翻译 | 6脉神剑  综合校对|橙Sir

编辑丨木月

实验结论VEIS:开一扇窗户通风排烟,从窗口/门进入室内,通过关闭房门隔断烟火蔓延路径,在房间内搜救。【全过程要有充实水柱待命】

1
火灾发展的过程
利用火灾发展阶段示意图,去思考各个火灾发展阶段的原因和彼此之间的联系是加强火灾特性学习的重要手段。传统的火灾发展示意图显示了火灾的初期阶段、发展阶段、全面燃烧阶段以及熄灭阶段。

 

传统的示意图有明显局限性,会误导消防员。如果一个可燃物放置在氧气含量充足的大空间室内或者放于室外,它的燃烧过程会与示意图相一致。

@所有人,人员被困的火场,如何救人?

在现代住宅中,室内氧气含量有限,火灾将呈现出初期阶段、发展阶段、熄灭阶段,通风排烟(既可能是消防员打开排烟口也可能是窗户受热力作用损毁),火势重新处于发展阶段、全面燃烧阶段以及熄灭阶段。

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下图为单、双层住宅所有实验中,起火房间屋顶的平均温度在火灾发展各个阶段的变化。红色线条为单层住宅,蓝色为双层住宅。

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2
打开住宅大门也是通风排烟

我们通常都告诉新兵,排烟有利于排出室内的热量和烟气。国际消防训练协会(IFSTA)对通风排烟的定义是:系统性的排出建筑内的高温有毒烟气,同时用新鲜空气替代它们

 

但问题在于,打开通风排烟口后,空气能够进入室内,并将火灾三要素中的氧气重新提供给了通风受限型火场。很多消防员认为打开住宅大门是开辟了一个搜救和进攻的通道,而不是在进行通风排烟。

 

如果进入房间是必须的,那么消防员应当认识到,空气正在助长火势,在这极短的时间内要么快速灭火,要么火势便会不断发展, 火场环境将达到生存下限,室内人员都将面临危险。


在单、双层住宅打开大门通风排烟的实验中,距离起火房间地面5英尺(1.52米)区域的温度,伴随着通风排烟而呈上升趋势。

 

在单层住宅实验1中(红色线条),温度从通风排烟时(480 秒)的180℃上升至消防员生存下限的260℃(550秒),并且在650秒时超过了600℃(轰燃温度)。

 

在双层住宅实验2中(蓝色线条),温度从通风排烟(600秒)时的220℃上升至消防员生存下限的260℃(680秒),并且在780秒时超过了600℃(轰燃温度)。

 

这2个实验告诉我们,消防员应当将打开住宅大门视为开设通风排烟口,并且应当思考其作为通风排烟口的位置是否正确

 

同时,火场中的协同作战也非常关键,例如一个简单的行动:消防员到场后,起火建筑的房门若是开启的,消防员应将房门关闭,直到一切准备就绪后再开门内攻

 

这将有效减少火场空气含量,降低火势快速发展的几率。

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3
看不到烟气的情况

在实验中,实验人员观察到,在通风排烟前,烟气不再从建筑缝隙中溢出。因为火场通风受限,室内温度迅速降低。温度下降的同时,建筑内部的压力也随之下降,所以烟气不再出现。当火势处于发展阶段,门窗周围均能看到烟气。

 

在单层住宅实验中, 当室内温度达到峰值后开始下降(通风排烟前),烟气不再从室内溢出。在双层住宅实验中,当火势处于增长阶段,能够看到烟气从建筑中溢出(390秒),当火场由于通风受限处于熄灭阶段时,烟气不再溢出,室外看不到烟气(510秒)。

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从战术层面上来讲,这对于最初到达火灾现场的消防员去评估火场情况是非常重要的。如果在建筑外部看不见烟气,消防员很可能放松警惕。建筑外部没有烟气或烟气很少并不意味着内部情况会更安全,这一点非常重要。消防员常利用烟气的特征去判断建筑内部的情况。

 

在实战中,消防员必须谨慎行事,因为烟气并不能完全反映火场内部情况。考虑到现代住宅发生火灾后的环境和火势发展速度,我们认为如果消防员到达现场没有看见烟 气,那么火灾最可能发生在初次熄灭阶段(通风排烟受限),而不是初期阶段。

4
协同进攻
很多消防教材都提到协同进攻是一种非常有效的进攻手段。之前我们提到:如果空气进入火场且没有及时射水,火势将迅速扩大,并将危及消防员的生命安全

 

通过对达到火场生存下限温度用时的分析,可以告诉我们最有效的协同进攻应当如何进行。结合实验计算,单层住宅通风排烟后,火场达到消防员生存下限温度的平均用时为100秒;双层住宅通风排烟后,火场达到消防员生存下限温度的平均用时为200秒。

 

在很多实验中,从达到消防员生存下限温度到轰燃发生均在10秒以内。消防员在这段时间内必须非常谨慎。如果由于居住者在发生火灾逃离现场时没有关门或者关窗,致使火场存在已开设的通风排烟口,那么消防员到场后新增通风排烟口会使火势发展速度更快,因为在新增通风排烟口时,室内温度已经升高了。

 

什么时候开设通风排烟口是协同作战需要考虑的问题。这个问题将单独回答,因为没有两个完全一样的火灾。要考虑水带铺设至起火部位的时间。

 

如果起火建筑类似于实验中的单层住宅,水带铺设的时间不会太长,在水带充水之前,你可能会先实施通风排烟。在类似实验中的双层建筑发生火灾后,消防员做好内攻灭火各项准备之后,再进行通风排烟是更安全的做法。

 

未做好射水灭火准备,便打开通风排烟口,会导致火势的快速发展,着火建筑内部的人员生命将会受到火势威胁。


下列图中描绘了在单层住宅火灾中的模拟搜救行动。下图中的红色线条为消防员搜救路线图。

 

搜救小组在起火后8分钟打开住宅大门,他们发现大量的烟从门口排出,于是他们戴上了空呼面具。

 

8分15秒时,排烟组打开了住宅前窗。搜救组随后进入房间开始在卧室进行搜救。他们看见房间中间的沙发正在燃烧,但火场环境并没有对他们造成生命威胁。他们没有进入卧室,而是决定去左边的房间搜救。

 

9分钟的时候,他们进入了厨房,并且在9分30秒时进入了饭厅。他们在饭厅内搜寻了一圈,在10分钟时回到了客厅入口。

 

在模拟搜救行动中,消防员用时仅为2分钟,但是火场的情况却迅速恶化。

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在图表中,记录了消防员爬行高度区域(3英尺:0.91米)的温度变化情况。

 

当消防员开始搜救的时候,火场环境还相对较好,当消防员绕回客厅入口时,客厅情况十分危险,消防员必须找寻其他出口逃生,同时消防员所在的饭厅和厨房也变得不安全, 他们唯一的选择就是破窗逃生。

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5
穿过大门的烟气通道和快速气流运动

由于高分子材料的广泛运用,现代火灾会产生大量的浓烟。在所有实验中,当通风排烟实施以前,室内的烟气层已经下降至地面,室内能见度为零。

 

通风排烟后,室内的烟气层并没有从地面不断地往上升,而是空气快速进入通风排烟口,使烟气层下部形成了一个临时通道。与传统的排烟效果不同,更高的烟气释放率和热量释放率降使得烟气层上升变得更难。

 

如果火场能见度增加,消防员灭火搜救都将变得更加容易,但是通风排烟后,空气加速了火势燃烧,燃烧生成的烟气比排出室外的烟气更多,因此烟气层很难上升。

 

当住宅大门打开后,通过观察空气、烟气的流动可以发现建筑内部的情况。在这些实验中,存在一个明显的从住宅大门到起火部位的气流。

 

在所有实验中,打开住宅大门,由于空气从大门进入火场,大门底部的气流速度为1.5米/秒。因此底部形成了烟气通道。下列图片捕捉到了通风前5秒和通风后5秒,烟气通道的形成情况。

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如果没有风力的影响,烟气通道标志着火场处于通风受限状态,消防员需要采取预防措施。在行动前,不能莽撞行事,要确保水枪、水带以及班组人员全部准备就绪。

 

在有些时候,与起火点相邻的房间也可能出现烟气通道,但是这种情况几乎不会出现在离火点较远的房间,例如实验中的卧室。一旦室内发生轰燃,烟气通道将会消失。

6
通风-进入-搜寻(VES)

很多消防队员在实战中都会运用到VES战术。这个战术被描述为打开一扇窗户通风排烟,从窗口进入室内,在房间内搜救, 从进入的窗口撤离出来。

 

实验证明,就算搜救房间的窗户是开着的,但只要关闭搜救房间的房门便能有效抵御火场环境所带来的威胁,从而保护搜救房间内的消防员和被困人员。

 

实验同样显示了打开离火点最远房间的窗户(该房间的门同样处于打开状态),室内情况将急剧恶化,因为通风后,建立了一个从火点到窗口的烟火蔓延路径。

 

因此VES战术的关键环节便是关闭搜救房间的房门,隔断房间与火点的烟火蔓延路径。所以VES战术应当升级为VEIS,即开一扇窗户通风排烟,从窗口进入室内,通过关闭房门隔断烟火蔓延路径,在房间内搜救。

 

有的消防员可能认为自己在房间内进行搜救和撤离将会非常迅速,因此没有关闭房门,但新建立的烟火蔓延路径很可能造成室内情况突变。

 

在实验8中,二楼的卧室3处于通风排烟状态,我们可以假设消防员利用VES战术在卧室内进行搜救,但没有关闭该卧室房门。

 

下图中显示了卧室内达到生存下限温度的用时和室内温度的显著变化。打开卧室窗户进行通风排烟后2分钟,距离地面1英尺(0.3 米)区域的温度大约上升了60℃,达到了居住者生存下限温度, 通风排烟后3分钟,达到消防员生存下限温度。卧室3旁边的卧室2房门处于关闭状态,该房间室内升高的温度没有超过60℃,因为它的房门是关闭的。

 

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在实验14中,8分42秒打开卧室3的窗户,模拟消防员利用VES战术在卧室3内进行搜救,该卧室的房门处于关闭状态。

 

下图中显示了打开卧室窗户后1分钟和2分钟时的房间情况。在这段时间里,卧室3门外的火场区域已处于全面燃烧状态,但卧室3室内烟气层逐渐升高(因为开窗排烟的原因),室内环境持续变好,消防员有更多的时间去搜救,这便是VEIS战术的优势所在

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