硬菜 | 火場(chǎng)識別技術(shù)的探索發(fā)展
親愛(ài)的戰友們,
每天我們都跟“火”打交道,
可是你們真正地了解自己的“敵人”嗎?
你知道不同煙氣顏色和不同形式煙氣
代表什么嗎?
來(lái),一起跟著(zhù)澳大利亞消防指揮官
去揭開(kāi)“敵人”神秘的面紗。
知己知彼,方能百戰百勝!
先來(lái)看看這位消防指揮官怎么說(shuō)?
在我消防員生涯最初的14年時(shí)間里,我參與了大量的火災撲救工作,發(fā)現了很多異乎尋常的火災現象。當時(shí)的消防教材對于火災特性 的描繪非常模糊,因此我詢(xún)問(wèn)了很多消防“老司機”能否為我解答不同 的煙氣顏色和不同形式煙氣所代表的含義。不幸的是,沒(méi)人給我一個(gè) 明確而一致的答案。
我開(kāi)始向其他國家的消防機構尋求答案,讓我驚訝的是,其他國家的消防機構同樣缺乏相關(guān)的理論知識,除了瑞典。在上世紀七十年代末期,Krister Giselsson和Mats Rosander(瑞典消防員和消防工程師)發(fā)現在節能建筑中,由于塑料材質(zhì)的現代家具激增,正創(chuàng )造出一種新的火災環(huán)境。他們用全新的研究成果對傳統的室內火災特性和滅火戰術(shù)發(fā)起了挑戰。
于是,我開(kāi)始了一段學(xué)習火災特性的旅程,更重要的是,這些理論知識將被轉化為滅火戰術(shù),以供全世界的消防員去使用。本文中,我將告訴大家如何去學(xué)習火災特性,特別是一些不同尋?;虺龊跻饬?的火災特性。
在1999年底,我花了差不多三年時(shí)間在全國發(fā)展并建立了火災特性識別訓練計劃,并將轟燃和回燃的特征用“標志”和“征兆”進(jìn)行描述
1.一個(gè)通風(fēng)的火場(chǎng);
2.可燃物表面溫度很高;
3.火焰在天花板上;
4.煙氣中性面降6.煙氣中性面不規則流動(dòng)更加明顯;
7.消防員迫于高溫而降低
8.
1.一個(gè)通風(fēng)的火場(chǎng);
2.可燃物表面溫度很高;
3.火焰在天花板上;
4.煙氣中性面降低;
5.可燃物熱解率升高;
6.煙氣中性面不規則流動(dòng)更加明顯;
7.消防員迫于高溫而降低身軀;
8.令人感到疼痛的輻射熱。1.一個(gè)通風(fēng)的火場(chǎng);
2.可燃物表面溫度很高;
3.火焰在天花板上;
4.煙氣中性面降低;
5.可燃物熱解率升高;
6.煙氣中性面不規則流動(dòng)更加明顯;
7.消防員迫于高溫而降低身軀;
8.令人感到疼痛的輻射熱。
1.煙氣從通風(fēng)口的縫隙處冒出又被吸入;
2.火勢不大或火場(chǎng)沒(méi)有排煙;
3.很厚的黑色、黃色煙氣或煙氣溫度較低;
4.火焰的顏色為藍色;
5.門(mén)窗溫度較高;
6.窗戶(hù)變?yōu)闉鹾谏?/p>
7.可能沒(méi)有明火或明火不易被發(fā)現;
8.室外的空氣被吸入室內產(chǎn)生口哨聲音;
9.不同種類(lèi)、類(lèi)型、材質(zhì)的可燃物發(fā)生燃燒所造成的影響?
10.火勢已長(cháng)時(shí)間燃燒。
這些標志和征兆已經(jīng)被實(shí)戰所證明,并且對于區分轟燃與回燃現象有著(zhù)積極幫助。但我依然覺(jué)得這些現象所對應的標志還不夠完整, 我所研究的一些案例顯示,在消防員遭遇突發(fā)和意外火災事故前,這些標志和征兆很少發(fā)生。
在2000年,一個(gè)由老式電影院改建而成的餐館發(fā)生火災,而我經(jīng)歷了這場(chǎng)“死里逃生”的滅火行動(dòng)。地下室火災產(chǎn)生的煙氣穿越過(guò)地板,并積聚在一個(gè)較大的吊頂區域。當我意識到火災將會(huì )向該區域發(fā)展時(shí),我下令消防員趕快撤離,但在完全撤離出該區域前,積聚的煙氣發(fā)生猛烈燃燒,吊頂由于高溫影響掉落了下來(lái)。門(mén)外對墻面的射水延緩了火勢蔓延發(fā)展,以至于我們能夠安全撤離。這次火災讓我明白,如果要真正在火場(chǎng)中理解火災特性并預知火勢發(fā)展,還有大量的工作要做。
目前,現有的消防教材中對于火災特性的描述,存在的主要問(wèn)題在于其理論研究基于的是傳統材質(zhì)的火災荷載,而現代家庭的家具、 物品更多使用的是塑料制品。
由石油提取加工的合成材料,其燃燒后釋放的能量是木、棉、紙制品的2-3倍。不僅僅是燃燒產(chǎn)生的熱量更高,其更為復雜分子結構需要更好的氧氣供給,同時(shí),在高溫環(huán)境中,也更容易發(fā)生燃燒。因此,這些改變意味著(zhù)住宅或工作場(chǎng)所中使用的合成材質(zhì)物品越多,那么發(fā)生火災后煙氣中未完全燃燒的可燃物含量越高。而這些煙氣將會(huì )形成可燃性混合氣體,并向起火點(diǎn)四周蔓延擴散,當條件允許時(shí),這些煙氣將被點(diǎn)燃。
傳統教材中主要強調的是濃煙、熱煙、黑煙的危險性,但是卻忽視了混合了空氣,在室內蔓延且溫度較低、厚度較薄的煙氣。這容易給消防員造成一種假象:這里并沒(méi)不太危險。但事實(shí)上,混合空氣后的煙氣將更容易發(fā)生燃燒。如果積聚的煙氣達到理想的混合狀態(tài),煙氣被點(diǎn)燃后將會(huì )快速燃燒并釋放出巨大的能量,甚至發(fā)生煙氣爆燃(爆炸)。
三、煙氣燃燒
煙氣燃燒(FireGas Ignition)是一個(gè)含義寬泛的消防術(shù)語(yǔ),其特征主要表現為煙氣發(fā)生爆燃等情況。有時(shí)候煙氣燃燒的表現形式會(huì )讓人錯誤的認為是轟燃或回燃。煙氣燃燒所產(chǎn)生的威力大小,與煙氣中未完全燃燒的可燃物含量和混合空氣的濃度有關(guān),其最終的表現形式差異往往很大。正是因為這個(gè)原因,我對任何含有“爆燃”一詞的消防術(shù)語(yǔ)都不太贊同。
就我個(gè)人而言,我會(huì )用“煙氣燃燒”一詞來(lái)對該現象并進(jìn)行定義: 積聚的可燃煙氣或煙氣中的燃燒產(chǎn)物被點(diǎn)燃,煙氣持續燃燒或正在轉變?yōu)槿紵臓顟B(tài)。如果煙氣中未完全燃燒的可燃物含量較低,那么煙氣燃燒所呈現的形式會(huì )接近于轟燃;如果含量較高,則會(huì )類(lèi)似于回燃 (產(chǎn)生一個(gè)火球);如果煙氣中混合的空氣含量達到一個(gè)理想狀態(tài), 那么便會(huì )出現煙氣爆燃(爆炸)。
因此煙氣燃燒的標志和征兆主要為:
1.煙氣通過(guò)排煙口或縫隙處流出;
2.煙氣積聚在沒(méi)有明火的區域;
3.煙氣由于混合了空氣所以溫度不高且較??;
4.在隱蔽或意想不到的區域去發(fā)現積聚的煙氣有一定難度;
5.這些煙氣積聚的區域可能會(huì )顯示出溫度不高的標志;
6.由于溫度不高,會(huì )讓消防員錯誤的認為該區域較為安全。
四、火場(chǎng)識別法
在了解了煙氣為何會(huì )發(fā)生燃燒以后,創(chuàng )建一種簡(jiǎn)單而準確的火場(chǎng)識別模型成為了一個(gè)挑戰。因為我發(fā)現很難用準確的詞匯去定義火場(chǎng)高壓狀態(tài)和迅速改變的火場(chǎng)環(huán)境所存在的標志和征兆。定義火災特性的“標志和征兆”在教學(xué)中雖然有用,但消防員身處火場(chǎng)時(shí),要想快速準確的回憶起各種火場(chǎng)特征,卻非常困難。我思索著(zhù)去建立一個(gè)有關(guān)聯(lián)性和容易讓消防員記住的火場(chǎng)識別方法,幫助消防員快速識別火場(chǎng)情況,并提高消防員預見(jiàn)火災發(fā)展趨勢的能力。
最終,按照重要程度排序(煙氣、氣流、熱量、火焰)的火場(chǎng)識別法誕生了(該部分下列內容節選自本文作者2017年最新發(fā)表的文章:《Understanding the Language of Fire: Be Safe. Think,‘Be SAHF’》)。
1.煙量大小和所在區域。煙量大小和所在區域是消防員最先觀(guān)察到的煙氣特征。通常來(lái)講,消防員可以通過(guò)這些特征去判斷起火點(diǎn)位置和火場(chǎng)面積。但有時(shí)候,這種方式并不可靠,甚至會(huì )誤導消防員對起火點(diǎn)位置、火場(chǎng)面積以及火勢發(fā)展階段的判斷。煙氣可以穿越進(jìn)入較為隱蔽的區域或是建筑物的管、井內,并最終出現在意想不到的地方。如果起火房間內未設置垂直排煙口,熱煙氣由于浮力影響,會(huì )垂直上升至屋頂,并在屋頂區域向四周水平蔓延。同時(shí),很多消防員都有類(lèi)似的經(jīng)歷:最初發(fā)現煙量很大,之后卻發(fā)現火勢很小,甚至起火點(diǎn)根本不在煙氣積聚的區域內。這告訴我們,所有的火場(chǎng)特征都是非常重要的,消防員切忌不能斷章取義、以點(diǎn)概面。
2.煙氣的顏色「本段內容并不絕對,不同可燃物燃燒顏色也是不同,以下內容僅供參考」。不同類(lèi)型(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))和材質(zhì)的可燃物以及火場(chǎng)的通風(fēng)排煙情況都會(huì )影響煙氣的顏色。煙氣顏色通??梢宰鳛榕袛嗍覂然馂娜紵实臉酥?。
當可燃物受火勢影響達到熱解溫度時(shí),會(huì )產(chǎn)生顏色較淺的煙氣(有時(shí)候接近白色),可燃物的揮發(fā)性成分被釋放出來(lái),而固體的碳元素則留在可燃物內形成焦炭。如果火場(chǎng)熱量持續升高,即便內部氧氣不充足,甚至是發(fā)生陰燃,但依然會(huì )有白色的煙氣產(chǎn)生。一個(gè)對火災發(fā)展的重要認識便是:火場(chǎng)中熱量將會(huì )傳遞至鄰近房間,并導致可燃物發(fā)生熱解和蔓延燃燒。這些可燃物熱解產(chǎn)生的白色煙氣可能會(huì )流動(dòng)至未發(fā)生火災的區域并不斷積聚,即使這些煙氣可能溫度不高,但其蘊含的能量較高,如果這些積聚的白色煙氣被火勢引燃,將會(huì )產(chǎn)生突然而劇烈的燃燒。需要注意的是,在射水滅火后,煙氣會(huì )轉變?yōu)榘咨?因為煙氣中夾雜了水蒸氣。
棕色或淡黃色煙氣一般為木質(zhì)材料發(fā)生熱解的早期階段,木材中的焦油被釋放出來(lái),導致煙氣為棕色或淡黃色。
黑色的煙氣通常說(shuō)明火場(chǎng)供氧條件不理想。此時(shí),當有焰燃燒或者悶燃發(fā)生后,可燃物中的碳元素會(huì )產(chǎn)生黑色的煤煙,并進(jìn)入煙氣層, 導致煙氣顏色變黑。如果燃燒過(guò)程中,火場(chǎng)氧氣較少或者可燃物過(guò)于充足,煙氣的顏色將會(huì )變得非常深。如果供氧條件較好,部分碳元素將會(huì )被火焰充分燃燒,導致火場(chǎng)煙氣顏色變淺,且火焰為黃色。
灰色的煙氣通常說(shuō)明室內至少有一部分可燃物正在發(fā)生有焰燃燒或是陰燃。由于燃燒產(chǎn)生的黑色煙氣與白色的可燃物熱解煙氣混合, 導致煙氣為灰色。
3.煙氣的厚度(視覺(jué)上所呈現的密度)。煙氣的厚度是反映燃 燒效率的標志。在燃料控制型火場(chǎng)的初期階段,由于供氧條件較好, 因此產(chǎn)生的煙量很少。如果發(fā)展為通風(fēng)控制型火場(chǎng),燃燒的效率將會(huì )降低,產(chǎn)生的煙量將會(huì )增加。通風(fēng)條件很差的火場(chǎng),將會(huì )產(chǎn)生大量黑色濃煙。同時(shí),煙氣的厚度也可以作為衡量持續燃燒時(shí)間的標志,例如在通風(fēng)控制型火場(chǎng),較小的火勢持續燃燒了很長(cháng)時(shí)間,將會(huì )產(chǎn)生大量黑色濃煙。
4.煙氣的浮力。煙氣呈現出快速向上擴散變大并伴隨著(zhù)翻騰的現象時(shí),說(shuō)明煙氣溫度較高。反之,如果煙氣上升速度較慢,甚至出現煙氣往低處流動(dòng),說(shuō)明煙氣溫度較低。更低的煙氣浮力說(shuō)明火場(chǎng)溫度不高,或是由于煙氣蔓延至火場(chǎng)中未發(fā)生燃燒的區域,所導致的煙氣溫度降低(此時(shí)火場(chǎng)情況并不一定安全)。
5.煙氣中性面的高度。隨著(zhù)火災發(fā)展,煙氣中性面(熱煙氣與 冷空氣的交界處)會(huì )逐步向地面降低,煙氣的厚度將會(huì )增加。因此, 如果煙氣中性面距離地面較遠,說(shuō)明火災處于初期階段;如果煙氣中性面距離地面非常近,說(shuō)明發(fā)生回燃的可能性較大;如果煙氣中性面突然升高了,說(shuō)明室內通風(fēng)情況發(fā)生了改變;如果煙氣中性面逐漸降低,通常說(shuō)明煙氣正在積聚,火場(chǎng)情況正在向發(fā)生轟燃進(jìn)行轉變;如果煙氣中性面突然降低,說(shuō)明火勢正在快速、猛烈燃燒。
氣流作為一種火災特性偶爾能在排煙口或火場(chǎng)內部觀(guān)察到。氣流無(wú)法用肉眼看見(jiàn),但是其典型特征能夠通過(guò)對比煙氣流速、流動(dòng)狀態(tài)以及煙氣在室內或排煙口處的高度體現出來(lái)。結合上一部分的煙氣特征,我們將其稱(chēng)之為煙氣軌跡/氣流軌跡。這對于消防員去掌握建筑中各個(gè)區域進(jìn)行排煙后(包括消防員計劃中的排煙和非計劃中的排煙),火場(chǎng)煙氣的蔓延變化是極端重要的。
雙向氣流路徑(Bi-Directional Flow Path)。當火場(chǎng)的排煙口被打開(kāi)后,熱煙氣從排煙口頂部排出,冷空氣從底部流入。
平緩穩定的氣流。如果煙氣軌跡/氣流軌跡流速較慢且平緩穩 定,說(shuō)明火災處于初期階段,而且很可能這是一個(gè)燃料控制型火場(chǎng)。
急促涌動(dòng)的氣流。在一個(gè)通風(fēng)控制型火場(chǎng)中,隨著(zhù)火勢發(fā)展 擴大,在產(chǎn)生大量高溫濃煙的同時(shí)需要補充氧氣(由于排煙口較?。?排出的濃煙幾乎占據了整個(gè)排煙口,阻擋了新鮮空氣進(jìn)入火場(chǎng)。這將導致煙氣中性面出現急促涌動(dòng)的現象。
單向煙氣/氣流軌跡(Uni-Directiona丨Smoke/Air Tracks)。 排出的煙氣和火焰幾乎占據了整個(gè)通風(fēng)口,說(shuō)明這個(gè)通風(fēng)口是一個(gè)單純的排煙口(幾乎不負責進(jìn)入空氣)。由于煙氣與火焰直接從這個(gè)排煙口排出,因此火場(chǎng)中至少應當有一個(gè)橫截面積與該排煙口相等的進(jìn)氣口或風(fēng)力驅動(dòng)氣流進(jìn)入火場(chǎng)的進(jìn)氣口。
敞開(kāi)的門(mén)、窗可能會(huì )造成空氣不斷流入火場(chǎng),擴大火勢。如前所述,每一個(gè)單向排氣口都需要至少等于橫截面積的進(jìn)氣口(除非該進(jìn) 氣口處于風(fēng)力作用下)。在出水滅火前,如果可以關(guān)閉這些進(jìn)氣口, 那么將有助于減緩火勢的發(fā)展。
強風(fēng)吹入一個(gè)密閉的房間,將會(huì )導致室內出現一個(gè)高壓區域。通常情況下,房間內存在一個(gè)通風(fēng)口時(shí),會(huì )出現雙向氣流路徑,這既可能出現在燃料控制型火場(chǎng)中(排煙口氣流平緩穩定),也可能出現在通風(fēng)控制型火場(chǎng)中(排煙口氣流急促涌動(dòng))。當強風(fēng)出現后,這個(gè)唯一的通風(fēng)口會(huì )在單純的排煙口與單純的進(jìn)氣口之間頻繁交替變化。
氣流震顫、脈動(dòng)。在通風(fēng)控制型或通風(fēng)受限型火場(chǎng)中,煙氣有可能會(huì )呈脈搏似的從很小的排煙口(或縫隙)處被“推出”。這表明由于供氧受限,導致了火場(chǎng)壓力發(fā)生變化。隨著(zhù)氧氣含量不斷降低, 火災發(fā)展受到嚴重影響,火場(chǎng)內部溫度將會(huì )降低,導致煙氣體積收縮, 產(chǎn)生的負壓將會(huì )把空氣從很小的排煙口(或縫隙處)吸入火場(chǎng)。這些進(jìn)入火場(chǎng)的空氣會(huì )使火勢和火場(chǎng)溫度增長(cháng),隨之膨脹的煙氣由于壓力影響,會(huì )從很小的排煙口(或縫隙)“推出”室外,直到空氣再次被吸入火場(chǎng)。該過(guò)程不斷循環(huán)。在部分案例中,出現上述情況后,如果貿然開(kāi)設一個(gè)排煙口,很可能導致回燃發(fā)生。
氣流產(chǎn)生的哨音。火場(chǎng)中如果存在氣流脈動(dòng)、震顫的現象,通常情況下會(huì )伴隨著(zhù)哨音出現(由于火場(chǎng)壓力變化,氣流通過(guò)縫隙吸入或排出火場(chǎng)而產(chǎn)生),這是一個(gè)回燃發(fā)生前的典型征兆,也是通風(fēng)控制型火場(chǎng)的標志。不過(guò),由于現場(chǎng)噪音,消防員很可能不會(huì )注意到氣流產(chǎn)生的哨音。
消防員到達火場(chǎng)后,應當對現場(chǎng)的高溫特征進(jìn)行偵查判斷。一般來(lái)說(shuō),熱量情況能夠在建筑物上較好的表現出來(lái),但是部分密閉性、 隔熱性較好的建筑,不太能夠顯示出火災初期階段的熱量特征。
窗戶(hù)顏色變黑且看不見(jiàn)明火。很多情況都可能導致窗戶(hù)變黑(包括潛在的回燃可能),通常窗戶(hù)內側附著(zhù)有油性沉積物。如果采用雙層或三層玻璃窗戶(hù),則很難觀(guān)察到該特征。
玻璃產(chǎn)生裂縫或裂紋。快速上升的熱量會(huì )導致玻璃產(chǎn)生裂縫,緩慢上升的熱量會(huì )導致玻璃產(chǎn)生裂紋(較細的裂縫),并且通常情況下會(huì )伴隨著(zhù)窗戶(hù)內側附著(zhù)有油性沉積物而變黑,這說(shuō)明火場(chǎng)溫度較高,可燃物較多。
漆面起泡或變色。在輕質(zhì)房門(mén)內側上很容易觀(guān)察到該現象, 但在重型或隔熱較好的大門(mén)外側卻不太容易出現漆面起泡或變色的現象。首先,消防員可以用手觸碰房門(mén)表面或門(mén)把手,感受室內大致的溫度情況。然后,可以對輕質(zhì)房門(mén)表面噴射少許開(kāi)花水,如果房門(mén)溫度超過(guò)100°C,房門(mén)上部的水會(huì )很快蒸發(fā)。在某些案例中,這種做法也可用于判斷煙氣中性面的大體高度。
火場(chǎng)溫度突然上升。這個(gè)現象通常被描述為轟燃或回燃發(fā)生前的征兆。如果你在火場(chǎng)內僅依靠“火場(chǎng)溫度突然上升”去判斷轟燃或回燃是否會(huì )發(fā)生的話(huà),那么你很可能會(huì )忽視其他的火災特征。“火場(chǎng)溫度突然上升” 一般會(huì )出現在室內上層煙氣發(fā)生燃燒以后(即滾燃現象以后)。對于消防員來(lái)說(shuō),滾燃不太容易觀(guān)察到,因此無(wú)法提前做出預警。隨著(zhù)時(shí)間的推移,當穿戴個(gè)人防護裝備的消防員感受到溫度升高的時(shí)候,往往火場(chǎng)情況已經(jīng)變得非常危險了。
使用熱成像儀去判斷火場(chǎng)溫度是一種最好的方式。對室內屋頂進(jìn)行開(kāi)花水點(diǎn)射,是另一種檢驗火場(chǎng)溫度的簡(jiǎn)單方式「但是射水技巧很重要」。如果水珠掉落地上,說(shuō)明屋頂溫度低于100℃,如果水珠未掉落下來(lái),說(shuō)明屋頂溫度超過(guò)100℃。另外,消防員也可以帶著(zhù)防護手套去感受溫度的變化,
如果隔著(zhù)手套沒(méi)有感覺(jué)到過(guò)高的溫度,可以將手套下部開(kāi)口處向上翻動(dòng),讓露出的皮膚感受室內上層空間的溫度。
將“火焰”放在最后,是因為消防員普遍存在看見(jiàn)明火后,便對其他火災現象“視而不見(jiàn)”。
火勢的大小和位置。通過(guò)在建筑外部觀(guān)察明火,可以確定火點(diǎn)位置,并對火勢可能的蔓延方向作出判斷。這有助于消防員去尋找建筑中的多個(gè)著(zhù)火點(diǎn)并意識到這些明火很可能是從最初起火點(diǎn)部位蔓延過(guò)來(lái)的。
煙氣自燃。從排煙口排出的外部煙氣自行發(fā)生燃燒,說(shuō)明火場(chǎng)內部溫度高于煙氣自燃時(shí)的溫度,且火場(chǎng)內由于煙氣太多而無(wú)法全部點(diǎn)燃。極高溫的煙氣排出后,其易燃性將被(空氣)稀釋降低,如果這些煙氣的溫度仍高于自燃溫度,它依然會(huì )發(fā)生燃燒。當發(fā)生此種 情況時(shí),如果增加火場(chǎng)內部的空氣(例如消防員開(kāi)設排煙口),那么室內會(huì )突然發(fā)生火勢迅猛燃燒。這時(shí),科學(xué)安全的做法是,在出水滅火前,先關(guān)閉房門(mén)。在實(shí)施排煙前,對著(zhù)火區域進(jìn)行射水可以冷卻煙氣至自燃溫度以下,并且大大降低極端現象出現的可能。
幽靈火。如果內攻人員在發(fā)現某一區域積聚的煙氣層中存在時(shí)隱時(shí)現的火光,這很可能標志著(zhù)煙氣中未充分燃燒的可燃物正趨于煙氣自燃狀態(tài)。消防員應當立即冷卻煙氣層,并撤退至安全區域。
滾燃(Rollover)。一旦煙氣中未完全燃燒的可燃物開(kāi)始燃燒,火焰火災天花板區域翻滾燃燒,室內輻射熱迅速增加。這將導致轟燃或煙氣自燃。此時(shí),消防員應當對天花板區域射水去阻止或減緩滾燃的發(fā)生。如果射水無(wú)法降低熱釋放率,消防員應當立即撤退至安全區域。
火焰的顏色?!竷H供參考,不同可燃物顏色也可能不同」傳統教材告訴我們,通過(guò)火焰的顏色可以判斷出燃燒的物質(zhì)。如果火場(chǎng)只有一種物質(zhì)在燃燒,這應該是正確的。但是更重要的是,如果燃燒過(guò)程中某些情況發(fā)生了改變,同一種燃燒的物質(zhì)也會(huì )出現不同的火焰顏色。例如:液態(tài)丙烷預先混合空氣后,燃燒時(shí)火焰為藍色火焰(因為產(chǎn)生了二氧化碳)。如果液態(tài)丙烷在與空氣混合的過(guò)程擴散了,火焰將呈現為黃色,因為產(chǎn)生的碳物質(zhì)降低了 燃燒效率。液化石油氣在缺氧或富燃料環(huán)境中燃燒會(huì )產(chǎn)生紅色火焰。另一個(gè)例子為:在室內燃燒的刨花板,如果供氧條件較好,火焰為黃色,反之火焰為橘紅色。
在室內火災中,黃色的的火焰通常表示室內供氧條件較好,如果供氧條件較差,火焰將變?yōu)槌壬蚣t色。如果室內可燃物較多(且空氣較少),火焰為橘紅色且火焰會(huì )較為急促的跳動(dòng)(波動(dòng));熱解物的白色煙氣被點(diǎn)燃后為產(chǎn)生淡黃色火焰,有時(shí)候火焰幾乎是透明的, 在這種情況下,火焰的跳動(dòng)(波動(dòng))將會(huì )更加緩慢,火焰將會(huì )向下蔓 延去尋找更多的氧氣。
2005年,我與Ed Hartin在馬來(lái)西亞國家消防研究院開(kāi)展培訓。 我和Ed長(cháng)期共事,我們作為聯(lián)合作者一同編撰過(guò)《3D滅火戰術(shù)》(3D Firefighting),并且我們多次就火場(chǎng)識別的細節開(kāi)展探討。他建議我在“煙氣、氣流、熱量、火焰”火場(chǎng)識別法中加入“建筑物”一詞, 即:建筑物——煙氣、氣流、熱量、火焰(B-SHAF,英文諧音為 Be-Safe)。
最初,我覺(jué)得這是一個(gè)不錯的想法,直到后來(lái)我才意識到它的重要性。在布里斯班(澳大利亞?wèn)|部港市)服役期間,我積累大量實(shí)戰經(jīng)驗。在這個(gè)濕熱的亞熱帶氣候城市里,保持室內冬暖夏涼成為建筑施工的重要環(huán)節。由于建筑多使用單層玻璃窗和輕度隔熱的墻、門(mén), 因此火災發(fā)生后,消防員能夠輕易觀(guān)察到明火。同時(shí)火災燒毀玻璃或燒穿屋頂后,也會(huì )造成建筑物處于“自主”通風(fēng)排煙狀態(tài)。
我和Ed討論的重點(diǎn)是不同的建筑施工方式,會(huì )對哪些火災特性產(chǎn)生明顯的影響。在溫帶氣候地區建造的房屋,通常采用雙層或三層玻璃窗進(jìn)行隔熱,這不僅影響了火災發(fā)生時(shí)的火災特性,還嚴重影響 火勢的發(fā)展。
更進(jìn)一步來(lái)看,節能建筑在全球的發(fā)展趨勢和復合建筑材料的廣泛運用,導致消防員很難提前判斷火災發(fā)展速度和房屋垮塌時(shí)間。火場(chǎng)識別技術(shù)將會(huì )為消防員提供幫助,但是,只有掌握了火場(chǎng)中的所有關(guān)鍵要素,才能做出準確判斷。顯然,這對于剛到達火場(chǎng)僅數分鐘的消防員來(lái)說(shuō)是不可能的。因此,我們需要反復思考、評估火場(chǎng)中的建筑結構情況,并對我們的滅火救援行動(dòng)做出判斷,因為有時(shí)候,某些火災現象的特征我們很難觀(guān)察到。
現在,我嘗試去描述建筑結構與煙氣流動(dòng)和火災發(fā)展之間的關(guān)系, 不同類(lèi)型的建筑將會(huì )對火災發(fā)展和建筑結構穩定性造成巨大影響:如果氧氣供給充足,絕大多數建筑發(fā)生火災后都會(huì )發(fā)生轟燃。 在室內空氣耗盡之前(由于燃燒),如果限制新鮮空氣流入,能夠減少轟燃發(fā)生的幾率。較厚的磚塊或水泥墻將會(huì )吸收大量的熱量,有助于延遲轟燃的發(fā)生。
節能建筑中由于更好的隔熱、密閉效果(通常是雙層或三層 玻璃窗戶(hù)),更容易發(fā)生回燃。火災在轟燃前有可能已經(jīng)耗盡了氧氣, 也可能由于氧氣不充分而使火勢快速衰退,從而導致煙氣中積聚了大 量的燃燒產(chǎn)物。室內較好的隔熱效果和雙層玻璃窗戶(hù)會(huì )使室內熱量難以排除,同時(shí)部分熱量特征將會(huì )變得不明顯。
在建筑內較為空曠的區域或是管、井等部位,也或者是球型框架結構建筑,較大的開(kāi)放空間,較高的層高以及吊頂區域更容易發(fā)生煙氣燃燒。上述區域或部位,允許煙氣向四周積聚蔓延。由于房屋 裝修改造,有可能會(huì )修建一個(gè)意料之外的排煙口或一處空曠區域。在建筑中可以發(fā)現破舊或損毀的防煙/火設施。煙氣中未完全燃燒的產(chǎn)物與空氣不斷混合,并最終使煙氣達到可燃、易燃狀態(tài)。
識別火災特性能夠幫助消防員判斷起火點(diǎn)位置,并預判火災的發(fā)展方向和趨勢。判斷火場(chǎng)是燃料控制型(fuel-controlled)還是通風(fēng)控制型(ventilation-controlled)是識別火災特性的關(guān)鍵因素。如果建筑內部充煙量較大,那很可能是通風(fēng)控制型火場(chǎng),如果盲目進(jìn)行排煙(包括消防員戰術(shù)排煙或因窗戶(hù)破損造成的被動(dòng)排煙),那么極易出現火勢的快速蔓延和猛烈燃燒。消防員在排煙前必須認識到排煙后火場(chǎng)的變化情況,并制定相應的戰術(shù)措施,最大限度降低火場(chǎng)的潛在危險。 這些戰術(shù)措施包括:在水槍、干線(xiàn)、供水準備到位前,保持起火建筑內部處于通風(fēng)受限狀態(tài),延遲排煙;在開(kāi)設排煙口前,射水冷卻煙氣。 燃料控制型火場(chǎng)在開(kāi)設排煙口后,雖然很少出現火勢劇烈反應,但戰 術(shù)排煙對于減少或限制積聚的可燃煙氣依然有重要作用。與此同時(shí), 進(jìn)入房門(mén)前后的射水冷卻,預先對墻面射水冷卻建立安全區域,正壓送風(fēng)排煙以及冷卻煙氣層等戰術(shù)都能降低燃料控制型火場(chǎng)所帶來(lái)的危險。
火場(chǎng)識別技術(shù)目前依舊處于發(fā)展階段,只有加強與積極進(jìn)取、知識淵博、經(jīng)驗豐富的全球消防員和消防科學(xué)家的共同合作,才能不斷完善成熟。我們決不能閉關(guān)自守、固步自封,我們必須在消防隊員和消防科學(xué)家之間搭建起知識的橋梁。近年來(lái)涌現出一批“新生派”消防科學(xué)家,他們并不認為火災撲救是“低端”的火災防控科學(xué)。例如: Stefan Svensson (瑞典),Steve Kerber(UL)和Dan Madrokowski(NIST),他們一直致力于利用科學(xué)的手段和方法,去提高消防員滅火救援能力。通過(guò)他們的不懈努力將會(huì )增進(jìn)消防員對于火災特性的深刻認識,并進(jìn)一步降低消防員傷亡事件發(fā)生。同時(shí),這也需要每一名消防隊員都致力于研究這門(mén)新興科學(xué),并根據火災特性和火場(chǎng)情況, 實(shí)時(shí)對滅火救援戰術(shù)進(jìn)行調整。
作者簡(jiǎn)介:
Shan Raffel是一名澳大利亞布里斯班市某消防站的指揮官。他致力于消防員滅火救援和火場(chǎng)行動(dòng)安全研究。在超過(guò)30年的職業(yè)生 涯中,他多次參加國際交流培訓,包括為期10周的“丘吉爾獎學(xué)金研究計劃”,對美國、加拿大、德國、奧地利、斯堪的納維亞和瑞士等國家的隧道緊急情況進(jìn)行研討分析。