第一节　火场供水基础理论

一、我国火场供水理论

(一)供水理论研究历程及现状

长期以来，我国消防部队的供水理论一直依据武警学院朱吕通教授的《火场供水》专著。朱吕通教授于1956～1958年在苏联进修学习消防技术，回国后，借鉴苏联的经验，结合我国消防部队的实际情况，对当时的器材装备进行了供水实验测试，逐步形成一套系统的供水理论，总结了经验公式，确定了计算参数。半个世纪以来，这些理论和经验公式在指导消防部队火场供水实践中发挥了重要作用。1981年，河北消防总队郭凤桐依据该供水理论，制作了火场供水速算盘，在火场供水计算中发挥了极大的作用。

近几年来，北京、上海、沈阳、郑州等地公安消防总队、支队分别对自身现有装备进行了高层和远距离供水能力实验测试，进一步研究了各种供水装备的供水能力和性能，对灭火作战实践具有一定的指导意义。1997年，李炳泉与福州市消防支队刘文坤等人合作，实际测得特定高度和特定距离所需要的消防水泵的供水压力，通过计算得到供水过程中消防水带的平均压力损失，并将所得结果与灭火手册中的数据进行了对比，发现实验测定值小于手册值。1994年，公安部上海消防科学技术研究所的闵永林、邱洪芳等人设计了一套专门用于火场供水装备器材水力学特性(技术参数)测定的实验装置。该装置主要包括水泵及其供水管路系统、水力损失测试装置系统、控制系统和计算机数据采集处理系统，为火场供水理论特别是技术参数的实验研究提供了平台。

此外，一些科研工作者还通过理论计算和分析，研究了装备的供水能力。1997年，仇绍新通过理论计算，得出了使用消防车供灭火剂时，水枪、带架水枪、泡沫管枪、泡沫钩管和移动式高倍数泡沫供给设备等灭火装备所需的进口压力和水带压力损失，研究了中低压消防泵(BZ25/40型)的性能参数，通过理论计算得到在满足出两支水枪的情况下的最大供水高度，以及向不同高度供水时所产生的水带阻力损失和所需要的消防泵的供水压力。河北公安消防总队郭凤桐、仇绍新等人研究了LLS5170GXFGS75型供水消防车的技术性能和特点，并根据其特点制定了这种消防车在火场供水中的应用方案。武警学院刘立文、王忠波和崔守金等人进行了中低压消防车的工作原理及工况、不同供水距离的供水方法等研究，分析了几种型号中低压消防车的技战术性能优势和应用价值。2010年，湖北省公安消防总队陶其刚等人在引用了近年来多项研究成果的基础上，对当前常用的高层建筑火灾火场供水的主要方式、装备性能及注意事项做了归纳和总结。同年，公安部上海消防研究所傅建桥等人在总结我国消防灭火装备技术和火场供水模式现状的基础上，从定性与定量角度分析了新型灭火装备技术的发展对我国火场供水模式的影响，从而在灭火装备技术发展的新形势下，为研究如何适应新形势火场供水模式提出了建议，对消防部队在火场灭火过程中实现节能、省水、高效、环保的供水模式具有一定的指导意义。

(二)火场供水技术参数

1.消防水带压力损失

根据朱吕通教授的火场供水理论，水带的压力损失与水带衬里的材质(粗糙度)、水带的长度和直径、水带铺设方式和水带内的流量有关。每条水带的压力损失可按式(2-1)进行计算。

(2-1)

式中，hd为每条20m长水带的压力损失，10kPa；S为每条水带的阻抗系数；qV为水带内的过水流量，L/s。

我国消防部队进行火场供水计算时所使用的水带阻抗系数值一直沿用20世纪50年代的数据，不同型号水带的阻抗系数值见表2-1。

2.直流水枪技术参数

(1)流量与进口压力间的关系

直流水枪的流量与进口压力间的数量关系见式(2-2)。

(2-2)

式中，qV为水枪喷嘴流量，L/s；hq为水枪进口压力，10 kPa；d为水枪喷嘴直径，mm；0.00348为水枪的流量系数，是由实验测定得到的一个经验值。

(2)水枪进口工作压力

水枪进口处的工作压力可按式(2-3)进行计算。

(2-3)

式中，hq为水枪进口处工作压力，10kPa；qV为水枪进口处的流量，L/s；Sq为水枪喷嘴阻抗系数。

根据朱吕通教授的火场供水理论，不同口径直流水枪喷嘴处的阻抗系数见表2-2。

二、国外火场供水理论

以美国、英国为主的发达国家，其供水技术参数与我国相似，但其参数数值并不是通过计算得到的，而是通过实验得到一一对应的数据表，再查表应用。表2-3为美国各型号消防水带在不同流量下压力损失的近似值，所有参数值都由实验测得(水带长度为100′，即30m)。从表中可以看出，美国消防水带型号与我国差异较大。利用式(2-1)，对″口径消防水带(直径为64mm)的阻抗系数S进行计算，可以得出S值为0.044，与我国65mm口径消防水带的阻抗系数0.035相比，相对误差为25.7%。

注：1GPM=0.063L/s，1psi=6.9kPa=0.69×104Pa，。