汽车火灾的预防与控制

汽车火灾的预防与控制

0汽车火灾的危害随着经济的快速发展和综合国力的不断增强，国民收入和生活水平的逐步提高，汽车数量呈快速增长趋势。因此，汽车大火已成为一个不容忽视的问题，并引起了社会的关注。汽车火灾具有火势蔓延快、扑救难度大等特点,对人民的生命、财产安全造成了严重威胁。如何有效预防与控制汽车火灾,已成为消防部门、汽车产业急需解决的重大课题。1中国汽车存量将保持较大速率据公安部消防局统计数据表明:我国汽车火灾呈快速增长趋势(见图1),汽车火灾导致的受伤、死亡事故仍然存在,直接经济损失居高不下。有关统计数据表明:1994年发达国家美国、日本的汽车保有量分别为56.5和32.7辆/百人,中等发达国家韩国和墨西哥的汽车保有量分别为14.1和8.6辆/百人,而2003年我国的汽车保有量仅为1.8辆/百人,与中等以上发达国家相比还有相当大的差距,专家预测,我国汽车保有量将保持较大的速率增加。汽车保有量的快速增长,必然会导致汽车火灾的增加,汽车火灾面临的形势严峻。2启动汽车火灾救援2.1舱舱表土均影响火灾据美国消防协会统计,66%的汽车火灾的起火部位是发动机舱。汽车发动机舱起火后,打开引擎盖,空气与燃料进一步混合,宜造成火灾的快速发展,并蔓延至车厢,难以扑灭。而不打开引擎盖,则又无法用车载灭火器将灭火剂喷射到着火点,不能有效灭火,从而导致汽车发动机初起火灾得不到有效扑救。2.2不确定性较大,容易造成火灾汽车是一个运动体,因此,汽车火灾发生的时间、空间的不确定性较大,特别是发生在高速公路或距离消防站较远的公路上时,消防队员接到报警后到达事故现场所需的时间较长,错过了最佳的灭火时机,影响扑救的进程。2.3vmin内会蔓延到私家车文献表明:发动机舱火灾在8min内,有得甚至在2～3min内就会蔓延到车厢。而车厢内部可燃物多,火灾荷载大,体积小,顶棚下方的热烟气对内部可燃物的热反馈十分强烈,火灾蔓延速度快,发生轰燃的时间较短。2.4车辆上未按要求购买火炬目前,扑灭汽车初起火灾的主要消防器材是车用灭火器,而灭火器有其自身的局限性以及不足,并且有些车辆上未按要求购买灭火器。另外,消防部队也无扑灭汽车火灾的专业设备。3对汽车火灾原因和火灾类型的统计分析3.1要原因故障据我国公安部消防局统计,1999～2004年,我国汽车火灾总计44280起,汽车火灾的的首要原因是电气故障,占总数的41%;其次是违章操作,占总数的9.4%;第三是放火,占总数的4.6%;然后依次为吸烟3.5%;自燃3.6%;用火不慎2.2%;玩火1.3%;雷击总计12起。另外,由于汽车火灾调查的难度较大,16.8%的汽车火灾,其原因无法鉴定,其它原因占17.4%。3.2汽车火灾的类型美国的汽车火灾的统计比我国详细,其统计内容比较全面。包括:汽车火灾的车型统计,火灾发生地点统计,起火部位统计,起火原因统计,起火物统计,引燃因素统计,点火源统计等等。本文所用到的是1999～2002年美国汽车火灾统计数据,均来源于文献。3.2.1短路电弧。设备老化,或金属平衡美国的统计表明:汽车起火的主要原因是机械故障,占总数的47%,包括:泄漏或破裂,回火,破旧、老化,无类别或未指明的机械故障。其次为电气故障,占总数的23%,包括缺陷或绝缘老化,机械损坏等等原因导致的短路电弧,设备运行产生的电弧或火花,无类别或未指明的电气故障。第三大原因是材料或产品的滥用,占总数的11%,包括:可燃液体或气体溢出,热源距离可燃物太近,毁弃的材料,无种类材料或者产物的滥用,用于点火的可燃液体,切断或焊接点离可燃物太近,加油方法不当等等。另外,操作不当,碰撞、撞倒、翻滚,设备非正常运行,清洁不净,无类别或未指明的操作缺陷,设计、制造、安装缺陷等等,也是造成汽车火灾的原因。3.2.2引发火灾的因素,可分为7.统计表明:汽车火灾的起火物主要是绝缘电线、电缆,其导致的火灾占总数的27%,其次为可燃或易燃液体或气体,包括:烟雾剂、雾状蒸发物,其导致的火灾占总数的26%。然后依次为无类别着火物、多种类型的着火物、汽车座椅或装饰物、轮胎等等,分别占总数的15%、11%、2%、2%。3.2.3汽车暴露的表面统计表明:汽车的主要起火部位是发动机舱,占总数的66%,其次为驾驶室或车厢,占总数的17%,然后是汽车暴露的表面、汽车后备箱、油箱或油管,依次为3%、3%、2%。因此,预防和控制汽车火灾,主要是控制发动机火灾和车厢火灾。4汽车防火主要产品汽车火灾的被动防护,即提高或增强汽车内部构件或材料承受火灾破坏能力的技术。目前,美国对汽车内部使用的材料有严格的要求,并有相关的规范、标准。如《FederalMotorVehicleSafetyStandard302》,《GuideforIdentificationandDevelopmentofMitigationStrategiesforFireHazardtoOccupantsofPassengerRoadVehicles》(以下简称NFPA556)等等。而我国在汽车防火方面的消防技术标准、规范还是空白。汽车火灾车型统计结果表明:汽车火灾的主要车型为小汽车,占总数的80%,因此,本文以小汽车作为主要研究对象。汽车火灾的被动防护应主要考虑以下几个方面。4.1预防汽车火灾可燃物、助燃物、点火源是燃烧的三要素,缺一不可。降低汽车内部材料的着火性能,即控制了可燃物,从源头上预防了汽车火灾的发生。汽车内部的内衬材料,座椅、轮胎以及汽车使用的各种塑料制品等等,特别是暴露在发动机等易发热器件周围,以及可能产生电弧、电火花、回火等热源周围的材料,应选择着火性能差的不燃、难燃材料,或者添加各种阻燃剂的阻燃材料。4.2交通内部材料选用降低材料的热释放速率,能减缓火灾蔓延的速率,减小火灾的烈度,为人员疏散,火灾扑救赢得更多的时间。汽车内部的各种材料,应优先选用热释放速率较低的材料,并应满足相关的要求。NFPA556规定,汽车内部材料,在锥形量热仪试验中,水平放置,辐射热通量为25kW/m2时,点燃后3min内,平均热释放速率不应超过80kW/m2。4.3用电、光纤的选择最初起火物为绝缘电线、光缆的火灾占总数的27%,因此,电线、光缆的选择应严格遵循有关规定,满足相关要求。NFPA556规定,发动机舱内部的电线、光缆,应该经过UL1581测试,并在测试过程中,火焰不应蔓延到顶部。4.4通风管道材料通风管道是火焰、烟气传播的一种途径,因此,其应在一定时间内阻止火灾的蔓延。NFPA556规定,在锥形量热仪试验中,通风管道材料水平放置,辐射热通量为25kW/m2时,其点燃时间不应小于90s。另外,在上述条件下,点燃后3min内,平均热释放速率不应超过80kW/m2。4.5屏障及私家车发动机舱内发生火灾后,主要通过发动机舱与车厢之间的屏障及挡风玻璃传播到车厢,因此,为减轻车厢内车乘人员的危险,屏障及挡风玻璃应能具备有效阻止火焰和热烟气蔓延的能力。NFPA556规定,发动机舱与车厢之间的屏障,暴露在标准火灾曲线中时,其保护时间不应小于15min。4.6工程方法,延长司乘人员的化合物应进一步优化和完善汽车结构,用一些工程设计方法,确保发生火灾时,能延长司乘人员的可用疏散时间,便于人员逃生或者救助,减轻火灾对司乘人员的威胁。5自动仪表保护：避免车辆火灾汽车火灾的主动防护,即直接限制汽车火灾发生和发展的技术。汽车火灾的主动保护主要有合理配置灭火器,安装固定灭火装置。5.1月间器手提式对于扑灭汽车发生的初起火灾,正确配置与使用车载灭火器十分关键。根据汽车的特点和火灾的种类,主要应采用具有可扑灭A类表面火灾、B类火灾和电气火灾功能的磷酸铵盐干粉、二氧化碳或1211等手提式灭火器。灭火器的配置应根据汽车类型,汽车分类中的座位数、最大设计总质量和可载乘人员数等相关分类因素的不同,进行相应的划分,最终得出具体的配置单元。在此基础上,确定每辆汽车所需配置灭火器的类型、最少数量和单具灭火器的最小灭火级别。5.2消防系统的使用在发动机舱外部设置灭火孔,或者在内部设置灭火管道,发动机发生火灾后,车乘人员或者消防队员不需要打开引擎盖,直接使用车载灭火器,或者其它移动消防设施,通过灭火孔或灭火管道进行灭火。既防止了打开引擎盖导致的火灾进一步蔓延,充分发挥了车载灭火器的效能,快速灭火,又减小了火灾对人员的威胁。5.3汽车自动灭火设备发动机舱内部安装自动灭火装置,能弥补车载灭火器的不足,全天候监控,发动机舱起火后能实现快速响应、早期抑制、有效灭火。这些设备可设置为自动或者半自动,并能在驾驶室等处实现人工控制。目前,汽车自动灭火装置成为研究的热点,国内外许多机构已经开始研究,并有产品问世。如车用二氧化碳自动灭火设备、热气溶胶固定灭火设备、干粉灭火设备及泡沫灭火系统等等。国内外还申请了多项汽车灭火设备的专利。但相当多的专利没有进行实验研究,缺乏相关的技术参数。5.3.1车辆二氧化碳自动灭火系统二氧化碳灭火剂适用于液体、气体、固体和电气火灾,完全具备扑灭汽车发动机火灾的能力。目前,武警学院研制的车用二氧化碳自动灭火设备,通过感温元件控制开关,二氧化碳罐体位于后备箱。当发动机舱内温度达到某一温度后,开关开启,二氧化碳灭火剂通过管道喷向发动机舱,能快速灭火,并具有成本低,体积小,便于安装,操作简单等优点。5.3.2含能材料火灾热气溶胶固定灭火设备使用气溶胶作为灭火剂,气溶胶属于含能材料,在释放过程中需要经过燃烧反应,会产生高温火焰,可能会增加火灾的危险性。同时,灭火剂释放速度慢,适用于封闭空间。如俄罗斯生产的车用热气溶胶固定灭火设备。5.3.3氮气泡沫的球磨2004年,马里兰大学研制了氮化泡沫灭火系统,该系统适用于扑灭碰撞后的汽车发动机火灾。当汽车碰撞后,气囊启动,系统动作,泡沫原液与氮气在泡沫产生器内混合,通过喷嘴喷出,产生高倍数泡沫,氮气的窒息作用和泡沫的覆盖冷却作用相结合,进行灭火。但是,该系统是通过气囊启动,只适用于碰撞后火灾,对于无碰撞的汽车火灾,则无法自动启动。5.3.4汽车火灾检测干粉灭火剂通过化学抑制作用中断链反应、遮断燃烧表面的辐射,减少可燃物的蒸发和降低反应区氧浓度的惰化作用来扑灭汽车火灾。如北京世纪联保消防新技术有限公司研制的世纪星“车用脉冲超细干粉自动灭火装置”。目前,只有少量的车辆,如飞机发动机舱、赛车、军用车辆上安装有自动灭火装置,为使汽车自动灭火装置得到推广和普及,上述几种汽车自动灭火装置还有待进一步的研究,除了考虑灭火效能之外,还要使其具备抗振性、适应车上环境、体积小、成本低等特点。6消防