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消防技术:火场送风排烟策略分析及应用

http://www.fire.hc360.com2018年09月05日15:09 来源:橙色救援T|T

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    火场排烟,以前只是消防部队灭火战斗中的辅助性战斗措施。2009年4月17日新颁布的《公安消防部队执勤战斗条例》将排烟列为灭火与应急救援的战术方法之一,较大提高了火场排烟的地位,这与灭火战斗实战和燃烧规律是相符合的。

    同时,《公安消防部队执勤战斗条例》也明确了消防部队排烟战术的重要地位:“公安消防部队执行灭火与应急救援任务,应当坚持‘救人第一,科学施救’的指导思想,按照‘第一时间调集足够警力和有效装备,第一时间到场展开,第一时间实施救人,第一时间进行排烟降毒,第一时间控制灾情发展,最大限度地减少损失和危害’的要求,组织实施灭火与应急救援行动。”这里所指的第一时间排烟降毒,就是利用火场排烟技术,降低火场温度,提高火场能见度,创造出有利于灭火战斗行动展开的火场环境。

    绝大多数火灾现场,建筑内部的固定排烟系统会由于火势的威胁而失效或部分失效,无法满足火场排烟要求,移动式排烟装备的火场送风排烟就成了火灾烟气控制的重要方式。而火场中当固定设施发挥其排烟功能时,消防部队携带的移动排烟装备,也可作为固定排烟系统的有效补充。因此,移动装备火场排烟,应成为消防部门一种经常性战术措施,与其它战术措施相配合,以提高灭火作战效率。

    第1节

    -THEFIRST-

    火场送风排烟的策略分析

    火场送风排烟是一个整体概念,其目标为排除火灾烟气,同时也综合了侦察、内攻、破拆等战术行动。在不同的火灾情境中,火场送风排烟应采用不同的方式,选择不同的时机来实施。

    若送风排烟有利于隧道的灭火救援,就应果断采取合理的送风排烟措施;若送风会助隧道内火势蔓延,或者致使烟气不受控制,那么要等到灭火救援的最后阶段,即清理火场阶段,才能采取送风排烟措施。隧道排烟应根据火灾发展不同阶段选择相应策略。

    火灾规模较小时的排烟策略

    若隧道内火灾一直处于燃料控制的状态下,火灾规模较小,很难发展为全面燃烧的火灾,火场中会产生大量的火灾烟气,这些烟气需要及时排出。由于通道尺寸相对较大,火灾会在燃料控制的状态下燃烧相当长一段时间,甚至不会转变为通风控制。在此种火灾情形下,火场排烟的风险非常小。新鲜空气的供入,不会引起火灾的巨大变化,更不会引起轰燃。此时采取正确的送风措施,能及时将火灾烟气排出,辅助内攻灭火。

    火灾规模较小时的排烟策略应考虑以下几个方面:

    (1)由于火灾荷载小,火灾烟气温度相对较低,并且浮力有限,应尽量缩短送风位置与隧道排烟口之间的距离,避免排烟距离过长。

    (2)移动风机的送风会因气体的紊流而难以短时间内达到较好的效果,因此要持续不断地加压送风,以确保对通道内的送风风量足以置换火灾烟气产生量。

    火灾初始阶段的排烟策略

    隧道发生火灾时,若火情不能及时被人发现,或者消防部队到达现场时,因交通阻塞等原因,火灾已处在初始阶段。此时火场的热烟气温度会很高,但轰燃还没有发生,并且通道入口有相对自由的空气流入。隧道内氧气还没有耗尽,热烟气从起火部位流出,沿通道顶棚蔓延。

    由于火灾烟气温度较高,热浮力可作为烟气流向排烟口的自然驱动力。隧道由于其本身的空间特征,烟气的通路长、排烟口少,降低了自然排烟效果。此时,火场送风可作为烟气流动的机械驱动力,加速烟气向排烟口的流动。火灾初始阶段的排烟策略应考虑的问题有以下两个方面:

    (1)送风排烟增加了火场新鲜空气的供给,又由于通道内的可燃材料和壁面已经被加热,火灾强度可能会迅速增大。轰燃在特定的时刻可能会发生。这意味着火灾初始阶段的送风排烟有一定的危险性,因此到场消防力量要在第一时间协同配合,排烟和内攻降温,通过梯次进攻来化解风险。

    (2)排烟过程中要时刻观察火灾形势的变化,避免风机射流直接作用于火源,使火势增强。

    火灾全面发展阶段的排烟策略

    很多情况下,当消防员到达火场后,火灾已处于全面燃烧阶段。火灾即将蔓延到隧道起火点临近的空间区域。如果轰燃发生的可能性较大,则不应考虑排烟措施。

    火灾达到全面发展阶段时,火灾产生的可燃气体与空气掺混燃烧,送风排烟的风险很大。而在全面发展的火灾情形下,火场的主要方面是控制火势,而送风与作战目标相矛盾。因此,送风排烟措施不适用于全面发展阶段的火灾中,而是在火灾被扑灭之后的火场清理阶段,通过送风排除余烟。

    然而在着火区域的相邻区域内,要优先采取排烟措施。临近区域内的火场排烟能够改善火场环境,有利于消防员和被困人员。送风排烟此时要考虑的问题,就是风机距火源的距离,既要实现烟气控制,又要避免空气射流直接吹向火源。

    火场送风排烟在灭火救援中的应用

    火场送风排烟共享作战区

    火场送风排烟能够为隧道的灭火救援作战创造有利的条件,排烟风机的战术布置应当预先展开。排烟与灭火作战的其它战术措施并不矛盾,而是相辅相成的。最先到场的消防中队必须配备排烟机,而且必须布置到位。

    对于火场排烟过程,本书提出了一个新的概念:共享作战区(sharedoperationzone)。共享作战区是指风机形成的正压无烟区域,既是风机排烟的区域,又是灭火作战人员进行其他灭火救援程序的操作区域。

    在这个区域可能同时存在火场供水的水带路线、空气呼吸器的充气装置、破拆照明装置等装备器材,也可能存在指挥员、战斗员及医疗救护等其他人员,如图1所示,虚线空间即为共享作战区。

图1:共享作战区

图1:共享作战区

    指挥员在风机形成的共享作战区进行灭火指挥,战斗员在共享作战区内进行防护装备的佩戴、水带线路的铺设等,不会受到火势威胁。同时,内攻人员的射水灭火降温,也为风机的向前推进创造了条件。

    火场情况复杂而又多变,利用火场中排烟风机形成的共享作战区,可以在火灾扑救过程中保障战斗员和器材装备不受高温有毒烟气侵害。

    值得注意的是,利用移动装备排烟时,在烟气流经的通道位置,应注意布置冷却降温力量,防止高温烟气引燃烟气扩散处的低燃点可燃物,从而扩大火势的蔓延。若烟气流经的位置存在可燃物,可提前将可燃物搬离或者将其冷却。

    移动排烟装备的战斗编成

    大量的火灾案例证明,单台风机难以满足火场排烟的需要。配置多台风机可以增加空气流量、增大风机压力、减少排烟所需时间,提高送风排烟效率。

    为了探讨不同编程方式风机的排烟效果,本文提出了三种隧道排烟风机编成方式:

    (1)单台风机:

    在隧道中使用的单台风机,一般为消防排烟车的大功率车载排烟机。若排烟机形成的锥形射流可以覆盖住通道横截面,则单台风机的排烟效果可以达到灭火作战的要求。

    (2)多台风机串联:

    多台风机串联的目的是为了增加风机形成的风压,以克服火场火风压,防止烟气逆流。

图2:风机串联

图2:风机串联

    图2中,2台风机在隧道中串联应用。具体的操作步骤为:由一名战斗员将风机#1放置到隧道中并开启,风机仰角调节至30°,风机位置适当远离着火区域;同时,另一名战斗员携带风机#2放至风机#1的风筒轴线正后方3~4m处并开启。根据目前配备的风机规格,风机#1开启的风量大小可选择8000-10000m3/h,风机#2风量可选择10,000-100,000m3/h。

    风机#2为风机#1提供足够的风压,克服火场火风压,形成进攻方向上的正压,控制烟气逆流。若火场中2台风机的串联仍然无法控制烟气,则可在风机“串联仍后方继续布置风机,直至控制烟气蔓延。

    (3)多台风机并联:

    风机并联的目的是增大射流覆盖面,从而将隧道的截面全部控制,如图3所示。

图3:风机并联

图3:风机并联

    图3中,2台风机在隧道中并联应用。具体的操作步骤为:由一名战斗员将风机“体的操放置到隧道中靠近一侧墙壁的位置并开启,风机仰角调节至30°;同时,另一名战斗员携带风机“同时,,放置于风机“放置于的平行位置1~2m处并开启。风机“并开启和““开启可选择相同的型号,根据目前配备的风机规格,其风量可选择10,000~50,000m3/h。

    风机形成的空气射流,共同覆盖了隧道的横截面,防止烟气蔓延至正压区域,这对风机形成的共享作战区域提供了安全保障。若火场中2台风机的并联仍然无法覆盖作战截面,可继续增加并联的风机数目,直至射流覆盖全截面。

    (4)风机混联:

    风机混联是一种更加灵活的风机编成方式,根据火场情况的需求,风机混联能够增加排烟的风量和风压,如图4。

图4:风机混联

图4:风机混联

    图4中,3台风机在隧道中混联应用,具体的操作步骤为:由2名战斗员将风机#2、#3按照风机并联的要求放置于隧道内,第三名战斗员携带风机#1按照风机串联的要求,放置于风机#2、#3的后方并开启。风机#2、#3的风量选择按照并联要求选择,风机#1的风量按照串联的要求选择。

    风机的混联编成,综合了风机串联和并联的优点,既可以达到火场送风风压的需求,又可以使射流覆盖通道截面。其缺点在于应用风机数量过多,影响作战路线上人员的行动。

    在这些战斗编程的实现过程中,最好任命一名排烟员。排烟员,即火场中负责确定风机编成方式、监测排烟过程、现场调控排烟风机参数以及预判排烟效果的战斗员。在火场送风排烟实战中,排烟员还可以转换为其他角色,如侦查员、内攻人员等,以充分发挥灭火救援战斗人员的整体战斗力。

责任编辑:李辰宇

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