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【一句话】

烟雾是燃料,闪燃示危险

【一句话作战智慧原文】

进入没有明火但充满烟气的房间时,应考虑烟气正在积聚,火势可能蔓延过来,存在发生烟气燃烧(FGI)的风险,闪燃就是一种危险的警告信号。

【专业解读】

在轰燃发生前指挥消防员紧急避险,成功避免伤亡,绝对是作为一名火场指挥员的骄傲。在我的记忆中,就珍藏着一份这样的骄傲。

那是2015年8月17日自建房的灭火战斗,着火建筑共五层,一层是仓库,楼上是出租房。凌晨两点,成功疏散了楼上的所有人员,火势也早已被控制在一层约300㎡的五金仓库里。经历了几个小时紧张的灭火战斗,轮换出来的消防员早已疲惫不堪,有的坐在满是泡沫的地上打盹。仓库内的货物堆成了小山,堆垛底下的火势很难完全扑灭。仓库右侧外墙上出现一条约1.5米长的横向裂缝,这个倒塌的迹象始终让我放心不下。反复确认了墙体周边没有站人,我再次返回仓库入口前的指挥位置。从卷帘门上方冒出的黑烟量时多时少,烟速忽快忽慢,拉锯战已持续多时。突然间,透过沾满水雾和灰尘的眼镜片,我看到烟量突然增大,浓黑的烟雾湍流翻滚,黑色烟层里闪过红色火光。定睛一看,烟层里的火光再次出现(图2.25),很快又消失了。

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图2.25 黑烟中的闪燃

“撤出来,水枪丢掉,马上撤出来”。用电台重复了两遍命令,两名消防员踉跄地走到卷帘门外,仓库内接连传出沉闷的爆炸声,像是油漆桶炸开的声音。在不到1分钟的时间内,仓库内的黑色烟气全部被点燃,火势突然增大,火光照亮了邻近建筑。烟色、烟量和烟速突然变化,滚燃之前发生闪燃,滚燃之后轰燃,一切发生得是那么突然。如果没看到闪燃并果断下令紧急撤离,后果不堪设想。

“烟雾是燃料”早已成为消防员的普遍共识,而且大部分快速发展火灾(RFD)都与烟气有关,密切关注、及时评估烟气,是将火灾动力学知识应用于灭火救援实战的基础。当消防员进入没有明火但充满烟气的房间时,要充分考虑烟气燃烧的可能性与危险性,掌握烟气从高压区向低压区扩散的规律,考虑远端的火势可沿烟气蔓延过来的可能性,及时对烟气进行有效的冷却稀释,不论烟气的温度是高还是低。闪燃是一种以亚音速传播的FGI,超音速传播的FGI主要有主火区的回燃爆炸,以及相邻隔间的烟气爆炸。从本质上讲,回燃也是一种烟气燃烧,将其单列是为了更好地研究极端火灾特性。

(1)闪燃的定义

顶棚下方的烟气持续几秒后自动消失的火焰就是闪燃,持续的闪燃就是滚燃,发生滚燃可能预示着着火隔间内即将发生轰燃。NFPA将闪燃(Flash fire)定义为通过扩散的燃料(如灰尘、气体或可燃液体蒸气)迅速蔓延,但不产生破坏性压力的燃烧[2.25-1]。我国通常使用中国国家标准化管理委员会的定义,即可燃性液体挥发的蒸气与空气混合达到一定浓度,或者可燃性固体加热到一定温度后,遇明火发生一闪即灭的燃烧[2.25-2]。这种短暂的烟气燃烧,是可燃性混合气体达到其燃点开始燃烧,但由于可燃蒸气、气体或细粉尘的数量不足,可燃物无法支持持续的燃烧造成的。

(2)烟气爆炸、闪燃和烟气自燃的对比

①烟气爆炸(Smoke explosion)。发生火灾时,大量积聚的烟气在室内形成正压,烟气被挤出到室外,或在压力作用下扩散到相邻隔间,进入阁楼、吊顶空间、干燥的墙体内、架空的地板空隙中。这些被“挤”出着火隔间的烟气与空气混合,当烟气与氧气的比例处于理想区间时,就是可燃混气处于爆炸范围内,提供点火源就可发生烟气爆炸。

②闪燃的特点。当烟气与氧气的比例“不佳”,二者形成的气体混合物浓度处于爆炸(燃烧)范围的外侧,即靠近下限或上限处但仍处于爆炸(燃烧)范围内,仍然可以被点燃并引起迅速燃烧,这种燃烧引起室内压力增大的效果相当有限。

③烟气自燃(Auto-ignition)。烟气自燃与闪燃的点火源不同,闪燃需要外部的点火源,而烟气自燃不需要外部点火源,是650℃以上高温烟气发生的自行燃烧[2.25-3]。发生自燃的烟气浓度高,气体混合物的浓度超过可燃上限,一旦有开口,逸出隔间的“过浓”烟气与新鲜空气混合并稀释,浓度达到燃烧范围就可发生自燃。

(4)实战应用

“进不进入着火建筑”,是灭火救援作战指挥始终无法回避的问题。盲目不内攻,或要求总指挥放弃位于指挥所的指挥位置而带队内攻,都不是解决问题的根本办法。“基于TIC(热成像仪)的战术推进”决策模型[2.25-4],可帮助指挥员和消防员快速做出判断,科学回答“进不进”的问题。这个决策模型有四个关键评估因素,分别是烟气、气流、热量和火焰(表2.25)。其中,就有关于闪燃的评估。

表2.25 基于热成像仪的战术推进决策模型

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中性面是火势蔓延、火源位置、进气口与排气口交界区域的重要指标。在现有装备条件下,热成像仪通常是消防员在浓烟中,识别着火房间内中性面的唯一方法。在热量评估方面,要牢记260℃这个消防员火场生存极限温度,牢记热成像仪读取的是气体的表面温度,而非气体的真实温度这一重要限制。

(一句话作战智慧专业解读-作战指挥篇第2.25条,校对:Andy、许指导)

【参考文献】

[2.25-1]NFPA术语表(2021)[S/OL].(2021-03-30).[2024-04-15].https://www.nfpa.org/downloadable-resources/definitions/nfpa-glossary-of-terms-2021:833.

[2.25-2]中国国家标准化管理委员会.消防词汇第1部分:通用术语:GB/T5907.1-2014[S].北京:中国标准出版社,2014:3.

[2.25-3]Lambert K.Rapid fire prhgress:A summary[EB/OL].(2013-03-03).http://www.cfbt-be.com/images/artikelen/artikel_16_ENG.pdf.

[2.25-4]Stakes K.Entry: Go/No-Go Decision Making[EB/OL].[2024-03-31].https://guides.firedynamicstraining.ca/g/fd205-decision-making-student-document/118106.

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