來(lái)了！你是在“滅火”，還是在“放火”？
上一期，我們講了單層住宅通風(fēng)排煙的數據分析「UL第3期 | 單層住宅實(shí)驗數據分析」，這一期我們來(lái)看看雙層住宅的數據分析。
在8組實(shí)驗中，點(diǎn)火后450秒至550秒，在家庭娛樂(lè )室距離地面16英尺（4.9米）區域達到峰值溫度，溫度為325℃至450℃。但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內，該區域溫度在240℃至310℃。
實(shí)驗13、15和其它6個(gè)實(shí)驗相比，溫度上升較慢， 但是每組實(shí)驗的峰值溫度和下降變化都在通風(fēng)排煙之前，這與通風(fēng)受限型火災的特征一致。
各組實(shí)驗中，在距離家庭娛樂(lè )室地面7英尺（2.1米）區域的溫度變化有些許不同，但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內，測量溫度在180℃至230℃之間。
在距離家庭娛樂(lè )室地面1英尺（0.3米）區域的溫度變化與前面兩組的變化相似，但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內，測量溫度在110℃至150℃之間。
臥室3是距離家庭娛樂(lè )室最遠的房間，通過(guò)實(shí)驗能夠直觀(guān)的展現室內溫度的變化。在距離臥室3地面7英尺（2.1米）的區域， 所有實(shí)驗的峰值溫度均在200℃左右，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內，溫度趨于平穩或略微下降。在距離地面1英尺（0.3米）的區域，溫度變化與上述情況相似，峰值溫度約為100℃。
8組實(shí)驗中，在距離家庭娛樂(lè )室地面5英尺（1.52米）的區域，從點(diǎn)火到通風(fēng)排煙這段時(shí)間內，氧氣含量持續平穩下降，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內，氧氣濃度的范圍在13%-16%之間。
在距離二樓走廊地面5英尺（1.52米）的區域，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內，氧氣濃度下降至14%-18%。在8組實(shí)驗中，實(shí)驗2中的氧氣濃度降至最低，含量為13%，在通風(fēng)排煙前濃度上升至14%。
在雙層住宅實(shí)驗中，也將測量家庭娛樂(lè )室、二樓走廊區域的溫度，氧氣和一氧化碳濃度，明確其達到被困人員生存下限（即溫度達到150℃，氧氣濃度低于12%，一氧化碳濃度超過(guò)0.5%） 的時(shí)間。
在雙層住宅的每次實(shí)驗中，溫度總是最先達到生存下限。在雙層住宅的每次實(shí)驗中，通風(fēng)排煙前（模擬消防員到場(chǎng)前）， 室內至少有一個(gè)區域的環(huán)境條件達到生存下限。距離家庭娛樂(lè )室地面1英尺（0.3米）區域（假設被困人員躺在地上），達到生存下限的平均時(shí)間為558秒，在距離2樓走廊地面5英尺（1.52米）的區域（假設被困人員從臥室逃出），平均時(shí)間為423秒。
在下列圖中將顯示消防員到達現場(chǎng)（600秒）前，各個(gè)房間內的最高溫度，紅色溫度表示被困人員無(wú)法存活，藍色溫度表示被困人員有生存可能。可存活的區域大多分布在距離地面1英尺（0.3米）或遠離火點(diǎn)的地方。
小隔間（Den）和臥室2是最有生還可能的區域。
在每次實(shí)驗中，關(guān)閉房門(mén)的臥室2室內溫度始終未超過(guò)32℃。
雙層住宅比單層有更多的生存區域，因為火災荷載相同，但建筑的容積更大。
我們分析了雙層住宅發(fā)生火災時(shí)，居住者所面臨的高風(fēng)險。當發(fā)生火災時(shí)，房間中的大部分區域都存在致命因素， 處于危險環(huán)境中的被困人員需要被營(yíng)救。消防員到場(chǎng)后，為開(kāi)辟救生通道，需要打開(kāi)通風(fēng)排煙口（門(mén)、窗等）。
在這一部分，主要分析消防員在滅火前增加室內氧氣含量，火場(chǎng)情況的變化。
下列一張表格將會(huì )顯示雙層住宅點(diǎn)火后到達消防員生存下限溫度（260℃）所需的時(shí)間，在這段時(shí)間里，允許通風(fēng)排煙。測量的溫度為距離地面3英尺（0.91米）的區域，這模擬了消防員嘗試去待在溫度較低的區域，而在地面跪行作業(yè)。
同時(shí)，以上分析火場(chǎng)環(huán)境的前提是消防員還未出水滅火，這模擬了在日常滅火救援行動(dòng)中，搜救先于滅火的情況或者是進(jìn)行搜救時(shí)，供水未及時(shí)跟上。
在雙層住宅實(shí)驗中，形成消防員生存下限溫度的區域較少。除實(shí)驗6外，其他實(shí)驗中，在通風(fēng)排煙后，家庭娛樂(lè )室和二樓走廊都達到了消防員生存下限溫度。額外開(kāi)設的通風(fēng)排煙口，會(huì )導致更多房間的溫度達到消防員生存下限溫度。
在實(shí)驗2中，只打開(kāi)了住宅大門(mén)，一定程度上限制了空氣大量進(jìn)入火場(chǎng)，只有1個(gè)房間的溫度達到了消防員生存下限溫度（注意：走廊不是房間）。
在實(shí)驗6中，只打開(kāi)1扇窗戶(hù)，因此只有家庭娛樂(lè )室達到了消防員生存下限溫度。實(shí)驗4、10、11都打開(kāi)了住宅大門(mén)和家庭娛樂(lè )室的1 扇窗戶(hù)，更多的空氣進(jìn)入火場(chǎng)產(chǎn)生了更多的熱量，飯廳和門(mén)廳也都達到了消防員生存下限溫度。
實(shí)驗4和實(shí)驗11相似，實(shí)驗10的結果差異較大是因為第二個(gè)沙發(fā)沒(méi)有被點(diǎn)燃。這導致了火勢發(fā)展較慢，且結果與其它七個(gè)實(shí)驗不同。實(shí)驗13與實(shí)驗4、11相似， 除了排煙口開(kāi)設不一致（實(shí)驗13開(kāi)設了家庭娛樂(lè )室上方窗戶(hù)）， 這導致了家庭娛樂(lè )室和二樓走廊這兩個(gè)局部區域，在更短時(shí)間內達到消防員生存下限溫度。
將住宅大門(mén)和遠離火點(diǎn)的窗戶(hù)打開(kāi)（實(shí)驗8），導致客廳、門(mén)廳和兩個(gè)樓上的臥室達到消防員生存下限溫度。與其它幾個(gè)實(shí)驗相比，將住宅大門(mén)和一樓的4扇窗戶(hù)打開(kāi)（實(shí)驗15），允許最多的空氣進(jìn)入火場(chǎng)，將會(huì )導致最多的房間達到消防員生存下限溫度。
由于實(shí)驗10中火勢發(fā)展與其它幾個(gè)實(shí)驗的差異過(guò)大，因此計算達到消防員生存下限溫度的時(shí)間用中間值比平均值更為合理。
在雙層住宅中，通風(fēng)后達到消防生存下限溫度的時(shí)間中間值為200 秒，在這期間，消防員內攻滅火或是撤離火場(chǎng)都是相對安全的。
3、火場(chǎng)變化情況分析
實(shí)施通風(fēng)排煙后，火勢在多長(cháng)時(shí)間內發(fā)生變化，同時(shí)，多長(cháng)時(shí)間內會(huì )對內攻人員造成致命影響，這是分析通風(fēng)排煙的一個(gè)重要因素。
為了分析通風(fēng)排煙所造成的影響，實(shí)驗人員將用每個(gè)實(shí)驗中達到致死條件所需的時(shí)間減去通風(fēng)排煙的時(shí)間（例如8分鐘時(shí)通風(fēng)排煙，10分鐘時(shí)達到生存下限溫度，即為10分鐘減去8分鐘），進(jìn)一步觀(guān)察溫度何時(shí)升高，以怎樣的速度升高，這將是消防員發(fā)現火場(chǎng)異常到?jīng)Q定撤離火場(chǎng)所需的時(shí)間。
下列圖中顯示了在通風(fēng)排煙后至轟然前，雙層住宅家庭娛樂(lè )室距離地面1英尺（0.3米）區域的溫度。在雙層住宅實(shí)驗中，發(fā)現轟然的實(shí)驗數量更少（和單層住宅實(shí)驗相比），只有實(shí)驗4、13、15發(fā)生了轟然。由于雙層住宅更大，它需要耗費比單層住宅更長(cháng)的時(shí)間去達到轟然溫度。
實(shí)驗13和15的溫度從260℃到600℃分別少于20秒和36秒，留給消防員作出情況判斷和抉擇的時(shí)間非常短暫。
下圖中顯示了在雙層住宅4個(gè)實(shí)驗中距離家庭娛樂(lè )室地面5英尺（1.52m）區域的溫度的變化。僅打開(kāi)住宅大門(mén)（紅色線(xiàn)條），火勢趨于發(fā)展至轟燃狀態(tài)，但由于沒(méi)有足夠的氧氣，轟燃并沒(méi)有發(fā)生。僅打開(kāi)窗戶(hù)（藍色線(xiàn)條），火勢無(wú)法達到轟燃狀態(tài)，最高溫度持續低于450℃，且火勢發(fā)展速度最慢。
打開(kāi)大門(mén)和窗戶(hù)（綠色線(xiàn)條），火勢發(fā)展比前者快，峰值溫度為550℃。打開(kāi)大門(mén)和4個(gè)窗戶(hù)（橙色線(xiàn)條），火勢發(fā)展速度最快且達到轟燃狀態(tài)，峰值溫度為950℃。
①排煙口數量所造成的影響
大量的空氣進(jìn)入通風(fēng)受限型火場(chǎng)，導致火場(chǎng)釋放處大量的熱量，溫度迅速升高。
下圖中顯示了在雙層住宅4個(gè)實(shí)驗中距離家庭娛樂(lè )室地面5英尺（1.52m）區域的溫度的變化。僅打開(kāi)住宅大門(mén)（紅色線(xiàn)條），火勢趨于發(fā)展至轟燃狀態(tài)，但由于沒(méi)有足夠的氧氣，轟燃并沒(méi)有發(fā)生。
僅打開(kāi)窗戶(hù)（藍色線(xiàn)條），火勢無(wú)法達到轟燃狀態(tài)，最高溫度持續低于450℃，且火勢發(fā)展速度最慢。
打開(kāi)大門(mén)和窗戶(hù)（綠色線(xiàn)條），火勢發(fā)展比前者快，峰值溫度為550℃。打開(kāi)大門(mén)和4個(gè)窗戶(hù)（橙色線(xiàn)條），火勢發(fā)展速度最快且達到轟燃狀態(tài)，峰值溫度為950℃。
②通風(fēng)排煙口靠近火點(diǎn)與遠離火點(diǎn)
靠近火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙將會(huì )擴大火點(diǎn)區域的火勢。遠離火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙將會(huì )在未燃燒區域創(chuàng )造一個(gè)煙火蔓延路徑和氧氣源頭，導致火勢存在蔓延至該區域的可能性。
通過(guò)火災發(fā)展示意圖對比雙層住宅的實(shí)驗4和實(shí)驗8。紅色線(xiàn)條代表了實(shí)驗4距離地面5英尺（1.52米）區域的溫度，藍色線(xiàn)條代表了實(shí)驗8距離地面5英尺（1.52米）區域的溫度。圖表中顯示靠近火點(diǎn)通風(fēng)排煙（紅色線(xiàn)條），在家庭娛樂(lè )室區域創(chuàng )造了775℃的峰值溫度，因為氧氣可以立即進(jìn)入火點(diǎn)。與單層住宅不同，
在雙層住宅中，靠近火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙出現峰值溫度的時(shí)間，比遠離火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙出現峰值溫度的時(shí)間稍晚。因為較遠的通風(fēng)排煙口位于住宅2樓，所以更多的空氣將從住宅大門(mén)進(jìn)入火場(chǎng)去助長(cháng)火勢（拓展思維：?jiǎn)蜗驘熁鹇勇窂?，底部通風(fēng)排煙口主要負責吸入空氣，上部的通風(fēng)排煙口主要負責排出煙氣）。
但是， 由于空氣的總量受限，因此實(shí)驗8中的峰值溫度達不到實(shí)驗4中由兩個(gè)靠近火點(diǎn)的通風(fēng)排煙口所產(chǎn)生的溫度。對比臥室的溫度，在實(shí)驗4中，臥室3并未處于煙火蔓延路徑上，其峰值溫度為250℃。實(shí)驗8中，臥室3處于煙火蔓延路徑上，其峰值溫度上升至575℃。
③上部通風(fēng)排煙與下部通風(fēng)排煙
當決定對一個(gè)房間實(shí)施最有效的通風(fēng)排煙時(shí)，通常會(huì )打開(kāi)房間上部的排煙口，因為室內的高溫熱煙氣積聚在上部。最需要考慮的是，如何讓冷空氣進(jìn)入室內，同時(shí)讓熱煙氣從室內排出。如果冷空氣進(jìn)入室內有助于加速火勢，房間便會(huì )陷入轟燃狀態(tài)，并且通風(fēng)排煙的位置也將發(fā)生燃燒，最終導致整個(gè)房間被火勢包圍。顯然，這樣的排煙并沒(méi)有達到預期的效果。
下列兩圖為打開(kāi)家庭娛樂(lè )室的下部窗戶(hù)和上部窗戶(hù)進(jìn)行通風(fēng)排煙，并對兩個(gè)實(shí)驗中距離地面1英尺（0.3米）和16英尺（4.87 米）區域的溫度進(jìn)行測量。
兩個(gè)實(shí)驗都是房間起火后發(fā)展至通風(fēng)受限狀態(tài)，溫度開(kāi)始下降。一旦打開(kāi)門(mén)窗，上部排煙口會(huì )導致室內溫度更高，溫度上升速度更快。開(kāi)設上部排煙口的實(shí)驗中（藍色線(xiàn)條），大約在720 秒時(shí)，室內屋頂區域溫度達到950℃，地面溫度達到650℃，地 面溫度超過(guò)600℃標志著(zhù)家庭娛樂(lè )室發(fā)生了轟燃。開(kāi)始下部排煙口的實(shí)驗中（紅色線(xiàn)條），大約在870秒時(shí)，室內屋頂區域溫度達到800℃，地面溫度達到500℃。
通過(guò)上述實(shí)驗對比我們發(fā)現火災的發(fā)展存在巨大差異。在通風(fēng)受限火災中，允許冷空氣從下部進(jìn)入，熱煙氣從上部排出，是引發(fā)轟燃現象的首要條件。
同時(shí)，圖表中還反映了一個(gè)情況，即便最開(kāi)始家庭娛樂(lè )室溫度較低，較高部位的通風(fēng)打開(kāi)后，室內的溫度也不可能涼爽，地面1英尺處的溫度也不可能從650度下降至125度（圖中溫度下降應該是實(shí)驗中消防員射水的結果，但在這部分，文中并沒(méi)有說(shuō)明原因）。
所以第一時(shí)間打開(kāi)排煙口，會(huì )降低火場(chǎng)溫度是一個(gè)錯誤的認識。。實(shí)驗表明，在通風(fēng)受限型火場(chǎng)中，快速開(kāi)設排煙口去增加室內氧氣含量，并不能起到冷卻的效果，而是射水