供氧不足的情況下，火災(zāi)會(huì)如何發(fā)展？
以往，我們關(guān)注燃燒三角型和通風(fēng)情況良好的火災(zāi)發(fā)展過(guò)程，空氣充足情況下的火災(zāi)發(fā)展過(guò)程。
實(shí)際上，目前我們的房屋建造方式已經(jīng)與50年前大不相同?，F(xiàn)代建筑廣泛使用雙層玻璃、屋頂樓板以及房間隔墻，它們的平均厚度是從前的兩倍多。這種建造方式減少了室內(nèi)/室外空間的熱量交換，達(dá)到冬暖夏涼的效果。
但是這種建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，熱量容易聚集在房間內(nèi)，無(wú)法散發(fā)，反而會(huì)促進(jìn)火勢(shì)發(fā)展；尤為突出的是雙層玻璃建筑，它的耐火完整性比單層玻璃強(qiáng)很多，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，雙層玻璃限制外部空氣進(jìn)入室內(nèi)，這一特點(diǎn)，使現(xiàn)代火災(zāi)區(qū)別于以往任何時(shí)期的火災(zāi)。
一、通風(fēng)控制型火災(zāi)的發(fā)展
01
升溫受限
通風(fēng)受限的火災(zāi)是指：未發(fā)生轟燃情況下，受通風(fēng)情況控制影響的火災(zāi)。
從圖4.1上，我們可以發(fā)現(xiàn)，燃料控制與通風(fēng)控制交界點(diǎn)的出現(xiàn)在發(fā)生轟燃之前，并且圖中紅色虛線表示，火災(zāi)在初期及部分發(fā)展階段的溫度變化。
當(dāng)燃料控制/通風(fēng)控制交界點(diǎn)出現(xiàn)在火災(zāi)的發(fā)展階段，缺少通風(fēng)供氧將會(huì)阻礙火災(zāi)的正常發(fā)展?；馂?zāi)的正常發(fā)展溫度變化趨勢(shì)在圖中用紅色虛線標(biāo)出，通風(fēng)控制型火災(zāi)的溫度發(fā)展趨勢(shì)用灰色實(shí)線標(biāo)出。緊接著，熱釋放速率降低。
如果交界點(diǎn)出現(xiàn)在火災(zāi)發(fā)展階段更早期，火場(chǎng)溫度會(huì)受到更大限制。
02
臨界溫度的形成
如果交界點(diǎn)出現(xiàn)在，火災(zāi)的發(fā)展階段與全面燃燒階段之間。那么，由于發(fā)展階段已經(jīng)有一段很重要的能量和熱量的釋放過(guò)程，接下來(lái)火場(chǎng)溫度的變化趨勢(shì)主要由著火房間的結(jié)構(gòu)決定。
如果房間相對(duì)密閉，熱釋放速率會(huì)持續(xù)降低，但是由于房間隔絕性能較強(qiáng)，內(nèi)部高溫會(huì)比正常情況下持續(xù)更長(zhǎng)一段時(shí)間，但最終溫度會(huì)下降。
如果火災(zāi)的通風(fēng)情況沒(méi)有改變，最終火災(zāi)會(huì)自動(dòng)熄滅。
03
有脈沖燃燒現(xiàn)象的火災(zāi)
脈沖燃燒現(xiàn)象一般出現(xiàn)在通風(fēng)口有限的局限空間，火災(zāi)會(huì)較快的轉(zhuǎn)變?yōu)橥L(fēng)控制型火災(zāi)。
火災(zāi)發(fā)展階段，會(huì)產(chǎn)生大量的煙，這些煙部分從通風(fēng)口排出。由于煙氣不斷的產(chǎn)生、增多，開(kāi)口用于排煙部分的面積不斷增大，煙氣中性面降低，從通風(fēng)口進(jìn)入的新鮮空氣不斷減少，熱釋放速率降低。
一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度隨之下降?；饒?chǎng)煙氣將減少，室內(nèi)正壓消失，煙氣不再外排，隨之會(huì)形成短暫的負(fù)壓并將空氣再次吸入室內(nèi)。
一旦新鮮空氣或氧氣到達(dá)燃燒區(qū)域，火勢(shì)又會(huì)發(fā)展起來(lái)，熱釋放速率又將上升，煙氣量增多并再次占據(jù)通風(fēng)口。
同樣的，新鮮空氣供給減少甚至停止，由于缺氧，火災(zāi)會(huì)再次進(jìn)入熄滅階段，熱釋放速率和火災(zāi)溫度下降，煙氣減少使得室內(nèi)再次形成短暫負(fù)壓，然后空氣再次被吸入室內(nèi)，如此形成一個(gè)循環(huán)。
這個(gè)循環(huán)過(guò)程如圖4.3所示，這種現(xiàn)象稱為脈沖燃燒現(xiàn)象。
荷蘭人德平特的船艙火災(zāi)就是典型代表。更多關(guān)于這類火災(zāi)的資料你可以查閱下方鏈接：荷蘭德平特船艙火災(zāi)
二、沙發(fā)商場(chǎng)火災(zāi)
（美國(guó)，查爾斯頓）
通風(fēng)控制型火災(zāi)的危險(xiǎn)性很高，一旦通風(fēng)情況發(fā)生改變，火災(zāi)會(huì)接觸到更多空氣，火災(zāi)的熱釋放速率也將會(huì)上升。
有時(shí)，這個(gè)過(guò)程發(fā)生的較為緩慢，能夠留給消防員有一段思考反應(yīng)的時(shí)間。但也有可能發(fā)生的特別迅猛，并伴隨著回燃現(xiàn)象，或者甚至因?yàn)橥L(fēng)造成轟燃發(fā)生。
談到通風(fēng)控制型火災(zāi)，美國(guó)查爾斯頓的沙發(fā)商場(chǎng)大火是經(jīng)典案例。
01
商場(chǎng)基本情況
商場(chǎng)位于查爾斯頓，卡羅來(lái)納州南部，建筑分為幾個(gè)部分。一部分是最開(kāi)始建的1625㎡的營(yíng)業(yè)廳，之后左右各延伸了650㎡的空間。營(yíng)業(yè)廳后面是一個(gè)1500㎡的倉(cāng)儲(chǔ)建筑，一個(gè)棚位于中間連接著倉(cāng)儲(chǔ)建筑與營(yíng)業(yè)廳，這個(gè)棚用于運(yùn)輸車輛裝卸停泊。
商場(chǎng)經(jīng)營(yíng)的是家具用品，這就意味著平時(shí)里面的火災(zāi)荷載特別大。由于巨大的表面積（同樣體積也很巨大），燃燒時(shí)，里面空氣供給量與對(duì)應(yīng)可燃物量的比例就相對(duì)很小，雖然存在一些可以通風(fēng)的開(kāi)口，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以供給火災(zāi)發(fā)展至充分燃燒階段。
這種建筑中，火災(zāi)能夠迅速發(fā)展為通風(fēng)控制型，火勢(shì)發(fā)展緩慢甚至有熄滅趨勢(shì)，著火的范圍因通風(fēng)受限，被限制在起火點(diǎn)附近。但是煙氣卻充滿了整個(gè)內(nèi)部空間，并且當(dāng)煙氣蔓延一段距離的空間后，由于溫度降低，會(huì)沉降到地面附近，進(jìn)一步降低火場(chǎng)能見(jiàn)度，阻礙消防員進(jìn)攻。
02
火災(zāi)發(fā)展過(guò)程
火災(zāi)發(fā)生在2007年6月18日，起火點(diǎn)位于商場(chǎng)與后面?zhèn)}庫(kù)連接的裝卸棚上，消防局接到報(bào)警后第一時(shí)間調(diào)集2部消防車趕赴現(xiàn)場(chǎng)。
一組負(fù)責(zé)從外部控制火勢(shì)，一組負(fù)責(zé)展開(kāi)內(nèi)部偵查。在第一次內(nèi)部偵查過(guò)程中，商場(chǎng)內(nèi)部只有一點(diǎn)煙，火勢(shì)在裝卸碼頭的棚子上發(fā)展，并往前部的商場(chǎng)蔓延。
前來(lái)滅火的消防力量不斷增多，距最開(kāi)始報(bào)警20分鐘，7臺(tái)消防車和4名總指揮員到達(dá)了現(xiàn)場(chǎng)。
救援力量從前后方向嘗試控制火勢(shì)，同時(shí)加大力量保護(hù)前部商場(chǎng)。在商場(chǎng)內(nèi)部，五組消防員利用多支水槍嘗試阻擋火勢(shì)蔓延。
滅火過(guò)程中，商場(chǎng)內(nèi)部的煙氣開(kāi)始逐漸聚集，雖然一些內(nèi)攻消防員進(jìn)來(lái)時(shí)視線良好，但此時(shí)煙氣已經(jīng)很大，想要找到撤離出口，困難重重；消防員被困在商場(chǎng)內(nèi)，危險(xiǎn)的處境迫使他們向外界發(fā)出第一個(gè)求助信號(hào)。
現(xiàn)場(chǎng)事故指揮官想利用通風(fēng)排煙來(lái)提高商場(chǎng)內(nèi)部能見(jiàn)度，下令擊破商場(chǎng)前部所有的玻璃（如圖5.2），他想通過(guò)這種方式改善內(nèi)攻隊(duì)員被煙氣困住的處境，讓他們有機(jī)會(huì)逃生。
這一戰(zhàn)術(shù)存在很多爭(zhēng)議，從外窗積累的可見(jiàn)水氣層「典型的通風(fēng)控制型火災(zāi)特征」可以看出，當(dāng)時(shí)，商場(chǎng)里面燃燒條件受通風(fēng)控制的，而前部外窗也是關(guān)乎火災(zāi)通風(fēng)關(guān)鍵的建筑外表面。
破開(kāi)所有前窗后，大量空氣進(jìn)入火場(chǎng)燃燒，火災(zāi)迅速發(fā)展?；鹧嫜杆俾樱瑴囟蕊@著上升。商場(chǎng)內(nèi)部的環(huán)境變得如同地獄一般，九名消防員未能成功撤離火場(chǎng)而喪生。
03
一些思考
查爾斯頓大火是一場(chǎng)悲劇，九名消防員在這場(chǎng)大火中失去生命。但決不僅僅是因?yàn)槠撇鹜L(fēng)決策導(dǎo)致慘劇發(fā)生，通風(fēng)排煙的主要原因是幾名消防員被困于濃煙之中，這一決策只是讓原本已經(jīng)惡劣的局勢(shì)更加惡化。
導(dǎo)致悲劇發(fā)生的一個(gè)關(guān)鍵要素是水源不足，消防員必須從消火栓和消防車上鋪設(shè)相當(dāng)長(zhǎng)距離的水帶才能到達(dá)起火點(diǎn)。因?yàn)榛饎?shì)太大，所以擴(kuò)大作戰(zhàn)規(guī)模，加大參戰(zhàn)人數(shù)。但是，大多數(shù)的增援力量被安排去控制火勢(shì)而沒(méi)有確保供水。
實(shí)際情況是，有些消防局有專門的遠(yuǎn)距離供水操作程序、操作人員及相關(guān)裝備配備。但是，萬(wàn)一，某些消防隊(duì)沒(méi)有相關(guān)資源呢？它有沒(méi)有充分訓(xùn)練，如何利用最傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)500m遠(yuǎn)距離供水呢？能不能通過(guò)此次火災(zāi)撲救過(guò)程中，資源分配暴露出來(lái)的問(wèn)題來(lái)總結(jié)提高呢？
查爾斯頓大火處置中，另外重要的一項(xiàng)是事故的指揮體系。當(dāng)火勢(shì)擴(kuò)大，會(huì)有大量的指揮員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。如果事故涉及面積大，在對(duì)事故發(fā)展全局掌握的基礎(chǔ)上，安排多個(gè)隊(duì)伍之間的協(xié)調(diào)配合，就變得非常困難。為了防止這種情況發(fā)生，首先也是最重要的方法就是提前演練。
比利時(shí)指揮員對(duì)于大型火場(chǎng)指揮，平均訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)是多少呢？這里我講的并不是指預(yù)案制作，而是指，在相對(duì)真實(shí)的情景下，指揮員怎樣現(xiàn)場(chǎng)指揮他的隊(duì)員的訓(xùn)練。
消防員安全問(wèn)責(zé)體系的缺失，導(dǎo)致了當(dāng)消防員遇到威脅自身安全，發(fā)出緊急求救信號(hào)時(shí)，外界救助機(jī)構(gòu)很難做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)決策。
在比利時(shí)，有些消防局有相應(yīng)的安全問(wèn)責(zé)體系，但又有多少真正配備緊急救援隊(duì)伍呢？有多少消防局，針對(duì)消防員遇到緊急情況，開(kāi)展救助訓(xùn)練呢？我們又如何實(shí)現(xiàn)自救呢？
在紐約消防局，他們研究發(fā)展了一套應(yīng)對(duì)消防員求救的反應(yīng)體系，并且已經(jīng)投入運(yùn)行。新上任的指揮員必須經(jīng)過(guò)為期一周訓(xùn)練，目的是掌握如何對(duì)緊急情況下消防員實(shí)施救助。
仔細(xì)研究這項(xiàng)內(nèi)容，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它非常有意思，我們會(huì)在另一篇文章中進(jìn)行闡述。