煙霧的危險性和通風(fēng)排煙的策略分析
煙霧的危險性
火焰從建筑物的窗口涌出來(lái)會(huì )立刻吸引消防員的注意,但似乎覺(jué)得危險性不大。只是我們得清楚,危險并非只有火焰或者熱輻射才能引起。事實(shí)上,煙(燃燒產(chǎn)生的氣體)也有可能成為一個(gè)危險的敵人。煙霧能很快蔓延至整個(gè)建筑物,它是那樣的致命,卻又無(wú)聲無(wú)息,能把危險從源頭迅速擴散開(kāi)來(lái)。
毒性
一大堆危險的成分可以在煙霧中被找到。一氧化碳只是其中一種,大概在煙霧中占比例是1%,但是僅僅1200ppm(大約0.12%)就會(huì )對生命健康構成威脅。
不僅如此,煙霧的毒性還會(huì )對消防員的生命構成威脅。所以,把煙霧快速從建筑物內部排出去,不僅會(huì )增加被困者的堅持時(shí)間,還會(huì )增加消防員的安全。
可視性
隨著(zhù)火勢發(fā)展,封閉空間中的氧氣會(huì )被消耗光,煙霧逐漸會(huì )彌漫在空氣上層。還有一點(diǎn),火勢不可能在缺乏氧氣的情況下,繼續燃燒下去。熱量傳播的速度會(huì )受限于通風(fēng)口,而且火勢也會(huì )被空氣流動(dòng)所控制。
空氣流動(dòng)會(huì )控制火勢也會(huì )產(chǎn)生大量不完全燃燒物,絕大多數變成煙灰??諝庵锌梢?jiàn)度下降直接導致消防員失去最有用的感官——視角。聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)的下降也增加了危險性。祛除煙霧能重新獲得視線(xiàn),使消防員快速找到起火地點(diǎn)。
可燃物
上文提到過(guò),煙霧中包含大量不完全燃燒物以及燃料燃燒產(chǎn)生的氣體(高溫分解)。煙霧中包含一種可燃物質(zhì),這種物質(zhì)只需要一點(diǎn)空氣(氧氣)加熱就可以輕松達到燃點(diǎn)。因而煙霧蔓延意味著(zhù)火勢就有可能蔓延,因為燃料和空氣這兩個(gè)條件很容易做到。
當煙霧存在于建筑物中,隔絕大量可燃物將會(huì )極大降低火勢蔓延的危險。
溫度
火焰上方被隔絕的煙霧能非常容易地達到500度以上,隨著(zhù)火勢的發(fā)展。燃燒產(chǎn)生的煙霧能產(chǎn)生大量的熱輻射??扇嘉锏谋砻嬖谌紵跗诓](méi)有受熱解產(chǎn)生的煙霧影響太多。但是熱輻射會(huì )對被困者和進(jìn)入建筑物內部的消防員構成威脅。這也會(huì )使消防救援變得非常困難,甚至變得無(wú)能為力。
冷卻火焰中的高溫不僅會(huì )提高被困者的堅持時(shí)間,還會(huì )使得消防員更加快速地找到起火源頭。
使用通風(fēng)技術(shù)必須要有一定的策略
當前,最前沿的滅火策略是把通風(fēng)技術(shù)當作重要滅火技術(shù)。最關(guān)鍵的是把握時(shí)間,協(xié)調在消防用水,建筑物內部滅火和通風(fēng)技術(shù)之間的相互作用。保險商實(shí)驗室的最近一項研究表明,現代家具設備比過(guò)去的更容易點(diǎn)燃,被點(diǎn)燃所需要的時(shí)間縮短了四倍以及峰值溫度非常之高?;鹧鎸τ诳諝饬魍ǚ磻容^強烈。一旦快滅掉的火焰遇到新鮮空氣,火勢在極短的時(shí)間內會(huì )快速增加,消防員就需要在這極短的時(shí)間內快速找到火焰進(jìn)而撲滅它。
現代與傳統易燃家具設備比較,不僅峰值溫度極高,時(shí)間流逝也很快,所以必須要在很短的時(shí)間內快速找到真正燃燒的火焰。
所以要強調消防用水和空氣流通的協(xié)調,是由于火焰與空氣流通的快速反應決定的??諝饬魍ㄒ苍S可以改善建筑物內部滅火環(huán)境,但是如果消防用水被延遲,那么火勢增長(cháng)會(huì )使滅火環(huán)境變得更為糟糕。
自然通風(fēng)主要依靠火勢把煙往外排,空氣與煙霧的流動(dòng)主要是由于壓力差:流動(dòng)主要是從高壓到低壓沿著(zhù)阻力最小的路徑蔓延。
但是由于火焰產(chǎn)生的壓力差非常小,通風(fēng)效果不好且耗費時(shí)間長(cháng)。當房間著(zhù)火后,自然通風(fēng)法不會(huì )對內部滅火環(huán)境有所改善,而火焰對空氣流動(dòng)做出反應,產(chǎn)生更多煙霧。
但是PPV卻能使用一臺通風(fēng)機在建筑物內制作一個(gè)壓力差,通過(guò)增加由火焰產(chǎn)生的原有壓力差來(lái)實(shí)現。這就為現在不斷增強的消防要求,找到一種有效、持久地消除煙霧的能力。
使用PPV的優(yōu)勢
回到我們最先提出的問(wèn)題: 為什么要使用PPV?根據我們之前說(shuō)的煙霧的風(fēng)險,我們找到一些原因:
增加能見(jiàn)度
增強能見(jiàn)度就意味著(zhù)增加了內部滅火的處理速度??梢愿斓卣业綔缁鹩盟?,更快地找到逃生出口,在有求救信號的情況下更快地搜索和搶救。
增加被困者的堅持時(shí)間
PPV通風(fēng)機開(kāi)始使用,那么就會(huì )為躺在地上的被困者提供一層可呼吸的新鮮空氣。PPV能在非常短的時(shí)間內救助很多被困者。
降低溫度
代替內部炙熱空氣的新鮮空氣會(huì )極大降低內部溫度。
降低可燃物總量
發(fā)生火災的建筑物內,肯定有大量可燃物:不完全燃燒產(chǎn)物和來(lái)自可燃物熱解產(chǎn)生的可燃氣體。使用PPV通風(fēng),意味著(zhù)可燃物被吹出了建筑物,不再增加火焰熱量的釋放速度,從而降低轟然現象的發(fā)生幾率。
在濃煙彌漫的封閉環(huán)境,通常是一個(gè)視野不清楚,高溫,多煙且有毒的操作環(huán)境,深入滅火十分困難。
PPV被用作滅火是對內部滅火環(huán)境大大的改善。滅火用水可以快速地到達滅火點(diǎn)來(lái)避免火勢蔓延。概括而言,使用PPV是應對更加復雜的滅火環(huán)境的需求。
防御性PPV:隔離火焰讓危險遠離被困者
在多戶(hù)大樓中,最危險的區域是被煙霧籠罩的地方。最需要關(guān)注的煙霧籠罩的地方是走廊或者樓梯井,那些被用作住戶(hù)公共出口的地方。煙霧在那些地方比封閉空間的煙霧溫度要低,這使得自然通風(fēng)很難發(fā)揮作用。隔絕發(fā)生火災的房間,用PPV法把煙霧迅速清理出火災發(fā)生的房間,是在歐洲非常普遍的一種策略,也稱(chēng)“防御性PPV”。這種方法不僅能夠保證樓內住戶(hù)的逃生出口暢通,而且能夠確?;馂闹邪踩珔^域內搜索和救援的順利進(jìn)行
比較經(jīng)典的防御性PPV在高層大樓中?;馂膮^域被獨立開(kāi)來(lái),PPV能夠快速清理樓梯井的煙霧確保大樓內住戶(hù)有一個(gè)安全的逃生通道。
PPV能夠創(chuàng )造出一個(gè)單向流的通道
當一個(gè)PPV通風(fēng)機被放在入口大門(mén),那么所有的窗戶(hù)都可以被看著(zhù)排煙口了,“排煙口”可以把煙霧從火焰發(fā)生的地方排出建筑物,這就是所謂的單項流。消防員可以順著(zhù)通風(fēng)機的風(fēng)向安全靈活地進(jìn)入建筑物內。如果不使用PPV,那么就只能知道一條雙向流的通道。煙霧從建筑物上方飄走,空氣從下方進(jìn)入建筑物內。雙向流情況使得消防員更容易暴露在火焰煙霧中,滅火環(huán)境變得糟糕。
使用PPV的注意事項
無(wú)論使用哪些工具,技術(shù),策略,使用PPV都不是毫無(wú)風(fēng)險的。當任何試圖嘗試PPV時(shí),都要考慮一些其他因素在里面:
火勢增長(cháng)
通風(fēng)必然會(huì )帶來(lái)空氣,空氣就會(huì )導致火勢增長(cháng)。由于使用現代家居,燃燒產(chǎn)生的火焰對通風(fēng)排氣反應更為劇烈,這一點(diǎn)前面已經(jīng)做了講述。當使用PPV制造空氣流動(dòng)通道時(shí)(攻擊性PPV或者成為“正面加壓”),滅火用水必須盡快跟上,來(lái)控制火勢增長(cháng)。但是如果火焰是被隔開(kāi)的,PPV通風(fēng)機就不是對著(zhù)火焰通風(fēng)(防御性PPV),火焰并沒(méi)有得到更多空氣,火勢也就不會(huì )增長(cháng)。
火勢蔓延
在很多時(shí)候,把煙霧吹出建筑物會(huì )把易燃氣體吹到那些沒(méi)有火災的區域,這時(shí)候,會(huì )導致火勢蔓延。當空氣流動(dòng)方向沒(méi)有被PPV正確制造時(shí),煙霧被吹到了狹小的空間或者其他空間也會(huì )導致火勢蔓延。所以,在使用PPV時(shí),需要全面詳盡地評估火災現場(chǎng)。
PPV使用需要協(xié)調和訓練
火災是動(dòng)態(tài)的,PPV能夠快速改變火災發(fā)生的條件。對于通風(fēng)和滅火噴水的協(xié)調和時(shí)間是非常有必要的。對于PPV的各種使用策略,全面訓練是非常必要的。只有加強訓練,才能根據不同的火災現場(chǎng),正確、靈活運用PPV的滅火作戰策略。
作者簡(jiǎn)介:阿圖諾 阿諾里奇 城市與環(huán)境工程師,馬德里地鐵消防隊長(cháng),在訓練處做了6年處長(cháng),現在為操作處負責人。在國際消防訓練方面有比較深入的研究。參與過(guò)法國,德國,加拿大,美國和阿根廷各種項目,參加過(guò)國際消防指導工作室(IFIW)。在火災通風(fēng)技術(shù)策略的研究方面很有造詣,是PPV技術(shù)委員會(huì )成員。