最常見的極端火災現象：轟燃
我們在之前的文章討論過，不同通風情況下的火災特性。我們知道，只要有充足的可燃物、氧氣，單元房火災就會逐步發(fā)展為整個單元房燒毀。近年來有，數十名消防員因為火場的轟燃導致犧牲，并且現場發(fā)生的情況都極其類似。
消防員到達一個火場時，火災一般都處在發(fā)展階段，接著進入建筑內部，進行人員搜索和救援，或者是出槍滅火。在這個過程中，很少會有人注意到，火災在不斷發(fā)展變化，火場風險不斷提高。這種情況下出現轟燃，消防員經常察覺不到，最終導致消防員嚴重受傷，或者是犧牲。
轟燃是指火災從發(fā)展階段過渡到全面燃燒階段時，突然劇烈的持續(xù)燃燒。
一
不同種類的轟燃
一般轟燃
轟燃是可燃物和氧氣充足下，火災發(fā)展階段常見的一部分（如圖1.1所示）。它標志著火災從發(fā)展階段向全面燃燒階段的過渡。在火災發(fā)展階段中，天花板下會形成一個熱煙層。這個熱煙層會向與其接觸的物體傳遞熱量，如：櫥柜、可燃的壁襯等，我們稱之為熱對流。
除此之外，煙也會將熱量向下傳遞到煙氣層下方的物體上，如椅子，桌子等，我們稱之為熱輻射。這兩個熱傳遞過程，會導致房間內所有物體升溫。在一個特定的時間點，溫度將達到熱解臨界值，此時，物體開始受熱分解。
轟燃前會出現滾燃，滾燃是火焰在整個煙氣層中跳躍燃燒的現象。這一現象將導致煙層溫度大幅升高，高溫煙氣反過來又會增加下方可燃物的熱輻射。如果之前，有些物體還沒開始受熱分解，現在它就會開始了。緊接著，新形成的熱解產物著火，整個房間就被火焰吞噬。
轟燃階段，房間內部溫度將急劇上升。僅僅幾秒鐘內，溫度就會上升到600℃，在房間內，幾乎沒有生存的機會。置身其中的消防員，逃生的時間只有幾秒鐘。即使能順利逃離，他們也經常會被嚴重燒傷。所以，轟燃發(fā)生前，要及時撤出房間。
2
通風誘發(fā)型轟燃
通風誘發(fā)型轟燃，僅在火場通風條件不良，且房間內積聚了足夠熱量的情況下發(fā)生。這意味著，在火災發(fā)展的早期階段，由于氧氣不足，抑制了火災的發(fā)展。如果火場通風情況沒有變化，火災將自行熄滅。
圖1.2中的黃線描述的就是這種現象。初始極端，黃線上升緩慢，接著開始下降。通風受限時，房間內的熱量聚集受多重因素影響。一旦續(xù)集足夠熱量，房間內的許多物體將繼續(xù)熱解，并成為新的可燃物。在現代建筑中，因為隔熱效果良好，這一情況更為常見。
這對消防隊員來說是一個巨大的風險，只要打開門，就相當于開辟了一個通風口。進入房間就是給火場通風，因此，消防員進門的時候，火場的通風情況就發(fā)生了變化，這種通風將導致火勢變大。
如圖1.2中向上傾斜的黃線所示。房間內的溫度會上升，房間內的煙氣被點燃，幾秒鐘內，火災就會達到全面燃燒階段。這一現象產生的后果和普通轟燃產生的后果相似。
通風量增加了多少，決定了通風誘發(fā)型轟燃發(fā)生的速度。當門被打開時，空氣會進入房間，假如門口放置了一臺正壓送風機，這種情況下，通風誘發(fā)型轟燃會來的更快。
還可用其他術語來描述這種現象，如「延遲轟燃」和「thermal runaway」。國際上，首選術語「通風誘發(fā)型轟燃」。
3
兩種轟燃的對比
接下來，我們對兩種轟燃進行對比，并分析其異同點。
兩種轟燃最大的不同點在于，他們發(fā)生的源頭不同。一般轟燃出現在通風良好的火災現場，而通風誘發(fā)型轟燃則出現在通風控制型火場。圖1.3顯示了不同火災場景，可燃物百分比和溫度的關系。
圖的左邊顯示的是火災初期階段，氧氣充足，燃料控制型火場，由于受可燃物限制。參與燃燒的可燃物，決定了火災能否發(fā)展到轟燃階段?？扇嘉锶紵蟮臒後尫潘俾剩约盎鹧?zhèn)鞑デ闆r，決定了火災的發(fā)展進程。
如果熱釋放速率很快，并且火焰條件良好，轟燃將會出現。一些人還會用其他術語來描述這一情況：熱量誘發(fā)型轟燃或者熱輻射誘發(fā)型轟燃。
圖的右邊顯示的是通風受限型火場。在這樣一個場景中，火災已經燃燒一段時間，可燃物是充足的，但是缺乏氧氣。如果沒有進行通風的話，火災會逐漸熄滅，萬一有通風，火災會再次加速發(fā)展，正如普通轟燃一樣，熱量又會聚集起來，一直達到轟燃的點。 最后，和之前的普通轟燃一樣。
但是，由于它的起因是因為通風狀況發(fā)生變化，因此，這種現象稱之為通風誘發(fā)型轟燃。
總之，普通轟燃出現在燃料控制型火場，而通風誘發(fā)型轟燃出現在通風受限型火場。
二
安全策略
在過去，消防員一直沒有意識到火災發(fā)展進程的重要性。因此，轟然發(fā)生的時候，很少有消防員能夠幸存下來。為了未來消防員滅火救援過程中的安全，我們通過對一些國家轟燃事故的調查，得出了以下結論：
轟燃發(fā)生時，房間內的消防員所處位置，如果距離房間出口超過1.5m時，幾乎沒有逃生機會。這意味著，在轟燃環(huán)境中，僅有跨越1.5m距離的逃生時間。當然，離房間出口超過1.5m外的地方已變成人間地獄，其溫度接近或超過600℃，幾乎什么也看不見。
我們可以看到，可采取的安全措施非常有限。
不要在那兒
最重要的策略是：“不要在那兒”。指揮員應該具備通過火災動力學知識及各種可見的跡象，推斷轟燃是否會發(fā)生，并具備可以立即組織消防員從建筑物內逃生的能力。
顯然，目前在這方面的培訓是嚴重缺乏的，很多人并沒有識別風險的能力。
（1）轟燃的特征
對消防員來說，判讀火場非常重要，要有能力評估轟燃是否會發(fā)生。 Shan Raffel設計了B-SAHF模型，Ed Hatin在其基礎上做了一些改進，大家可以參考公眾號關于這個模型的介紹。
火場中，有很多跡象可以看出轟燃是否馬上發(fā)生，消防員需要馬上撤離：
a.煙氣層在迅速下降或者已經接近地板了；
b.煙氣層的煙層厚，顏色深或者煙氣層的顏色從淺灰色變成了深黑色；
c.煙氣層洶涌流動，而且流動越來越洶涌；
d.煙氣層變得越來越熱，并且難以忍受；
e.之前在火災中未出現熱解物質，突然開始進行熱解。
2
預防轟燃
轟燃發(fā)生的原因眾所周知，普通轟燃和通風誘發(fā)型轟燃都會在煙氣層積聚熱量。普通轟燃的熱量積聚是由火場不斷增加的燃料燃燒引起的，而通風誘發(fā)型轟燃的熱量則是來源于火場通風，導致氧氣供給增加產生的。
（1）冷卻煙氣層
在火災發(fā)展階段，最有效的戰(zhàn)術就是冷卻和惰化煙氣層。為了實現這些目標，可以使用噴霧水槍直接射向煙氣層，噴霧角度可設置在大約60°，開花脈沖射流應盡可能短。
這樣操作可以使大量的水滴進入到煙氣層，從煙氣中吸收能量，當無數的射流被噴射到煙氣層，就可以把煙氣的溫度降至足夠低，使轟燃不可能發(fā)生。
另一個好處是可以實現水蒸汽與煙氣的混合，水蒸汽是不燃氣體。最終，滾燃會被煙氣中的水蒸汽所阻礙。同時，水蒸汽將煙氣層的煙氣惰化為不易燃氣體。
（2）通風控制
在可能發(fā)生通風誘發(fā)型轟燃的情況下，采用防止通風措施也不失為一種方案，通風受限的火災最終會因缺氧而窒息。
事實上，有時候可能也無法采用防止通風戰(zhàn)術，比如，房間里的窗戶會因為內外溫差而破裂。這時，最簡單的做法也可以在窗戶前掛一塊擋風的阻燃帆布。
三
案例：Stardust迪吧火災
1981年1月14日，愛爾蘭首都柏林市Stardust夜總會發(fā)生火災?；馂陌l(fā)生時，舞廳現場有841人。火災發(fā)生在大房間局部一處封閉的地方，火災很快就發(fā)展成了轟燃。由于大火波及了整個夜總會，導致那天晚上有48人喪生，214人受傷。
轟燃是造成重大人員傷亡的罪魁禍首，除此之外，在防火方面做得也很不到位。房間里的墻壁裝修材料和長凳非常易燃，現場也沒有滅火器，幾個緊急出口被鎖上了。
1
建筑基本情況
夜總會設在由幾棟建筑組成的綜合體建筑內，內部有一個中央舞池，舞池周圍有幾個休息廳，這些休息廳里擺放著帶有軟墊的長凳，如圖3.1所示。
最先起火的休息廳在圖中用圈標識，據測量，這個休息廳大約有17m寬，10m深。長凳沿斜坡安裝，長凳的軟墊內部填充了50mm厚的聚氨酯泡沫，外部由PVC包裝。
圖3.2顯示的是將休息廳和中心區(qū)域進行隔離的簾布，簾布可以使舞廳的大小根據當前人員數量而改變。此次火災中的簾布由可燃材料縫制，主要材質為滌綸，襯里是PVC。
后墻和側墻上覆蓋著由聚酯瓷磚制成的易燃材料，休息廳的天花板是隔熱的，由于天花板的隔熱性，導致熱量直接向中心的舞池區(qū)域傳導。
2
火災現場情況
火災發(fā)生在休息廳的后面，現場沒有人對初起的小火引起重視。夜總會的員工決定自己滅火，在滅火失敗之后，才向消防隊報警。參加聚會的人剛開始時，甚至選擇留下來看滅火，建筑內人員疏散時間開始的太遲。
某一時刻，一名員工拉開了隔離休息廳和舞池中央的簾布，煙氣的流動本來被限制在一個點上，簾布被拉開后，休息廳火勢發(fā)展迅速，形成了轟燃。
休息廳的轟燃，導致熱煙氣流入舞池中央。很快，所有人變的驚慌失措。
3
轟燃
由于火災造成死亡人數多，愛爾蘭對此次火災進行了全面調查。建筑研究機構（BRE）進行了全尺寸模型實驗。重新搭建了最初發(fā)生火災的休息廳，放置的長椅和桌子與夜總會放置的完全相同?，F場安裝了必要的設備，開始點火。
整個實驗過程都有錄像，在網絡上可以找到簡化版的影片。影片很好地再現了休息廳內部的火災發(fā)展情況，特別是轟燃階段清晰可見。
橙色救援為大家下載了該影片，為了能夠掌握到轟燃發(fā)生的關鍵特征，我們有必要反復多次觀看影片，影片還展現了轟燃是僅僅持續(xù)幾秒的現象。
在影片播放到5秒鐘時，五排長椅中有四排仍然清晰可見，第五排長椅在燃燒?；鸨幌拗圃谝欢ǖ谋砻鎱^(qū)域，深灰色煙層開始形成。大約9秒的地方，我們看到第三排長椅開始熱解。8秒后，第二排長椅開始熱解，兩秒鐘后第一排開始熱解。到第24秒時，最前面的桌子上煙灰缸著火了。
很明顯，隔間內已經發(fā)生了轟燃。在前19秒時間里，火焰從休息廳的后墻一直向休息廳的開口處蔓延，煙的顏色已經從深灰色變成了深黑色。從第29秒開始，影片顯示了熱煙層是如何從休息廳流出，又是如何引燃其他可燃物的。
在真實的火災中，大量的熱煙氣以驚人的速度直接流到了舞池中央，從而導致大量人員傷亡。