消防技术装备的发展与展望

●孙文海，李斌兵

(1.陕西省消防总队，陕西西安 710015;2.武警工程大学，陕西西安 710018)

一、国外消防装备发展的三个阶段

人类在与火灾作斗争的过程中，不断总结经验，并借助和使用工具。当这些工具或武器逐渐专业化之后，消防装备就出现了。

(一)自由发展阶段(20世纪以前)

科学技术的进步和社会生产力的发展，使社会文明程度不断提高。在第一次世界大战之后，工业生产迅速发展，许多新技术纷纷出现。西方国家的工程师率先将机械技术和电子技术应用于火灾的预防与扑救，使消防工具设备越来越专业化。1850年美国制造出内燃机与离心泵组合的“马达泵浦消防车”。

(二)消防产品产业化阶段(20世纪初至中叶)

许多设备器材的发明创造都出现在20世纪初期到20世纪中叶，特别是经过两次世界大战后经济的复苏，带动了传统机械、电子、化工、材料以及建筑等工业技术的不断更新与升级，从而完成了技术积累，并在此基础上形成了具有行业特征的消防产业。国际上许多具有悠久历史的消防产业集团，诸如英国西蒙消防车公司、德国施密茨消防车公司、瑞士西伯乐斯消防电子报警公司、美国可靠撒水灭火器材公司、日本能美电子消防公司、法国嘎米伐消防设备公司以及我国上海震旦消防机械设备公司等都是在这一时期先后创建。

消防产业的高速发展源于市场经济的发展，其根本在于市场需求。1951年美国纽约消防局曾经一次性采购27辆型号为80－T的沃德法兰西水罐泵浦消防车分配给相关消防队。市场需求刺激了企业对消防产品的研究与开发，1915年美国国民泡沫公司发明了化学灭火剂［NaCO3、Al2(SO4)3］。这不仅解决了油品火灾无法用水灭的难题，更重要的是从此人类摆脱了只有水能灭火的传统思想束缚。

(三)行业产品标准化阶段(20世纪中叶以后)

随着物理学、燃烧学、流体力学以及计算机技术的发展，20世纪中叶以来，人们从微观上对火灾形成规律和灭火原理进行了深层次的研究。为了使消防产品能够健康协调发展，世界发达国家的行业机构纷纷制定标准并成立了实验或检验机构，从而规范了消防产品发展。比如这一时期出现了英国消防科研所卡丁顿火灾实验场、渥林顿火灾实验研究中心，美国成立了UL保险商实验所、MF工厂互助保险公司火灾科学实验中心，1963年日本也创建了消防检定协会，并加强与国际组织ISO的合作与交流。这些实验与检验机构不断总结经验，为消防产品标准化奠定了基础。

二、我国消防装备的发展历程

以消防车辆发展为主线［1］，我国消防装备的发展经历了自然探索、活跃发展、计划经济和市场化四个阶段。

(一)自然探索阶段(1908年以前)

我国北宋时代在开封创建了世界上第一支国家城市消防队，到了南宋时代的1252年前后在临安得到完善，当时已有望火楼10座。那时的消防工具不过是生活、生产使用的日常用具。专用灭火工具最早应用在古战争中，杜预在《通典》中记载:“油囊盛水于城上，掷安火车中，囊败火灭。”油囊是利用油布缝制的盛水容器，可以说是我们今天灭火器的雏形。宋代末期，人类基于对大气压力的认识，出现了竹制“唧筒”。

1627年，德国传教士邓玉函(Jean Terrenz)与明朝进士王徵撰写的《奇器图说》中详细介绍了西方人力“水铳”的结构与制作。“水铳”实质上是人力活塞泵，有带轮和不带轮两种类型，后来发展成为人力“洋龙”。“水铳”的出现与普及是我国消防装备的革命性发展，它在我国沿用了三百多年。1906年，日本留学归国的杜鸿宾编写了《消防警察全编》，详细介绍了蒸汽唧筒，从而将源于西洋的机械蒸汽机引进中国。后来，内燃机和离心泵的出现使蒸汽唧筒发展为现在的机动手抬泵和拖泵。

(二)活跃发展阶段(1908—1950年)

清朝末年和中华民国时期，国外技术大量引进，使消防装备的技术含量越来越高［2］，这主要表现在:一是以内燃机作动力的消防车代替了笨重的蒸汽机消防车;二是部分发达城市建立了消火栓供水管网;三是电话机应用于火灾报警;四是化学泡沫等新型灭火剂不断涌现。

1908年，上海公共租界工部火政处引进了我国第一辆号称“消防王”的蒸汽机泵浦消防车，该车有两个发动机并附带登高梯。同年，上海租界又引进了“卡迪拉克”(Cadillac)和“菲亚特”(Fiat)改装的消防车，后来租界工部火政处年年增添新车。十年后的1919年，租界全部淘汰了笨重的蒸汽机消防车。1935年上海公共租界从德国购进麦其拉斯23 m和46 m云梯车，当时46 m云梯车在亚洲仅此一辆。抗日战争中各国租界纷纷撤离上海，消防车辆器材由上海公安局消防处统管。到1946年上海有机动消防车218辆，人力消防车24辆，救火轮2艘。面对进口设备损坏后无法送回原厂维修的困境，上海租界火政处于1916年在上海虹口建造了修理厂，并于1932年前后利用部分汽车底盘改装了多辆消防车，满足了国内许多单位对消防机械的需求，解放后该工厂发展成为上海消防器械总厂。

中华民国时期生产经营消防器材的民族企业中，影响最大的当推上海震旦机器铁工厂。它创建于1917年，1926年又在无锡扩建工厂，改装了我国第一辆以内燃机为动力的泵浦消防车，仿制了法国4HP、10HP“特拉海”内燃机手抬泵，并率先在国内生产了“鸡球牌”化学泡沫灭火机，后来演变成震旦消防设备厂。到1949年，我国共有消防车711辆。

(三)计划经济阶段(1950—1985年)

解放后，上海震旦机器铁工厂以私营企业身份积极为社会主义建设服务，到1955年改名“公私合营震旦铁工厂”。随着我国汽车工业的发展，1959年上海震旦铁工厂试制了我国第一辆水罐泵浦消防车;1973年上海市机电一局利用交通牌底盘试制了我国第一辆30 m曲臂车登高平台消防车;1976年沈阳消防厂利用解放CA10B底盘试制了我国第一辆液压传动28 m云梯车。

1956年我国研制成功了动物型和植物型蛋白泡沫，填补了我国空气机械泡沫的空白，其性能已经可与当时美国国民泡沫公司(National)的产品相媲美。1957年9月公安部选派25名干部赴苏联列宁格勒消防技术学校学习两年。后来，这批干部成为我国消防事业的中坚力量，他们的工作业绩使得消防工作的行业地位越来越高。1962年，我国第一次编制了《1963～1972年消防科学技术发展十年规划》，国家计划委员会也将“消防”设计项目从机械、电子、纺织等行业中分列出来。为了适应计划经济原材料统筹与产品分配的需要，1976年公安部消防局设消防器材生产处，进一步强化了消防器材设备的行政管理工作。

(四)市场化阶段(1985年以后)

1984年9月中国消防协会成立，10月中国消防器材公司与公安部消防局分离，标志着消防产品市场化全面放开。在市场经济激励下，消防设备开始有了长足发展，尤其1990年由天津大学内燃机研究所研制出国内第一套液压破拆工具后，国内企业像雨后春笋，纷纷生产自己的产品，各种消防设备开始成系列化、系统化。

市场化的协调发展必须要有制度规范和标准作保障，1984年我国正式加入国际消防标准化组织设备技术委员会［ISO/TC21］，1987年10月公安部组织成立了“全国消防标准化技术委员会”［CSBTS/TC113］。2002年11月中国消防协会专家委员会出席了在日本东京召开的ISO/TC21会议，并在会上作了《中国消防器材标准化现状》的专题发言，这标志着我国消防产品在生产、使用及市场准入等领域拉开了与国际市场接轨的序幕。1992年5月公安部牵头成立了中国消防产品质量认证委员会，2011年5月由吉林消防总队与一汽解放集团联合研发的消防车专用底盘顺利通过公安部消防局的项目验收，标志着中国普通消防车制造业已经与世界接轨。中国消防协会成立近30年来，多次组织国际消防设备技术交流展览会(China Fire－equipment Exhibition)，推进了消防技术迅猛发展;消防部队参加汶川、玉树大地震救援及舟曲泥石流救援，刺激了消防器材装备的需求。2005年消防部队有消防车1.2万辆，而到2012年消防车数量已猛增到2.4万辆。

三、消防技术装备发展方向展望

(一)车辆设备功能的多样化、模块化与规范化

我国地域辽阔，各地消防技术装备需求存在差异。新兴企业及新材料的出现使消防部队应对的灾难更加复杂，单纯的水罐车、泡沫车均因功能比较单一而在施救过程中显得力不从心。为此，开发性能先进、品质优良、功能齐全的消防装备显得尤为重要。另外，消防部队承担应急救援任务后，装备缺口明显增大。抢险救援消防车采用模块化箱体设计的车辆可以根据地区救援要求配置破拆、救生、照明、潜水等不同器材设备，一车多用，任意组合，针对性强，可有效避免对器材资源的浪费，这类车辆更适应灭火救援需要。消防技术装备产品市场发展到一定程度必然走规范化的道路，这是许多发达国家已经验证和走过的路子，是国际产品市场经营与管理的规律。

(二)科技进步将促进消防技术装备发展

功能需求促进产品开发与生产，但在遇到瓶颈难题时，科学技术是解决瓶颈难题的重要途径。这类例子很多，比如在气溶胶灭火剂30年的发展历程中，第二代产品K型气溶胶解决了第一代烟雾灭火剂高温导致火灾扩大的难题，而第三代S型气溶胶又解决了K型气溶胶对文物档案、精密仪器等造成二次污染的问题。又比如纳米技术解决了干粉粒度过小时破坏主剂晶体的问题，同时也解决了甲基硅油与含氢硅油添加剂与干粉主剂混合不均匀的问题，于是出现了超细干粉。再比如，随着变频调速技术的逐步完善，恒压变量供水系统迅速在全世界得到广泛应用，这种供水方式与传统的工频泵房供水方式相比，具有安全可靠、投资少、节电、节水、自动化程度高，以及操作控制方便等显著特点。最近几年，国内外兴起哈龙替代开发研究热潮。虽然已经取得了一定的进展，如七氟丙烷(FM－200)和混合气体IG541(Inergen)等，但这些灭火剂并没有达到真正意义上的替代。目前，国际上还没有研制出一种对人和环境无害，可以直接替换哈龙“1211”或“1301”固定灭火系统的产品。因此，开发哈龙替代新型灭火剂的研究工作并未结束，或许这一课题攻关工作仍然需要借助科技进步的推动作用来实现。

(三)节能、环保型产品将大量涌现

笔者在早期接受的消防教育中，曾不止一次被灌输了“水是取之不尽、用之不竭的常用灭火剂”的思想，认真审视这一观点，它与现代节能、环保的思想背道而驰。早在1974美国农业部的研究报告中就指出:由于水的表面张力较大、水分子不易被材料吸附等原因，而造成消防队用直流水灭火时只有5%～10%的水起到降温灭火的作用，其它90% ～95%的水都被流失掉了。在人们高度重视环境保护、节能减排的今天，新一代高效、环保型消防器材产品必将大量涌现。20世纪70年代美国德州林业处为了解决森林灭火水源缺乏问题，开始使用压缩空气泡沫灭火，并逐渐感受到传输距离远、灭火高效节能的优势。目前自动压缩空气泡沫灭火系统已被广泛使用，相信最近出现的F－500灭火剂、法安德－2000灭火剂、新型火冰灭火剂等都将会顺应时代发展［3］，发挥其高效、环保的独特作用。

(四)灭火机器人与消防飞机的时代即将到来

机器人和消防飞机参与灭火救援给人们解决了许多困难，同时减小了灭火救援人员的各种风险。在“以人为本、科技强警”的和谐社会，消防技术装备必须首先考虑人员的生命安全。目前我国机器人用于消防还刚刚起步，但也有了一定的进展，比如沈阳消防支队自主研制的无人驾驶消防车为我国填补了空白;明光消防器材厂生产的侦察灭火机器人为我国开发多功能消防机器人开创了先河。

在国外，研制与使用机器人非常盛行，德国BASF化学工厂消防科使用的机器人，形状和人差不多，能够攀登楼梯，并可以用收缩手完成灭火、举重、堵漏、侦检爆炸物等任务。美国卡内基梅隆大学机械工程与机器人专业副教授华维博士认为，蛇形机器人更加适合消防需要，它能够穿越浓烟和狭小通道，进入人类和其他一般机械不能到达的指定位置。

十几年前飞机救援在国外就已经是很常见的事了，1995年4月日本有消防直升飞机25架，1995年7月法国有消防直升飞机31架。而在我国配备消防飞机只是刚刚起步，但相信会迅速普及，因为制约我国消防飞机发展的瓶颈已经打开。2010年8月19日国务院、中央军委联合发布了《关于深化我国低空空域管理改革指导的意见》，按照《意见》要求，目前已经完成了试点开放工作，到2015年将完成在全国推广开放工作。同时该《意见》明确指出1000 m以下空域为报告空域，只有4000 m以上才是管控空域。

中国消防技术装备发展历程是坎坷的，消防产品市场管理有待于进一步完善，但可以预见，今后一段时间将是中国消防产业整合发展的黄金时期，同时中国也将是世界上最具活力和潜力的消防产品生产基地和流通市场。

［1］何峰，董松林.我国消防车的现状与发展方向［J］.消防技术与产品信息，2003，(11):70 －72.

［2］孟正夫.中国消防简史［M］.北京:群众出版社，1984.

［3］杨才.AB型火冰灭火剂制备与使用方法:中国，ZL201110109443.0［P］.2011 －06 －01.