汽車(chē)火災(zāi)的預(yù)防與控制

0汽車(chē)火災(zāi)的危害隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)，國(guó)民收入和生活水平的逐步提高，汽車(chē)數(shù)量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。因此，汽車(chē)大火已成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，并引起了社會(huì)的關(guān)注。汽車(chē)火災(zāi)具有火勢(shì)蔓延快、撲救難度大等特點(diǎn),對(duì)人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。如何有效預(yù)防與控制汽車(chē)火災(zāi),已成為消防部門(mén)、汽車(chē)產(chǎn)業(yè)急需解決的重大課題。1中國(guó)汽車(chē)存量將保持較大速率據(jù)公安部消防局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:我國(guó)汽車(chē)火災(zāi)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)(見(jiàn)圖1),汽車(chē)火災(zāi)導(dǎo)致的受傷、死亡事故仍然存在,直接經(jīng)濟(jì)損失居高不下。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:1994年發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)、日本的汽車(chē)保有量分別為56.5和32.7輛/百人,中等發(fā)達(dá)國(guó)家韓國(guó)和墨西哥的汽車(chē)保有量分別為14.1和8.6輛/百人,而2003年我國(guó)的汽車(chē)保有量?jī)H為1.8輛/百人,與中等以上發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距,專(zhuān)家預(yù)測(cè),我國(guó)汽車(chē)保有量將保持較大的速率增加。汽車(chē)保有量的快速增長(zhǎng),必然會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)火災(zāi)的增加,汽車(chē)火災(zāi)面臨的形勢(shì)嚴(yán)峻。2啟動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)救援2.1艙艙表土均影響火災(zāi)據(jù)美國(guó)消防協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),66%的汽車(chē)火災(zāi)的起火部位是發(fā)動(dòng)機(jī)艙。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙起火后,打開(kāi)引擎蓋,空氣與燃料進(jìn)一步混合,宜造成火災(zāi)的快速發(fā)展,并蔓延至車(chē)廂,難以撲滅。而不打開(kāi)引擎蓋,則又無(wú)法用車(chē)載滅火器將滅火劑噴射到著火點(diǎn),不能有效滅火,從而導(dǎo)致汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)初起火災(zāi)得不到有效撲救。2.2不確定性較大,容易造成火災(zāi)汽車(chē)是一個(gè)運(yùn)動(dòng)體,因此,汽車(chē)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間、空間的不確定性較大,特別是發(fā)生在高速公路或距離消防站較遠(yuǎn)的公路上時(shí),消防隊(duì)員接到報(bào)警后到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)所需的時(shí)間較長(zhǎng),錯(cuò)過(guò)了最佳的滅火時(shí)機(jī),影響撲救的進(jìn)程。2.3vmin內(nèi)會(huì)蔓延到私家車(chē)文獻(xiàn)表明:發(fā)動(dòng)機(jī)艙火災(zāi)在8min內(nèi),有得甚至在2～3min內(nèi)就會(huì)蔓延到車(chē)廂。而車(chē)廂內(nèi)部可燃物多,火災(zāi)荷載大,體積小,頂棚下方的熱煙氣對(duì)內(nèi)部可燃物的熱反饋十分強(qiáng)烈,火災(zāi)蔓延速度快,發(fā)生轟燃的時(shí)間較短。2.4車(chē)輛上未按要求購(gòu)買(mǎi)火炬目前,撲滅汽車(chē)初起火災(zāi)的主要消防器材是車(chē)用滅火器,而滅火器有其自身的局限性以及不足,并且有些車(chē)輛上未按要求購(gòu)買(mǎi)滅火器。另外,消防部隊(duì)也無(wú)撲滅汽車(chē)火災(zāi)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備。3對(duì)汽車(chē)火災(zāi)原因和火災(zāi)類(lèi)型的統(tǒng)計(jì)分析3.1要原因故障據(jù)我國(guó)公安部消防局統(tǒng)計(jì),1999～2004年,我國(guó)汽車(chē)火災(zāi)總計(jì)44280起,汽車(chē)火災(zāi)的的首要原因是電氣故障,占總數(shù)的41%;其次是違章操作,占總數(shù)的9.4%;第三是放火,占總數(shù)的4.6%;然后依次為吸煙3.5%;自燃3.6%;用火不慎2.2%;玩火1.3%;雷擊總計(jì)12起。另外,由于汽車(chē)火災(zāi)調(diào)查的難度較大,16.8%的汽車(chē)火災(zāi),其原因無(wú)法鑒定,其它原因占17.4%。3.2汽車(chē)火災(zāi)的類(lèi)型美國(guó)的汽車(chē)火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)比我國(guó)詳細(xì),其統(tǒng)計(jì)內(nèi)容比較全面。包括:汽車(chē)火災(zāi)的車(chē)型統(tǒng)計(jì),火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)統(tǒng)計(jì),起火部位統(tǒng)計(jì),起火原因統(tǒng)計(jì),起火物統(tǒng)計(jì),引燃因素統(tǒng)計(jì),點(diǎn)火源統(tǒng)計(jì)等等。本文所用到的是1999～2002年美國(guó)汽車(chē)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),均來(lái)源于文獻(xiàn)。3.2.1短路電弧。設(shè)備老化,或金屬平衡美國(guó)的統(tǒng)計(jì)表明:汽車(chē)起火的主要原因是機(jī)械故障,占總數(shù)的47%,包括:泄漏或破裂,回火,破舊、老化,無(wú)類(lèi)別或未指明的機(jī)械故障。其次為電氣故障,占總數(shù)的23%,包括缺陷或絕緣老化,機(jī)械損壞等等原因?qū)е碌亩搪冯娀?設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的電弧或火花,無(wú)類(lèi)別或未指明的電氣故障。第三大原因是材料或產(chǎn)品的濫用,占總數(shù)的11%,包括:可燃液體或氣體溢出,熱源距離可燃物太近,毀棄的材料,無(wú)種類(lèi)材料或者產(chǎn)物的濫用,用于點(diǎn)火的可燃液體,切斷或焊接點(diǎn)離可燃物太近,加油方法不當(dāng)?shù)鹊取Ａ硗?操作不當(dāng),碰撞、撞倒、翻滾,設(shè)備非正常運(yùn)行,清潔不凈,無(wú)類(lèi)別或未指明的操作缺陷,設(shè)計(jì)、制造、安裝缺陷等等,也是造成汽車(chē)火災(zāi)的原因。3.2.2引發(fā)火災(zāi)的因素,可分為7.統(tǒng)計(jì)表明:汽車(chē)火災(zāi)的起火物主要是絕緣電線(xiàn)、電纜,其導(dǎo)致的火災(zāi)占總數(shù)的27%,其次為可燃或易燃液體或氣體,包括:煙霧劑、霧狀蒸發(fā)物,其導(dǎo)致的火災(zāi)占總數(shù)的26%。然后依次為無(wú)類(lèi)別著火物、多種類(lèi)型的著火物、汽車(chē)座椅或裝飾物、輪胎等等,分別占總數(shù)的15%、11%、2%、2%。3.2.3汽車(chē)暴露的表面統(tǒng)計(jì)表明:汽車(chē)的主要起火部位是發(fā)動(dòng)機(jī)艙,占總數(shù)的66%,其次為駕駛室或車(chē)廂,占總數(shù)的17%,然后是汽車(chē)暴露的表面、汽車(chē)后備箱、油箱或油管,依次為3%、3%、2%。因此,預(yù)防和控制汽車(chē)火災(zāi),主要是控制發(fā)動(dòng)機(jī)火災(zāi)和車(chē)廂火災(zāi)。4汽車(chē)防火主要產(chǎn)品汽車(chē)火災(zāi)的被動(dòng)防護(hù),即提高或增強(qiáng)汽車(chē)內(nèi)部構(gòu)件或材料承受火災(zāi)破壞能力的技術(shù)。目前,美國(guó)對(duì)汽車(chē)內(nèi)部使用的材料有嚴(yán)格的要求,并有相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。如《FederalMotorVehicleSafetyStandard302》,《GuideforIdentificationandDevelopmentofMitigationStrategiesforFireHazardtoOccupantsofPassengerRoadVehicles》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)NFPA556)等等。而我國(guó)在汽車(chē)防火方面的消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還是空白。汽車(chē)火災(zāi)車(chē)型統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:汽車(chē)火災(zāi)的主要車(chē)型為小汽車(chē),占總數(shù)的80%,因此,本文以小汽車(chē)作為主要研究對(duì)象。汽車(chē)火災(zāi)的被動(dòng)防護(hù)應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)方面。4.1預(yù)防汽車(chē)火災(zāi)可燃物、助燃物、點(diǎn)火源是燃燒的三要素,缺一不可。降低汽車(chē)內(nèi)部材料的著火性能,即控制了可燃物,從源頭上預(yù)防了汽車(chē)火災(zāi)的發(fā)生。汽車(chē)內(nèi)部的內(nèi)襯材料,座椅、輪胎以及汽車(chē)使用的各種塑料制品等等,特別是暴露在發(fā)動(dòng)機(jī)等易發(fā)熱器件周?chē)?以及可能產(chǎn)生電弧、電火花、回火等熱源周?chē)牟牧?應(yīng)選擇著火性能差的不燃、難燃材料,或者添加各種阻燃劑的阻燃材料。4.2交通內(nèi)部材料選用降低材料的熱釋放速率,能減緩火災(zāi)蔓延的速率,減小火災(zāi)的烈度,為人員疏散,火災(zāi)撲救贏(yíng)得更多的時(shí)間。汽車(chē)內(nèi)部的各種材料,應(yīng)優(yōu)先選用熱釋放速率較低的材料,并應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)的要求。NFPA556規(guī)定,汽車(chē)內(nèi)部材料,在錐形量熱儀試驗(yàn)中,水平放置,輻射熱通量為25kW/m2時(shí),點(diǎn)燃后3min內(nèi),平均熱釋放速率不應(yīng)超過(guò)80kW/m2。4.3用電、光纖的選擇最初起火物為絕緣電線(xiàn)、光纜的火災(zāi)占總數(shù)的27%,因此,電線(xiàn)、光纜的選擇應(yīng)嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)定,滿(mǎn)足相關(guān)要求。NFPA556規(guī)定,發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部的電線(xiàn)、光纜,應(yīng)該經(jīng)過(guò)UL1581測(cè)試,并在測(cè)試過(guò)程中,火焰不應(yīng)蔓延到頂部。4.4通風(fēng)管道材料通風(fēng)管道是火焰、煙氣傳播的一種途徑,因此,其應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)阻止火災(zāi)的蔓延。NFPA556規(guī)定,在錐形量熱儀試驗(yàn)中,通風(fēng)管道材料水平放置,輻射熱通量為25kW/m2時(shí),其點(diǎn)燃時(shí)間不應(yīng)小于90s。另外,在上述條件下,點(diǎn)燃后3min內(nèi),平均熱釋放速率不應(yīng)超過(guò)80kW/m2。4.5屏障及私家車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后,主要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車(chē)廂之間的屏障及擋風(fēng)玻璃傳播到車(chē)廂,因此,為減輕車(chē)廂內(nèi)車(chē)乘人員的危險(xiǎn),屏障及擋風(fēng)玻璃應(yīng)能具備有效阻止火焰和熱煙氣蔓延的能力。NFPA556規(guī)定,發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車(chē)廂之間的屏障,暴露在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)曲線(xiàn)中時(shí),其保護(hù)時(shí)間不應(yīng)小于15min。4.6工程方法,延長(zhǎng)司乘人員的化合物應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化和完善汽車(chē)結(jié)構(gòu),用一些工程設(shè)計(jì)方法,確保發(fā)生火災(zāi)時(shí),能延長(zhǎng)司乘人員的可用疏散時(shí)間,便于人員逃生或者救助,減輕火災(zāi)對(duì)司乘人員的威脅。5自動(dòng)儀表保護(hù)：避免車(chē)輛火災(zāi)汽車(chē)火災(zāi)的主動(dòng)防護(hù),即直接限制汽車(chē)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的技術(shù)。汽車(chē)火災(zāi)的主動(dòng)保護(hù)主要有合理配置滅火器,安裝固定滅火裝置。5.1月間器手提式對(duì)于撲滅汽車(chē)發(fā)生的初起火災(zāi),正確配置與使用車(chē)載滅火器十分關(guān)鍵。根據(jù)汽車(chē)的特點(diǎn)和火災(zāi)的種類(lèi),主要應(yīng)采用具有可撲滅A類(lèi)表面火災(zāi)、B類(lèi)火災(zāi)和電氣火災(zāi)功能的磷酸銨鹽干粉、二氧化碳或1211等手提式滅火器。滅火器的配置應(yīng)根據(jù)汽車(chē)類(lèi)型,汽車(chē)分類(lèi)中的座位數(shù)、最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量和可載乘人員數(shù)等相關(guān)分類(lèi)因素的不同,進(jìn)行相應(yīng)的劃分,最終得出具體的配置單元。在此基礎(chǔ)上,確定每輛汽車(chē)所需配置滅火器的類(lèi)型、最少數(shù)量和單具滅火器的最小滅火級(jí)別。5.2消防系統(tǒng)的使用在發(fā)動(dòng)機(jī)艙外部設(shè)置滅火孔,或者在內(nèi)部設(shè)置滅火管道,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)后,車(chē)乘人員或者消防隊(duì)員不需要打開(kāi)引擎蓋,直接使用車(chē)載滅火器,或者其它移動(dòng)消防設(shè)施,通過(guò)滅火孔或滅火管道進(jìn)行滅火。既防止了打開(kāi)引擎蓋導(dǎo)致的火災(zāi)進(jìn)一步蔓延,充分發(fā)揮了車(chē)載滅火器的效能,快速滅火,又減小了火災(zāi)對(duì)人員的威脅。5.3汽車(chē)自動(dòng)滅火設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部安裝自動(dòng)滅火裝置,能彌補(bǔ)車(chē)載滅火器的不足,全天候監(jiān)控,發(fā)動(dòng)機(jī)艙起火后能實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、早期抑制、有效滅火。這些設(shè)備可設(shè)置為自動(dòng)或者半自動(dòng),并能在駕駛室等處實(shí)現(xiàn)人工控制。目前,汽車(chē)自動(dòng)滅火裝置成為研究的熱點(diǎn),國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始研究,并有產(chǎn)品問(wèn)世。如車(chē)用二氧化碳自動(dòng)滅火設(shè)備、熱氣溶膠固定滅火設(shè)備、干粉滅火設(shè)備及泡沫滅火系統(tǒng)等等。國(guó)內(nèi)外還申請(qǐng)了多項(xiàng)汽車(chē)滅火設(shè)備的專(zhuān)利。但相當(dāng)多的專(zhuān)利沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,缺乏相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。5.3.1車(chē)輛二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)二氧化碳滅火劑適用于液體、氣體、固體和電氣火災(zāi),完全具備撲滅汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)火災(zāi)的能力。目前,武警學(xué)院研制的車(chē)用二氧化碳自動(dòng)滅火設(shè)備,通過(guò)感溫元件控制開(kāi)關(guān),二氧化碳罐體位于后備箱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度達(dá)到某一溫度后,開(kāi)關(guān)開(kāi)啟,二氧化碳滅火劑通過(guò)管道噴向發(fā)動(dòng)機(jī)艙,能快速滅火,并具有成本低,體積小,便于安裝,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。5.3.2含能材料火災(zāi)熱氣溶膠固定滅火設(shè)備使用氣溶膠作為滅火劑,氣溶膠屬于含能材料,在釋放過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)燃燒反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生高溫火焰,可能會(huì)增加火災(zāi)的危險(xiǎn)性。同時(shí),滅火劑釋放速度慢,適用于封閉空間。如俄羅斯生產(chǎn)的車(chē)用熱氣溶膠固定滅火設(shè)備。5.3.3氮?dú)馀菽那蚰?004年,馬里蘭大學(xué)研制了氮化泡沫滅火系統(tǒng),該系統(tǒng)適用于撲滅碰撞后的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)火災(zāi)。當(dāng)汽車(chē)碰撞后,氣囊啟動(dòng),系統(tǒng)動(dòng)作,泡沫原液與氮?dú)庠谂菽a(chǎn)生器內(nèi)混合,通過(guò)噴嘴噴出,產(chǎn)生高倍數(shù)泡沫,氮?dú)獾闹舷⒆饔煤团菽母采w冷卻作用相結(jié)合,進(jìn)行滅火。但是,該系統(tǒng)是通過(guò)氣囊啟動(dòng),只適用于碰撞后火災(zāi),對(duì)于無(wú)碰撞的汽車(chē)火災(zāi),則無(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)。5.3.4汽車(chē)火災(zāi)檢測(cè)干粉滅火劑通過(guò)化學(xué)抑制作用中斷鏈反應(yīng)、遮斷燃燒表面的輻射,減少可燃物的蒸發(fā)和降低反應(yīng)區(qū)氧濃度的惰化作用來(lái)?yè)錅缙?chē)火災(zāi)。如北京世紀(jì)聯(lián)保消防新技術(shù)有限公司研制的世紀(jì)星“車(chē)用脈沖超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置”。目前,只有少量的車(chē)輛,如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、賽車(chē)、軍用車(chē)輛上安裝有自動(dòng)滅火裝置,為使汽車(chē)自動(dòng)滅火裝置得到推廣和普及,上述幾種汽車(chē)自動(dòng)滅火裝置還有待進(jìn)一步的研究,除了考慮滅火效能之外,還要使其具備抗振性、適應(yīng)車(chē)上環(huán)境、體積小、成本低等特點(diǎn)。6消防