【一句话】
夏季高温时,烟气向下散
【一句话作战智慧原文】
夏季室内温度低于室外时,应考虑“逆烟囱效应”,防止出现烟气沿楼梯井向下扩散的情况。应关闭或封堵位于高处的进气口,或通过着火层以下楼层的正压送风为楼梯间增压。
【专业解读】
2011年7月28日,造成消防员1死9伤的北卡罗来纳州多层医院大楼火灾现场,烟气在“逆烟囱效应”的作用下,从着火的六层倒灌向一层,消防员不得不从一层就开始消耗空呼器气瓶里的空气。如果烟气不是向下扩散,按照常理,他们可以在进入着火层前再开始给面罩供气。当消防员徒步攀登到着火层后,气瓶里的空气所剩无几。作战中,戴着空呼面罩的队长呕吐,摘下面罩后吸入有毒烟气。一氧化碳中毒后,神志不清的队长不自觉地朝着危险方向走去,不幸殉职,另外9名消防员不同程度受伤[3.33]。
(1)烟气向下扩散的火场容易出现的问题
对逆烟囱效应认识不足,可降低灭火救援效率,增大人员伤亡危险,尤其是在高层建筑火灾扑救中,容易在建筑消防设施应用、人员安全管控、内外协同配合和装备集结供应等方面出现问题。
①建筑消防设施的问题。建筑消防设施可改变火灾发展的走向,使用不当反而增大灭火救援难度。
防烟系统。防烟楼梯间前室风机的设计初衷,是通过对前室增压防止烟气进入,为楼梯间的安全疏散创造无烟环境。要实现这个目的,楼梯间的防火门必须保持关闭。但现实往往是楼梯间防火门被打开,烟气通过走廊进入楼梯间(图 3.33 ),防烟风机加剧烟气湍流扩散。
图3.33 烟气通过未关闭的防火门进入楼梯间
消防电梯。喷淋洒水或消防员灭火射水,使着火层的水无法及时通过地漏排出,大量水通过走廊流向电梯前室及楼梯间,使电梯发生故障。进水的电梯如果不及时停用,可能在使用过程中将轿厢停靠在着火层或着火层以上,将人员困在烟气快速流动的井道中。
应急广播系统。由于火场逃生知识不足,盲目逃生造成人员伤亡的情况屡见不鲜。发生火灾后,应急广播自动播放提前录制好的疏散指导音频,往往缺乏针对性。消防部门如果不能利用好应急广播,对不同区域被困人员进行差异化引导,可能使一些被困暴露在不必要的风险中,也可能出现疏散与进攻共用一部楼梯带来的混乱。
自动喷水灭火系统。“以固为主、固移结合”是建筑消防设施在灭火救援中的应用原则。人们通常认为喷淋洒水有利于扑灭火势,可在灭火救援过程中,有些场合却需要局部关闭喷淋,如火势未蔓延到的相邻区域。喷淋可将烟气往下推动,造成烟气紊乱从而失去中性面,冷却也使热成像仪无法快速找到热源。
②人员安全管控的问题。由于烟气倒灌到建筑首层,消防员从进入着火建筑时,就需开始消耗气瓶里的空气,加上携带装备徒步登楼,到达着火层后,余下的空气量往往不能满足正常的灭火救援需要。通常设置在着火层下两层楼梯间处的装备集结区,也因为楼梯间内充满烟雾而变得不安全。安全员对人数的清点、空呼气使用时长提醒、烟火特性监测等方面的作用发挥,也因其自身处在烟雾环境中而大打折扣。
③内外协同配合的问题。从着火建筑外使用举高车水炮向着火建筑内射水,属于防御行动。消防员进入着火建筑内开展灭火救援,则属于进攻模式。如果二者同时使用就出现了“攻防矛盾”,属于指挥层面上的失误。水炮的流量大,夹带的空气量也大,当它射向着火房间时,可将烟气、热量、蒸汽或火焰推向建筑内部,将内攻消防员人为地暴露在更加危险的环境中。正确的做法是使用水炮前,先将内攻消防员撤离到楼梯间或相邻房间等相对安全的区域,待水炮停止射水后再由内攻消防员扑灭残余的火势。
(2)逆烟囱效应的预判
“高高低低时,烟囱效应强”是正逆烟囱效应的速判口诀。气温较低、着火楼层较低时,正烟囱效应明显;气温较高、着火楼层较高时,逆烟囱效应明显。
(3)应对逆烟囱效应火场的重点
让烟气沿着预期的路径排出着火建筑,是火灾动力学中“流动路径”概念的实战应用,也是“战术通风”的主要目标之一。
①关门。有经验的指挥员在接到扑救高层建筑火灾的命令时,会将第一时间关闭楼梯间防火门作为首要的战术考虑。在出警途中通知大楼物业单位关闭防火门,到场后派员确认防火门关闭情况。当着火层位置较高且气温较高时,关闭或封堵位于高处的进气口,或通过着火层以下楼层的正压送风为楼梯间增压,则是应对“逆烟囱效应”的重要措施。
②挡水。即使是消防电梯,进水也可使电梯发生故障。出现逆烟囱效应的高层建筑火场,着火层都处于较高的楼层,徒步携装登楼将耗费消防员的大量体能,保护电梯则可有效解决这个问题。吸水膨胀砂袋轻便易携带,到场后应尽快在电梯前构筑挡水堤,防止灭火用水进入电梯。
(灭火救援“一句话”作战智慧战术通风篇-第3.33条,校对:Andy、许指导)
【参考文献】
[3.33]Bowyer M E., Miles S.A Career Captain Dies and 9 Fire Fighters injured in a Multistory Medical Building Fire—North Carolina[EB/OL].(2012-09-27).https://www.cdc.gov/niosh/fire/reports/face201118.html.
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