本系列课来自Underwriters Laboratories (简称UL,即美国保险商实验室)的消防安全研究所(FSRI)所发布的专题报告“消防员研究的20项战术要点。”
上一期我们讲到了过渡性进攻,也就“推火技术”简单的做了介绍,本期是战术要点中讲述“火灾动力学”的最后一课,也是信息量最大的一课,综合了前几节课的内容。视频内容很丰富,希望大家能耐心看完。
10.推火技术
Pushing Fire
为什么将“pushing fire”翻译成“推火”而不是我们常说的赶火呢,主要还是考虑到推的对象是完全被动的。
视频内容主要涵盖:
什么是“推火技术”
“推火技术”的条件
实验的对比:不同射水方式及射流对火灾蔓延的影响
外围过渡性进攻的技术要点
01
思维误区
上节课我们讲到,在美国消防中,存在有这样的思维误区:水枪射流会推动火灾蔓延,也就是我们所说的“推火”;扑救火灾应该从未燃烧一侧发起进攻。
那么为什么会产生这样的观点呢?
首先,关于推火问题。其实也是一个将结果当成原因的谬误。为什么会觉得水枪射流会推动火灾呢?主要是因为射流可见!而射流夹带的空气不可见。加上很多消防员在内攻时被热烟气弄伤时有水枪从外围往火场内部射水,导致出现一种感觉就是——外围射流推动火灾导致消防员受伤。
当然,最容易被人们忽视的问题就是:提出“推火”理念的专家,例如Lloyd Layman,是基于一个前提,进攻使用的是大广角的雾状射流(Layman认为直流灭火效能低下,扑救火灾应该尽可能使用雾状射流)。也就是说,因为雾状射流造成推火现象就天然地以为所有射流都会造成推火现象。
同样的,提出要从未着火一侧发起进攻也是类似的观点,而且是陈旧的观点(该观点是Layman在四五十年代提出的,当时个人防护装备特别是空呼还没有得到普及)。
火场战术应该因地制宜。诚然,很多时候从未着火一侧发起进攻是正确的,但并不代表适用于任何火场。就像在“风驱火”中,未着火一侧如果是在下风向,贸然从未起火一侧发起进攻可能会使消防员置身于火灾的流动路径之中,造成伤亡。(相关材料详见战术要点20课|第8讲:顺风而行;对付不受控制的风驱火,我们应该怎么做?)
随着现代技术的发展、火场情况的变化,很多理论已经跟不上时代,很多技战术都要不断更新以适应火场的变化,对于一些技战术理念,我们必须摒弃教条主义,要实时更新。
我们可以看到国外相关研究机构,例如NIST和UL在这方面的努力,它们并没有急着证明什么是对,什么是错。而是通过大量的实验、大量的数据来表达自己的观点,就像这节课说要讲的,它是要告诉你是什么推动火灾蔓延的?而推火技术应该怎么使用更为合理?射流是不是一定会推动火?
接下来,我们一一为你解答。
02
什么是推火技术
灭火不一定就只有“使燃烧中止”这种方法,也可以换种思路,就是在不导致火灾蔓延的前提下,让火尽快烧完!
推火技术就是基于这个理念。
我们来看看推火技术是什么定义!
在战术要点20课|第5讲:通风受限情况下火灾的发展特点中,我们讲到,火灾中产生的热烟气(可燃烟气)虽然达到了燃点,但由于氧气不足无法充分燃烧。推火技术就是利用压力将这些烟气推到室外,让热烟气与氧气充分混合后燃烧。
烧完也就灭了。
03
需要的条件
实施“推火技术”必须满足以下条件:
通风控制型火场
进风口、排烟口均已知
有产生“推力”的推力源(风、排烟风机、雾状射流、甩动的直流射流等)
低压区(一般指室外)有足够的氧气
以上条件缺一不可,否则你不能实施“推火技术”
实验也证明,即使压力源的压力变化很小,也会对火灾蔓延速度(热烟气移动速度)造成较大影响。
04
推火演示
接下来就是UL的一贯套路了——烧房子!首先,是演示推火技术的实际应用。
着火房间位于后方,中间房间由于房门没关引入了热烟气。着火房间的窗户即是排烟口也是进风口,而中间房间的窗户由于在中性面以上,所以只起到泄压排烟作用。我们可以看到,从中间房间窗户冒出来的烟并没有燃烧,而是到了屋檐上方由于有了充足氧气才燃烧。
实验采用雾状射流并且有一定幅度的摆动(关于各种射流夹带空气的情况,我们已经在战术要点20课|第9讲:流动路径与火灾抑制必须一同考虑讲到),并将着火房间的窗户完全覆盖(这样就等于把窗户变成完全的进风口),产生的气压将热烟气从中间房间窗户推出来使其在室外烧掉。
05
实验对比
接下来的实验就是比对不同射流及射水方式对火灾蔓延的实际影响,也就是会不会产生推火现象。
实验对象
实验对象为两层住宅建筑,起火部位分别设置在二楼对开门的两个房间:空间大小、火灾荷载、装修材料都相差无几。一楼楼梯底部的门是打开着的,二楼两个房间的房门也是打开着的。
火灾初起阶段
在火灾初起阶段,楼梯一楼通向室外打开的门充当进风口的角色,着火房间窗户在火灾初起阶段是唯一的排烟口。
放置在一楼楼梯口的摄像机(对着二楼拍摄)
起初,走廊的烟气产生的压力并不足以对抗一楼房门进气的压力,所以没办法把烟气“推”到一楼。
两个房间几乎是同时被点燃的,火灾迅速蔓延,由于通风良好,很快到了充分燃烧阶段。
直流射水
右侧房间采用的是射水方式是固定的直流射流,也就是我们所说的过渡性进攻。
从上图我们可以看到,采用直流、直线的射水方式,可以使进入房间的水量最大化,射流所夹带的空气最小化。同时,窗户由于并未被射流覆盖,可以继续起到排烟泄压的作用,所以在持续射水的情况下,水蒸气及热烟气可以继续从该窗户排出。
关于该射水方式,详见: 战术要点20课|第9讲:流动路径与火灾抑制必须一同考虑,这里就不再赘述。
雾状射流
左侧房间采用的是同等流量的雾状射流,并将喷雾角加大使得射流可以覆盖整个窗户。这样射水方式可以使进入房间的水最少,夹带的空气又足够多,采用射流覆盖窗口的方式则增加了进风压力,也就是说“推力”足够大。
一楼摄像头拍摄画面
在一楼楼梯口设置的摄像头我们可以看到,雾状射流覆盖窗口夹带空气所产生的压力将大量高温烟气推向一楼,并使得着火房间的温度上升。
随着水枪向前移,且将喷雾角的角度调小,使得进入房间的水量得到增加,房间的温度才开始下降。
如上图所示,一开始,雾状射流在窗户一侧形成高压区,将窗户由排烟口变成进风口,带入空气助长了火势,而进入房间的水又很少(换句话就是没有足够的水冷却),射进入的水雾在高温下很快转化成水蒸气,水蒸气+热烟气这一组合增加了着火房间的压力,导致其将迅猛发展的热烟气、高温火焰“推下”楼梯,所以刚开始温度会上升,火灾会向一楼蔓延。
当喷雾角变窄时,更多地水进入房间,窗户一侧压力也因水雾变窄而较为降低。随着火场温度的下降,热烟气层冷却收缩,着火房间压力也得以下降,高压“推力”才停止。
可以说,火场的战斗就是高低压区域之间的战斗,我们要善于利用火场上的压力差。就像“推火技术”一样,我们在内攻中也可以利用它的原理,把火从着火区域“推”向排烟口,让其在室外快速燃烧。
06
小结
外围进攻时,不要使用雾状射流,而要采用固定的直流射流,尽量减少夹带的空气;
水枪射流要尽可能接近目标:射流要以较陡的角度射入,从而减少空气夹带;射流要充实且不间断,同时覆盖面不能太大,避免堵塞排烟口;
水枪射流尽可能不要晃动,瞄准天花板,尽可能靠近窗户顶部。这样水覆盖面会大大提升,同时有意识地缓慢左右移动水枪喷嘴;
要持续观察:烟气是否继续从开口排出,如果没有,意味着你把火“推”到其他地方;
取得预期效果后就要转移到内部进攻。
战术要点20讲系列:
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