戰(zhàn)術要點20課|第8講:順風而行
本系列課來自Underwriters Laboratories (簡稱UL,即美國保險商實驗室)的消防安全研究所(FSRI)所發(fā)布的專題報告“消防員研究的20項戰(zhàn)術要點。”
當進入建筑物內攻搜救時,消防員必須知道風向是決定火場變化的一個關鍵因素。知道你是否在上風風向是火場偵查的一個關鍵要素。進入“風”里就像從煙囪往下爬下一樣。風力增大,火災發(fā)展及蔓延速度也會增加。
—Todd Harms
本期,我們就來聊聊大風天氣下的火災現象——風驅火,首先先來看看UL的視頻:順風而行
8.順風而行
Keep the wind at your back
該視頻提供三方面信息:
風會產生風壓,上風方向高壓,下風方向低壓
風驅火產生“噴燈效應”,使得火災快速跳躍發(fā)展
風力作用下,會大大增加氧氣供給量,使火場溫度更高,產生的熱通量值更大,從而對被困人員及消防員造成致命傷害
所以在“風驅火”火災中,我們一定要盡可能在上風方向發(fā)起進攻。
了解“風驅火”
“風驅火”(Wind-dirven fire)雖然沒有被正式定義,但是已經成為歐美國家火災撲救的通用術語,簡單的概括就是“風的影響導致火災發(fā)展蔓延快速、異常”,它改變了火災的發(fā)展速度及流動路徑(關于流動路徑,詳見:戰(zhàn)術要點20課|第6講:火災是怎么蔓延開的)。
首先,我們了解以下什么是“風壓”。
風被描述為大規(guī)模的氣體流動,所以風會與流體表現出相同的物理特性。
當你對著一張紙吹風,紙會飄起來,這是因為你吹的風在紙張上產生風壓。
同理,當風吹向建筑表面時,它會在該面上(迎風面)產生正壓力。
如果房間迎風面的窗戶被打開,那么風會將房間內的壓力升高,在沒其他開口的情況下壓力與風速成正比上升。而一旦對面有開口打開,那么就會因為壓力差就會生成新的流動路徑。
在過往,我們通常認為“風驅火”通常發(fā)生在室外堆垛及山林草地等室外火災,但通過近幾年的研究發(fā)現,“風驅火”在建筑物火災中同樣適用。
建筑物火災中,“風驅火”通常發(fā)生在高層建筑(因為一般來說,風速會隨著高度的增高而不斷增加),但其他建筑也有可能發(fā)生。
風會攜帶大量氧氣,使得火災的供氧量大大提升,從而使火災出現以下特點:
可燃物將在更高的溫度下燃燒
熱傳播速度將會更快
燃燒產生的熱通量值更高
所有這些都會使得火災產生更高的能量(HIGH ENERGY FIRES),破壞性更大,更難撲救。
“風驅火”引發(fā)的一些事故
1
2007年4月16日,威廉王子郡伍德布里奇地區(qū)的消防員Kyle Robert Wilson在撲救一起住宅建筑火災中殉職,當時他正在執(zhí)行火場搜救任務。
事后的調查結果顯示,在消防員進入建筑內部幾分鐘后,大風導致火災突變,火災快速蔓延,從而導致Kyle Robert Wilson被困住,無法逃生。
火災發(fā)生時,當地平均風速25英里/小時(11米/秒),陣風48英里/小時(21米/秒)。
2
1998年12月18日,紐約一10層高層公寓樓發(fā)生火災,造成3名消防員殉職。
事后調查結果顯示,3名消防員很大可能是由于“轟燃”導致死亡,而現場大風對火災的發(fā)展亦起到關鍵作用。
火災發(fā)生時,當地平均風速15英里/小時(7米/秒),陣風達35英里/小時(16米/秒)。
3
2004年12月21日,德克薩斯州一住宅發(fā)生火災,造成1名實習期的職業(yè)消防員殉職,4名職業(yè)消防員受傷。
根據當時帶隊消防隊隊長的報告,當時風速達31英里/小時。當他們打開門準備內攻是,高溫、火焰向內攻人員撲來,特別是在另一側窗戶玻璃被水流打破后,火災進一步加劇,使得內攻人員不得不緊急撤離。殉職的消防員由于失聯導致死亡。
火災發(fā)生時,當地平均風速14英里/小時(6米/秒),陣風31英里/小時(14米/秒)。
4
2009年4月12日午夜,德克薩斯州一住宅發(fā)生火災,造成1名消防隊長及1名實習期的職業(yè)消防員殉職。
事故調查結果顯示,該起火災事故為典型的風力驅動,兩名消防員是由于火災的快速發(fā)展而被困火場無法撤離導致犧牲。兩名受害者是到場的第一批力量,通過前門發(fā)起內攻。到達現場后不到6分鐘,受害者迷失了方向,因為大風裹挾著迅速增長的火焰“推”向內攻人員的書房及客廳區(qū)域,其他7名消防員撤離,而2名受害者無法逃脫。
火災發(fā)生時,當地平均風速17英里/小時(7.5米/秒),陣風26英里/小時(12米/秒)。
關于消防員在職期間的死亡報告,有興趣的童鞋可以登陸https://www.cdc.gov/niosh/fire/。上面有每一起消防員在職期間死亡詳實、中立的調查報告,包括完完整整事件的經過、周邊環(huán)境、作戰(zhàn)部署等等!
5
2012年2月24日,馬里蘭州喬治王子縣(視頻的實驗證實模擬該起事故)一住宅(有地下室)發(fā)生火災,消防隊員到達現場時,風吹向建筑物后方。在強行打開前門(逆風進攻)后不久,他們發(fā)現火災發(fā)生了激烈變化。
在進入的過程中,消防員很快受到快速流動的高溫煙氣傷害,導致7名消防員受傷,其中2名傷勢嚴重(受困于1樓,處于流動路徑之中)。
消防員從A面發(fā)起進攻
當天天氣情況:風速:13.8 ~ 20.7英里/小時(6.2~9.3米/秒);陣風:27.6 ~36.8英里/小時(12.3~16.4米/秒)。
越來越多的事故表明,風力對建筑物火災會產生致命的影響,而歐美多家研究機構也專門針對“風驅火”這種火災現象進行了深入研究,下文的總結內容均來自以下這些研究機構的研究成果。
那么,“風驅火”有哪些征兆呢?
1
天氣狀況
研究表明,風速達到10英里/小時(4.47米/秒,三級微風),就能在驅使建筑物火災快速蔓延。
所以我們在出警途中及火災現場,要時刻注意周圍環(huán)境特別是天氣狀況。
2
火災偵查中可辨別的火災現象
在上風方向的窗戶發(fā)現有跳躍的火苗冒出要引起高度警覺!
這是因為該房間在強風作用下相對于外部具有高壓,所以火苗不斷“跳躍”(也稱脈沖火焰)以平衡過壓,就像我們脹氣需要不斷打嗝一個道理,但是在強風作用下又沒辦法釋放全部壓力。
脈沖火焰
這時如果貿然打開房間另一側的門(馬上制造新的流動路徑),火災將會在強風作用下“撲”向消防員,后果不可想像。
3
無計劃的通風排煙
建筑物的上風方向一側(迎風面)是否有房門打開?
建筑物的上風方向一側(迎風面)是否有開著的或者破損的窗戶?
總之,歸根到底,最重要的是時刻保持警惕!
留意你所在轄區(qū)及周邊地區(qū)的天氣情況(包括常年的天氣狀況、當前及未來的天氣情況)
從消防車駛離車庫開始,就要留意風力及風向
進入建筑物前,要觀察建筑上風方向的火情(是否是脈沖火焰?)
注意火災快速發(fā)展的潛在風險
風是怎么改變火災的流動路徑的呢?
“風驅火”最可怕的不是會使火災呈現更高的能量,而是它的不受控制,它能快速的改變火災的流動路徑,讓消防員措手不及。上述幾起火災造成消防員死傷很多都是因為由于貿然開窗或者窗戶失效火災在風的作用下迅速形成新的流動路徑,將消防員困住,造成消防員死傷。
那么,風是如何影響流動路徑的呢?
那么,風是如何影響流動路徑的呢?
無風條件下
建筑物內部火災的“流動路徑”
窗戶創(chuàng)造了雙向流動,新鮮空氣從底部進入,熱煙氣從頂部排出
一旦天花板的通風口被打開,熱煙氣、火苗就會被“拉”到上方,形成一條流動通道。此時窗口的雙向流動仍然存在。
有風條件下
建筑物內部火災的“流動路徑”
風覆蓋了窗口出口的壓力,創(chuàng)造了進入建構內部的單向流動路徑
天花板通風口是唯一的出口。風迫使所有的高溫煙氣、火焰迅速穿過建筑到達唯一的出口。單向流。
風對流動路徑的影響
左圖為風流入前10秒的狀態(tài),前門是入口同時也是出口,為雙向的流動路徑。
右圖為風流入后10秒的狀態(tài),風通過后方窗戶流入,前門變成出口,在風的作用下產生單向的流動路徑。
在“風驅火”的建筑火災中,風迫使所有的高溫煙氣、火焰穿過建筑物迅速到達單個出口,引起所謂的“噴燈效應”。
噴燈效應
“風驅火”——噴燈效應在外圍的表現形式
噴燈效應在建筑物內部的表現形式
就像是風卷著火在蔓延一樣!風速決定火的蔓延速度!
記?。?/span>最典型的“風驅火”火災就是:大風+破損的窗+打開的門。所以,要盡可能在上風方向進攻,不要貿然打開下風方向的門窗!