解析灾害事故现场空气呼吸器供气性能测试

陈发剑

摘 要：通过平地测试以及攀爬扶梯、楼梯测试两种形式对常用的空气呼吸器实施供气性能测试，针对实验人员穿着战斗服行进、救人、负重等多种途径进行测试。经过实验获得了连续作业条件下空气呼吸器最长供气时间以及不同背景下的单位时间耗气量。对测试实验数据进行分析并获得测试结论，最终建议空气呼吸器配备备用气源或者气瓶。

关键词：灾害事故；空气呼吸器；供气性能；测试

0 引言

消防员在实施战斗灭火或者抢险救援时，空气呼吸器是其中必不可少的工具[1]，其在整个抢险救灾过程中所发挥的作用是不言而喻的，其供气性能的好坏对于整个救援行动有着重要影响，严重时还会牵涉消防员人身安全[2-3]。笔者综合考虑多方面因素，对空气呼吸器的供气性能进行了综合研究，考虑了不同灾害事故现场、消防人员的具体作业形式以及消防员的负荷强度等，模拟实战情况下空气呼吸器的供气性能。在试验数据基础上进行科学计算总结，得到了消防人员在灾害事故现场不同作业时使用空气呼吸器的参考数值，以期能够为空气呼吸器的使用提供具体数据支持。

1 空气呼吸器供气性能测试方法

1.1 研究对象以及试验人员

试验测试对象先用我国消防部队常用的正压式空气呼吸器，其中，气瓶额定最大工作压力是30 MPa，气瓶的容积是6.8 L。试验人员为军校在校学员，人数为40，试验人员具备相关基础知识并且身体素质优良。

1.2 制定测试方案

在测试空气呼吸器性能时分为两种方式，分别为平地测试以及攀爬扶梯、楼梯测试，试验人员佩戴空气呼吸器，同时穿上战斗服行进、救人、负重等进行测试，如表1所示为测试装备的质量。

1.2.1 平地测试

试验人员佩戴空气呼吸器在平地上进行行进测试，作用在于测试消防员穿着战斗服在灾害事故现场进行平地行进时空气呼吸器的供气性能。

（1）佩戴空气呼吸器身穿战斗服平地行进。这样模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器进行平地移动情形，通过平地行进模拟既可以模拟消防员在地面上的活动，同时还可以模拟消防员在地铁、隧道或者建筑内部某楼层等内部相对较为平坦的地面活动。

（2）佩戴空气呼吸器身穿战斗服平地负重行进。这样模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器在平地上进行负重行进作业情形，所负重量一般为佩戴消防水枪1支，加上2盘消防水带。

1.2.2 攀爬扶梯、楼梯测试

消防人员佩戴空气呼吸器攀爬扶梯、楼梯测试，测试的目的在于获得消防员身穿战斗服在灾害事故现场攀爬扶梯或楼梯上下楼时空气呼吸器的供气性能。

（1）佩戴空气呼吸器穿着战斗服攀爬楼梯。这样可以模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器进行上下楼梯时的情形；能够模拟消防人员在高层、多层建筑内部身穿战斗服进行攀爬楼梯上下楼层的作业情况。

（2）佩戴空气呼吸器穿着战斗服负重攀爬楼梯。模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器进行负重上下楼梯的情形；能够模拟消防人员在高层、多层建筑内部身穿战斗服，同时负重消防水枪1个，加上2盘消防水带进行攀爬楼梯上下楼层实施水带线路铺设，为灭火救援作业做准备的活动。

1.2.3 救助行动测试

测试消防人员佩戴空气呼吸器进行救人时空气呼气器的性能，目的在于获得消防人员在灾害事故现场进行单人救人或者双人合力救人时空气呼吸器的供气性能。

（1）佩戴空气呼吸器身穿穿着战斗服搀扶救人。可以模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器在平地上面搀扶救人的情形；能够模拟消防员身穿战斗服在平地或者是建筑内部搀扶救人作业，上述两种形式是消防人员实施单人救助的常见形式。

（2）佩戴空气呼吸器身穿战斗服双人合力救人。可以模拟普通灾害事故现场消防人员佩戴空气呼吸器在平地上面双人合抬救人或者担架救人的情形；能够模拟消防人员在平地或者建筑内部双人合力救人作业情景，上述两种形式是消防员实施双人合力救助的常见形式。

2 测试结果及分析

2.1 连续作业条件下气瓶最长供气时间

经过试验测试，所获得的连续作业条件下，行进速度对空气呼吸器最长供气时间的影响规律如图1所示。由图可以明显看出，随着行进速度的不断提升，气瓶最长供气时间在逐渐缩短，在静止条件下，6.8L气瓶最长供气时间可以高达135.6 min，最长供气时间数值随行进速度的增加迅速降低，当行进速度达到2.7m/s时，气瓶最长供气时间平均降至22.1min。分析图1关系曲线可以知道，在消防员进行正常速度1.5m/s行进时，气瓶最长供气时间大约为50min。

如图2所示为行进速度与单位时间耗气量之间的关系。从图中可以看出，试验人员单位时间耗气量随着测试行进速度的增加持续增加，在在静止条件下单位时间耗气量最小，平均值只有0.22MPa/min，并且单位时间耗气量增加幅度随行进速度的增加也在加大，当行进速度为2.75m/s时，单位时间耗气量将近1.36MPa/min。分析图2关系曲线可以知道，在消防员进行正常速度1.5m/s行进时，单位时间耗气量在0.6MPa/min左右。

2.2 不同作业时的实际供气数据

在作业条件不同时，经过试验测试发现，在平地上面行进时，在行进速度维持不变的情况下，随着负重量的不断增加，试验人员单位时间耗气量也在持续增大，当负重为25.7kg行进的时候，单位时间耗气量为空载平地行进测量值的1.25倍左右；虽然担架救人和合抬救人形式上存在一定的差别，但是所承受的质量基本上是相同的，进行担架救人时担架以及假人的总总量约为69kg，而合抬救人时伤者的体重平均是70.3kg，当行进速度维持不变时，单位时间耗气量之相差1.9%，说明两者的单位时间耗气量基本相同；进行搀扶式测试时，假设单腿受伤，只能够一只脚着地，体重平均值为71.5kg，所获得的测试结果基本上与担架救人、合抬救人数值相当，如图3所示为具体测试数据。

2.3 平地行进与攀爬测试数据之间的比较

消防员常见的作业形式就有平地行进以及攀爬楼梯两种，经过试验测试发现，在距离相同时，平地行进80m，攀爬8层楼梯，总共的行程也为80m，如图4和5所示为平地行进以及攀爬楼梯所获得的试验数据。从图中可以看出，试验人员攀爬楼梯上楼与平地行进相比，单位时间耗气量前者是后者的2.72倍，而进行下楼梯时，与平地行进相比，单位时间耗气量是其1.87倍，将上下楼梯进行综合计算，其单位时间耗气量为平地行进时的2.3倍；在负重情况下，攀爬楼梯上楼与平地行进相比较而言，单位时间耗气量是其2.31倍，而下楼单位时间耗气量为平地行进时的1.58倍，将上下楼梯进行综合计算，其单位时间耗气量为平地行进时的1.94倍。

在平地上负重25.7kg行进时，其单位时间耗气量为平地空载行进时的1.5倍，但是所需要消耗的时间却基本相同，只相差3%，攀爬楼梯单位时间耗气量差别最小，差别仅为1%，但是作业时间却有较大差别，下楼比上楼所需要的时间短，单位时间耗气量便相对少，进行负重攀爬楼梯时上楼所消耗的时间为不负重时的1.43倍，负重攀爬楼梯时下楼所消耗的时间为不负重时的1.21倍，对上下楼梯进行综合计算之后，负重攀爬楼梯所用时间是不负重时的1.33倍。

3 结语

本文在理想条件下进行了灾害事故现场空气呼吸器供气性能测试，但是在实际灾害事故现场，消防员使用空气呼吸器实施作业的具体情况是非常复杂的，需要进行多种作业方式，因此，空气呼吸器供气时间长短很难准确确定。本文所测结果是在理想条件下进行，所得结果能够反应大致规律，具有一定的参考价值，但是能够真正用于实战还有待进一步研究。

参考文献

[1]杜欣.正压式空气呼吸器供气性能对比试验研究[J].武警学院学报，2016，32（2）：15-20.

[2]杜欣，李进兴，吴义娟，等.灾害事故现场空气呼吸器供气性能测试与分析[J].消防科学与技术，2016，（2）：251-254.

（作者单位：达州市公安消防支队通川区消防大队）