極端火災(zāi)現(xiàn)象(下)
上一篇文章我們談完這三種極端火災(zāi)現(xiàn)象后,下面我們來說說目前我們還不了解,還較為陌生的極端火災(zāi)現(xiàn)象:風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下的火災(zāi)。
風(fēng)驅(qū)火的定義
通常在高層建筑火災(zāi)中,外部風(fēng)勢吹入火場,火場內(nèi)部情況和煙火的蔓延路徑被風(fēng)力突然改變,形成“噴燈效應(yīng)”。
風(fēng)驅(qū)火(wind-driven fire)
通常發(fā)生的高層建筑,但普通單層建筑、多層建筑也有可能發(fā)生風(fēng)驅(qū)火現(xiàn)象。
局統(tǒng)計(jì),從1980年至2008年,記錄在案的風(fēng)驅(qū)火現(xiàn)象一共有14起,共傷亡151人,平均每起風(fēng)驅(qū)火火災(zāi)傷亡10.78人,平均每期風(fēng)驅(qū)火火災(zāi)消防員傷亡6.21人,消防員犧牲率高達(dá)35.7%。差不多每10起火災(zāi)就有3名消防員犧牲。
2014年,上海某起火災(zāi)也存在風(fēng)驅(qū)火現(xiàn)象,導(dǎo)致2名消防員墜樓身亡。
無獨(dú)有偶,在美國芝加哥也有發(fā)生消防員墜樓事件,由于風(fēng)驅(qū)火。
同樣,在美國,單層建筑也有發(fā)生風(fēng)驅(qū)火造成消防員犧牲的案例。
美國德克薩斯州的一座豪宅發(fā)生火災(zāi)
向的地方為玻璃采光罩,火災(zāi)中,玻璃破裂以后,整個(gè)建筑受風(fēng)驅(qū)火影響,導(dǎo)致2名消防員犧牲。
右邊黃色箭頭所指的位置為消防員進(jìn)入建筑的地方,同時(shí)也是下風(fēng)方向。圖中,顯示了兩名消防員犧牲的位置。
風(fēng)驅(qū)火后整個(gè)室內(nèi)的溫度變化
在2分53秒的時(shí)候,上風(fēng)方向的玻璃采光罩破裂,大風(fēng)進(jìn)入室內(nèi),迫使整個(gè)煙火蔓延的路徑發(fā)生改變,所有的熱量積聚到下風(fēng)方向,導(dǎo)致消防員犧牲。
風(fēng)驅(qū)火的危害性
風(fēng)速大于10-15m/s,便可能形成“風(fēng)驅(qū)火”現(xiàn)象。在風(fēng)力作用下,大量空氣進(jìn)入火場,火場燃燒更加劇烈,溫度迅速升高?;饒鰞?nèi)部的煙火蔓延路徑被風(fēng)力改變,門窗等排煙口噴射出高溫濃煙和火焰。在“風(fēng)驅(qū)火”現(xiàn)象下,貿(mào)然破拆防盜門,大量煙火會(huì)瞬間噴射進(jìn)入樓梯間內(nèi)。
即便當(dāng)你預(yù)判到了“風(fēng)驅(qū)火”現(xiàn)象,在滅火戰(zhàn)術(shù)上,你能做的也不多。我為什么說即便預(yù)判到風(fēng)驅(qū)火現(xiàn)象,在滅火戰(zhàn)術(shù)上能做的也不多?
風(fēng)驅(qū)火真火模擬測試
下面我們來看一個(gè)美國的真火模擬實(shí)驗(yàn)。
NIST,在7層樓建筑類開展了一系列風(fēng)驅(qū)火實(shí)驗(yàn)
通過外部架設(shè)大尺寸排煙機(jī)模擬風(fēng)力。
對煙氣的控制進(jìn)行了三組測試:
(1)在樓梯間內(nèi)布置移動(dòng)式排煙機(jī);
(2)封堵排煙口;
(3)從樓層下部往上部射水。
1. 在樓梯間內(nèi)布置移動(dòng)式排煙機(jī)
目的是增強(qiáng)樓梯間內(nèi)的正壓,使煙氣盡可能不到樓梯間去,避免高溫?zé)煔鈱ο绬T的傷害。
第二組測試是在排煙口上進(jìn)行封堵,減少風(fēng)力對火場的影響。
往上部射水
第三組測試是利用改良的水槍,從樓層下部往上部射水。
測試結(jié)論:
使用鼓風(fēng)機(jī)可以一定程度上改善樓梯間充煙情況(效果不明顯);
使用“防風(fēng)毯”封堵進(jìn)風(fēng)窗口,效果較好,2分鐘內(nèi)大部分區(qū)域溫度下降超過50%,被風(fēng)力擾亂的蔓延路徑恢復(fù)正常;
外部射水效果明顯,射水用量470~750L,大部分區(qū)域溫度下降超過50%。
幾點(diǎn)建議:
在進(jìn)行偵查時(shí)要考慮風(fēng)的因素,當(dāng)判斷著火區(qū)域存在“風(fēng)驅(qū)火”現(xiàn)象時(shí),及時(shí)告訴參戰(zhàn)官兵,明確撤退路線和安全區(qū)域;
優(yōu)先考慮從上風(fēng)方向,外部射水進(jìn)攻;
不要盲目破拆門窗,破拆時(shí)不要正對排煙口,同時(shí)進(jìn)行射水保護(hù)。
到目前為止,極端火災(zāi)現(xiàn)象便講完了。
美國前沿作戰(zhàn)理念
下面結(jié)合案例,我們談?wù)劽绹囊恍┣把刈鲬?zhàn)理念。
1.煙火蔓延的路徑控制戰(zhàn)術(shù)
其根本的做法便是通過控制門窗、控制排煙、減緩室內(nèi)氧氣含量。
內(nèi)攻,內(nèi)攻人員進(jìn)入室內(nèi)以后,將房門盡可能的關(guān)閉,減少空氣進(jìn)入室內(nèi)的量,減緩火勢蔓延發(fā)展的速度。
在這個(gè)視頻中,消防員在起火建筑室外,但門是打開的,很短時(shí)間內(nèi)火勢便突破房門,且房間內(nèi)達(dá)到轟燃狀態(tài)。
樣,由于房門打開,2分鐘內(nèi),室內(nèi)發(fā)生轟燃,火勢擴(kuò)大,救援失敗。
這個(gè)視頻中,大家可以觀察,房門控制(減少開啟量)和打開房門后,火勢蔓延發(fā)展的效果。
上圖是對于單層住宅和雙層住宅的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),大家可以對比一下。
關(guān)閉房門后,火場內(nèi)外的明顯不同。
這是前年的一個(gè)視頻,一個(gè)正在裝修的住宅發(fā)生火災(zāi),消防員到達(dá)起火樓層后發(fā)現(xiàn)室內(nèi)消火栓沒水,便獨(dú)自一人進(jìn)入起火建筑。從視頻中我個(gè)人推斷,消防員所在的房間可能是臥室或者書房。在這起案例中,我們不討論消防員在獨(dú)自一人進(jìn)入火場,在沒水槍掩護(hù)的情況下進(jìn)入火場是否妥當(dāng)。
我們結(jié)合火災(zāi)特性談?wù)勔粋€(gè)單層的室內(nèi)火災(zāi),煙火的蔓延路徑是起火點(diǎn)的煙氣往排煙口排出,火勢會(huì)從起火點(diǎn)燒到排煙口。
煙如何流動(dòng),火便怎么燒
因此,視頻中消防員正處于煙火蔓延的路徑之上,這是極端危險(xiǎn)的。相當(dāng)于消防員頂著火前進(jìn),而且還沒水槍掩護(hù),火一定會(huì)燒到你,你還前進(jìn),這不是勇敢。
美國消防有一個(gè)戰(zhàn)術(shù)叫VEIS,V(vent通風(fēng)排煙)--E(enter 進(jìn)入)--I(isolate隔離)--S(search搜救)。
這個(gè)戰(zhàn)術(shù)的第三條就是在進(jìn)入房間后,將房門關(guān)閉,隔離起火點(diǎn)與消防員所在的安全區(qū)域。
如果當(dāng)初,消防員進(jìn)入視頻中的房間后,第一件事情是關(guān)閉房門,火勢便很難蔓延過來,他便有足夠的時(shí)間等待其他消防員的支援,而且不會(huì)燒傷,不會(huì)采取如此極端的方式自救。
在上面圖片中,左側(cè),白天的時(shí)候,二樓發(fā)生燃燒,大家注意二樓的窗戶破損,有空氣進(jìn)入因此發(fā)生了燃燒。但白天,三樓沒火,因?yàn)槿龢堑拇皯魶]有破損,沒有空氣流動(dòng),沒有煙氣流動(dòng),因此三樓沒有火。
右邊晚上的時(shí)候,三樓發(fā)生了燃燒,因?yàn)榇皯羝屏蚜?,空氣進(jìn)入室內(nèi),火勢燃燒、蔓延。
重點(diǎn)是這張圖,火災(zāi)發(fā)生的初期,頂樓的幾個(gè)大型采光棚被燒毀,大量的煙氣從采光棚這里排出。
這是一個(gè)多層建筑,樓下有多個(gè)通向室內(nèi)的通道。而且當(dāng)天風(fēng)勢較大,大量的空氣,從建筑底部進(jìn)入室內(nèi),單向煙火蔓延路徑形成了,下部的通風(fēng)口主要負(fù)責(zé)吸入空氣,上部的排煙口(采光棚)主要負(fù)責(zé)排出煙氣,煙如何流動(dòng),火怎么燒。因此很快火勢便擴(kuò)大了。
如果,我們換一種思路,大家來討論一下:
(1)能不能對建筑下部的通風(fēng)口進(jìn)行封堵,減少空氣進(jìn)入室內(nèi)的量。
(2)能不能用加油站配備的那種防火毯對采光棚進(jìn)行覆蓋,改變煙火的流動(dòng)路徑。
同時(shí),在防火毯周圍設(shè)置水槍冷卻保護(hù)防火毯不被燒壞。
(3)能不能在采光棚周圍設(shè)置10個(gè)、8個(gè)高倍數(shù)泡沫發(fā)生器,往室內(nèi)進(jìn)行覆蓋、封閉滅火。
(4)能不能設(shè)計(jì)一種可以在任意墻面進(jìn)行固定的移動(dòng)水炮,使水炮能夠架設(shè)在采光棚周圍從上往下射水(美國TFT水炮有一款可以實(shí)現(xiàn))。
2.過渡性進(jìn)攻理念
再談?wù)劽绹倪^渡性進(jìn)攻理念。
所謂過渡性進(jìn)攻,就是發(fā)生火災(zāi)后,先不內(nèi)攻滅火,先外攻射水,壓制火勢,降低室內(nèi)溫度,為消防員創(chuàng)造一個(gè)安全的內(nèi)攻環(huán)境,再進(jìn)行內(nèi)攻滅火。
這個(gè)視頻就是一個(gè)典型的過渡性進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)。
同時(shí)上一張圖中,消防員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),外部射水會(huì)使整個(gè)火場的溫度下降。注意是整個(gè)火場。上圖中溫度唯一沒有下降的房間因?yàn)樗姆块T關(guān)閉了,它外面的情況與它無關(guān)。
樣,地下室發(fā)生火災(zāi),外部射水,整個(gè)火場溫度下降。那么一說到外部射水,很多人都會(huì)說,外部射水會(huì)把火往室內(nèi)趕,加劇火勢蔓延。美國消防員以前也這樣認(rèn)為,通過UL實(shí)驗(yàn)室的大量真火模擬實(shí)驗(yàn),美國消防員基本上不再認(rèn)為外部射水會(huì)趕火了。
這是一個(gè)日本的視頻,消防員外部射水,大家注意觀察,射水后,火勢依然往室外蔓延,往陽臺(tái)方向蔓延。
大家思考一下前兩篇我們說的,煙火的蔓延路徑,射水真能改變火勢蔓延的方向嗎?
客觀的來說:能。但又不能。我們來看一個(gè)視頻。
視頻中,消防員用直流水槍射水,煙火蔓延軌跡均無明顯變化。但用開花射水以后,可以明顯感覺到煙氣蔓延路徑被改變,存在“趕火”的現(xiàn)象。
結(jié)論是,水本身并不會(huì)“趕火”,噴霧水產(chǎn)生的“趕火”效應(yīng)是因?yàn)?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; background-color: rgb(255, 76, 0);">噴霧的射流形式會(huì)帶入大量空氣,擾亂煙火的“蔓延路徑”。
這張圖中,直流射水帶入的空氣量是25m³/min;直流射水加O形狀繞動(dòng)帶入的空氣量是104m³/min;開花水槍是158m³/min;開花水加O形繞動(dòng),是245m³/min,相當(dāng)于排煙機(jī)正壓送風(fēng)的空氣量。
根據(jù)今年UL最新發(fā)表的論文,固定不動(dòng)的直流水槍對準(zhǔn)室內(nèi)的天花板射水,帶入的空氣量最少可以忽略不計(jì),同時(shí)水流撞擊天花板形成的小水珠可以覆蓋整個(gè)房間。
這是外部射水最有效的一種方式。上面兩個(gè)前沿作戰(zhàn)理念,橙色救援將在后期的文章中做詳細(xì)介紹!請持續(xù)關(guān)注橙色救援微信公眾平臺(tái)!
同時(shí),我們也得出一個(gè)結(jié)論:外部射水控火,應(yīng)盡量使用直流水,也可根據(jù)火場情況進(jìn)行調(diào)整(例如堵截火勢時(shí),用噴霧水,擾亂蔓延路徑,防止火勢擴(kuò)大)。視頻15(點(diǎn)擊此處觀看視頻)