船舶对外消防系统试验方法国际标准研究

摘 要：船舶对外消防系统是消防船、拖消工作船等消防救援类船舶的关键必备系统。本文介绍了船舶对外消防领域相关规范标准情况，对我国主导制定并于2023年发布的首个船舶对外消防领域国际标准ISO 24569：2023《船舶与海洋技术 对外消防系统试验方法》技术内容进行了解读，从标准制定背景、标准起草过程及标准研制中各国技术意见和关键问题等进行了分析，对该标准的实施应用以及船舶对外消防系统的设计建造具有指导意义。

关键词：消防船，对外消防，试验，标准

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.23.026

0 引 言

随着海上及沿江近海工程建设及人员活动的不断扩展，水上消防事故也在不断增长，水上消防安全保障越来越重要。由于陆上消防设施在沿海码头作业具有一定的局限性，如易受道路交通、装载的消防用水和浓缩泡沫液有限等影响，导致各港口码头等对消防船的需求量不断增加[1]。

消防船是水上灭火应急救援的重要装备，主要担负着水上船舶火灾以及港口沿岸一定范围内陆地火灾的扑救任务[2]。船用对外消防系统是消防船、拖消工作船等消防救援类船舶的关键必备系统，是水上极其重要的消防装备，广泛应用于水上消防任务，主要是指对本船以外的船舶、码头或水上设施等进行消防灭火的系统。船用对外消防系统试验是验证系统对外消防能力，保障装备质量和消防船性能指标的重要手段。

1 船舶对外消防系统相关标准规范

1.1 船级社规范

1.1.1 法国船级社（BV）规范

BV《钢制船舶入级规范》（NR467）在E部分第4章“消防船”规定了取得相应标记符号的消防船要求，明确了对外消防系统、水幕系统、消防炮射程定义，提出了对外消防系统的车间试验和船上试验要求。对于船上试验，BV规范要求水灭火系统和固定泡沫灭火系统装配上船后，应在正常工作压力下检查是否有泄漏，水灭火系统和固定泡沫灭火系统还应在船上进行操作试验，检查其特性和性能，还要求验证侧推装置和主推进系统在所有消防炮喷射时保持船舶定位的能力，但规范中缺乏具体的试验流程及方法。

1.1.2 美国船级社（ABS）规范

ABS《钢制内河及近岸航道船舶建造及入级规范》在第5部分第9章“消防船”规定了取得相应标记符号的消防船要求，对消防炮射程、消防炮射高、水幕系统的定义进行了描述。关于装船后的试验，ABS规范要求完工后的对外消防系统需向验船师证明系统的运行情况，包括消防炮的射程及射高，并测量和记录所有消防炮在最大流量喷射时船舶的首向角。

1.1.3 英国劳氏船级社（LR）规范

LR《船舶入级规范》规范在7部分第3章“消防船”规定了取得相应标记符号的消防船要求。LR规范对水幕系统的定义和作用描述较为具体和全面。水幕系统是一个固定的系统，能够在最小吃水状态时向船体所有暴露的垂直外表面（包括上层建筑和甲板室）和水炮位置喷射水幕。

1.1.4 中国船级社（CCS）规范

CCS《钢制海船入级规范》在第8篇第1章“消防船补充规定”，提出了取得相应附加标记符号的消防船的最低要求、基本要求及保护设施和灭火设备要求，对水幕系统的描述与其它船级社规范类似，但对对外消防系统的相关术语和定义、系统试验方法等没有规定。

1.2 国内外标准

1.2.1 国际标准

船舶消防领域国际标准化组织技术机构主要包括国际标准化组织船舶与海洋技术委员会ISO/TC 8和国际标准化组织防火和灭火设备技术委员会ISO/TC 21。

ISO/TC 8是船舶行业最主要的国际标准化机构，其下属的SC 1海事安全分技术委员会负责船舶救生和消防领域国际标准研制，其中消防领域国际标准主要包括防火等级划分、船用气体探测器、油雾探测器、船舶消防员装备、船用呼吸器等，未涵盖对外消防系统。

ISO/TC 21是专门针对消防领域的国际标准化平台，其下属的SC 6干粉和泡沫灭火剂及其灭火系统分技术委员会，负责干粉灭火剂、水基型灭火剂、泡沫灭火剂及其固定式、非固定式灭火系统等领域国际标准研制，部分标准对船用消防系统研制生产具有一定参考作用，例如ISO 7203灭火剂泡沫浓缩液系列标准[3-4]规定了泡沫、泡沫液、泡沫溶液等术语以及用于制造低倍、中倍、高倍泡沫的液体泡沫浓缩物的基本特性和性能，用于控制、熄灭和抑制与水不混溶液体的火灾。

1.2.2 国内标准

船舶消防相关国内标准化组织主要为全国船用机械标准化技术委员会船舶消防分技术委员会SAC/TC 137/SC 8、全国消防标准化技术委员SAC/TC 113以及下属SC 3灭火剂分委会和SC 4消防车、泵分委会。船舶对外消防系统相关国内标准主要是上述组织制定的船用对外消防离心泵、消防炮和消防车以及泡沫灭火剂标准。

CB/T 4417—2016《船用对外消防离心泵》[5]规定了船用对外消防离心泵的分类和标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存，适用于船舶对外消防系统中输送介质为海水或者淡水的消防泵的设计、制造和验收，其中关于试验方法的要求参照了离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法国家标准。

GB 19156—2019《消防炮》[6]规定了消防炮的术语和定义、分类与型号、性能要求、试验方法、检验规则和包装、运输和贮存，适用于各类消防炮。对消防炮的定义为：连续喷射时水、泡沫混合液流量大于16 L/s，或干粉平均喷射速率大于8 kg/s， 脉冲喷射时单发喷射水、泡沫混合液量不低于8L的喷射灭火剂的装置。对消防炮射程的定义为：消防炮在规定条件下喷射时，连续洒落介质不少于10 s的最远点至炮出口端中心在地面的垂直投影点之间的距离。对消防炮的试验方法做了规定，该试验方法适用于消防炮出厂试验。

GB 19157—2003《远控消防炮系统通用技术条件》[7]规定了远控消防炮系统的系统分类、性能要求、试验方法、检验规则等，适用于远控消防泡沫（水）炮系统。该标准对相关术语和定义、试验方法进行了规定，该标准中的试验方法适用于远控消防炮出厂试验。

GB 7956.2—2014《消防车 第2部分：水罐消防车》[8]规定了水罐消防车的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存，里面对消防炮的射程测定时的试验条件、试验方法做了规定，该试验方法适用于水罐消防车的试验。

2 ISO 24569：2023国际标准技术要求

总体来看，世界各主要船级社均对取得“消防船”附加标志的消防船对外消防能力进行了规定，部分船级社提出了对外消防系统装船后的试验要求，但较为笼统，缺乏试验的具体要求。国内外标准也缺乏针对船舶对外消防系统试验的技术要求。系统装船后的试验通常是由船东、船厂、设备厂和验船师按各自理解进行试验，试验流程、试验方法和验收标准不统一、不规范，导致各方无法对其能力得到一致的评判，因此迫切需要开展相关标准的研究制定。

为解决基础共性的系统试验方法问题，标准化、规范化船用对外消防系统消防性能试验流程和方法，为船用对外消防系统的安装正确性、完整性及主要功能、性能指标等提供国际统一的技术要求。2019年7月，我国向ISO/TC 8/SC 1海事安全分委会提出了船舶对外消防系统试验方法国际标准新项目提案，经过ISO/TC 8/SC 1成员国投票，该项目于2020年2月25日成功立项，项目编号ISO 24569，中国、美国、加拿大、丹麦、意大利等国家派出专家参与标准研制。经过工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）等多轮研讨，ISO24569于2023年6月2日正式发布。ISO 24569：2023[9]规定了海上船用对外消防系统装船后的主要性能试验方法，主要包括术语和定义、试验目的、试验准备、试验条件、试验项目和程序。

2.1 适用范围

考虑到目前主流的对外消防系统主要以水或泡沫为主要灭火介质，因此ISO 24569：2023适用于以水或泡沫为灭火介质、装船后的对外消防系统试验，不涵盖干粉、CO2等其他灭火介质对外消防系统。

2.2 术语和定义

ISO 24569：2023第三章对对外消防系统、动力源、水幕系统、消防炮、泡沫浓缩液、泡沫混合液、泡沫比例混合器、泡沫液泵、消防炮射程等术语进行了定义。部分术语参考引用了国内外相关标准，例如泡沫液及泡沫溶液定义参考了ISO 7203-1：2019《灭火剂 泡沫浓缩液 第1部分：用于非水溶性液体燃料顶部施放的低倍泡沫液》和ISO 7203-2：2019《灭火剂 泡沫浓缩液 第2部分：用于非水溶性液体顶部施放的中、高倍泡沫液》，消防炮的定义参考了GB 19156—2019，消防炮射程的定义参考了GB19156—2019及GB 7956.2—2014。

2.3 试验准备

ISO 24569：2023第四章规定了试验前准备要求，以指引作业前期规划工作，包括试验用文件和试验用仪器、仪表和工具两部分。试验用文件对试验所使用、需提前准备的文件进行了规定；试验用仪器、仪表和工具对试验所需仪器、仪表和工具类别进行了规定，并明确了试验用仪表和工具的精度要求。部分测试仪器要求参考了相关国际标准，例如风速仪的精度要求0.5 m/s引用ISO 10596：2009《船舶与海洋技术 海洋风向标和风速计》[10]。

2.4 试验条件

ISO 24569：2023第五章对试验条件给予规定，提醒试验前应具备的状态，以保证试验可有效开展，明确了试验前对外消防系统应具备的技术状态，规范了试验时的环境条件（风向）、试验水域安全要求。

2.5 试验项目及程序

ISO 24569：2023第六章对试验条件给予规定，包括试验项目及程序要求。由于本标准适用于以水或泡沫为介质的船舶对外消防系统，因此试验项目及程序围绕水消防试验及泡沫消防试验进行开展，按先设备、后系统的原则编制试验程序。船上对外消防系统试验项目包括：电气设备绝缘电阻测试、电动阀门操作试验、消防炮操作试验、控制及报警系统试验、外消防泵试验、消防炮喷射试验、泡沫灭火系统试验、升降装置试验、水幕系统及消防栓试验共九个试验项目。

3 ISO 24569：2023标准关键问题研究

标准研制过程中，针对标准适用范围、消防炮射程定义、消防炮射程试验方法、消防炮射程的测量等关键问题，国内项目团队结合我国工程研发经验，与各国专家进行了多轮协商研讨，确保了标准技术要求具有广泛的国际适用性。

3.1 标准适用范围

日本指出该标准应明确为适用于“已安装在消防船上、用于扑灭它船火灾的对外消防系统的试验”。项目组研究后指出，除了专业的消防船外，其他海洋平台、工程船舶、港口拖船上也经常装备对外消防系统，因此，为了尽可能扩大本标准的适用范围，不能将本标准的适用对象限制在专业消防船上，而应该包括所有安装在船上或海上平台上的对外消防系统。

3.2 消防炮射程定义

射程是衡量消防水炮性能的重要指标之一，理论上来说，射程是指水炮能够喷射水流的最远距离，即消防炮出口至最远的落水点的水平距离。但从消防炮喷射出来的整条水柱并非是一个理想的圆柱体，在风力、重力等因素的影响下，水柱将会逐渐扩散，最终洒落到水面上的形状近似于一个椭圆，该椭圆面积大小不一，对于大型消防炮，该椭圆的面积甚至多达几十平方米。另外，考虑到消防炮的有效灭火效果，不能简单地将最远的落水点与水炮出口之间的水平距离当做消防炮的射程。所以，合理选择最远点是定义消防炮的射程的关键。经过对比分析及国内外专家讨论，ISO 24569：2023中关于消防炮射程的定义最终综合了BV、ABS等船级社规范中对射程的相关描述和定义，消防炮射程的定义为“消防炮在规定条件下喷射时，连续洒落介质不少于10 s的最远点至消防炮出口端中心之间的水平距离”。

3.3 消防炮射程试验方法

BV、ABS等规范要求验证对外消防系统装船后的运行情况，包括消防炮的射程及射高，但没有具体的试验步骤和方法。GB 19156—2019、GB19157—2003及GB 7956.2—2014中对消防炮射程的测试方法基本相同，但上述三个国家标准仅适用陆上消防炮的出厂试验，不能适用于船舶对外消防炮。船舶对外消防系统装船后，系统试验时容易受到海上风、浪影响，理想情况下应尽量在风浪平静海况下进行，但这种海况很难出现，因此，应界定射程测试时的最大允许海况。船用消防炮排量大、射程远，为了安全考虑，防止对周围的人员、船舶或建造物造成伤害，试验应在足够宽阔的水域进行。试验时，对落水点的观察、最远落水点的选取、距离测量都较为困难，需选择合适的观察及测量措施。因此，船上消防炮射程测试的环境条件、试验场地、观察及测量手段与陆上消防试验有很多区别。

最终，综合考虑水上的实际环境条件，将测试时的环境条件定为静风/顺风状态（风速不大于 3 m/s），对试验场地的要求为：试验应在宽阔水域进行，测试时，在消防炮的射程范围内应无往来船只；至于射程的测量手段，项目组充分吸收了目前国内主流的几种测量方法，即雷达测量法、小艇系绳测量法、码头测试法等，根据标准使用者的实际条件选择具体的方法。

射高也是消防炮的主要性能指标之一，但受到观察及测量手段的限制，消防炮装船后很少针对消防炮的射高进行专门的试验或考核。因此，在ISO24569编制时，没有考虑消防炮射高的试验。

3.4 消防炮射程的测量

关于消防炮射程的测量，日本专家提出在船上无法测量消防炮的射程，消防炮的射程只能在消防炮厂家的陆上试验场进行测试。消防炮装船后，只需要检查消防炮进口压力，若消防炮进口压力满足要求，则可证明射程满足要求。对于日本专家的意见，项目组进行了认真的研究，不能采纳该意见，原因如下：

（1）消防炮出厂试验时，虽然测试了其射程，但其测试未考虑实船的情况，如设备及管路的布置、管路阻力损失、设备安装高度等因素，因此，设备出厂试验不能代替设备装船后的试验。

（2）消防炮射程是对外消防系统的重要性能参数，也是船东或用户主要关注重点，船东或用户通常要求在船上测量消防炮的射程。

（3）根据我国的实际经验，消防炮装船后通常采用三种方法测量其射程：第一种方法是利用船上雷达来测量消防炮射程，测试前雷达应先验收合格；第二种方法是在被试船舶和小艇之间系上绳子，将小艇开往消防炮水柱的主要落点处，通过测量两者之间的绳子长度来测量射程；第三种方法是将被试船舶停泊在码头或船坞附近，将消防炮往码头上的空旷区域喷射，通过测量码头上水柱主要落点与消防炮的距离来测量射程。

综上所述，消防炮装船后可以在船上测量其射程，ISO 24569：2023提供了三种射程的测量方法，但不限制其他测量方法的使用，具体方法由相关试验实施方根据实际条件选择。

4 结 语

ISO 24569：2023是首个船舶对外消防领域国际标准，该标准规范了船舶对外消防系统装船后的主要性能试验流程和方法，确保对外消防系统设备试验的标准化、程序化，提高了试验有效性和试验效率，为有效验证对外消防系统的真实灭火能力提供了标准依据。

同时，该标准研制过程中得到了国内相关企业、科研院所、船检机构的积极参与，不仅体现了我国船舶消防系统的设计、选型、应用和保障等方面的丰富经验，成功输出了中国技术方案，也为各国水上救援力量建设，提升消防船装备效能，维护国际海事安全提供了标准保障。

参考文献

[1]贾蓉萍.现代消防船对外消防系统设计[J].船舶与海洋工程，2020（6）：45-50.

[2]黄先炜.消防船与远程移动供水系统联用的探讨[J].消防科学与技术，2018（7）：936-938.

[3]国际标准化组织（ISO）.灭火剂 泡沫浓缩液 第1部分：用于非水溶性液体燃料顶部施放的低倍泡沫液：ISO 7203-1：2019[S].

[4]国际标准化组织（ISO）.灭火剂 泡沫浓缩液 第2部分：用于非水溶性液体顶部施放的中、高倍泡沫液： I S O7203-2：2019[S].

[5]工业和信息化部.船用对外消防离心泵：CB/ T 4 417—2016[S].北京：中国船舶工业综合技术经济研究院，2017.

[6]国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.消防炮：GB 19156—2019[S].北京：中国标准出版社，2019.

[7]国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.远控消防炮系统通用技术条件：GB 19157—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.

[8]国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.消防车 第2部分：水罐消防车：GB 7956.2—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[9]国际标准化组织（ISO）.船舶与海洋技术 对外消防系统试验方法：ISO 24569：2023[S].

[10]国际标准化组织（ISO）.船舶与海洋技术 海洋风向标和风速计：ISO 10596：2009[S].

作者简介

杨达梅，通信作者，本科，研究员，研究方向为船舶消防安全及轮机工程研发设计。

郭娅，硕士研究生，高级工程师，研究方向为船舶与海洋技术标准化。

潘元憨，本科，工程师，研究方向为船舶轮机研发设计。

张丹，硕士研究生，研究员，研究方向为船舶轮机研发设计及科研管理。

（责任编辑：袁文静）