不用电空调跨上电动车,用消防新技术来避免“南京火灾”重演
由电动车燃烧引发的南京火灾造成了巨大损失,其后全国又几起类似的火灾,说明南京火灾的类似火患还普遍存在。
南京火灾发生后的消防努力都是可贵的,相关的反思也是深刻的,既有电动车的原因,又有高层建筑、物业管理等等的诸多原因。人防+技防,但在强调人防的同时,却留下了一个反思盲区,那就是消防技术的相对滞后。
其实,消防新技术的突破才是解决当前消防新需求的根本之道。试想,如果还停留在水桶灭火的技术阶段,人的主动性再到位,也不可能解决很多当今的消防问题,虽然夸张一些,不能刻舟求剑的道理是一样的。
虽然现在的消防技术林林总总、也在不断进步,智慧化、无人化和立体化,但是也只是改良,并没有颠覆性的新技术,消防技术赶不上新时代的发展需求。就例如,由于烟囱效应、云梯和水压有限的原因,对高层建筑就没有消防良策可以护佑,只能寄希望于预防和预警。
一、消防新技术要主动向前
就预防火灾来说,从燃烧的易燃物、助燃物、燃点三要素来分析:助燃物,空气作为主要助燃物不但无处不在,而且人类也须臾离开不了;易燃物,很多易燃物本身就是要电动车这样的日常用品。现实生活中,预防火灾很难将助燃物、易燃物在时间上、空间上可靠地分离,只要易燃物达到燃点必然引发火灾。所以,概括来讲,现在预防火灾的努力就是耗费资源防范可能的燃烧、或者预警燃烧初期争取更多的宝贵时间,都不是控制燃点这个第三要素的技术,都是建立在与“可能的燃烧”相交锋为前提,具有被动防御的意味。
至于灭火,无论冷却、窒息、隔离和抑制法,更都是与“现实的燃烧”在硬碰硬。
要实现颠覆性的新技术,先要做消防思想的转变。消防工作就是人类与火灾的斗争,而《孙子兵法》这部“兵学圣典”六千余字十三篇,思想核心却是重在止战、而不是如何战胜敌人。这启迪我们,消防新技术不妨以“不燃烧”为方向。
探索不燃烧的技术,就可以聚焦于燃点发力,这样的技术就如《西游记》中的辟火罩,唐三藏被孙大圣用借来的辟火罩罩上,就能够在恶人点燃的熊熊大火中安然而眠。用相关技术钳制目标物的温度,哪怕是暴露在空气中的易燃物意外接触了火源,它也只会升温至燃点之下,不可能达到燃点温度而燃烧起来。钳制燃点的技术,就是“不燃烧”的预防技术,是让消防工作面临“天下无贼”的新技术。
这样的消防新技术已经不是只存在于神话中!就如2024年2月16日,OpenAI发布了Sora大模型通过文本自动生成的视频,60秒视频内含复杂精细的背景环境、动态多变的运镜、从人物微妙的表情变化至动物生动的姿态模拟,都足以以假乱真,与现实拍摄的内容难以分辨,“有视频有真相”的传统观念将受到严重挑战。这个“突如其来”的事实,在2024年2月16日之前就是传说,信息孤岛上的人们“突然之间”就发现,AI技术已经发展到令人瞠目结舌的程度,将给影视行业、司法证据诸多领域带来挑战,更将重塑社会。
技术领先不是追风口。Sora出现以后,国内AI企业如梦方醒的追随和赶超,并不是新质生产力最好的景象。
钳温器、基于非塞贝克效应的热电转换结构、钡基电池等无温差专利技术都已出现,已经为钳制燃点打下技术基础。这些专利技术打造出的不用电空调,也必将成为一种领先的消防新技术,给消防工作带来新局面。
二、钳温器不用电空调
此不用电空调非彼不用电空调。这个不用电空调不是董明珠女士的格力零碳源,她的所谓“不用电空调”挂羊头卖狗肉、只是创新环境的一个污染源。
1、钳温器的技术框架
真正的不用电空调,应该是在技术框架上就与传统空调不同,在机理上就区别于逆卡诺循环制冷技术框架的新物种。做一个思想实验:想象着把“小、小、小”把一个房间念咒成“迷你房”、再塞进空着的55度杯中,55度杯自然也可以象降温热水一样,把迷你房中的热量自源地导出、转存到杯壁夹层的相变材料里,让迷你房得以降温,最终稳定在相变材料的相变温度55℃,55度杯不就是不用电空调的雏形吗?当然,杯壁中的哪一点儿相变材料相比要储存的环境热量,有些小马拉大车,那就再加装热电转化配置来升级55度杯,来清空掉已转存到相变材料中的热量,恢复它再转存的能力。只要热电转化配置合理,再转存的恢复能力就会大于太阳升温房间的能力,降温必定跑赢升温,55度杯就升级为一个完善的不用电空调。
参照升级版的55度杯,钳温器构成钡钳器不用电空调的主体框架。钳温器有三个成本低廉、与热能相关的成熟商品作为主要部件:(1)、超导热:热管导热能力远远优于金属铜;(2)、储热器:固-固、固-液相变材料潜热状态的大储热量和温度平台;(3)、化热器:热电转化部件把热能转化为非热形式的电能。钳温器把它们组合起来,构造了“高温向低温传递热量”的路径,电控、电动地协调三个主要部件的动作时序,实现目标物自行被钳温的系统功能——目标物废热被热管快速导出、废热再被导入潜热状态、具有恒温平台的相变材料中大量暂储、相变材料中暂储的废热进一步被转化为电能而最终摆脱热能形式,至此完成一轮过程,实现目标物自行降温,如此循环往复,直至将目标物钳制到人为设定温度。
钳温器同时既“自源钳温”又“废热发电”,这个“嵌合性”制冷过程就是钳温技术。钳温器是不用电空调,更确切地,因为废热被热电转化为电能而是发电空调。
钳温器能够直接钳温固、液体目标物,被钳温的固、液体目标物可以再迭代钳温所封闭的气体目标物,间接等效出传统空调“制冷空气”的功能。钳温器专利技术从制冷功能这个需求原点出发,避开了现有的、包括传统空调逆卡诺循环在内的“热交换”制冷,构造了“热转化”的制冷新路径,成为一个让目标物通过废热减少得以自源降温的技术。虽然与传统空调根本不同,只是为了理解方便类比为不用电空调。
2、无温差发电技术让钳温器如虎添翼
令人欣慰的是,基于非塞贝克效应的热电转换结构、钡基电池等专利技术都已经诞生,它们都是能把热能转化为非热的电能能量的无温差热电转化技术。特别是钡基电池已经实现相当于5号电池的样品,宣示了差强人意的温差发电并不能代表热电转化技术,澄清了关于无温差热电转化就是永动机的错误认知:其实,热力学第二定律是对宏观机械能转化为热能的直观表述,而要解释无温差热电转化,还需要对热力学第二定律进行更深入的微观分析。
无温差热电转化技术用作钳温器的化热器,让钳温器也摆脱了温差的限制,大大拓宽了应用场景。
3、钳温器的用途
很明显,通过对墙壁等固体目标物钳温,由墙壁再间接钳温室内空气,就可以钳温室内环境温度,发挥传统空调的制冷功能,相比传统空调既高耗电又向大气排放废热的制冷,钳温器是颠覆性的技术。它可以钳温固、液体目标物,是传统空调望尘莫及的功能,以及其高性价比的经济优势,使它必然置换掉传统空调成为新刚需,而且可以挖掘更多的固、液体制冷潜需,形成全球制冷市场时,自然减少了传统空调耗费1/3电力对全球变暖的贡献。
有了钳温器,人类还将会发现全球变暖罪魁祸首的地球废热其实就是终极能源。这些低品位热能根本不是废热、更不是“地球废热”。人类原来没有技术把低品位热能转化为电能,它被不断淤积在地表—大气圈系统中促成了全球变暖。钳温器发挥不用电空调的过程,也是无温差热电转化技术把热能转化为电能的过程,全球市场的钳温器就可以无处不在的“地球废热”将会变现为终极能源,地球废热不再淤积,“让全球降温0.5度”自然实现。
三、钳温器打造“不燃烧”的消防新技术
钳温器原本是碳中和技术,旨在遏制全球变暖。它能够直接钳制固、液体目标物的功能,恰好契合作为消防新技术。
作为预防火灾,它建立在“不燃烧”的基础上,这与现有的预防、预警是应对“可能的燃烧”存在着根本区别。例如,电动车的火患主要在电瓶,钳温器技术可以设置在电瓶处,电瓶有故障时即使造热升温,其温度被钳制不能超过其燃点温度。而且,这个钳温功能不耗电,还要从电动车各种废热中获得电能。套用分形理论,对充电区域的相关设施也可以进行钳温、对整栋楼进行钳温。
高层建筑做到不燃烧,可以独立对其钳温:如同避雷针一般,利用墙体做布置热管,构建从塔尖自上而下的传热通路,在地面完成蓄热器和热电转化功能。在钳温器社会化应用以后,也可以把家家户户的钳温器网络化,实现对高层建筑的钳温。
电动车、高层建筑只是钳温器预防火灾一个场景而已。
即使作为灭火,钳温器同样是一个“自源灭火”的新类别。以电动车的灭火为例,此时水、泡沫、沙土等都难以扑救,可以用钳温器让其的温度钳制回到燃点以下实现灭火。
对于高层建筑火灾发生后的扑救,冷却法是现有四种方法的主要技术,就是把水、二氧化碳等灭火剂与大火接触,需要人、装备把灭火剂运送进入火场一定范围之内才能发挥作用,这也是其应用的痛点,灭火器需要消防战士携带,冒着生命危险,冲进火场靠近火源使用,消防栓、消防车也必须在火场外一定范围之内。这种距离的限制,使20层以上的高层或高层楼房的消防成了世界难题,也产生了诸如导弹灭火、无人机灭火等技术,但是扑救过程仍然艰辛危险。运用钳温器技术,不需要额外耗费灭火物资,就是把相应的灭火装备的前端与高层建筑的墙体接触,依靠它们作为传热通路,把热量自源地传导在地面的灭火装备主体中,使高层建筑自源降温到足够的低温而自行熄灭。
在工程上,钳温器直接可以被制作成板材,不占用额外空间。用于居家消防时,钳温器本身是家家户户空调刚需的优化,不会增加它作为“不用电空调”的额外费用、消防功能只是它的“附加值”。
消防安全是社会发展的重大保证,消防新技术的探索和社会化应用是新质生产力的题中之义,安于消防技术现状决不是理所当然的,“技防”必须能够满足电动车、高层建筑这些消防新需求。社会发展不会等待消防技术的脚步,道高一尺魔高一丈应是消防技术的常态,这就要求消防研究机构和社会科技力量不能固步自封,独成一统,否则,就会闭目塞听感受不到科技的最强音,就难以有消防新技术的敏锐和自信,难免也出现Sora的惊诧。虽然从技术到工程还有一段路要走,但是钳温器等专利技术毕竟指明了一个突破点,它们不应成为“房间中的大象”,而应成为消防新技术原野上的强者。
拯救一个人就等于拯救全世界。人类存在,与火灾的斗争就将持续,南京火灾更要让我们反思,现有消防技术已经滞后于电动车、高层建筑这些消防新需求,探索消防新技术刻不容缓。一寸长一寸强,要让技防为人防兜底,要用颠覆性的消防新技术打造消防安全的最后的、可靠的屏障!