來了！你是在“滅火”，還是在“放火”？
上一期，我們講了單層住宅通風(fēng)排煙的數(shù)據(jù)分析「UL第3期 | 單層住宅實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析」，這一期我們來看看雙層住宅的數(shù)據(jù)分析。
在8組實(shí)驗(yàn)中，點(diǎn)火后450秒至550秒，在家庭娛樂室距離地面16英尺（4.9米）區(qū)域達(dá)到峰值溫度，溫度為325℃至450℃。但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內(nèi)，該區(qū)域溫度在240℃至310℃。
實(shí)驗(yàn)13、15和其它6個(gè)實(shí)驗(yàn)相比，溫度上升較慢， 但是每組實(shí)驗(yàn)的峰值溫度和下降變化都在通風(fēng)排煙之前，這與通風(fēng)受限型火災(zāi)的特征一致。
各組實(shí)驗(yàn)中，在距離家庭娛樂室地面7英尺（2.1米）區(qū)域的溫度變化有些許不同，但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內(nèi)，測量溫度在180℃至230℃之間。
在距離家庭娛樂室地面1英尺（0.3米）區(qū)域的溫度變化與前面兩組的變化相似，但在通風(fēng)排煙（600秒）前的一小段時(shí)間內(nèi)，測量溫度在110℃至150℃之間。
臥室3是距離家庭娛樂室最遠(yuǎn)的房間，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑庇^的展現(xiàn)室內(nèi)溫度的變化。在距離臥室3地面7英尺（2.1米）的區(qū)域， 所有實(shí)驗(yàn)的峰值溫度均在200℃左右，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內(nèi)，溫度趨于平穩(wěn)或略微下降。在距離地面1英尺（0.3米）的區(qū)域，溫度變化與上述情況相似，峰值溫度約為100℃。
8組實(shí)驗(yàn)中，在距離家庭娛樂室地面5英尺（1.52米）的區(qū)域，從點(diǎn)火到通風(fēng)排煙這段時(shí)間內(nèi)，氧氣含量持續(xù)平穩(wěn)下降，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內(nèi)，氧氣濃度的范圍在13%-16%之間。
在距離二樓走廊地面5英尺（1.52米）的區(qū)域，在通風(fēng)排煙前的一小段時(shí)間內(nèi)，氧氣濃度下降至14%-18%。在8組實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)2中的氧氣濃度降至最低，含量為13%，在通風(fēng)排煙前濃度上升至14%。
在雙層住宅實(shí)驗(yàn)中，也將測量家庭娛樂室、二樓走廊區(qū)域的溫度，氧氣和一氧化碳濃度，明確其達(dá)到被困人員生存下限（即溫度達(dá)到150℃，氧氣濃度低于12%，一氧化碳濃度超過0.5%） 的時(shí)間。
在雙層住宅的每次實(shí)驗(yàn)中，溫度總是最先達(dá)到生存下限。在雙層住宅的每次實(shí)驗(yàn)中，通風(fēng)排煙前（模擬消防員到場前）， 室內(nèi)至少有一個(gè)區(qū)域的環(huán)境條件達(dá)到生存下限。距離家庭娛樂室地面1英尺（0.3米）區(qū)域（假設(shè)被困人員躺在地上），達(dá)到生存下限的平均時(shí)間為558秒，在距離2樓走廊地面5英尺（1.52米）的區(qū)域（假設(shè)被困人員從臥室逃出），平均時(shí)間為423秒。
在下列圖中將顯示消防員到達(dá)現(xiàn)場（600秒）前，各個(gè)房間內(nèi)的最高溫度，紅色溫度表示被困人員無法存活，藍(lán)色溫度表示被困人員有生存可能。可存活的區(qū)域大多分布在距離地面1英尺（0.3米）或遠(yuǎn)離火點(diǎn)的地方。
小隔間（Den）和臥室2是最有生還可能的區(qū)域。
在每次實(shí)驗(yàn)中，關(guān)閉房門的臥室2室內(nèi)溫度始終未超過32℃。
雙層住宅比單層有更多的生存區(qū)域，因?yàn)榛馂?zāi)荷載相同，但建筑的容積更大。
我們分析了雙層住宅發(fā)生火災(zāi)時(shí)，居住者所面臨的高風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，房間中的大部分區(qū)域都存在致命因素， 處于危險(xiǎn)環(huán)境中的被困人員需要被營救。消防員到場后，為開辟救生通道，需要打開通風(fēng)排煙口（門、窗等）。
在這一部分，主要分析消防員在滅火前增加室內(nèi)氧氣含量，火場情況的變化。
下列一張表格將會顯示雙層住宅點(diǎn)火后到達(dá)消防員生存下限溫度（260℃）所需的時(shí)間，在這段時(shí)間里，允許通風(fēng)排煙。測量的溫度為距離地面3英尺（0.91米）的區(qū)域，這模擬了消防員嘗試去待在溫度較低的區(qū)域，而在地面跪行作業(yè)。
同時(shí)，以上分析火場環(huán)境的前提是消防員還未出水滅火，這模擬了在日常滅火救援行動中，搜救先于滅火的情況或者是進(jìn)行搜救時(shí)，供水未及時(shí)跟上。
在雙層住宅實(shí)驗(yàn)中，形成消防員生存下限溫度的區(qū)域較少。除實(shí)驗(yàn)6外，其他實(shí)驗(yàn)中，在通風(fēng)排煙后，家庭娛樂室和二樓走廊都達(dá)到了消防員生存下限溫度。額外開設(shè)的通風(fēng)排煙口，會導(dǎo)致更多房間的溫度達(dá)到消防員生存下限溫度。
在實(shí)驗(yàn)2中，只打開了住宅大門，一定程度上限制了空氣大量進(jìn)入火場，只有1個(gè)房間的溫度達(dá)到了消防員生存下限溫度（注意：走廊不是房間）。
在實(shí)驗(yàn)6中，只打開1扇窗戶，因此只有家庭娛樂室達(dá)到了消防員生存下限溫度。實(shí)驗(yàn)4、10、11都打開了住宅大門和家庭娛樂室的1 扇窗戶，更多的空氣進(jìn)入火場產(chǎn)生了更多的熱量，飯廳和門廳也都達(dá)到了消防員生存下限溫度。
實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)11相似，實(shí)驗(yàn)10的結(jié)果差異較大是因?yàn)榈诙€(gè)沙發(fā)沒有被點(diǎn)燃。這導(dǎo)致了火勢發(fā)展較慢，且結(jié)果與其它七個(gè)實(shí)驗(yàn)不同。實(shí)驗(yàn)13與實(shí)驗(yàn)4、11相似， 除了排煙口開設(shè)不一致（實(shí)驗(yàn)13開設(shè)了家庭娛樂室上方窗戶）， 這導(dǎo)致了家庭娛樂室和二樓走廊這兩個(gè)局部區(qū)域，在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到消防員生存下限溫度。
將住宅大門和遠(yuǎn)離火點(diǎn)的窗戶打開（實(shí)驗(yàn)8），導(dǎo)致客廳、門廳和兩個(gè)樓上的臥室達(dá)到消防員生存下限溫度。與其它幾個(gè)實(shí)驗(yàn)相比，將住宅大門和一樓的4扇窗戶打開（實(shí)驗(yàn)15），允許最多的空氣進(jìn)入火場，將會導(dǎo)致最多的房間達(dá)到消防員生存下限溫度。
由于實(shí)驗(yàn)10中火勢發(fā)展與其它幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的差異過大，因此計(jì)算達(dá)到消防員生存下限溫度的時(shí)間用中間值比平均值更為合理。
在雙層住宅中，通風(fēng)后達(dá)到消防生存下限溫度的時(shí)間中間值為200 秒，在這期間，消防員內(nèi)攻滅火或是撤離火場都是相對安全的。
3、火場變化情況分析
實(shí)施通風(fēng)排煙后，火勢在多長時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，同時(shí)，多長時(shí)間內(nèi)會對內(nèi)攻人員造成致命影響，這是分析通風(fēng)排煙的一個(gè)重要因素。
為了分析通風(fēng)排煙所造成的影響，實(shí)驗(yàn)人員將用每個(gè)實(shí)驗(yàn)中達(dá)到致死條件所需的時(shí)間減去通風(fēng)排煙的時(shí)間（例如8分鐘時(shí)通風(fēng)排煙，10分鐘時(shí)達(dá)到生存下限溫度，即為10分鐘減去8分鐘），進(jìn)一步觀察溫度何時(shí)升高，以怎樣的速度升高，這將是消防員發(fā)現(xiàn)火場異常到?jīng)Q定撤離火場所需的時(shí)間。
下列圖中顯示了在通風(fēng)排煙后至轟然前，雙層住宅家庭娛樂室距離地面1英尺（0.3米）區(qū)域的溫度。在雙層住宅實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)轟然的實(shí)驗(yàn)數(shù)量更少（和單層住宅實(shí)驗(yàn)相比），只有實(shí)驗(yàn)4、13、15發(fā)生了轟然。由于雙層住宅更大，它需要耗費(fèi)比單層住宅更長的時(shí)間去達(dá)到轟然溫度。
實(shí)驗(yàn)13和15的溫度從260℃到600℃分別少于20秒和36秒，留給消防員作出情況判斷和抉擇的時(shí)間非常短暫。
下圖中顯示了在雙層住宅4個(gè)實(shí)驗(yàn)中距離家庭娛樂室地面5英尺（1.52m）區(qū)域的溫度的變化。僅打開住宅大門（紅色線條），火勢趨于發(fā)展至轟燃狀態(tài)，但由于沒有足夠的氧氣，轟燃并沒有發(fā)生。僅打開窗戶（藍(lán)色線條），火勢無法達(dá)到轟燃狀態(tài)，最高溫度持續(xù)低于450℃，且火勢發(fā)展速度最慢。
打開大門和窗戶（綠色線條），火勢發(fā)展比前者快，峰值溫度為550℃。打開大門和4個(gè)窗戶（橙色線條），火勢發(fā)展速度最快且達(dá)到轟燃狀態(tài)，峰值溫度為950℃。
①排煙口數(shù)量所造成的影響
大量的空氣進(jìn)入通風(fēng)受限型火場，導(dǎo)致火場釋放處大量的熱量，溫度迅速升高。
下圖中顯示了在雙層住宅4個(gè)實(shí)驗(yàn)中距離家庭娛樂室地面5英尺（1.52m）區(qū)域的溫度的變化。僅打開住宅大門（紅色線條），火勢趨于發(fā)展至轟燃狀態(tài)，但由于沒有足夠的氧氣，轟燃并沒有發(fā)生。
僅打開窗戶（藍(lán)色線條），火勢無法達(dá)到轟燃狀態(tài)，最高溫度持續(xù)低于450℃，且火勢發(fā)展速度最慢。
打開大門和窗戶（綠色線條），火勢發(fā)展比前者快，峰值溫度為550℃。打開大門和4個(gè)窗戶（橙色線條），火勢發(fā)展速度最快且達(dá)到轟燃狀態(tài)，峰值溫度為950℃。
②通風(fēng)排煙口靠近火點(diǎn)與遠(yuǎn)離火點(diǎn)
靠近火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙將會擴(kuò)大火點(diǎn)區(qū)域的火勢。遠(yuǎn)離火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙將會在未燃燒區(qū)域創(chuàng)造一個(gè)煙火蔓延路徑和氧氣源頭，導(dǎo)致火勢存在蔓延至該區(qū)域的可能性。
通過火災(zāi)發(fā)展示意圖對比雙層住宅的實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)8。紅色線條代表了實(shí)驗(yàn)4距離地面5英尺（1.52米）區(qū)域的溫度，藍(lán)色線條代表了實(shí)驗(yàn)8距離地面5英尺（1.52米）區(qū)域的溫度。圖表中顯示靠近火點(diǎn)通風(fēng)排煙（紅色線條），在家庭娛樂室區(qū)域創(chuàng)造了775℃的峰值溫度，因?yàn)檠鯕饪梢粤⒓催M(jìn)入火點(diǎn)。與單層住宅不同，
在雙層住宅中，靠近火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙出現(xiàn)峰值溫度的時(shí)間，比遠(yuǎn)離火點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)排煙出現(xiàn)峰值溫度的時(shí)間稍晚。因?yàn)檩^遠(yuǎn)的通風(fēng)排煙口位于住宅2樓，所以更多的空氣將從住宅大門進(jìn)入火場去助長火勢（拓展思維：單向煙火蔓延路徑，底部通風(fēng)排煙口主要負(fù)責(zé)吸入空氣，上部的通風(fēng)排煙口主要負(fù)責(zé)排出煙氣）。
但是， 由于空氣的總量受限，因此實(shí)驗(yàn)8中的峰值溫度達(dá)不到實(shí)驗(yàn)4中由兩個(gè)靠近火點(diǎn)的通風(fēng)排煙口所產(chǎn)生的溫度。對比臥室的溫度，在實(shí)驗(yàn)4中，臥室3并未處于煙火蔓延路徑上，其峰值溫度為250℃。實(shí)驗(yàn)8中，臥室3處于煙火蔓延路徑上，其峰值溫度上升至575℃。
③上部通風(fēng)排煙與下部通風(fēng)排煙
當(dāng)決定對一個(gè)房間實(shí)施最有效的通風(fēng)排煙時(shí)，通常會打開房間上部的排煙口，因?yàn)槭覂?nèi)的高溫?zé)釤煔夥e聚在上部。最需要考慮的是，如何讓冷空氣進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)讓熱煙氣從室內(nèi)排出。如果冷空氣進(jìn)入室內(nèi)有助于加速火勢，房間便會陷入轟燃狀態(tài)，并且通風(fēng)排煙的位置也將發(fā)生燃燒，最終導(dǎo)致整個(gè)房間被火勢包圍。顯然，這樣的排煙并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。
下列兩圖為打開家庭娛樂室的下部窗戶和上部窗戶進(jìn)行通風(fēng)排煙，并對兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中距離地面1英尺（0.3米）和16英尺（4.87 米）區(qū)域的溫度進(jìn)行測量。
兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是房間起火后發(fā)展至通風(fēng)受限狀態(tài)，溫度開始下降。一旦打開門窗，上部排煙口會導(dǎo)致室內(nèi)溫度更高，溫度上升速度更快。開設(shè)上部排煙口的實(shí)驗(yàn)中（藍(lán)色線條），大約在720 秒時(shí)，室內(nèi)屋頂區(qū)域溫度達(dá)到950℃，地面溫度達(dá)到650℃，地 面溫度超過600℃標(biāo)志著家庭娛樂室發(fā)生了轟燃。開始下部排煙口的實(shí)驗(yàn)中（紅色線條），大約在870秒時(shí)，室內(nèi)屋頂區(qū)域溫度達(dá)到800℃，地面溫度達(dá)到500℃。
通過上述實(shí)驗(yàn)對比我們發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的發(fā)展存在巨大差異。在通風(fēng)受限火災(zāi)中，允許冷空氣從下部進(jìn)入，熱煙氣從上部排出，是引發(fā)轟燃現(xiàn)象的首要條件。
同時(shí)，圖表中還反映了一個(gè)情況，即便最開始家庭娛樂室溫度較低，較高部位的通風(fēng)打開后，室內(nèi)的溫度也不可能涼爽，地面1英尺處的溫度也不可能從650度下降至125度（圖中溫度下降應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)中消防員射水的結(jié)果，但在這部分，文中并沒有說明原因）。
所以第一時(shí)間打開排煙口，會降低火場溫度是一個(gè)錯誤的認(rèn)識。。實(shí)驗(yàn)表明，在通風(fēng)受限型火場中，快速開設(shè)排煙口去增加室內(nèi)氧氣含量，并不能起到冷卻的效果，而是射水