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消防技術:火場送風排煙策略分析及應用

發布時間:2020/11/26 點擊量:

火場排煙,以前只是消防部隊滅火戰斗中的輔助性戰斗措施。2009年4月17日新頒布的《公安消防部隊執勤戰斗條例》將排煙列為滅火與應急救援的戰術方法之一,較大提高了火場排煙的地位,這與滅火戰斗實戰和燃燒規律是相符合的。

同時,《公安消防部隊執勤戰斗條例》也明確了消防部隊排煙戰術的重要地位:“公安消防部隊執行滅火與應急救援任務,應當堅持‘救人第一,科學施救’的指導思想,按照‘第一時間調集足夠警力和有效裝備,第一時間到場展開,第一時間實施救人,第一時間進行排煙降毒,第一時間控制災情發展,最大限度地減少損失和危害’的要求,組織實施滅火與應急救援行動。”這里所指的第一時間排煙降毒,就是利用火場排煙技術,降低火場溫度,提高火場能見度,創造出有利于滅火戰斗行動展開的火場環境。

絕大多數火災現場,建筑內部的固定排煙系統會由于火勢的威脅而失效或部分失效,無法滿足火場排煙要求,移動式排煙裝備的火場送風排煙就成了火災煙氣控制的重要方式。而火場中當固定設施發揮其排煙功能時,消防部隊攜帶的移動排煙裝備,也可作為固定排煙系統的有效補充。因此,移動裝備火場排煙,應成為消防部門一種經常性戰術措施,與其它戰術措施相配合,以提高滅火作戰效率。

    第1節

    -THEFIRST-

    火場送風排煙的策略分析

火場送風排煙是一個整體概念,其目標為排除火災煙氣,同時也綜合了偵察、內攻、破拆等戰術行動。在不同的火災情境中,火場送風排煙應采用不同的方式,選擇不同的時機來實施。

若送風排煙有利于隧道的滅火救援,就應果斷采取合理的送風排煙措施;若送風會助隧道內火勢蔓延,或者致使煙氣不受控制,那么要等到滅火救援的最后階段,即清理火場階段,才能采取送風排煙措施。隧道排煙應根據火災發展不同階段選擇相應策略。

火災規模較小時的排煙策略

若隧道內火災一直處于燃料控制的狀態下,火災規模較小,很難發展為全面燃燒的火災,火場中會產生大量的火災煙氣,這些煙氣需要及時排出。由于通道尺寸相對較大,火災會在燃料控制的狀態下燃燒相當長一段時間,甚至不會轉變為通風控制。在此種火災情形下,火場排煙的風險非常小。新鮮空氣的供入,不會引起火災的巨大變化,更不會引起轟燃。此時采取正確的送風措施,能及時將火災煙氣排出,輔助內攻滅火。

火災規模較小時的排煙策略應考慮以下幾個方面:

(1)由于火災荷載小,火災煙氣溫度相對較低,并且浮力有限,應盡量縮短送風位置與隧道排煙口之間的距離,避免排煙距離過長。

(2)移動風機的送風會因氣體的紊流而難以短時間內達到較好的效果,因此要持續不斷地加壓送風,以確保對通道內的送風風量足以置換火災煙氣產生量。

火災初始階段的排煙策略

隧道發生火災時,若火情不能及時被人發現,或者消防部隊到達現場時,因交通阻塞等原因,火災已處在初始階段。此時火場的熱煙氣溫度會很高,但轟燃還沒有發生,并且通道入口有相對自由的空氣流入。隧道內氧氣還沒有耗盡,熱煙氣從起火部位流出,沿通道頂棚蔓延。

由于火災煙氣溫度較高,熱浮力可作為煙氣流向排煙口的自然驅動力。隧道由于其本身的空間特征,煙氣的通路長、排煙口少,降低了自然排煙效果。此時,火場送風可作為煙氣流動的機械驅動力,加速煙氣向排煙口的流動?;馂某跏茧A段的排煙策略應考慮的問題有以下兩個方面:

(1)送風排煙增加了火場新鮮空氣的供給,又由于通道內的可燃材料和壁面已經被加熱,火災強度可能會迅速增大。轟燃在特定的時刻可能會發生。這意味著火災初始階段的送風排煙有一定的危險性,因此到場消防力量要在第一時間協同配合,排煙和內攻降溫,通過梯次進攻來化解風險。

(2)排煙過程中要時刻觀察火災形勢的變化,避免風機射流直接作用于火源,使火勢增強。

火災全面發展階段的排煙策略

很多情況下,當消防員到達火場后,火災已處于全面燃燒階段?;馂募磳⒙拥剿淼榔鸹瘘c臨近的空間區域。如果轟燃發生的可能性較大,則不應考慮排煙措施。

火災達到全面發展階段時,火災產生的可燃氣體與空氣摻混燃燒,送風排煙的風險很大。而在全面發展的火災情形下,火場的主要方面是控制火勢,而送風與作戰目標相矛盾。因此,送風排煙措施不適用于全面發展階段的火災中,濟南消防器材,而是在火災被撲滅之后的火場清理階段,通過送風排除余煙。 

然而在著火區域的相鄰區域內,要優先采取排煙措施。臨近區域內的火場排煙能夠改善火場環境,有利于消防員和被困人員。送風排煙此時要考慮的問題,就是風機距火源的距離,既要實現煙氣控制,又要避免空氣射流直接吹向火源。

火場送風排煙在滅火救援中的應用

火場送風排煙共享作戰區

火場送風排煙能夠為隧道的滅火救援作戰創造有利的條件,排煙風機的戰術布置應當預先展開。排煙與滅火作戰的其它戰術措施并不矛盾,而是相輔相成的。最先到場的消防中隊必須配備排煙機,而且必須布置到位。

對于火場排煙過程,本書提出了一個新的概念:共享作戰區(sharedoperationzone)。共享作戰區是指風機形成的正壓無煙區域,既是風機排煙的區域,又是滅火作戰人員進行其他滅火救援程序的操作區域。

在這個區域可能同時存在火場供水的水帶路線、空氣呼吸器的充氣裝置、破拆照明裝置等裝備器材,也可能存在指揮員、戰斗員及醫療救護等其他人員,如圖1所示,虛線空間即為共享作戰區。

 

圖1:共享作戰區

 

圖1:共享作戰區

指揮員在風機形成的共享作戰區進行滅火指揮,戰斗員在共享作戰區內進行防護裝備的佩戴、水帶線路的鋪設等,不會受到火勢威脅。同時,內攻人員的射水滅火降溫,也為風機的向前推進創造了條件。

火場情況復雜而又多變,利用火場中排煙風機形成的共享作戰區,可以在火災撲救過程中保障戰斗員和器材裝備不受高溫有毒煙氣侵害。

值得注意的是,利用移動裝備排煙時,在煙氣流經的通道位置,應注意布置冷卻降溫力量,防止高溫煙氣引燃煙氣擴散處的低燃點可燃物,從而擴大火勢的蔓延。若煙氣流經的位置存在可燃物,可提前將可燃物搬離或者將其冷卻。

移動排煙裝備的戰斗編成

大量的火災案例證明,單臺風機難以滿足火場排煙的需要。配置多臺風機可以增加空氣流量、增大風機壓力、減少排煙所需時間,提高送風排煙效率。

為了探討不同編程方式風機的排煙效果,本文提出了三種隧道排煙風機編成方式:

(1)單臺風機:

在隧道中使用的單臺風機,一般為消防排煙車的大功率車載排煙機。若排煙機形成的錐形射流可以覆蓋住通道橫截面,則單臺風機的排煙效果可以達到滅火作戰的要求。

(2)多臺風機串聯:

多臺風機串聯的目的是為了增加風機形成的風壓,以克服火場火風壓,防止煙氣逆流。

 

圖2:風機串聯

 

圖2:風機串聯

圖2中,2臺風機在隧道中串聯應用。具體的操作步驟為:由一名戰斗員將風機#1放置到隧道中并開啟,風機仰角調節至30°,風機位置適當遠離著火區域;同時,另一名戰斗員攜帶風機#2放至風機#1的風筒軸線正后方3~4m處并開啟。根據目前配備的風機規格,風機#1開啟的風量大小可選擇8000-10000m3/h,風機#2風量可選擇10,000-100,000m3/h。

風機#2為風機#1提供足夠的風壓,克服火場火風壓,形成進攻方向上的正壓,控制煙氣逆流。若火場中2臺風機的串聯仍然無法控制煙氣,則可在風機“串聯仍后方繼續布置風機,直至控制煙氣蔓延。

(3)多臺風機并聯:

風機并聯的目的是增大射流覆蓋面,從而將隧道的截面全部控制,如圖3所示。

 

圖3:風機并聯

 

圖3:風機并聯

圖3中,2臺風機在隧道中并聯應用。具體的操作步驟為:由一名戰斗員將風機“體的操放置到隧道中靠近一側墻壁的位置并開啟,風機仰角調節至30°;同時,另一名戰斗員攜帶風機“同時,,放置于風機“放置于的平行位置1~2m處并開啟。風機“并開啟和““開啟可選擇相同的型號,根據目前配備的風機規格,其風量可選擇10,000~50,000m3/h。

風機形成的空氣射流,共同覆蓋了隧道的橫截面,防止煙氣蔓延至正壓區域,這對風機形成的共享作戰區域提供了安全保障。若火場中2臺風機的并聯仍然無法覆蓋作戰截面,可繼續增加并聯的風機數目,直至射流覆蓋全截面。

(4)風機混聯:

風機混聯是一種更加靈活的風機編成方式,根據火場情況的需求,風機混聯能夠增加排煙的風量和風壓,如圖4。

 

圖4:風機混聯

 

圖4:風機混聯

圖4中,3臺風機在隧道中混聯應用,具體的操作步驟為:由2名戰斗員將風機#2、#3按照風機并聯的要求放置于隧道內,第三名戰斗員攜帶風機#1按照風機串聯的要求,放置于風機#2、#3的后方并開啟。風機#2、#3的風量選擇按照并聯要求選擇,風機#1的風量按照串聯的要求選擇。

風機的混聯編成,綜合了風機串聯和并聯的優點,既可以達到火場送風風壓的需求,又可以使射流覆蓋通道截面。其缺點在于應用風機數量過多,影響作戰路線上人員的行動。

在這些戰斗編程的實現過程中,最好任命一名排煙員。排煙員,即火場中負責確定風機編成方式、監測排煙過程、現場調控排煙風機參數以及預判排煙效果的戰斗員。在火場送風排煙實戰中,排煙員還可以轉換為其他角色,如偵查員、內攻人員等,以充分發揮滅火救援戰斗人員的整體戰斗力。

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