90%的人不懂消防泡沫，因為他們沒搞清楚這些事情

最後更新日期： 2023-01-16

之前在火的一生那篇文章有稍微提到消防泡沫，沒想到就有朋友馬上傳訊息給我，說想更了解有關泡沫的內容。我在蒐集資料的過程中發現，泡沫相關的知識真的很少，難怪許多人一知半解，導致在救災現場中都以為泡沫就是「比較強的水」，如果水無法馬上撲滅就會想改用泡沫

在網路上搜尋「消防泡沫」時幾乎都是找到消防安全設備的「泡沫滅火系統」，而今天要介紹的是消防隊在用的那一桶一桶的泡沫，包含泡沫原液的種類、應用技術、使用量的計算、CAFS、One Seven等內容，相信一定能讓你不再對泡沫感到陌生！

這個影片是我看到關於泡沫最詳細的解說，我會在下面幫你整理一些影片中的重點，點擊這裡也可以下載完整原文資料喔！

延伸閱讀：
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蔡宗翰-打火哥的30堂烈焰求生課(第一線消防員要教你的事)
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名詞解釋

泡沫原液(Foam Concentrate)

A concentrated liquid foaming agent as received from the manufacturer.

NFPA 11

NFPA 11 對泡沫原液的定義是向製造商取得的濃縮液體發泡劑。泡沫原液其實就是一種發泡劑，有點像濃縮洗衣精，遇到水、空氣就會產生泡泡。製作泡沫原液的廠商有很多，包含fomtec、National Foam、ANGUS FIRE、OILTECHNICS、SABO FOAM、CHEMGUARD等，每一間廠商的泡沫原液都有不同的種類、成分和混合比例，使用前一定要先看清楚

泡沫水溶液(Foam Solution)

A homogeneous mixture of water and foam concentrate in the correct proportions.

NFPA 11

NFPA 11 對泡沫水溶液的定義是水和泡沫原液以正確的比例混合的均勻混合物。泡沫原液與水混合就是泡沫水溶液，此時還沒有加入空氣，還是液體的狀態。就如糖水一樣，是糖與水混合的均勻混合物

泡沫(Finished Foam)

A homogeneous blanket obtained by mixing water, foam concentrate and the addition of air or an inert gas by the use of energy.

CHEMGUARD

Finished Foam 通常都直接翻成「泡沫」，CHEMGUARD有給予更明確的定義：由水、泡沫原液和空氣或惰性氣體混合而成的一個均勻披覆。消防隊用泡沫瞄子打出來的白色泡沫就是Finished Foam，也就是所謂的發泡

FASTA 有繪製一張泡沫原液(Foam Concentrate)、泡沫水溶液(Foam Solution)、泡沫(Finished Foam)的關係圖，這張圖清楚解釋了泡沫是如何產生的。圖中的Foam Proportioner 就是比例混合器，每一種泡沫瞄子混合水、泡沫原液的裝置都不太一樣，有些是比例混合器跟瞄子會結合在一起(拾取式泡沫瞄子)，有些則是兩者會分開。下面的影片可以看出不同泡沫瞄子的放射效果

Foam Blanket

Foam Blanket 這個詞沒有中文翻譯，它的意思就是對起火的可燃物打泡沫時，可燃物表面上的那一層泡沫。國外很多靠海的地方都會像下面的影片一樣出現一大片泡沫，這一片泡沫就像毯子一樣，所以用「Blanket」這個字

泡沫四面體(Foam Tetrahedron)

之前介紹過燃燒四面體、粉塵爆炸五要素，泡沫的形成其實也有泡沫四面體。泡沫四面體的四個要素是產生高品質泡沫的關鍵，缺少一個要素時，發泡的品質會降低，甚至有可能完全不會發泡

• Foam concentrate：泡沫原液
• Water：水
• Air：空氣
• Aeration(mechanical agitation)：通氣(機械攪拌)

延伸閱讀：粉塵爆炸是什麼？看完這篇文章你就懂了

膨脹比

泡沫(Finished Foam)與泡沫水溶液(Foam Solution)的比值。例如5倍的膨脹比就是指1公升的泡沫水溶液，經過發泡後可以產生充滿5公升容器的泡沫。膨脹比愈大代表發泡效果愈好，一般都依照下列的膨脹比將泡沫進行分類，消防隊用的泡沫原液通常都屬於低膨脹泡沫

• 低膨脹泡沫：膨脹比<20
• 中膨脹泡沫：膨脹比介於20到200
• 高膨脹泡沫：膨脹比>200

25%還原時間(25%還液時間)

25%的泡沫還原成泡沫水溶液所需的時間。25%還原時間較短的泡沫具有較好的流動性，可以很快速地擴散到整個可燃性液體表面。25%還原時間較長的泡沫則流動性較差

泡沫的滅火原理

適用時機

泡沫主要可以用來抑制、熄滅B類火災(油類火災)。B類火災的可燃物主要是可燃性液體，分為碳氫化合物(hydrocarbons)、極性溶劑(polar solvents)兩種。碳氫化合物主要是石油、植物纖維經過萃取後的產物，比重小、會浮在水上。極性溶劑則是親水性的液體，可以溶於水、會破壞泡沫

滅火方式

泡沫嚴格來說包含所有的滅火方法(冷卻法、抑制法、窒息法和移除法)，而最有效果的主要還是窒息法(Smothers)和移除法(Separates)。泡沫是由水組成的，可以達到降溫的效果，也就是冷卻法(Cools)。有些泡沫原液可能含有鹵素元素(氟)，因此也可以抑制連鎖反應

泡沫最主要的滅火方式是在可燃物表面鋪上一層泡沫，產生 Foam Blanket ，阻隔可燃物與氧氣接觸，達到窒息效果。 Foam Blanket 也可以阻隔可燃性液體揮發的蒸氣，讓可燃性蒸氣無法接觸到火源，達到移除可燃物的效果，也被稱為蒸氣抑制性(Vapor Suppression)

值得一提的是，如果是碳氫化合物的火災，使用一般的泡沫就能利用上面提到的方式達到滅火效果。但如果是極性溶劑的火災，極性溶劑會破壞 Foam Blanket，無法達到窒息和移除的效果，因此必須使用耐酒精型(或稱抗醇型 Alcohol Resistant, AR )泡沫。而耐酒精型泡沫當然還是可以用在碳氫化合物火災

泡沫的種類

陳弘毅的火災學提到，泡沫分為化學泡沫(Chemical Foam)與空氣泡沫(Air Foam 或稱機械泡沫 Mechanical Foam)

化學泡沫滅火器利用碳酸氫鈉(NaHCO₃)和硫酸鋁(Al₂(SO₄)₃)混合起化學反應而發泡。但這種泡沫流動性較差，對可燃性液體火災的滅火效能較差，使用前還得先倒過來讓化學反應發生，操作上不太容易，因此現在也比較少見

消防隊用的那一桶一桶的泡沫原液製造出來的泡沫就是機械泡沫，也就是上面提到的，必須將水、泡沫原液和空氣，利用機械方式攪拌或混合來發泡。下面會介紹幾種常見的泡沫原液種類

蛋白質泡沫(Protein Foam, P)

以天然蛋白質如大豆、雞喙、魚骨、動物的蹄等加入氫氧化納(NaOH)、氫氧化鈣(Ca(OH)₂)等穩定劑所製成

以 fomtec 製造的蛋白質泡沫來說分為P 3%、P 6%，如果以100公升的泡沫水溶液來說，3%指的是由3公升的泡沫原液加上97公升的水所組成，6%則是由6公升的泡沫原液加上94公升的水所組成。主要的差別是膨脹比和25%還原時間的不同

3%的泡沫膨脹比雖然比6%小，但25%還原時間較短、流動性較好，因此不同%數的泡沫各有優缺點，在選用時可以將這些數據當作參考

氟蛋白泡沫(Fluoroprotein Foam, FP)

以蛋白質泡沫為基底，由蛋白質泡沫原液、氟化物界面活性劑(Fluorochemical Surfactants)所組成的泡沫。加入氟化物界面活性劑的用意是降低蛋白質原液的表面張力(Surface tension)，藉以增加泡沫的流動性

以 fomtec 製造的氟蛋白泡沫來說分為FP 3%、FP 6%、FP 3% UL、FP 6% UL，有UL代表是取得UL認證，沒有UL則是取得EN的認證

水成膜泡沫(Aqueous Film-Forming Foam, AFFF)

由氟化物界面活性劑、碳氫界面活性劑(Hydrocarbon Surfactants)、高沸點溶劑和水所組成的合成泡沫。用來取代蛋白質類泡沫，AFFF泡沫具有高流動性，但是耐熱性不佳，也不具備長期的穩定性

AFFF是消防隊中比較常見的泡沫原液，但光是 fomtec 製造的AFFF泡沫又分20種，差別是每一種泡沫的成分可能都有一點不同，在流動性、膨脹比、25%還原時間、耐熱性上可能都有點差異

氟蛋白成膜泡沫(Film Forming Fluoro Protein, FFFP)

以蛋白質泡沫、AFFF泡沫為基底，加入更多更高級的氟化物界面活性劑所組成的合成泡沫。FFFP泡沫兼具FP泡沫的抗回火性(Burnback Resistance)和AFFF泡沫的高流動性。fomtec 製造的FFFP泡沫又分5種，也是組成的成分有點不同，各項性質也會有點差異

當泡沫還原成泡沫水溶液或被風吹散時，沒有被泡沫覆蓋的可燃性液體接觸到火源，可能會導致全部的可燃性液體再次被點燃，這就是所謂的「回火」。泡沫還原時間太短或結構鬆散都有可能導致回火，因此抗回火性就很重要，下面的影片清楚地展示了回火發生的過程

下面這個影片4:15處開始則展示了具有抗回火性的泡沫阻止回火發生的狀況

耐酒精型(Alcohol Resistant, AR/Alcohol-Resistant Concentrate, ARC)

耐酒精型泡沫是由合成穩定劑、發泡劑、氟化合物和特別針對極性溶劑所設計的合成聚合物所組成。耐酒精型泡沫接觸到極性溶劑表面時，這些化學物質可以形成一層高分子膜(Polymeric Membrane)，避免極性溶劑破壞泡沫結構。現在的耐酒精型泡沫幾乎都可以被應用在碳氫化合物火災和極性溶劑火災

FP泡沫、AFFF泡沫、FFFP泡沫都可以被製成耐酒精型， 因此看到的名稱可能就有FP AR、AR-AFFF、AFFF ARC、FFFP ARC這幾種，名稱雖然都不同，但其實都是指耐酒精型泡沫

值得一提的是，有一種常見的泡沫上面寫「3-6% AFFF」或「ARC 3×6」，指的是這個泡沫可以用成3%或6%的泡沫水溶液，但什麼時候用3%、什麼時候用6%呢？影片中有解釋，如果針對的是碳氫化合物火災就使用3%的泡沫水溶液，如果是針對極性溶劑火災則用6%的泡沫水溶液

註：泡沫接觸到可燃性液體表面後可能會下沉然後再浮上表面，泡沫上浮時會夾帶多少可燃性液體就是「耐油性」。泡沫夾帶可燃性液體上浮至表面可能會讓燃燒擴大，因此應盡量避免

高膨脹泡沫(High Expansion Foam, HI-EX)

你可能有聽過高膨脹泡沫，但它其實不是一種通用的泡沫原液，算是各廠商自行研發的特殊泡沫，CHEMGUARD、ANGUS FIRE、National Foam、OILTECHNICS都有出各自的高膨脹泡沫，它們的膨脹比、25%還原時間可能都不同

以 ANGUS FIRE 的高膨脹泡沫來說，它的膨脹比可以達500倍，足以整個淹沒侷限空間或大型空間(如飛機庫、礦坑、船艙、貨運倉庫、天然氣儲槽)。除了平面的油池火災外，有大型火舌的立體火災也可以用高膨脹泡沫來滅火

高膨脹泡沫通常是給泡沫滅火系統使用，例如各類場所消防安全設備設置標準第18條提到的飛機修理廠、飛機庫就是用泡沫滅火系統。消防隊很少會有高膨脹泡沫，也不會有高膨脹泡沫的發泡器材

延伸閱讀：消防安全設備超級考題(全台唯一內容揭露)

泡沫的應用技術

泡沫不是比較強的水，不能像射水一樣直接對著可燃物射泡沫，使用泡沫的時候必須盡可能地緩和，避免攪動可燃物、減少可燃性蒸氣的產生。下面這個影片3:32處開始有介紹泡沫的應用技術，最重要的是，絕對不能對著可燃物直接打泡沫！

反彈式(Bounce-Off)

當有一個物體在燃燒區域內或後面時，可以將泡沫直接打在那個物體上面，這會讓泡沫放射出來的壓力散掉，泡沫就可以很緩和地落在可燃物表面上

上面這個影片0:55處開始可以看到，消防員將泡沫射向油池後方的板子上，泡沫打到板子後再往下流到油池內，慢慢地擴散開來直到蓋過所有可燃物的表面，火勢因此而被熄滅

堆入式(Bank-In)

如果燃燒區域內沒有可以阻擋的物體，則必須將泡沫打在燃燒區域前面的地上，讓泡沫可以堆積、滾入燃燒區域內。這種方法特別適用於非吸氣式水霧瞄子(例如分隊常用的渦輪瞄子)，把泡沫打在地上時會產生機械攪動，這會讓通入泡沫的空氣增加

下面影片1:15處開始可以看到消防員把泡沫打在油池前方的地板上，讓泡沫持續堆入油池內。而在1:28處開始消防員則將泡沫打在油池內的物體表面，使用反彈式的方式來打入泡沫。在2:10、3:17處又從油池兩側使用堆入式的方式打入泡沫。最後在4:03處則使用了落雨式

落雨式(Rain-Down)

落雨式很好理解，就是將泡沫瞄子往上抬高，讓泡沫可以慢慢落下到燃燒區域內。下面這個影片就是標準的落雨式，可以發現其實用這個方法來滅火相當輕鬆，將泡沫射向油池上方，讓泡沫自然落下，泡沫所到之處火勢就會逐漸熄滅

泡沫的正確使用技巧

泡沫滅火關鍵要素

用泡沫滅火最重要的關鍵是不可以翻攪和不可以直射火源。泡沫使用的時機大部分都跟油類有關，而油類大多儲存在油槽、油池或槽車等地方，它們都有共通點「固定且侷限的儲存空間」。以油槽為例，因為有固定且侷限的槽體，所以打泡沫進去時泡沫不會流到外面，會覆蓋在油類表面達到滅火效果

延伸閱讀：BOILOVER是沸溢還是濺溢？油類火災最常見的燃燒現象都在這裡

泡沫滅火失敗原因

為什麼工廠火警使用泡沫的效果很差呢？第一個原因是，很多人都以為打泡沫的方法跟射水一樣，所以拿到泡沫瞄子就是直接對著火源射，這種作法無法讓泡沫覆蓋上去，反而可能會讓泡沫四散

第二個原因是，正常來說工廠火警不可能只有一條打泡沫的水線，一定還有很多水線負責滅火或防護，當確定要使用泡沫攻擊某一個目標時，一定要請其他正在攻擊或防護那個目標的水線停放，否則持續射水會把泡沫翻攪、沖散，這樣當然沒有效果

第三個原因是，工廠不像油槽或油池一樣有一個固定且侷限的儲存空間，因此打泡沫時會逐漸往外流動，再加上其他水線持續射水，流到地面的泡沫就會順著水流被帶出工廠外，所以很多泡沫都被浪費了

第四個原因是，一桶泡沫原液其實不便宜，平常救災時很少會使用泡沫，更不可能直接拿一桶泡沫原液來訓練，這樣成本太高。因此很多人對於泡沫的放射技術比較不熟，真的要用的時候可能根本無法發泡，打出去的都只是「泡沫水溶液」而不是「泡沫」了

所以下次千萬不要再認為工廠火警用水打不熄就改用泡沫了！還是要看一下你的目標物是什麼、有沒有辦法讓泡沫覆蓋上去、其他水線不要干擾、不要直接對火源射泡沫，如果沒有先搞清楚這些，那就只是在浪費那些泡沫原液而已！

泡沫使用量的計算

如果是淺層的油類洩漏火災，根據 NFPA 11 的數據，使用AFFF、FFFP、AR-AFFF、AR-FFFP泡沫時，針對碳氫化合物所需的泡沫供給量為每平方英尺 0.1 GPM(0.1 gpm /ft²)，也就是每平方公尺 4.1 L/min(4.1 lpm/m²)。泡沫的供給時間至少需要15分鐘以上

針對含有乙醇的可燃性液體或極性溶劑，泡沫供給量則需提升至每平方英尺 0.2 GPM(0.2 gpm /ft²)，也就是每平方公尺 8.1 L/min(8.1 lpm /m²)

泡沫供給的時間取決於火災的性質，一般來說油槽火災至少需60分鐘、油類在地面洩漏的火災至少需20分鐘。下面有一個簡單的舉例，可以幫助你未來使用泡沫前先簡單計算需要準備多少泡沫原液桶

假設有一個2000平方英尺的汽油油池火災，當你要使用AFFF 3-6% 的泡沫原液滅火時，你必須準備2000 x 0.1 gpm /ft² = 200 GPM的泡沫水溶液

如果以3%的比例調配泡沫水溶液，你必須準備 200 x 3% = 6 GPM的泡沫原液

為了供給至少15分鐘，因此你必須準備 6 x 15 = 90 加侖的泡沫原液，一桶泡沫原液約6.6加侖，因此要準備14桶泡沫原液(90/6.6 =13.6)

CAFS、ONE SEVEN

很多人都聽說過「CAFS泡沫」、「CAFS泡沫系統」、「CAFS化學車」等名詞。這邊要特別說明，「CAFS」不是泡沫原液的一個種類，它是一個「系統」，全名叫壓縮空氣泡沫混合系統(Compressed Air Foam System)，這個系統最早起源於德國，主要是裝在消防車上，利用空氣壓縮機將壓縮空氣注入混合系統中，與泡沫水溶液結合後產生泡沫。有很多廠商也研發出移動式、可攜式的CAFS滅火設備

CAFS使用的泡沫原液應該是任何一種都可以，但大部分使用的還是AFFF、FFFP泡沫。CAFS之所以滅火效果比較好，並不是因為它是「比較強的泡沫原液」，而是因為它直接在混合系統中將壓縮空氣和泡沫水溶液混合，因此發泡效果比較好，可以很好地覆蓋在可燃物表面

ONE SEVEN 也是一個「系統」，是基於CAFS的技術，將空氣壓縮至混合器中，再加上廠商特製的泡沫原液，使1滴水可以轉變成7個泡沫，這就是「ONE SEVEN」這個名稱的由來

國外很多廠商有在做ONE SEVEN系統，用少量的水、特製的泡沫原液來製造發泡效果良好的泡沫，以求快速地撲滅火勢。ONE SEVEN系統在國外也逐漸被應用在建築物火災、汽車火警、航空器火警、山林火警等，雖然輕巧方便、滅火效果好，但缺點就是很貴

總結

泡沫雖然價格較高，但其實是很好的滅火工具，可惜大部分人對泡沫都沒有足夠的認知，錯誤地使用泡沫的結果就是，用了好幾桶泡沫也還是沒有達到滅火的效果，浪費不少錢，實在很可惜！你有用泡沫來滅火過嗎？你的分隊用的是哪一款的泡沫呢？歡迎在下方留言告訴我，目前哪種泡沫原液是比較主流在使用的喔！

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