煙霧的危險性和通風排煙的策略分析
煙霧的危險性
火焰從建筑物的窗口涌出來會立刻吸引消防員的注意,但似乎覺得危險性不大。只是我們得清楚,危險并非只有火焰或者熱輻射才能引起。事實上,煙(燃燒產(chǎn)生的氣體)也有可能成為一個危險的敵人。煙霧能很快蔓延至整個建筑物,它是那樣的致命,卻又無聲無息,能把危險從源頭迅速擴散開來。
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%)就會對生命健康構成威脅。
不僅如此,煙霧的毒性還會對消防員的生命構成威脅。所以,把煙霧快速從建筑物內(nèi)部排出去,不僅會增加被困者的堅持時間,還會增加消防員的安全。
可視性
隨著火勢發(fā)展,封閉空間中的氧氣會被消耗光,煙霧逐漸會彌漫在空氣上層。還有一點,火勢不可能在缺乏氧氣的情況下,繼續(xù)燃燒下去。熱量傳播的速度會受限于通風口,而且火勢也會被空氣流動所控制。
空氣流動會控制火勢也會產(chǎn)生大量不完全燃燒物,絕大多數(shù)變成煙灰??諝庵锌梢姸认陆抵苯訉е孪绬T失去最有用的感官——視角。聽覺和觸覺的下降也增加了危險性。祛除煙霧能重新獲得視線,使消防員快速找到起火地點。
可燃物
上文提到過,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)只需要一點空氣(氧氣)加熱就可以輕松達到燃點。因而煙霧蔓延意味著火勢就有可能蔓延,因為燃料和空氣這兩個條件很容易做到。
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,隨著火勢的發(fā)展。燃燒產(chǎn)生的煙霧能產(chǎn)生大量的熱輻射。可燃物的表面在燃燒初期并沒有受熱解產(chǎn)生的煙霧影響太多。但是熱輻射會對被困者和進入建筑物內(nèi)部的消防員構成威脅。這也會使消防救援變得非常困難,甚至變得無能為力。
冷卻火焰中的高溫不僅會提高被困者的堅持時間,還會使得消防員更加快速地找到起火源頭。
使用通風技術必須要有一定的策略
當前,最前沿的滅火策略是把通風技術當作重要滅火技術。最關鍵的是把握時間,協(xié)調(diào)在消防用水,建筑物內(nèi)部滅火和通風技術之間的相互作用。保險商實驗室的最近一項研究表明,現(xiàn)代家具設備比過去的更容易點燃,被點燃所需要的時間縮短了四倍以及峰值溫度非常之高。火焰對于空氣流通反應比較強烈。一旦快滅掉的火焰遇到新鮮空氣,火勢在極短的時間內(nèi)會快速增加,消防員就需要在這極短的時間內(nèi)快速找到火焰進而撲滅它。
現(xiàn)代與傳統(tǒng)易燃家具設備比較,不僅峰值溫度極高,時間流逝也很快,所以必須要在很短的時間內(nèi)快速找到真正燃燒的火焰。
所以要強調(diào)消防用水和空氣流通的協(xié)調(diào),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(nèi)部滅火環(huán)境,但是如果消防用水被延遲,那么火勢增長會使滅火環(huán)境變得更為糟糕。
自然通風主要依靠火勢把煙往外排,空氣與煙霧的流動主要是由于壓力差:流動主要是從高壓到低壓沿著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,通風效果不好且耗費時間長。當房間著火后,自然通風法不會對內(nèi)部滅火環(huán)境有所改善,而火焰對空氣流動做出反應,產(chǎn)生更多煙霧。
但是PPV卻能使用一臺通風機在建筑物內(nèi)制作一個壓力差,通過增加由火焰產(chǎn)生的原有壓力差來實現(xiàn)。這就為現(xiàn)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題: 為什么要使用PPV?根據(jù)我們之前說的煙霧的風險,我們找到一些原因:
增加能見度
增強能見度就意味著增加了內(nèi)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間
PPV通風機開始使用,那么就會為躺在地上的被困者提供一層可呼吸的新鮮空氣。PPV能在非常短的時間內(nèi)救助很多被困者。
降低溫度
代替內(nèi)部炙熱空氣的新鮮空氣會極大降低內(nèi)部溫度。
降低可燃物總量
發(fā)生火災的建筑物內(nèi),肯定有大量可燃物:不完全燃燒產(chǎn)物和來自可燃物熱解產(chǎn)生的可燃氣體。使用PPV通風,意味著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(xiàn)象的發(fā)生幾率。
在濃煙彌漫的封閉環(huán)境,通常是一個視野不清楚,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(nèi)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來避免火勢蔓延。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
在多戶大樓中,最危險的區(qū)域是被煙霧籠罩的地方。最需要關注的煙霧籠罩的地方是走廊或者樓梯井,那些被用作住戶公共出口的地方。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“防御性PPV”。這種方法不僅能夠保證樓內(nèi)住戶的逃生出口暢通,而且能夠確?;馂闹邪踩珔^(qū)域內(nèi)搜索和救援的順利進行
比較經(jīng)典的防御性PPV在高層大樓中?;馂膮^(qū)域被獨立開來,PPV能夠快速清理樓梯井的煙霧確保大樓內(nèi)住戶有一個安全的逃生通道。
PPV能夠創(chuàng)造出一個單向流的通道
當一個PPV通風機被放在入口大門,那么所有的窗戶都可以被看著排煙口了,“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。消防員可以順著通風機的風向安全靈活地進入建筑物內(nèi)。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,空氣從下方進入建筑物內(nèi)。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
無論使用哪些工具,技術,策略,使用PPV都不是毫無風險的。當任何試圖嘗試PPV時,都要考慮一些其他因素在里面:
火勢增長
通風必然會帶來空氣,空氣就會導致火勢增長。由于使用現(xiàn)代家居,燃燒產(chǎn)生的火焰對通風排氣反應更為劇烈,這一點前面已經(jīng)做了講述。當使用PPV制造空氣流動通道時(攻擊性PPV或者成為“正面加壓”),滅火用水必須盡快跟上,來控制火勢增長。但是如果火焰是被隔開的,PPV通風機就不是對著火焰通風(防御性PPV),火焰并沒有得到更多空氣,火勢也就不會增長。
火勢蔓延
在很多時候,把煙霧吹出建筑物會把易燃氣體吹到那些沒有火災的區(qū)域,這時候,會導致火勢蔓延。當空氣流動方向沒有被PPV正確制造時,煙霧被吹到了狹小的空間或者其他空間也會導致火勢蔓延。所以,在使用PPV時,需要全面詳盡地評估火災現(xiàn)場。
PPV使用需要協(xié)調(diào)和訓練
火災是動態(tài)的,PPV能夠快速改變火災發(fā)生的條件。對于通風和滅火噴水的協(xié)調(diào)和時間是非常有必要的。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(jù)不同的火災現(xiàn)場,正確、靈活運用PPV的滅火作戰(zhàn)策略。
作者簡介: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,在訓練處做了6年處長,現(xiàn)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。參與過法國,德國,加拿大,美國和阿根廷各種項目,參加過國際消防指導工作室(IFIW)。在火災通風技術策略的研究方面很有造詣,是PPV技術委員會成員。