UL学习小组 | 火灾蔓延路径与排烟学习心得

 

烟火蔓延路径定义

文章中译者定义为火场内部高压区域的热烟气向火场内部和外部低压区域的蔓延流动。通过学习,这个定义是可以从两个角度来理解的:

 

一是火场烟气。火灾发生时,火场产生大量烟气和迅速的温升,着火区域有很强的热压和高浓度的烟气,此时室外烟气少,温度低,处于低压低浓度状态,此时烟气蔓延途径为火场到室外,如下图所示。

 

二是氧气浓度。火灾发生时,火场可燃物燃烧消耗室内氧气,氧气浓度降低,温度升高,室外氧气充足浓度大,温度低。根据冷热气体对流的原理,氧气从热烟气蔓延路径的下部以相反方向进入火场,为火场补充氧气和冷空气。如下图所示。

 

烟火蔓延路径在火灾当中的变化规律

在前几次学习中,我们了解到烟火蔓延路径受排烟口设置位置和起火点两者的影响非常大,分为两种组合方式:一种是排烟口和着火点很近,排烟口远离着火点。后者在不出水的情况下,在排烟后期也会发展成前者的情况,这里就直接以后者来举例了。

 

着火点烟气流向房间和室外,室内氧气大量流向着火区

                                 ↓

熄灭阶段没有明显的烟火蔓延路径(烟气震颤)

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通风阶段烟气从大门排出,氧气大量进入室内

                                 ↓

外部可见卷叠火焰,烟火蔓延路径不变(轰然危险)

                                 ↓

全面燃烧,烟火蔓延路径不变

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增设通风排烟口,烟火蔓延路径可如下图所示


位于烟火蔓延路径的可燃物被引燃,第三发展阶段,客厅和着火房间着火,但着火房间火势减小(氧气无法输送到)

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火势突破窗口,打通各个房间的烟火蔓延路径,进入全面燃烧(轰然危险)

                                 ↓

射水阶段,热烟气产生被抑制,大量冷空气再次涌入火场

 

 

几点重要结论

1

热烟气和空气不是割裂的,两者在烟火蔓延路径是共存的。

这意味着在打开房门后空气就会与热烟气混合,只要氧气含量达到可燃物的要求,就会发生“明火”(文章里的“showing fire”)。所以说要掌握进入火场的位置。

 

2

一个注意,两个预警。

 一个注意是指火场中的“烟气震颤”现象,这时候是火场对氧气极度“饥渴”的状态,烟气和氧气在一些狭窄的缝隙排出。这时候冒然打开房门是很危险的。

 

两个预警是指对通风诱导性轰然和回燃的预警。

 

我们到达火场后,大多数时候已经过了第一次轰然阶段,正是火场的饥渴阶段,若采取上文中的排烟战术,会促使火场热释放速率迅速上升,若控制不得当会发生轰然,实际中应注意有没发生烟气层的剧烈翻滚,有的话就是轰然发生的前兆了。

 

另一点就是回燃,这个其实和通风诱导性轰然差不多,但是是针对密闭性较好的火场而且爆燃产生的热量没有轰然高,但是产生的冲击波危害较大,其也是因为氧气突然大量进入引起的。

 

3

尽量不要在烟气蔓延路径上作业

纵观多年的案例,我们不乏有消防员因灭火时退路被火势封锁而引发的悲剧。有时我们可能极力与想灭掉眼前火而忽视了头顶上翻腾而过的热烟气,特别是一些有顶棚的建筑,不知不觉却“四面楚歌”了。

因此要尽量避免在这些危险的区域作业,而且一定要有水枪的掩护。

 

 

关于排烟时机的战术思考

消防队出警由于各辖区中队的情况不同,中队到达火场的时间不同,那么火场的发展阶段自然就不同。

 

有的处于第一发展阶段,有的处于通风受限阶段,有的处于全面发展阶段等等,所以如何采取排烟战术来改善火场条件非常重要。

 

在前文的学习中,我们已经知道不同时机地采取排烟战术都会对火场产生不同程度的影响。

 

1

火场处于通风受限阶段

此时火场已经燃烧的燃烧物较少,可以进行通风排烟,并且相对安全,但是如果不加以水枪控制,2min钟后火场环境将会发生恶化。

 

此时应采取排烟和水枪控制协同的战术。

 

2

 火场处于发展阶段

此时火场温度高,热烟气充足,空气由于热对流开始加速进入,此时若立刻采取排烟战术会立马加速火场环境的恶化。

 

应当在现场控制力量充足后,并且是控制火势后再采取排烟战术。

 

3

 火场的排烟口远离着火点

到达火场后若在远离火场采取排烟,由于远离着火点,烟气蔓延速度慢,可以降低进入着火点的氧气,缓解着火区的火势扩大,提高着火点的能见度,便于暴露着火点。但是非常重要的一点是应注意先清理烟火蔓延路径的可燃物,降低作业环境的危险程度。

 

 

此时采取的战术应当是先控制烟火蔓延路径上的可燃物,再远离着火点排烟同时协同水枪控制。

 

4

火场的排烟口靠近着火点

排烟口位于着火点上方,从前文所讲烟火蔓延路径的认知中,我们知道,此时氧气和烟气都会蓄集到着火点附近并排除,这样子排烟是很快的,但同时带来的大量氧气也是迅速的加剧火势恶化。

 

采取的战术应当是水枪压制着火点,同时排烟。

 

5

火场的排烟口位置较高

排烟口位置高,中性面就高,这样进入火场的空气就会增多。


 

 


此时采取的战术应当是先做好射水准备,再进行排烟和协同的水枪控制。

 

6

 火场的排烟口数量设置较多

排烟口的数量增多可以加速火场烟气的排出,同时也可以增加进入火场的空气量,改善火场环境,但是火场的烟火蔓延路径会变得复杂,烟气流散的方向变多,引燃路径上的可燃物的机会增大,水枪的控制压力加大。而且破拆的位置较多,支撑结构更加需要保护好。

此时应当采取的战术是先做好水枪对烟火路径上的可燃物控制以及承重结构的保护,在进行排烟。

 

 

总结

通过这阶段的学习我认为有几个原则一定要把握的:

 

(1)一定要排烟和水枪协同,灵活选择排烟时机;

 

(2)一定要了解火场极端现象发生的前兆和条件,不要冒然排烟;

 

(3)一定要确保消防员作业环境的安全,确保来路是可退的。