Những loại vòi và vòi chữa cháy nào mọi lính cứu hỏa nên biết?

Tại sao việc lựa chọn vòi chữa cháy và vòi phun lại quan trọng trên khu vực lò sưởi

các vòi chữa cháy và sự kết hợp vòi phun mà đội triển khai sẽ xác định lượng nước tiếp cận đám cháy, ở áp suất nào, theo kiểu nào và với tầm với như thế nào. Lựa chọn không chính xác - đường kính ống quá nhỏ đối với đám cháy kết cấu lớn hoặc vòi phun có lỗ khoan đặc được sử dụng trong không gian hạn chế - có thể khiến phi hành đoàn không thể dập tắt đám cháy hoặc tệ hơn là khiến họ bị thương do chuyển đổi hơi nước do sử dụng quá nhiều nước trong một ngăn kín. Lính cứu hỏa có kinh nghiệm hiểu rằng việc lựa chọn vòi và vòi phun không phải là một quyết định hành chính thông thường mà là một quyết định mang tính chiến thuật, được đưa ra trong bối cảnh loại đám cháy, kết cấu tòa nhà, nguồn cung cấp nước sẵn có và quy mô đội cứu hỏa.

Các sở cứu hỏa hiện đại mang theo nhiều loại ống và cấu hình vòi phun trên mọi thiết bị một cách chính xác vì không có sự kết hợp nào là tối ưu cho mọi tình huống. Đơn vị giao diện vùng đất hoang phải đối mặt với những nhu cầu hoàn toàn khác so với công ty động cơ kết cấu đô thị và cuộc tấn công bằng đường ống đứng cao tầng đưa ra các yêu cầu về vòi và vòi phun khác với đám cháy trong phòng dân cư. Hướng dẫn này bao gồm các danh mục cốt lõi của các loại vòi chữa cháy và vòi phun, thông số kỹ thuật của chúng và bối cảnh vận hành trong đó mỗi loại là lựa chọn chính xác.

Các loại vòi chữa cháy theo cấu tạo và cách sử dụng

Vòi tấn công

Vòi tấn công là vòi chính được sử dụng để đưa nước trực tiếp vào đám cháy. Nó được thiết kế để chịu được áp suất vận hành cao - thường được đánh giá là đáp ứng áp suất thử nghiệm dịch vụ từ 400 psi (27,6 bar) trở lên - trong khi vẫn đủ linh hoạt để đội di chuyển qua các ô cửa, lên cầu thang và xung quanh các góc trong điều kiện hỏa hoạn. Ống tấn công có các đường kính danh nghĩa 1 inch, 1,5 inch, 1,75 inch và 2,5 inch (25 mm, 38 mm, 45 mm và 65 mm). Đường kính 1,75 inch là kích thước được sử dụng rộng rãi nhất trong chữa cháy kết cấu ở Bắc Mỹ, cân bằng tốc độ dòng chảy có thể quản lý được là 150–200 gallon mỗi phút (GPM) với trọng lượng ống và đặc tính xử lý mà đội hai người có thể quản lý hiệu quả. Đường dây 2,5 inch cung cấp 250 GPM trở lên và được dành riêng để chữa cháy khối lượng lớn hoặc làm đường cung cấp dự phòng trong một cấu trúc.

Ống cấp (Ống có đường kính lớn)

Ống cấp - thường được gọi là ống có đường kính lớn (LDH) ở Hoa Kỳ - dẫn nước từ vòi hoặc nguồn nước đến thiết bị bơm thay vì từ thiết bị đến đám cháy. Đường kính LDH tiêu chuẩn là 4 inch và 5 inch (100 mm và 125 mm), trong đó 5 inch là kích thước chủ đạo trên các máy bơm hiện đại của Mỹ. LDH hoạt động ở áp suất tương đối thấp (thường là 10–20 psi ở đầu vào) so với ống tấn công, vì nó phụ thuộc vào thể tích hơn là áp suất để cung cấp cho máy bơm. Một đường dây cung cấp 5 inch duy nhất có thể cung cấp 1.000 GPM trở lên trong khoảng cách vài trăm feet, cho phép các công ty sản xuất động cơ thiết lập nguồn cung cấp nước đáng tin cậy từ các vòi chữa cháy ở xa mà không bị tổn thất ma sát đáng kể. LDH được chế tạo với lớp vỏ mềm hơn, ít cứng hơn so với ống tấn công vì nó không cần chịu được áp suất xả cao của đầu ra của máy bơm.

Vòi hoang dã (Lâm nghiệp)

Vòi chữa cháy vùng đất hoang được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu cụ thể về bụi rậm, cỏ và chữa cháy rừng, trong đó các đội có thể mang vòi vượt qua địa hình gồ ghề trong khoảng cách xa và nơi vòi phải chống mài mòn do kéo lê qua đá, rễ cây và mảnh vụn cháy. Kích thước ống nước dành cho vùng đất hoang phổ biến nhất là 1 inch và 1,5 inch, nhẹ hơn đáng kể trên mỗi foot so với ống tấn công cấu trúc có đường kính tương đương. Ống Wildland thường được chế tạo với một lớp vải bông hoặc áo khoác tổng hợp thay vì cấu trúc áo khoác đôi của ống tấn công cấu trúc, giúp giảm trọng lượng với chi phí bằng một số mức áp suất. Áp suất làm việc của vòi chữa cháy ở vùng đất hoang thường thấp hơn so với vòi tấn công kết cấu - khoảng áp suất thử nghiệm sử dụng khoảng 250–300 psi - đủ để cho rằng các hoạt động chữa cháy ở vùng đất hoang thường sử dụng áp suất xả bơm thấp hơn và cách đặt ống ngắn hơn.

Ống tăng áp

Ống tăng áp là một ống cao su cứng hoặc ống tổng hợp quấn trên một cuộn, thường có đường kính 3/4 inch hoặc 1 inch, được sử dụng cho các đám cháy nhỏ mới chớm, cháy xe và các hoạt động dọn dẹp. Không giống như ống bọc vải dệt, ống tăng áp không cần phải nạp lại phẳng vào bệ ống sau khi sử dụng - nó sẽ cuộn trực tiếp vào cuộn tăng áp. Điều này giúp việc triển khai và truy xuất các cuộc gọi thông thường trở nên nhanh chóng. Tuy nhiên, đường kính nhỏ của nó giới hạn tốc độ dòng chảy ở khoảng 30–60 GPM, khiến nó hoàn toàn không phù hợp để tấn công cháy kết cấu. Công dụng thích hợp của nó là dùng cho các đám cháy rác, đám cháy nhỏ ngoài trời và các hoạt động làm mát khi không cần lượng nước lớn.

Ống cao tầng (ống đứng)

Gói ống cao tầng là cụm ống 2,5 inch hoặc 1,75 inch được kết nối sẵn được lính cứu hỏa mang vào các tòa nhà cao tầng để kết nối với hệ thống ống đứng của tòa nhà. Bởi vì công suất thang máy và chiều rộng cầu thang giới hạn số lượng ống thực tế có thể được vận chuyển phía trên tầng trệt, nên các gói ống cao tầng thường có chiều dài 100–150 feet - ngắn hơn tải trọng ống tấn công tiêu chuẩn trên một thiết bị. Ống cao tầng phải được định mức áp suất cho áp suất vận hành ống đứng, trong các tòa nhà cũ hoặc tòa nhà không có van giảm áp suất tự động có thể vượt quá 250 psi ở đầu ra, cần có thiết bị giảm áp suất nội tuyến để đưa áp suất vận hành về phạm vi an toàn và hiệu quả cho vòi phun.

So sánh đường kính vòi chữa cháy và tốc độ dòng chảy

Các loại vòi chữa cháy và đặc điểm hoạt động của chúng

Đầu phun dạng lỗ mịn (Dòng rắn)

Các vòi phun có lỗ khoan trơn tru xả nước thành dòng rắn, mạch lạc qua một lỗ được gia công chính xác gọi là đầu. Đường kính đầu phun phổ biến để sử dụng bằng tay là 15/16 inch và 1 inch, mang lại khoảng 185 GPM và 210 GPM tương ứng ở áp suất vòi phun 50 psi. Đầu khoan trơn của dòng chính có đường kính từ 1,25 inch đến 2 inch cho các ứng dụng màn hình và súng boong. Dòng rắn được tạo ra bởi một vòi phun có lỗ khoan trơn tru mang lại khả năng tiếp cận và sức xuyên thấu tối đa - nó có thể chạm tới chỗ cháy sâu thông qua các mảnh vụn, xuyên qua mái nhà đang cháy hoặc chạm tới các cửa sổ tầng trên từ đường phố. Luồng này cũng tạo ra sự chuyển đổi hơi nước tối thiểu trong các khoang kín so với kiểu sương mù, giảm nguy cơ gây bỏng cho đội tấn công. Hạn chế chính là các vòi phun có lỗ khoan trơn không có khả năng điều chỉnh kiểu - chúng cung cấp một kiểu dòng cố định duy nhất và lính cứu hỏa chỉ kiểm soát dòng chảy bằng cách mở hoặc đóng van cứu trợ.

Đầu phun kết hợp (sương mù)

Vòi phun kết hợp cho phép người vận hành vòi phun chọn các kiểu dòng khác nhau, từ dòng thẳng đến sương mù góc rộng bằng cách xoay thùng vòi phun. Các vị trí trung gian tạo ra sương mù hẹp, sương mù rộng và kiểu rèm bảo vệ có thể che chắn phi hành đoàn khỏi nhiệt bức xạ. Các vòi phun kết hợp có sẵn trong các mô hình dòng chảy cố định (cung cấp GPM đã đặt ở áp suất vận hành cụ thể, thường là 100 psi) và các mô hình tự động (hoặc áp suất không đổi), duy trì áp suất vòi phun nhất quán trong một phạm vi tốc độ dòng chảy bằng cách tự động điều chỉnh kích thước lỗ khi người vận hành máy bơm thay đổi nguồn cung cấp. Tính linh hoạt của vòi phun kết hợp làm cho chúng trở thành loại vòi phun phổ biến nhất trong chữa cháy kết cấu đa năng. Tuy nhiên, kiểu sương mù rộng được sử dụng để thông gió hoặc tấn công phòng thủ cần nhiều nước hơn đáng kể so với luồng thẳng để đạt được khả năng hạ gục tương đương và kiểu sương mù phân tán nhanh thành hơi nước khi có nhiệt độ trong phòng, có khả năng gây bỏng nếu sử dụng không đúng cách trong các khoang có người ở hoặc thành viên phi hành đoàn.

Vòi phun tự động (lưu lượng thay đổi)

Vòi phun tự động sử dụng cơ chế lò xo bên trong để duy trì áp suất vòi phun không đổi - thường là 100 psi - trong phạm vi dòng chảy khoảng 70 đến 200 GPM tùy thuộc vào kiểu máy. Thiết kế này bù đắp cho những thay đổi về tổn thất ma sát khi các ống mềm được kéo dài hoặc các đường bổ sung được mở ra, cho phép người vận hành máy bơm điều chỉnh áp suất động cơ mà người vận hành vòi phun không gặp phải tình trạng tăng hoặc giảm áp suất đột ngột. Vòi phun tự động rất phổ biến ở các bộ phận ưu tiên triển khai nhanh chóng bởi các nhóm nhỏ vì chúng chịu được sự thay đổi áp suất bơm có thể gây ra vấn đề cho vòi phun dòng cố định. Sự đánh đổi là giảm hiệu quả dòng chảy ở đầu dưới của phạm vi hoạt động - một vòi phun tự động chảy 70 GPM ở 100 psi đang tiêu thụ năng lượng bơm tương tự như một vòi phun 150 GPM, thể hiện hiệu quả sử dụng nước kém khi có lưu lượng tối đa.

Đầu phun bọt và hệ thống giáo dục

Vòi phun bọt được thiết kế để hút không khí vào dung dịch bọt để tạo ra bọt chữa cháy thành phẩm để dập tắt đám cháy Loại B (đám cháy chất lỏng dễ cháy) và ứng dụng bọt Loại A cho các đám cháy công trình và vùng đất hoang. Vòi phun bọt hút không khí hút không khí qua các cổng ở họng vòi khi dung dịch đi qua, tạo ra cấu trúc bong bóng ổn định hơn đáng kể so với bọt được tạo ra thông qua vòi phun kết hợp tiêu chuẩn. Vòi phun bọt áp suất ngược cao được sử dụng với bộ dẫn điện xung quanh máy bơm hoặc nội tuyến để cung cấp dung dịch bọt ở áp suất cao hơn. Việc chọn vòi phun bọt chính xác đòi hỏi phải kết hợp vòi phun với cài đặt phần trăm bộ dẫn điện và loại chất tạo bọt - sự không khớp giữa các thành phần này tạo ra bọt chất lượng kém, phân hủy nhanh chóng và không ngăn được hơi từ bề mặt chất lỏng đang cháy.

Thiết bị dòng chính: Súng trên boong và màn hình di động

Các thiết bị dòng chính cung cấp lưu lượng nước lớn - thường từ 500 GPM đến 2.000 GPM trở lên - cho các hoạt động chữa cháy phòng thủ khi các cuộc tấn công bên trong không còn có thể thực hiện được, để bảo vệ khỏi các công trình lân cận và để dập tắt nhanh chóng các đám cháy thương mại hoặc công nghiệp lớn. Súng trên boong (còn gọi là ống tháp pháo hoặc súng tràn) được gắn cố định trên thiết bị và kết nối trực tiếp với ống xả của máy bơm. Màn hình di động là thiết bị mặt đất đứng tự do, có thể được định vị độc lập với thiết bị và được cung cấp bởi hai hoặc nhiều đường dây cung cấp 2,5 inch hoặc LDH.

Vòi phun dòng chính là đầu phun nhẵn (để tiếp cận và xuyên thấu tối đa) hoặc vòi phun sương mù kết hợp (để linh hoạt về kiểu dáng và khả năng tạo bọt). Các đầu luồng chính có lỗ khoan trơn tru trong phạm vi 1,5 inch đến 2 inch tạo ra các luồng rắn có khả năng đạt tới 80–100 feet theo chiều ngang ở áp suất vận hành tiêu chuẩn là 80 psi ở đầu. Những thiết bị này không phải là công cụ chính xác - chúng di chuyển một lượng lớn nước vào hoặc vào đám cháy từ xa - nhưng khả năng cung cấp lượng nước không thể thực hiện được từ đường dây cầm tay khiến chúng trở nên cần thiết trong các tình huống cháy lớn.

Lựa chọn vòi và vòi phun thực tế cho các tình huống cháy thông thường

• Cháy công trình nhà ở dành cho một gia đình: Ống tấn công 1,75 inch với vòi phun kết hợp hoặc tự động được đặt thành dòng thẳng để tấn công vào bên trong. Tải trọng 200 feet được kết nối sẵn trên thiết bị cho phép triển khai nhanh chóng mà không cần lắp ráp ống bổ sung khi đến nơi.
• Cháy công trình thương mại: Ống tấn công 2,5 inch có đầu nòng nhẵn (1 inch hoặc 1,25 inch) dành cho đường tấn công ban đầu, cung cấp tốc độ dòng chảy phù hợp cho các đám cháy tấm sàn hở lớn. Đường dây 2,5 inch thứ hai dùng để dự phòng cung cấp nguồn nước dự phòng và bảo vệ phi hành đoàn.
• Tấn công bằng ống đứng cao tầng: Gói ống 2,5 inch có van giảm áp suất nội tuyến và đầu nòng trơn hoặc vòi phun kết hợp áp suất thấp. Đầu khoan trơn ở áp suất vòi phun 50 psi cho phép phi hành đoàn quản lý áp suất dư cao của ống đứng một cách an toàn hơn so với vòi phun kết hợp yêu cầu 100 psi.
• Cháy xe: Ống tấn công 1,75 inch hoặc ống tăng áp có vòi kết hợp. Kiểu sương mù rất hữu ích để làm mát khoang động cơ trước khi mở mui xe và bảo vệ phi hành đoàn khỏi nguy cơ bốc cháy nhiên liệu.
• Cháy giao diện vùng đất hoang dã: Vòi phun sương dành cho vùng đất hoang dã 1 inch hoặc 1,5 inch với vòi phun có thể điều chỉnh kiểu vườn hoặc vòi phun sương mù dành riêng cho vùng đất hoang dã. Bảo tồn nước là rất quan trọng trong các hoạt động trên vùng đất hoang - các đợt bùng phát ngắn ở cự ly gần hiệu quả hơn nhiều so với việc sử dụng liên tục với khối lượng lớn trên thảm thực vật đang cháy.
• Cháy chất lỏng dễ cháy (loại B): Vòi phun kết hợp có khả năng tạo bọt hoặc vòi phun bọt hút không khí được kết nối với hệ thống dẫn điện với tỷ lệ cô đặc bọt thích hợp. Không bao giờ sử dụng dòng nước tiêu chuẩn trực tiếp trên bề mặt chất lỏng đang cháy - nó có thể làm lan truyền nhiên liệu đang cháy và gây ra vụ nổ hơi dữ dội.