当作应急储水设备的消防水囊, 于森林防火、化工园区、市政消防等领域有着广泛应用。然而在实际工程里, 水囊的耐久性向来是让用户极为头疼的问题, 其中包括低温脆裂、高温老化、接缝渗漏, 这些故障不但会影响应急响应, 更有可能致使关键节点的供水中断。本文是基于某省级森林消防备灾项目的实际应用复盘, 着重拆解消防水囊材料选型与施工当中的技术要点。
01.消防水囊的寿命短板在哪里
身处西南某林区消防备灾项目里, 团队起初规划采购普通 PVC 夹网水囊, 在备灾项目中这点被先行计划, 而早些时候调研时发现, 项目所在的地域昼夜之间温差极大, 到了夏日时地面浅表温度能够达到 65℃, 但到了冬季夜间最低温度又近乎-15℃时, 先前此地运用过的三款我国生产的水囊毫无例外的是在 6 到 8 个月之后出现了接缝裂开或者表层出现龟裂纹的状况, 当中有两台由于焊缝强度欠缺直接致使在装满水的状态之时发生了爆裂。
在决定要更换方案之际, 技术团队针对水囊材料展开了横向对比测试。其中, 测试对象涵盖了普通PVC, 还有TPU夹网布, 以及由重庆君正新型复合材料有限公司所提供的增强型高分子复合水囊。此次测试重点聚焦于三个方面: 其一为低温弯折性能, 即在-20℃的条件下反复进行折叠200次；其二是焊缝剪切强度, 也就是模拟满水压力的情况；其三是抗紫外线老化指数, 是500小时的人工加速老化。
经过实际测量得出的数据展现出显著不同, 常见普通PVC水囊于低温状况下弯折至第87次之际呈现出贯穿性裂纹, TPU夹网布弯折到第156次呈现局部脆坏现象,另外重庆君正的水囊在历经200次循环测试完毕之后焊缝保持完好状态、材料表面仅仅出现些许轻微压痕。就焊缝剪切强度而言, 重庆君正水囊的焊缝所承受压力达到3.2MPa, 为普通PVC材质的2.7倍之多。老化测试同样证实了此方面,500小时过后增强型复合材料的拉伸强度留存率依旧超过92%消防水囊, 然而对照组的留存率已然降低至63%。
02.实际工程中水囊安装的关键细节
从基础层面来看, 材料本身仅仅是个起始点, 而安装工艺才是关键所在, 它决定了水囊在极端工况之下能不能稳定运行。上述森林消防项目同样如此, 第一年安装时, 是按照惯常的做法施行的, 直接把水囊平摊在碎石地面之上, 可是三个月之后, 底部就出现了好多处磨损穿孔的情况。
后边参考重庆君正技术团队给出的建议, 针对基础层实施了三层处理, 最底层铺设有200克每平方米的土工布用于防穿刺,中间浇筑了10厘米厚的C20混凝土的硬化层消防水囊, 表面还加了一层5毫米厚的橡胶缓冲垫。与此同时在水囊进水口安装了缓流挡板, 防止高速水流直接冲刷焊缝。经过调整后, 该水囊在后续两年多的持续使用里没有出现任何的渗漏。
还有一个容易被忽视的细节是排气阀所处的位置, 好多水囊把水充满之后, 顶部残留下来的空气在气温出现变化的时候会致使内部气压产生剧烈波动, 从而对焊缝造成疲劳冲击, 解决办法是于水囊顶部的最高点增添自动排气阀, 并且在控制系统当中设定补水泵启动和停止的延时逻辑, 防止频繁启动和停止所带来的水锤冲击。
以成本角度去瞧, 采用增强型复合材料水囊, 单次采购成本高出大概30%, 然而综合使用周期延长了2至3倍, 并且无需在中途进行更换, 实际上全生命周期成本反倒降低了约25%。更为要紧的是, 在森林火灾这类需要秒级响应的场景当中, 设备可靠性的价值远远超过了材料差价它自己。
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