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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(kuò)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(gòu)成威脅。

不僅如此,煙霧的毒性還會對消防員的生命構(gòu)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(fēng)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?dǎo)致消防員失去最有用的感官——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(dá)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(dāng)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(dá)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??扇嘉锏谋砻嬖谌紵跗诓]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(jìn)入建筑物內(nèi)部的消防員構(gòu)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(fēng)技術(shù)必須要有一定的策略

當(dāng)前,最前沿的滅火策略是把通風(fēng)技術(shù)當(dāng)作重要滅火技術(shù)。最關(guān)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(fēng)技術(shù)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(shè)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?;鹧鎸τ诳諝饬魍ǚ磻?yīng)比較強(qiáng)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(jìn)而撲滅它。

現(xiàn)代與傳統(tǒng)易燃家具設(shè)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(qiáng)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(yīng)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(fēng)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(fēng)效果不好且耗費(fèi)時間長。當(dāng)房間著火后,自然通風(fēng)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(yīng),產(chǎn)生更多煙霧。

但是PPV卻能使用一臺通風(fēng)機(jī)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(qiáng)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(fēng)險,我們找到一些原因:

增加能見度

   增強(qiáng)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(fēng)機(jī)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(zāi)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?xì)怏w。使用PPV通風(fēng),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(dá)滅火點來避免火勢蔓延。概括而言,使用PPV是應(yīng)對更加復(fù)雜的滅火環(huán)境的需求。

 

防御性PPV:隔離火焰讓危險遠(yuǎn)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(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(zāi)的房間,用PPV法把煙霧迅速清理出火災(zāi)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,而且能夠確保火災(zāi)中安全區(qū)域內(nèi)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?zāi)區(qū)域被獨(dú)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(dāng)一個PPV通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的風(fēng)向安全靈活地進(jìn)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(jìn)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(shù),策略,使用PPV都不是毫無風(fēng)險的。當(dāng)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(fēng)必然會帶來空氣,空氣就會導(dǎo)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(fēng)排氣反應(yīng)更為劇烈,這一點前面已經(jīng)做了講述。當(dāng)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(fēng)機(jī)就不是對著火焰通風(fēng)(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?xì)怏w吹到那些沒有火災(zāi)的區(qū)域,這時候,會導(dǎo)致火勢蔓延。當(dāng)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(dǎo)致火勢蔓延。所以,在使用PPV時,需要全面詳盡地評估火災(zāi)現(xiàn)場。

PPV使用需要協(xié)調(diào)和訓(xùn)練

    火災(zāi)是動態(tài)的,PPV能夠快速改變火災(zāi)發(fā)生的條件。對于通風(fēng)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(xùn)練是非常必要的。只有加強(qiáng)訓(xùn)練,才能根據(jù)不同的火災(zāi)現(xiàn)場,正確、靈活運(yùn)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(xùn)練處做了6年處長,現(xiàn)在為操作處負(fù)責(zé)人。在國際消防訓(xùn)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(dǎo)工作室(IFIW)。在火災(zāi)通風(fēng)技術(shù)策略的研究方面很有造詣,是PPV技術(shù)委員會成員。