈沖滅火設(shè)備

瑞典消防科研部門研制的IFEX3000型脈沖滅火設(shè)備主要用水作滅火劑，通過向火場(chǎng)噴灑大量霧狀水滴，使火場(chǎng)溫度迅速下降，達(dá)到控制火勢(shì)和滅火的目的。此設(shè)備在10～50ms內(nèi)就可噴灑大量水霧，每升水噴出的水霧可以覆蓋200m2。

2.2 新型防火技術(shù)

低氧防火技術(shù)是目前較為引人注目的新型防火技術(shù)。低氧防火系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、低氧防火氣體發(fā)生器、氧體積分?jǐn)?shù)探測(cè)器、區(qū)域控制閥、送風(fēng)管道、低氧防火系統(tǒng)控制柜等組成，其中低氧防火氣體發(fā)生器及氧體積分?jǐn)?shù)探測(cè)器是該系統(tǒng)的主要設(shè)備。該系統(tǒng)通過采用膜法空氣分離技術(shù)和氧體積分?jǐn)?shù)測(cè)定技術(shù)，令防護(hù)區(qū)的氧體積分?jǐn)?shù)降低并始終維持在15.0%～16.8%，在此環(huán)境中大部分可燃物不能被點(diǎn)燃，但人員可以較長(zhǎng)時(shí)間安全生存（計(jì)算機(jī)房、普通博物館、檔案館、圖書館等一般公共場(chǎng)所可將氧體積分?jǐn)?shù)維持在15.0%～16.8%，要求特級(jí)防火保護(hù)的國家級(jí)博物館、文物檔案館、電信移動(dòng)樞紐等人居公共設(shè)施可將氧體積分?jǐn)?shù)維持在14.0%～15.0%，人員停留時(shí)間較短的檔案館、資料庫等重要場(chǎng)所可將氧體積分?jǐn)?shù)維持在12.0%～14.0%）。

2.3 新材料技術(shù)

新型材料是指新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料，如納米材料、新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料和智能材料等。近年來在消防安全領(lǐng)域出現(xiàn)并獲得應(yīng)用的新型材料主要包括新型阻燃和防火材料、形狀記憶合金材料、蓄光發(fā)光材料和金屬多孔材料等。以形狀記憶合金為例，這種材料可以作為溫度傳感材料，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴淋等系統(tǒng)中得到應(yīng)用。美國貝特爾哥倫布實(shí)驗(yàn)室的工程技術(shù)人員采用TiONi合金作為自動(dòng)灑水器的感溫探測(cè)元件，當(dāng)溫度上升到預(yù)定值時(shí)，合金收縮，噴頭開始灑水；溫度降低后記憶合金恢復(fù)原形，閥門自動(dòng)關(guān)閉，停止噴水，以避免過多的水浸漬房間。

2.4 現(xiàn)代通信技術(shù)

消防通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在預(yù)防火災(zāi)、滅火救援指揮、警務(wù)調(diào)度、日常管理等方面發(fā)揮著重要的作用。高效準(zhǔn)確的通信系統(tǒng)能夠在很大程度上提高消防部門的溝通效率，降低火災(zāi)中的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

（1）藍(lán)牙技術(shù)

目前藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用已不僅局限于通信領(lǐng)域，其在消防領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在火災(zāi)預(yù)防、滅火救援、日常管理三方面。

①火災(zāi)預(yù)防

應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)可以在很大程度上解決傳統(tǒng)的有線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)存在的誤報(bào)和線路老化，以及造價(jià)高、抗干擾能力差、施工不便等問題，不需要任何線纜就可以實(shí)現(xiàn)探測(cè)器間的連接。

②滅火救援

具備藍(lán)牙功能的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)車載GPS可用于部分大型消防車，不僅可以用來導(dǎo)航還可作為通信設(shè)備。相對(duì)其他通信模式，藍(lán)牙技術(shù)的引入在某種程度上減少了車載GPS對(duì)外界電磁信號(hào)的干擾，更加有利于滅火與救援。

③日常管理

通過藍(lán)牙適配器對(duì)辦公設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)方便快捷的操作，并且能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)共享和傳輸，提高辦公效率。

（2）VoIP技術(shù)

VoIP技術(shù)可用于建設(shè)消防系統(tǒng)內(nèi)部的信息網(wǎng)絡(luò)。目前，全國消防部門依托公安各級(jí)網(wǎng)絡(luò)，已建成覆蓋總隊(duì)、支隊(duì)和大隊(duì)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)IP通信網(wǎng)絡(luò)。通過以支隊(duì)為中心，以各大（中）隊(duì)為末端節(jié)點(diǎn)，使用網(wǎng)守、語音網(wǎng)關(guān)等硬件組件進(jìn)行專用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的平滑增值，將現(xiàn)有語音交換網(wǎng)絡(luò)和IP通信網(wǎng)絡(luò)通過中繼連接在一起，利用已有的IP網(wǎng)絡(luò)承載語音數(shù)據(jù)流，可以節(jié)約高昂的線路投資費(fèi)用。

（3）空間信息技術(shù)

空間信息技術(shù)主要包括GPS、GIS和RS等理論與技術(shù)，主要作用是結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量、分析、存儲(chǔ)、管理、顯示、傳播和應(yīng)用等。目前，空間信息技術(shù)在消防工作中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，系統(tǒng)的建立和應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性和完整性，有些技術(shù)環(huán)節(jié)仍處于較落后的狀態(tài)，更多應(yīng)用領(lǐng)域和功能有待開發(fā)。目前已有的典型應(yīng)用是119指揮系統(tǒng)。消防力量動(dòng)態(tài)管理是集全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）、全球移動(dòng)通信技術(shù)（GSM）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）、綜合數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體，實(shí)現(xiàn)消防車輛的動(dòng)態(tài)管理、調(diào)度、指揮的子系統(tǒng)，主要使用了GPS的車輛導(dǎo)航、車輛跟蹤、車輛定位、車輛調(diào)度等技術(shù)。

3 消防安全技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能控制技術(shù)

（1）安防與逃生門鎖系統(tǒng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人流、物流急劇增加，高層建筑及賓館飯店、商場(chǎng)市場(chǎng)、歌舞廳等人員密集場(chǎng)所大量涌現(xiàn)。社會(huì)單位自身的治安防范需要與火災(zāi)中人員安全逃生的需要之間的矛盾越來越突出。一些單位在營業(yè)期間鎖閉安全出口、封堵疏散通道，這導(dǎo)致一旦發(fā)生火災(zāi)，極易出現(xiàn)群死群傷的慘劇。為兼顧安防與消防的要求，應(yīng)積極推廣適用于建筑安全出口管理的安防控制報(bào)警與消防安全逃生門鎖系統(tǒng)。

安防與逃生門鎖系統(tǒng)主要有以下幾種形式：

◆ 與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的電子門禁系統(tǒng)，可在出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警后或失電時(shí)自動(dòng)釋放或由消防控制中心控制；

◆ 具有報(bào)警功能的推栓式外開門鎖系統(tǒng)，其防火門可在由室內(nèi)推動(dòng)鎖閂時(shí)開啟并報(bào)警；

◆ 無報(bào)警功能的外推式門鎖系統(tǒng)。

（2）城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

建設(shè)城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是提升消防工作科技含量，有效防控火災(zāi)的重要措施。城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警信息系統(tǒng)主要有以下功能：

◆ 建筑消防設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)施監(jiān)督管理由分散型向集約型的轉(zhuǎn)變，促使各單位提高維護(hù)消防設(shè)施的自覺性，提高城市建筑消防設(shè)施的完好率；

◆ 火災(zāi)自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)警實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)報(bào)警方式由單一人工報(bào)警向網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)報(bào)警的轉(zhuǎn)變，提高、增強(qiáng)了消防部隊(duì)快速反應(yīng)和城市抗御火災(zāi)的能力；

◆ GIS 電子地理信息定位，實(shí)現(xiàn)了火情偵察方式由人工詢問偵察向自動(dòng)搜尋定位的轉(zhuǎn)變，有利于119指揮中心派車出動(dòng)方案的生成；

◆ 各種消防信息的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析實(shí)現(xiàn)了消防監(jiān)督模式由被動(dòng)型向主動(dòng)型的轉(zhuǎn)變，提高了消防監(jiān)督抽查的針對(duì)性和有效性。

此外，隨著有線寬帶和無線寬帶網(wǎng)的應(yīng)用，向視頻監(jiān)控功能拓展也將成為城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警信息系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。

（3）簡(jiǎn)易自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

簡(jiǎn)易自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是指由系數(shù)K為80、115的快速響應(yīng)型或系數(shù)K為80的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)型噴頭、管道以及供水設(shè)施組成的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。2005年12月的一天，上海市盧灣區(qū)兩幢老式居民樓先后發(fā)生火災(zāi)，其中一幢居民樓安裝了簡(jiǎn)易噴淋系統(tǒng)，火災(zāi)初期簡(jiǎn)易噴淋系統(tǒng)及時(shí)動(dòng)作灑水，消防隊(duì)到場(chǎng)時(shí)火災(zāi)已基本被撲滅，沒有造成損失。而在另一幢沒有安裝簡(jiǎn)易噴淋系統(tǒng)的居民樓中，火災(zāi)發(fā)生后火勢(shì)迅速蔓延擴(kuò)大，造成兩人死亡。由此可見，安裝簡(jiǎn)易噴淋系統(tǒng)對(duì)防控火災(zāi)具有何等重要的意義。

（4）單點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器

為了在火災(zāi)早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，許多發(fā)達(dá)國家通過制定法律，在居民家庭和小型企業(yè)場(chǎng)所推廣安裝單點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器。據(jù)有關(guān)資料介紹，英國倫敦82%的居民家庭安裝了單點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器。在美國，一般的超市都銷售單點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)器，每只售價(jià)為5～7美元。獨(dú)立式單點(diǎn)火災(zāi)探測(cè)器具有無需布線、安裝保養(yǎng)方便、聲光同時(shí)報(bào)警的優(yōu)點(diǎn)，不僅適合于新建建筑，也適用于既有建筑的火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警。

3.2 納米消防技術(shù)

納米科技是指在納米尺度（1～100nm）上研究物質(zhì)的特性和相互作用（包括原子分子的操縱），以及利用這些特性的多學(xué)科交叉科學(xué)和技術(shù)。納米科技的迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)革命性的變化，在城市消防安全領(lǐng)域也不例外。

制作火災(zāi)探測(cè)器是納米材料最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前，已實(shí)用化的氣體傳感器有SnO2膜制成的傳感器（可用作可燃性氣體泄漏報(bào)警器、濕度傳感器以及戰(zhàn)場(chǎng)化學(xué)劑的報(bào)警器）。納米火災(zāi)探測(cè)器和報(bào)警器具有兩方面優(yōu)勢(shì)：一是反應(yīng)時(shí)間極短，可實(shí)現(xiàn)極早期報(bào)警；二是制作材料選擇性很高，可大幅提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

消防科技是一個(gè)龐大的實(shí)用技術(shù)領(lǐng)域。隨著各種高新技術(shù)的發(fā)展和融入，消防科技呈現(xiàn)出了邊緣化、精細(xì)化、交叉化和高端化的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展空間巨大。未來國際消防技術(shù)界將對(duì)消防決策技術(shù)非常重視，滅火和探測(cè)等主動(dòng)防火技術(shù)將在消防技術(shù)創(chuàng)新中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，消防技術(shù)的整體發(fā)展將偏向一體化和智能化——這為我國消防技術(shù)的發(fā)展提供了明確的方向。我國應(yīng)參考國際消防技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，以及自身建設(shè)、政策、特色和需求，發(fā)展高新、專用和實(shí)用的消防技術(shù)。