風驅火,對消防員的威脅到底有多大?
消防部門歷來講究傳統,趨勢就是過去怎么干的、眼下就怎么干。這種以經驗為導向的方法是消防部門做事的核心理念,也是力量源泉。
缺點同樣不容小覷,這種方法限制了我們的發展,除非有事故或事件倒逼我們去適應新的情況。
一些較為罕見的火災特性,如火勢迅速惡化,是造成消防員因公殉職的重要原因。
因為大多數消防部門很少或從來都沒有直面這樣一個現實——我們對某些火災特性缺乏了解。
因循守舊,使得我們很少從那些致命的事故當中去學習,也不知道如何去避免傷亡事故的發生。
“不保持傳統,就無法從過去學習;不打破傳統,就無法從今天學習。”
世界上一些大城市的消防部門火災數量龐大,因此更加經常遇到一些特定的火災現象。
上世紀90年代,紐約消防部門就在大量類似的事故中出現了數起消防員犧牲事件。
戰術
單元房火災的標準戰術
全世界撲救單元房火災的戰略和戰術幾乎都是類似的:
內攻小組沿樓梯或乘坐電梯到達著火樓層的下一層或下兩層,連接室內消火栓開始滅火。
這樣他們就可以爬上樓梯、穿過著火樓層的走廊,靠近起火單元房的門口,進門開展滅火作業,既簡便,又高效。
潛意識當中,樓梯和單元房的門能夠在火災中抗燒足夠長的時間,可以使得第一小組進入單元房的門。
在這種情況下,消防員在進攻前,受到防火門的保護。當房門被打開的時候,他們就可以射水將火“推”出室內。
案例
消防員犧牲案例
據報道,1998年12月18日,紐約萬達利亞大道一棟大樓的10層發生了火災。
消防隊員到場后,看到單元房里有橙色的火光,立即展開行動,并找到了通往著火樓層的路線。他們頂著高溫與濃煙,到達單元房,打開房門展開進攻。
但很快消防員就被火焰包圍了。他們只能發出求救信號,卻無法從濃煙烈火中逃脫。
由于走道的溫度太高,營救被困消防員的努力無法開展,導致救援小組無法離開樓梯間。事后調查發現,單元房的正面受到了強風的影響(風力高達40km/h)
圖1 10層平面圖(攝影:Dan Madrykowski)
風驅火
什么叫做風驅火
在這場火災之前和之后的幾年時間里,紐約發生了數起類似的火災。每次單元房發生火災時,建筑都會受到強風的影響。傳統的滅火戰術和戰略往往造成初戰人員傷亡。
在紐約消防部門內部,開始有人思考與這些犧牲有關的問題。有沒有更好的方法來撲救這類火災呢?他們同美國國家標準和技術研究所的兩名工程師進行了接觸,該研究所正在研究火災特性。
①實驗室測試
實驗室測試——測試場景搭建
在國家標準與技術研究所的實驗室里,他們重建了一個全尺寸的單元房,布置了普通單元房內所有的家具。單元房在走廊上,這種情況同萬達利亞大道那次火災的情況是完全一致的。
他們從沼澤地的船上拿來一臺大風機,這樣便可以模擬出正確的風量。這種結構分別在有風和無風的條件下燒了8次,測試了幾種新的戰術。
實驗室測試——測試結果
很明顯,火災一開始發展的很快。窗戶破裂后,大量氧氣涌入火場。這場火的問題是熱煙氣的排出。由于過量的熱煙氣,單元房內部壓力上升「天地運行有固定模式,火災發展也有規律可循」。
單元房內部的壓力和風對面的壓力保持相對平衡。
換句話說,由于風的作用,火災僅局限于室內燃燒。
如果單元房的門被突然打開,風會把大量易燃氣體吹到走廊里面,遇到大量的氧氣后,這種混合物將立即開始燃燒。
門打開后,走廊里一片火海,溫度飆升至1500℃左右。
毋庸置疑,消防員在這種環境下幾乎沒有幸存下來的可能。
②現場測試
實驗室測試后,他們找到一個合適的建筑,在真實的環境中重復之前的測試。
在紐約州的加弗納斯島,實驗人員找到了一棟7層建筑,開展了14次燃燒試驗。空中平臺上專門架設了一個大型超壓風機,以模擬風對建筑正面產生的壓力。
結果表明,得到的結論同實驗室測試結論大致相同:
當單元房的門被打開時,火勢會在幾秒鐘內進入猛烈燃燒階段。窗戶破裂時,人們注意到了類似的火災演變過程。
③風驅火的特征
從多起致命事故中,我們得到的教訓之一是:風對火勢發展起著至關重要的作用。因此,現場指揮員注意觀察是否有強風吹向建筑物,就顯得非常重要。
我們已經發現,由于風的作用,火場中的煙氣無法從單元房排出。
在現實中,人們也可能注意到,煙氣和火焰通過燃燒單元房的窗戶向外冒出。
另一種可能性是熱煙氣以一種不對稱的方式通過窗戶被釋放出來。這顯而易見是風驅火的重要特征。
圖2顯示了加弗納斯島的試驗照片。用一臺大風機來模擬風的作用,火和煙氣之所以無法正常從單元房的窗戶排出,正是由于風的作用。
圖2 火焰和熱煙氣的不對稱涌出
(攝影:Scott Stillbron-OFS 攝影者)
從照片中我們可以看到,火焰只從窗戶右下角的部分涌出。這是很不正常的火災特性。網上有很多類似的小視頻,從中我們可以學習這種風驅火的特征。
處置
如何撲救“風驅火”這類火災?
通過這些測試已經科學地表明,對于某些火災而言,你不能采用傳統的戰略戰術來安全地消滅它們。
這些火災同其它火災最大的不同點就是風,這類火災順理成章的被稱為“風驅火”。然而在試驗時,調查者已經開始考慮采取其它方法來對付這類火災。
①少量的水
在實驗室以及加弗納斯島的試驗中,使用水槍射水來冷卻單元房中的熱煙氣。這樣一來,火場溫度就不能繼續上升了。
通過這個項目,發明了“彎管水槍”。這是一個安裝在管線末端的噴嘴,管道末端有一個45度的拐角。
由于這樣一種奇特的形狀,可以直接從著火層下方,向著火的單元房射水(見圖3)。
圖3 彎管水槍(照片由美國國家標準和技術研究所提供)
該噴嘴主要是為應對高層建筑而開發的,利用云梯車對準單元房的天花板射直流水可以起到相同的作用,但大部分云梯車只能舉升40米左右的高度。
試驗同時測試了一些其它類型的噴頭。Bresnan噴頭(見圖4)的效果也非常令人滿意。這是一種安裝在建筑正面的、下垂后正對窗戶的水霧噴頭。
圖4 Bresnan噴頭
這些新的戰術表明,火災初期,我們可以首先通過外部進攻的方式控制熱釋放速率(熱釋放速率(HRR),是指在規定的試驗條件下,在單位時間內材料燃燒所釋放的熱量。),而后再組織攻堅隊展開內攻。
顯然,緊密的指揮鏈和出色的協調是至關重要的。
②風控裝置
另一種策略是阻止風對火產生任何影響,風控裝置應運而生。你可以說這本質上是一個巨大的滅火毯。
這個毯子是由著火層上下的消防員合力覆蓋在窗口前面的。
這樣,風不再對著火單元房產生影響。風產生的超壓消失,火場通風也停了,火災強度下降,熱釋放速率也降低了。
但即使風的影響消失,火焰仍然以較高的強度繼續存在,因此仍然需要展開傳統的內攻來滅火。出于舒適和安全考慮,美國消防隊員采用正壓攻擊法(PPA)。
這種方法在幾個排煙機同時動作的基礎上展開,點擊查看 正壓送風真的這么簡單嗎 ?
因此,協同配合顯得尤為重要,強力的指揮和可靠的通信也是必不可少的。
紐約消防局在日常訓練程序中,加入了這兩項新裝備的訓練。幾臺水罐消防車都配備了彎管水槍和風控裝置。
最重要的是,為確保消防員可以掌握這些新的戰術,必須安排必要的訓練。
在紐約,人們希望在同風驅火作斗爭時,不會有更多的消防員喪生。
紐約消防局的同事已經付出了昂貴的代價,現在,是中國消防員從他們那里吸取教訓的時候了。