灭火器级别研究及对比

      提高每具灭火器的最小灭火级别将会减小建筑A类火灾的次数      文 /王宝兴
1 前言
    近年来某些特大建筑火灾是有很多人在场，只是一般的起火源，大家看着火迅速蔓延、当消防队到达时造成多人死亡，财产重大损失的惨重结果。典型的情况如1993年11月19日13时广东省深圳市葵涌镇致丽玩具厂。因电线短路打火，产生的溶珠引嫉下方堆放的可燃物。现场工人用水带灭火末成功，导至大火。死亡80人，伤40人，烧毁厂房1600㎡，直接经济损失约300万元。1993年2月14日13时唐山市林西百货大楼由于电焊熔渣落到堆放在一楼的泡沫塑料床垫等易燃物上引起火灾，造成死80人，伤53人，烧毁270万元商品和100多万元固定资产的特大损失。震惊全国的94年克拉玛依市友谊馆文艺演出火灾共造成323人死亡，132人受伤的惨剧，而它最初也只是由于舞台右侧电灯烤燃幕布引起的。1995年郑州天然商厦火灾起火时，职工用灭火器灭火时火焰只1米高，未灭成，最后虽由消防队灭火，但也造成2096万元的损失。这也就是说，普通起火源引起的初期火灾，如不能及时扑灭或者控制住火势，会迅速蔓延成大火，即使消防队到来，也避免不了重大损失，因此初期火灾的扑灭具有重要的意义。从上述火灾看，我国初期火灾扑灭的成功率还相当小。本文试图探讨其产生的原因。
2 每具灭火器的最小灭火级别是一个重要的参数
    建筑火灾的起火原因很多，要扑灭火灾关键在于失火后能有效地扑灭初期火灾或者压住火势，将火控制在局部地区，等待消防队的救援。建筑物内配置的灭火器就起着扑灭初期火灾的作用，正确地配置建筑物内的灭火器对于扑灭建筑物内的A类(固体〕初期火灾起着决定性的作用。《建筑灭火器配置设计规范》GB140-90(〔1〕)规定了.A类火灾建筑场所的配置。表1给出了文献〔1〕的重要设计参数。
       表1 GBJ140-90规定的A类火灾建筑场所灭火器配置的设计参数灭火器

应当指出所有这些参数中"每具灭火器的最小灭火级别"是最重要的参数，灭火器配置的原则就是灭火者从火灾起火点，穿行最大保护距离取到灭火器，再返回火场，能成功地扑灭初期火灾。如果每具灭火器的最小灭火级别太小，则不能扑灭初期火灾。本文认为我国规定〔1〕必的每具灭火器的最小灭火级别值(例如，对于严重危险级为5a过于小，扑灭建筑A类(固体)初期火灾的成功几率太小。
3 灭火级别的规定
    《手提式灭火器通用技术标准》GB4351-84(〔2〕)规定A类火级别由灭火器扑灭的试验木垛大小决定。木垛由截面为40×40m㎡的纵向木条与横向木条交替堆放，正交排列，共计14层。奇数层为纵层、纵向木条长度取决于灭火级数，例如5A木垛，纵向木条长度为500mm.13A则长度为1300mm。偶数层为横层，横向木条长度恒定为500mm，每层根数取决于级别数。图1示出13A级A类火试验模型。表2给出木垛的结构尺寸。
                    表2  GB4351-84(2)规定的木垛结构尺寸

    一台灭火器由一位试验人员(穿着防护衣服，戴着防护面罩)按〔2〕规定操作，将位于大空间试验室内经过2分钟汽油引胜，预燃6分钟的5A木垛火〔外形尺寸为(500×500×560)mm?的木垛)扑灭，则这台灭火器具有5A灭火级别。试验证明5A木垛火按〔2〕规定在实验室内是比较容易扑灭的，例如用3L高效水系灭火剂就可以扑灭。5A灭火级别的灭火器灭火能力是较低的。

                                  图1  13A级A类火试验模型示图(GB4351-84)
4 实际的灭火级别(能力)要远远低于灭火器的额定级别
    灭火器给出的灭火级别是在试验室的理想情况下，由有经验的试验人员穿着防护衣服，戴着防护面罩试验确定的。试验人员可以绕着着火木垛(不允许到背面)近距离灭火。然而实际的火场，空间可能很小，烟气及热量均很高，而灭火人员来不及穿防护衣服(也不配备)，大多情况是无法近前，或绕着燃烧物灭火。灭火者即使受过训练，也不一定有灭火经验。加之火场中的心情是紧张的，灭火效率会更差。此外现实中的火是会传播的。甚至有灭火速度小于火蔓延的速度的情况。因此由失火现场人员使用灭火器所灭实际的级别要比额定级别低得多。英国标准(〔3〕)加对此作了相应的考虑。该标准推荐，对于配置两台灭火器的情况，灭实际火的级别是额定级别的兴;配置一台灭火器的情况，灭实际火的级别1/2.5；配置一台灭火器的情况，灭实际火的是额定级别的1/4.7。即使按1/2.5算，表1中对严重危险级A类火灾建筑场所规定的最小灭火级别为5A除以2. 5，也即灭实际火的级别为2A。前言中所引用的几次火灾，如果再模拟一次，只要从一失火到2分钟后再救火，用5A灭火器扑灭的几率是很小的。
5 比美国规范规定值小得多
    美国消防协会《移动式灭火器的标准》(NFPA10-1984（〔4〕）规定了A类火灾建筑场所灭火器配置设计参数(见表3)。

    必须注意表3中的NFPA的灭火级别A是按照UL711(美国保险商实验室711号标准)《灭火器灭火级别和灭火试验标准》(〔5〕)确定的。表1中的级别A是按我国标准(〔2〕.〔6〕)确定的，定义不同不能比较。为了比较，必须将〔5〕的A值换算为〔2〕〔6〕的A值。换算原则有两种，方法一是认为灭火级别A和木垛的初始』l'V`裸露面积成正比;方法二是认为灭火级别A和木垛的初始木条总体积成正比。换算结果列于表4。
表4 中、美灭火级别A值对照表

    表4的换算值表明，用方法一和方法二的换算结果近似。保守一些，按方法二的换算结果将表1和表3汇总于表5,以便比较。
    表5 中国（1）和美国（4）关于建筑A类火灾灭火器配置的重要参数对照表

  (注：表中的A值都统一换算为中国（〔2〕）的A值)
由表5可以清楚地看出:
    1)我国规范规定的每具灭火器的最小灭火级别比美国的规定值小得很多。尤其是严重危险级，我国是5A，美国是13. 2A，是我国的3. 6倍。
    2)我国规范规定的单位A保护的最大地面面积远远小于美国的规定值。例如，对于轻危险级，美国为84.5㎡/A，是我国规定值20㎡/A的4.1倍;对于严重危险级，美国为28. 6㎡/A，是我国规定值l0㎡/A的2.86倍。如果每A灭火器的花费相等，对于严重危险级，我国保护1平方米的花费是美国的2. 86倍。
6 火灾次数和每具灭火器的最小灭火级别有关
    起火原因很多，例如有电气，违反安全规定、吸烟、生活用火不慎、放火、玩火、自燃等等，杜绝是不可能的，将它们减到很少也难。并不是每次失火都构成火灾。失火了能迅速扑灭，或者控制住火势等待消防队救援，损失就会很小，达不到火灾统计的损失"起点"数就不能算作一次火灾。全国的火灾总数与基层单位的自防自救能力有直接关系。
    自救能力也就是初期火灾扑灭的能力，基本上依靠灭火器和消火栓'和消火栓相比，灭火器机动性好，灭火起动时间快，灭火速度快，扑灭初期火灾更有效。从历次火灾案例看，消火拴扑灭初期火成功率很低，经过几年的消防检查很少能看到没有配置灭火器的场所，但是都是一排排小于5A的灭火器。如上所述，实际灭火能力为2A左右，于是基层单位的自救能力很差、成功扑灭初期火的几率很低，失火后火灾蔓延成大火，成为"火灾"的几率就大，火灾次数不会大幅度减少。表6列出近几年的火灾情况口92年到96年全国火灾次数和损失有一定的减少，可以认为是近几年加强了消防队伍的消防装备，各地消防官兵的英勇奋战，加强了防火检查、宣传与治理，消除隐患，很多重要场所设立了自动报警装置和自动灭火系统的结果。尽管如此，下降幅度仍不够大，本文认为在未来一些年内，用移动式灭火器扑灭初期火仍是重要的手段，而单具灭火器最小灭火级别直接关系到扑灭初期火的成功率，所以全国火灾次数与每具灭火器的最小级别有直接关系，比如说，将每具灭火器的最小灭火级别提高到13A，火灾次数会大幅度减少。
                  表6 近年来全国火灾情况(引自〔7〕〔8〕〔9〕)

灭火器7 快灭式灭火器能够有效地扑灭A类初期火灾
    最近研制了一种水系快灭式(推车)灭火器。其特点是喷射距离远(≥12米)，灭火级别高〔≥34A)，灭火速度快。[10][11][12〕介绍了用它扑灭模拟典型特大火灾初期火的试验。现把这些试验简介如下:
    试验1:两个标准13A木垛垂直叠放〔外形为1300×500×1120mm ) ,汽油引燃2分钟，预燃6分钟。灭火人员距木垛8米，正面灭火，约7秒将火势压住，13秒全灭。证明灭火速度非常快口
    试验2:化纤窗帘布悬挂在9米高处，从下部引然，当火焰传播到距地面约8米高处时灭火。1.6米宽的火约1S扑灭。证明克拉玛依火灾的幕布火用快灭式灭火器很容易扑灭。
    试验3;室内高5米平台上放1000×370×600mm的木垛。汽油引燃2分钟，预燃6分钟.灭火器在地面向上灭火，约3秒压住火势，约8秒火灭，烟己很少.说明火即使蔓延到屋顶(如阜新艺苑歌舞厅火灾)，或古木建筑火灾，也能扑灭。
    试验4;30m?'房间内5件一组针织涤纶面料内衬聚氨醋泡沫塑料垫沙发，点火3分钟后。火已在全部外表面然烧，火上了屋顶时开始灭火。约8秒压住火势10秒全灭。
    试验5: 49㎡(约200'm?空间)一组沙发(棉麻面料，聚氯醋泡沫塑料垫).用浸汽油棉纱引燃。预燃5分钟。室内全部是黑烟，温度很高，人无法进入。站于室外(约10米远)灭火，约7秒压住火势。继续喷射，室内烟气浓度下降、温度下降，最后进入室内将残火熄灭。这证明阜新艺苑歌舞厅雅间沙发火即使着成大火，在室外也可以扑灭。
    以上试验中的火都超过了初期火的规模。这证明前言中所述的几次特大建筑火灾，若现场有2台这种灭火器，在起火3分钟之内开始灭火，灭火几率是非常大的(试验是100%)，这意味着，若将每具灭火器的最小灭火能力再提高一些。比如21.A .甚至34A，有人在场的情况下，绝大部分失火都会被及时扑灭，全国火灾次数会很大幅度降低。在保持表1中的"单位A保护的最大地面面积"参数不变、或向美国标准(文〔4〕)看齐，再提高一些，灭火器配置的花费不仅不会升高，还会下降。
8 结束语
    根据对近年的火灾案例分折，对照美国的标准和所做的一些灭初期火试验，本文认为将我国规范中规定的"每具灭火器的最小灭火级别由5A提高到21A，或34 A，将会使我国的A类火灾次数大幅度降低。如果将"单位入保护的最大地面面积"适当提高一些(向美国靠近)，灭火器配置的花费不仅不升高还略有下降。