戰(zhàn)術(shù)要點(diǎn)20課|第6講:火災(zāi)是怎么蔓延開的
現(xiàn)代建筑物火災(zāi)中一個(gè)重要的原則就是:火勢的大小與火場可用的氧氣成正相關(guān)??捎玫难鯕庠蕉?,火災(zāi)釋放熱能的速度就越快,火災(zāi)快速發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)也就越大。
-Derek Alkonis
火災(zāi)到底是怎么蔓延開的?火災(zāi)的蔓延速度到底由什么來決定的呢?
首先我們要知道,煙氣的流動方向就是火災(zāi)蔓延的方向,煙氣怎么流,火災(zāi)就怎么走。
所以火災(zāi)蔓延速度歸根到底就是煙氣流動的速度,也就是火對氧氣的反應(yīng)速度。它主要取決于許多因素,包括:
火災(zāi)的發(fā)展階段
火災(zāi)類型:通風(fēng)控制型or燃料控制型
進(jìn)風(fēng)口到著火部位的距離
著火部位到排煙口的距離
進(jìn)風(fēng)口和排煙口的位置、形狀、大小
煙氣流動路徑上物品或開口的類型和形狀
本期,我們就來聊聊“火災(zāi)”(煙氣)的流動路徑,首先先來看看UL的視頻:
火災(zāi)發(fā)展路徑——從高壓“流”向低壓
何為“流動路徑”?
流動路徑
英文| Flow Path
由至少一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、排煙口及連接進(jìn)風(fēng)口、排煙口之間的空間區(qū)域。
流動的方向取決于壓力差。
高溫?zé)煔鈴幕馂?zāi)區(qū)域內(nèi)的高壓區(qū)向建筑物內(nèi)外的低壓區(qū)流動。
——出自NIST
簡單的說就是在著火建筑內(nèi)高溫?zé)煔鈴臍鈮狠^高的區(qū)域流動到建筑物內(nèi)外氣壓較低所形成的路徑。
最簡單的流動路徑就是冷空氣從下方進(jìn),熱煙氣從上方出。
每個(gè)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有所不同,特別門、窗、洞口的數(shù)量和位置不盡相同,所以一個(gè)建筑屋內(nèi)的煙氣流動可能不止只有一條路徑。起火建筑內(nèi)部經(jīng)常會出現(xiàn)多條“流動路徑”。
作為消防員,了解煙氣、火焰是如何在起火建筑內(nèi)部流動及流動的路徑至關(guān)重要,因?yàn)橄绬T在火場中最危險(xiǎn)的地方之一就是火災(zāi)發(fā)生及將要發(fā)生的地方。
那么,流動路徑是怎么產(chǎn)生的呢?
火災(zāi)發(fā)生后,周圍環(huán)境溫度會不斷上升,同時(shí),燃燒會產(chǎn)生各種各樣的高溫氣體和其他燃燒產(chǎn)物(主要是熱分解產(chǎn)生的顆粒物等),我們通常稱之為煙氣。這里請大家注意,由于煙氣中飽含不完全燃燒所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w及顆粒,所以煙氣是可燃的。
雖然煙氣中有固體及氣體成分,但是這些火焰、煙氣的運(yùn)動方式與氣體較為相似。
燃燒產(chǎn)生的煙氣受熱膨脹后上升,煙氣在房間上方堆積,形成高壓區(qū)域,自然而然地通過走廊、門、窗流到室外或室內(nèi)的低壓區(qū),形成流動路徑。
當(dāng)消防員進(jìn)入建筑物內(nèi)攻滅火時(shí),火場的高溫會時(shí)使消防員的個(gè)人防護(hù)裝備溫度上升,這主要是因?yàn)闇缁鸱雷o(hù)服的吸熱作用。通常情況下,我們一般只考慮火場高溫及火焰對防護(hù)裝備的影響,而不考慮對流傳熱對防護(hù)裝備的影響。
對流傳熱
英文:Convection heat transfer
概念:流體流經(jīng)固體表面時(shí)的熱量傳遞過程
單位面積上的對流傳熱速率與溫差成正比關(guān)系
但是,如果消防員處在流動的路徑中,則會明顯感覺到對流傳熱的威力。就像吹風(fēng)機(jī)的作用一樣,當(dāng)風(fēng)速越快,對流傳熱系數(shù)會更高,熱量會更快地在防護(hù)裝備上堆積。煙氣溫度越高、速度越快,對流傳熱的熱量也就越多。
這種迅猛的熱量傳遞是導(dǎo)致消防員在流動路徑上受傷乃至殉職的主要原因。
記??!每一個(gè)開口就是一個(gè)潛在的流動路徑
以上圖為例,一棟2層住宅,一樓客廳著火,住宅內(nèi)唯一開著的窗就是客廳旁邊的1號窗,那么著火部位上方就形成了高壓區(qū),而1號窗外面就是低壓區(qū),這樣就形成了一條流動路徑。
消防員到場后,打開前門(2號門),這時(shí),又創(chuàng)造了一個(gè)低壓區(qū),熱煙氣從客廳向2號門流出。
而如果消防員貿(mào)然打開二樓的3號窗戶,則又會創(chuàng)造另一條流動路徑,而恰好消防員又是在房屋里面執(zhí)行搜救任務(wù)時(shí),那么將是相當(dāng)危險(xiǎn),這個(gè)時(shí)候跟在火爐的煙囪中工作毫無兩樣。
因?yàn)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">高溫?zé)煔庠诟×皦毫Σ畹碾p重作用下,流速會比同一平面的速度更快,可達(dá)16—32公里/小時(shí),流速越快,消防員逃生的時(shí)間就越短,因?yàn)闊崃繒杆俅┩笢缁鸱雷o(hù)裝備,造成致命傷害。
下面例子很好地說明了貿(mào)然開門、開窗的后果
消防員到場后貿(mào)然通過破拆打開二樓窗戶,一樓的火迅速蔓延到二樓,并發(fā)生轟燃
這個(gè)實(shí)驗(yàn)更為直觀,原先客廳的火在穩(wěn)定燃燒,煙氣是靠左流動,這時(shí),右邊通往室外的房門被打開,火勢迅速蔓延到門口,引燃在門口繼續(xù)的高溫?zé)煔?,形成轟燃。
我們應(yīng)該如何控制流動路徑呢?
煙氣到處流動,火苗到處亂竄,不受控制的流動路徑就是消防員的隱形殺手。
無論是從控制火勢蔓延還是從消滅火災(zāi)的角度出發(fā),我們都必須要控制煙氣的流動路徑。
那么,我們應(yīng)該怎么辦呢?
首先,我們要充分了解高溫?zé)煔饬鲃拥脑?/strong>,也就是煙氣怎么流,往哪里去,我們才能避免在流動路徑上受到傷害。
第二就是要準(zhǔn)確的偵查判斷,確?,F(xiàn)場所有的操作流程、使用的戰(zhàn)術(shù)是否會產(chǎn)生新的煙氣流動路徑,如果產(chǎn)生新的路徑會產(chǎn)生什么影響。
最后,要考慮關(guān)閉建筑物內(nèi)部的門窗,配合使用的出水滅火戰(zhàn)術(shù)來控制煙氣的流動。
有一點(diǎn)我們需要知道,門不僅僅是進(jìn)入建筑內(nèi)部的入口,同時(shí)它也是一個(gè)非常有效的通風(fēng)排煙口。
很多時(shí)候,我們只需要關(guān)閉一扇門,就可以堵截?zé)煔獾牧鲃油ǖ?/strong>。例如,搜救小組進(jìn)入房間時(shí),在開始搜索時(shí)關(guān)上門,可以切斷煙氣流動路徑,從而改善自己及被困人員的生存環(huán)境。
關(guān)于消防員如何在流動路徑中確保安全,還有如何使用“門控”等技戰(zhàn)術(shù)手段來有效控制煙氣流動路徑,在接下來的文章會陸續(xù)講到,敬請期待……