过去几年里,对于如何提高消防员用水效率,大家已经付出了很多努力:用更少的水获得更好的效果。这也在无形中,提高了高压卷盘的使用率。但是,为什么又有越来越多的人提倡使用水带?上述推理是否有缺失?
以上的推理主要基于过去的经验,人们常常喜欢以现在的条件和方法,去寻找过去问题的解决方案,并把这当做很好的解决办法。
高压软管卷盘对于过去的火灾来说是很好用的,但对未来的火灾,是否也好用呢?
1.火灾特性的改变
图4 通风控制型火灾发展趋势图。 火灾发展的第一个重大变化是指前两个阶段:初期阶段和成长阶段。1950年,这两个阶段共需大约半个小时。现在他们只需要两到四分钟。 (图:Bart Noyens)
大家都知道,在过去的60年里,火灾特性已经发生了变化。第二次世界大战后,人们发明出了合成材料,该材料的大量使用,导致火灾发展蔓延的速度更快。
1950年,从起火到发生轰燃,需要半个小时;而现在,只需要两到四分钟。通常人们听到这个的第一反应是:“消防员在达到火场之前,就已经发生轰燃了么?”当然,事实确实如此。
但提这个问题的人,忽略了通风控制型火场的模型是指单个房间。厨房里充分发展起来的火灾,最终会蔓延至客厅和别的区域。两到四分钟后,这些地方也会发生轰燃。
在这种情况下,消防员可能已经到达现场。消防员可能正顶着灼热的烟气层,爬行穿过卧室,往厨房着火点方向前进。
而在这时,由于燃烧的速度大大超过预期,将出现极端火灾现象,如:轰燃,而这将导致消防员陷入危险。所以,这就是过去和现在火灾特性的差别。
导致室内火灾特性发生变化的第二个原因是:使用大量双层玻璃,同时建筑向隔热型转变。
如果一个房间是完全封闭的,那么很难有足够的空气发生轰燃。通常情况下,单层玻璃在高温的环境下会很快爆裂,但是双层玻璃不会发生这样的情况,这时就出现了通风受限型火灾。
在一个封闭的房间内,火焰的热释放速率因为空气的短缺而受限,但这样的情况会因为玻璃的破裂,或消防员打开房门内攻而发生变化,额外涌入的空气意味着热释放速率的提高,这种情况下,火势很容易在瞬间变大。
芬兰今年发布了一篇关于火灾压力形成的研究报告:随着建筑施工水准的提高,建筑密封性能越来越好,这使得着火房间内的压力变得比以往更高。
火灾发生时,随着燃烧时间越来越久,室内温度随之升高,灼热的空气试图往别的地方扩散。在相对封闭的房间内,烟雾和灼热的空气无法扩散,这将导致房间内部压力增加。
芬兰的一项实验证实了,因火灾导致的室内空气压力上升,可使整个窗户(玻璃和窗框)被轰出,这可能意味着火灾特性发生了第三次重大变化。火灾发展期间,可能会突然出现一个大开口,为火势提供大量氧气。
这再一次说明了,现代建筑火灾形势的恶化速度越来越快。
2.风驱火
2009年,美国NIST机构发布了第一个针对风驱火的全面研究:在某些风力条件下,火灾可能表现得非常不规律。这项研究起源于:消防员在扑救高层建筑火灾中发生的多起事故。
研究表明,风可以大大增加火的放热率,从而产生非常高的温度。风也可以将火焰推向消防人员,当有强风直吹窗户时,关闭的玻璃窗可以防止风对火势的影响,但是,一旦窗口破裂,情况瞬间将发生变化,接着产生风驱火,原本一个完全可控的情况突然变得失控。
在美国,每个涉及消防员的死亡事故,都会进行彻底分析(与比利时的做法恰恰相反)。过去几年,有几位消防员在普通建筑内风驱火的火灾中丧生。
因此,任何建筑物都有可能发生风驱火现象。
3.新型的建筑样式
从建筑结构上讲,近年来出现了一些重大变化。过去,住房是由各个独立的房间组成的,有一个厨房和一个客厅,有时候,餐厅和客厅也是有着明显的分隔。由于每间客房都小于27 ㎡,高压卷盘是扑救这类房间火灾的理想装备,图3很好地展示出了这种情况。
当客厅发生火灾时,如果有足够的空气,它将迅速发生轰燃。接下来,火灾蔓延需要一段时间,火焰受到了墙壁的阻碍,这时,“门”就成为了一个关键因素。
如果门关着,火势蔓延会被拖延一段时间,但如果门打开,热烟便可以流入相邻的房间。这种情况下,墙壁隔绝火焰的效果就不是很明显了。
图5 现代典型住宅一层布局。 厨房和客厅被连接成一个统一的空间。有一个舒适的休息区(右下)与家庭房相连通。 这些全部创建组成了一个大房间。 (图:UL FSRI)
在现代建造的住宅和公寓中,总有一个开放式厨房。客厅和厨房相连,形成一个大的独立房间。在许多住宅中,该开放空间的面积大于27㎡。比较图3到图5时,可以很明显地看出来。
现代住宅中,大型开放式房间非常普遍,这为居民提供了更舒适的生活方式,但单个房间的面积却大大增加。
因此,就很难用高压卷盘对火势进行控制住。
4.小结
经过上面的分析,我们总结了过去几年出现了几个不同的问题:
•火灾发展速度比过去快得多。
•在通风受限的情况下,突然产生的通风口会导致火势蔓延加速。
•开始关注有关火灾压力对火势扑救造成的影响
•风驱火会导致很高的放热率。
•开放式大空间的室内结构布局可能会导致更大的火灾。
针对以上这些问题,其中的每一个问题都意味着火势可能变得更大,更难以控制。在内攻的时候,从门口到可以出水灭火的地方,可能需要几分钟的时间。
这段时间,火势可能已经发生了剧烈变化。一场本可以用高压卷盘顺利处置的火灾,几分钟后可能需要投入更多力量。如果内攻人员没有足够冷却能力的话,他们就会处于非常危险的境地。
未来的火灾将比过去发展的更快。上述的问题,在以前完全不存在。采用高压卷盘灭火,在那时是很好的方法。如果在内攻期间火灾没有产生太大的变化,它仍然会是一个很好的火灾扑救方法。
我们可以用汽车的安全带来做一个比喻,现在,每个驾驶员都会系好安全带,因为这会增加人员在车祸中生存的可能性。
现代火灾,用高压卷盘灭火,就像在没有系安全带的情况下,以120公里/小时的速度在高速公路上行驶。
有人就会在不系安全带情况下,在高速公路上高速行驶,他们可能也并不会因此而遭遇事故。但是对于少数人来说,会遭遇惨烈的高速事故。对他们来说,系好安全带对他们的生存至关重要。
这同样适用于消防工作,大部分小火可以用高压卷盘进行处置。只有小部分火灾,不能以这种方式扑救,但这当中的问题是,我们事先并不知道发生了怎样的火灾。
未来消防队,遇到的情况会越来越多,越来越复杂,可能到场后火场看起来情况并不坏,经火情侦察,发现初始火灾可以使用高压卷盘扑救,是能用这种方式进行扑救的火灾之一。
但是问题往往在火灾扑救的后期才会出现,可能是上述五种情况之一,也可能是某些尚未发现的问题。我们唯一能确定的是,对于一些火灾来说,高压卷盘并不是最安全的选择,因为,我们在抵达火场前并不知道那是怎么样的火灾。
一个很好的例子就是放热速率很低的火灾,现场的窗户仍然完好,并且有微弱的风吹向建筑物的侧面。消防员抵达火场后,通过侦察发现现场火势不会变的严重,完全可以用高压卷盘灭火,因为高压卷盘的冷却能力高于燃烧的产热速率。
如果燃烧的房间是关闭的,此评估与现实相符。但如果房间的窗户发生破裂,所有这些情况都会发生改变。
突然间,风会为大火提供大量新鲜空气,放热速率很容易加倍。然而,高压卷盘的最大流量却不能加倍。
因此,消防员执行内攻任务时,他们的安全非常令人担忧。一些消防员非常精通如何使用高压卷盘灭火,可达到非常高的效率,但高压卷盘却没有安全余量。
当你灭火时,设施达到了灭火能力极限,当你需要更多冷却能力时,你却没有任何办法。