消防讨论:谈直升机应急灭火救援问题

编者按

昨日发布了直升机的文章,规范详解:直升飞机悬停设施与直升飞机停机坪,这个话题很有意思。
今天继续发布陈家强同志的文章。
陈家强同志简历:

公安部消防局原政委、公安部原纪委副书记、副督察长

其他社会职务:公安部灭火救援专家组组长、火灾事故调查专家组组长)

工作经历:
1971-1980年   重庆市公安消防支队服役   先后任中队干部、支队参谋
1981年  考入公安部人民警察干部学校消防专业学习
1982-1998年11月  四川省公安消防总队  先后任教导队队长、战勤科长、副总队长、总队长
1998年12月起  公安部消防局 后任副政委、局长、政委(高级工程师)
 2010年12月起  退休(担任专家组组长)

陈家强同志这篇文章”谈直升机应急灭火救援问题“中对直升机的发展历史、原理和特点进行了阐述,分析了直升机用于高层建筑火灾扑救的可能性,提出了建设航空 消防所面临的问题,重申了高层建筑火灾必须“立足于预防”和“立足于自防自救”的观点。

文字

今年以来,社会关注的几次高层、超高层建筑火灾发生后,为消防队伍配备消防直升机”、“建立航空消防站”的呼声此起彼伏,日渐高涨。为此,笔者特就相关问题提出些粗浅的见解,仅供消防同行们以及关心此问题的领导同志和群众参考。

1 直升机的基本情况 

现代直升机的最早概念来自画家兼工程师的莱昂 纳多·达芬奇,他在16世纪即描绘出了一台以螺旋桨 驱动的飞行器。但一直到1939年,第一台实用型的直 升机才被设计出来。

直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾浆)、动 力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一 般由涡旋轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减 速器等组成的机械传动装置来驱动,也可由浆尖喷气 产生的反作用力来驱动。直升机一般分为轻、中、重 型:

轻型直升机自重约5 t,一般准载5-10人;

中型直 升机自重5-10 t,一般准载12~20人;

重型直升机自重 20-40t,一般准载50-60人。

直升机比固定翼飞行器有独特的优点,就是可以垂直起降、悬停和后退飞行。

这使得直升机可以在无法建 造跑道的狭窄地区执行任务,不受交通堵塞,河道阻隔 的限制。

其水平航速一般可达300km/h以上,一般航程可达600—800 km/h左右。

且可低空、低速(从悬停开始) 和机头方向不变的机动飞行。

在军用方面已广泛应用于 对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、 侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面主要应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、 吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影、缉私缉毒、 喷洒农药等。具体在消防工作方面,则主要应用于森林火灾扑救、运送灭火救援人员、运送消防装备器材、 运送被救群众、洪灾中被困“孤岛”人员救助、火情侦察, 航拍、火场图像传输、通信指挥,等等。

2 直升机用于(高层建筑火灾)灭火救人问题 

直升机用于灭火救援是一项高技术、高风险的作业,涉及空气动力学、人体行为学、医学、建筑学等相关学科,是有严格条件要求的。

首要的是必须保证直升机自身安全。

在直升机上悬挂专用的灭火设备,即可进行空中灭火。尤其对于扑救人员无法及时到达的山区森林大火,直升机更具优势。

目前,直升机扑救森林火灾已在世界一些国家发挥较好的作用,并已形 成一套有效的灭火技术,成为现代森林消防工作的一个重要方面。

但若要调动直升机参与高层建筑灭火救人, 除了需要解决空域管制问题外,还必须具备相关条件: 

一是必须确保相应的气象和地形等环境条件。气温高了会降低发动机的功率和旋翼拉力;气温低了会使发动机起动困难;悬停和低速飞行对风向、风速有更为严格的要求;雷电、冰雹、大气紊流、坡度地面以及复杂的障碍物都会影响直升机的飞行安全。

据有关统计资料显示,约l/3直升机事故是因天气和地形引起的。 

二是必须确保能见度。直升机在执行任务时,主要靠飞行员用目测的方法来识别地形、地标,若达不到必需的能见度(如起飞和降落时的能见度低于2蛔)和 云底高度,飞行员是不能执行任务的。


三是必须确保直升机不受烟雾,火焰,热辐射、热气流的威胁。因为直升机在飞行和作业中,需要大量的新鲜空气,航空煤油才能充分燃烧,否则会因“缺氧”坠落。

高层建筑一般为塔式(也称。点式”),不像森林为一个很大的面,为了确保直升机自身的安全,即使在森林火场上空较高的高度喷洒灭火剂,也能发挥较好的灭火, 冷却作用。

但是,调用直升机参加高层建筑火灾的灭火救援,灭火剂很难喷洒到火源部位,直升机绞车(软梯)或绳索也很难准确到达被救者手中,且软梯或绳索只能一次救一个人,还需较长的时间。日本消防研究所多年前即开始了直升机在空中扑灭建筑物火灾的技术研究,但在实验中发现,直升机洒下的水很难到达火源部位,故将研究方向转为以扑救森林火灾为主。用直升机扑救高层建筑火灾和救人,还会遇到一个不容忽视的问题:直升机飞行产生的下冲气流可能导致火势加剧,并可能将烟、热气流压回火场,威胁被困和救援人员的安全。同时,还要注意防止高层建 筑群中的空中障碍,及时调整飞行高度,并注意空气气流的影响。当风速达到83 KM/h(23 m/s,即9级风) 时,应停止飞行,以防坠落。

对于高层建筑火灾,在火势尚处于较低楼层,火焰、 烟雾、热气流、热辐射不会对直升机造成威胁的情况下, 用直升机通过高层建筑屋顶运送消防人员、灭火救援 器材、工具投入灭火救援战斗,并从高层建筑屋顶平 台救运被困群众还是可以的(但应尽可能组织被困人 员从防烟楼梯间或消防电梯等安全疏散设施向下疏散, 效果会更好。也可引导受火势威胁的人员到超高层建 筑的避难层等待消防人员救援)。

日本从1990年1月 11日起即施行“凡高于31m的高层建筑,都必须在屋 顶设置用于消防直升机的停机坪”的规定,

美国消防 协会在相关文件中也有设置直升机停机坪的规定;

我国GB50049-1995(2005年版)((高层民用建筑设计防 火规范》6.1.14规定:“建筑高度超过100 m,且标准 层建筑面积超过l 000 m2的公共建筑,宜设置屋顶直 升机停机坪或供直升机救助的设施……”。

3 航空消防建设需考虑的问题 

航空消防建设涉及诸多方面的条件要求,起码应考虑以下问题。 

首先,(超)高层建筑屋顶停机坪的面积不得小于 25 m×25 m(6笛秆),目建筑结构必须具备相应的承载能力。 

其次,直升机维护、管理成本较高。

一架中型直升机 —年需要维护、保养、管理等费用上千万元人民币。

一架中型直升机至少需要16人(飞行及空管、油料、气象、 机务、指挥、导航、控制、通信、化验,运输等专业人员) 为其服务,为保证直升机飞行和保障人员能在任何时间、 任何复杂的地理和气候条件下作业,更需进行严格的培训。

进博消防:价值2亿元的救援飞机

加之,直升机相对其它飞机而言,振动和噪声水平较高, 维护检修工作量也较大,其航程又较短,都会增大使用成本。 

再次,一个航空消防站一般需建一座航空油库, 并常备至少一个架次的零部件方可满足飞行需要。 

综上所述,鉴于我国基本国情,不可能在各地建较多的航空消防站,应根据社会经济发展需要,切实以 科学发展观为引领,从实际出发,因地制宜,不搞一刀 切。对于要求建立航空消防站的具备实力的特大中心城市,可予支持试点。

但对于其他城市,建议采取政府协调、市场运作的方式,建立区域性统一的空中应急救援平台,不仅为消防应急救援,还可为公安、医疗、 救捞、地震等多部门提供应急空中服务,建立联动机制, 尽量提高资源综合利用率。

直升机的维护、保养、停机、 飞行等相关事项,则可委托具有直升机飞行使用资质的部门来管理,签定管理使用合同,每年由政府拨付相应费用,以使直升机随时保持良好的战备状态,需要时即可调动。

还可借助驻军空军,陆军航空兵部队或交通运输部救捞系统的救助飞行队的优势,由政府负责,与之签定“(军地)联防联动”协议,并每年拨付相应经费,建立联防联动机制,定期召开联席会议,组织开展联合演习,加强合作,一有任务军方或救捞系统的直升机可及时出动,执行应急救援任务。

但是,笔者始终认为,高层建筑火灾必须“立足于预防”,必须“立足于自防自救”,即立足于在高层建筑物内工作、生活和活动的人员高度重视消防安全, 掌握基本的消防安全知识,自觉落实消防安全责任制和消防安全措施,能积极主动防范,能发现火灾隐患并按程序规定处置,能在第一时间熟练地使用高层建筑物内的消防设施、器材扑救初起火灾,会报警,会自救、 互救逃生;

同时,切实管理维护好高层建筑自动消防系统,确保其随时处于良好的技术状态,确保高层建筑发生火灾时能快速反应,自动报警、自动灭火、自动防烟排烟等。

还必须坚持“以固(高层建筑内固定消防系统) 为主,固移(消防队伍的移动消防装备、器材工具)结合” 的原则,而绝不是仅仅依赖工作高度节节攀升的举高消防车甚至直升机。这就要求公安消防部队、专职消防队等各类消防队伍对辖区内每栋高层建筑切实搞好“六熟悉”,切实逐栋制订好灭火救援应急预案,切实逐栋开展好实地训练和实战演练,一旦高层建筑发生火灾, 能及时有效地抢救人命,扑灭火灾。 

此外,针对一些高层、超高层建筑因大面积、大量使用保温、节能但可燃且燃烧时产生有毒有害气体的外部装饰、装修材料而相继发生重特大火灾的严峻情况,急需加快保温系统防火性能实验研究,急需加快保温材料、保温系统和建筑设计防火规范、标准的制、 修订(并确保节能标准与防火规范协调一致),急需提高保温材料燃烧性能及保温系统的防火性能,急需提 高建筑节能消防安全水平。对已经竣工并投入使用但存在上述外部装饰,装修问题的,业主和有关部门应抓紧采取有效的补救措施,以确保消防安全。

收稿日期:2009.07-17

修回日期:2009.08-18

作者地址:北京市东长安街14号公安部纪委

原文发布于消防产品与技术信息,2009年第九期。

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