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火场战术之流程控制

已有 2945 次阅读 2015-6-16 12:03 |个人分类:特种消防|系统分类:科普集锦| 火场战术, 流程控制

火场战术之流程控制

 

前言:有人问我FlowPath(流程)这个概念,我还相当陌生。研究之后,原来这个概念也是近期提出的,针对吹炬效应的一种火场战术手段。现代建筑日趋复杂,火场附近的开门关门操作,对于火场工作的消防队员来说是一种产生流程,吸引烟气,产生伤亡的巨大隐患,于是有流程控制的说法和任务产生。说白了,流程控制就是对火场发展趋势的动力学认识,可以提前做出应对措施,因此是职业化消防队员的火场生存法宝。去年51日上海发生的消防队员跳楼悲剧,关键是他们没有意识到自己处于流程上,因此被按照流程行动的烟气逼下了高楼。这是认识的差距,也是制度的差距。美国消防局培训师会议(FireDepartment Instructor Conference, FDIC)上,流程控制问题是一项重要内容,代表了未来火场战术的发展方向。

 

流程可以被定义为热和浓烟从起火区域内的高压区向着火建筑室内室外所有其他低压区的运动途径”

“基于不同的建筑设计和可用的通风开口(门,窗等),一座建筑可以有若干流程。在流程上进行的灭火行动可能会让消防队员处于突然增加的明火、高热和浓烟侵袭的风险”。

 

■生成原因

至关重要的是,所有的消防队员需要理解火焰和热烟如何运动,已经他们行动的方式。除了热量,火灾还会发展产生各种火场热气体和燃烧副产品,这是我们通常所说的烟雾。虽然这种烟雾由各种各样的气体、气溶胶和微粒所组成,这些火场气体与普通气体差不多。为此,早在17世纪就发现的各种气体规律,如波义耳定律,可以帮助我们了解火场气体的基本行为。简单说来,这些气体定律告诉我们这些气体的体积,压力和温度是如何彼此关联的。

由于加热后,火场气体的密度降低,气体通过羽流上升的方式垂直运动,汇集在火场原发室内的上部区域。这种火场气体的汇聚和封闭状态,加上其温度的持续增加,以及加热后扩张的自然倾向,导致炙热火场气体层中的高压区域。当通往着火空间的临近空间存在时,如走廊、房间或楼梯间,在这些连接空间存在的低压区炙热火场气体发生移动,并沿着阻力最小的路径(即从高压区向低压区)进行蔓延。

当消防队员执行室内灭火行动时,高温火场气体增加了消防队员消防套装内的温度,因为消防服会吸收火场气体的热能。但是,对流换热率的急剧增加(这是指通过气体或液体运动进行的热传导),而这一速度对换热的影响没有被正常测试过程所考虑。如果消防队员正在流程上工作,位于着火点和低压区之间的通道上,他们会体验到这种对流换热的突发性效果。就像对流火炉或湿发吹干机的效果,当速度被添加到热气体上,快速移动的分子能够快速通过物体表面和传递热能。火场气体的温度和速度越高,对流换热强度越大。这个令人难以置信的能量传递过程是导致很多消防队员在火场受伤或牺牲的主要原因之一

 

■每个开口都是一个潜在的流动路径

举个例子,一座两层居民家的一楼发生一场火灾。如果烟雾或火焰从破坏的一楼窗口上涌出(见图形位置1),至少一个流程已经确立,热气体和火焰向窗外低压区流动。当消防队员强制打开大门放出火场烟气,则另一条流程得到成立(参见图形位置2)。通过打开前门,消防队员提供了另一种低压点,让炙热火场气体得以排出。

图1. 火场的流程示意图


位于流程上的消防队员可以通过对流作用得到加热和冷却的效果,重要的是要明白在流程上流动气流方向。取决于相对于火灾的位置,它可以是双向或单向。当位于火场下面或在同一水平上,消防队员可能发现自己被夹带入火场的新鲜气体所冷却,或加热,如果他们位于流出的同道上,则被加热。这取决于室内火灾通风口(烟气层)中性平面的高度。

此外,如果一组队员进入二楼进行搜救操作,窗口被打开或进行灭火前战术通风,又创建了另一个流程(见图表3位)。正是这种情况下,消防队员基本上工作在火场的烟囱通道中,因为火场气体的浮力本性。
在这种情况下,消防员有可能看不到火焰,但会受到高温的熏烤。如果消防员是位于火场上面,其火场流动的方向将是单向向上的。这种情况已经夺去了许多消防队员的生命。在流程上的气流速度被测定为16-32公里/小时。气体速度越大,火场气体的温度越高,消防员逃出的时间越短,因为热量将很快通过他们的消防服呼吸装置渗入。

位于二楼火场上方的流程上工作的消防人员是在极其危险的位置进行工作。

■流程控制

在到达火场前,这个概念的正确理解是第一步,消防员可以减少在流程上受伤或牺牲的风险。第二步是一个适当的放大,确定当时所有的导致火场规模增加和战术变化的火场流程。最后,考虑通过封闭门和窗来控制火场烟气和空气流动,与灭火目标和灭火战术相匹配支持。

大门并非仅是进入建筑和房间的入口。它们也可以作为一个非常有效的通风点。队员们能够在火场的下游或上游侧,通过简单地开关门,达到控制流程的效果。这种火场管理动作可以挽救生命。对于那些执行“进入-搜索-灭火”三步骤的消防队员,与火场烟气的流程加以隔离是非常重要的安全措施。当打开一扇窗口让消防员进入,相当于开设了一个新的流程,吸引了热量、烟气和火焰朝那个方向运动。然而,在他们开始搜索之前,通过迅速关闭消防队员刚刚进入房间时的大门,消防队员从流程获得隔离保护,改善了自己和在这方面的任何潜在受害者在这个区域的生存条件。

当消防队员进入一个建筑进行灭火行动时需要考虑门控的方法。虽然这种技术对北美消防队伍来说相当新颖,在世界其他地区的消防队员一直在执行了几十年。为了保证这种技术的成功性,需要配备额外的消防队员必须保持在入口,在配合消防水管的前进的同时尽可能地关门。通过适当的门控操作,火场与前门之间产生的流程机会有可能减少,再次提高消防队员的火场操作的安全性。




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