破拆排烟技术在火场中的应用研究

■ 郭亚希 湘潭县金桂路消防救援站

火场中的灭火技术具备极强的实践性。在火场中必须科学合理地应用各种灭火技术，才能有效降低火灾损失及人员伤亡。火场中往往存在着大量有毒性的浓烟和气体，严重阻碍消防人员顺利开展灭火与救援工作，从而造成重大的人员伤亡和财产损失。所以，需要采用科学而有效的技术帮助消防救援人员进入火场，对火灾及被困人员情况进行全面侦查和救援。由此，破拆排烟成了灭火救援过程中一种至关重要的技术。如果想要更安全、更准确地实施灭火救援工作，就必须对烟气以及燃烧物的性质、状况和规律等进行全面掌握，如此才可以保障救援工作的快速实施。而排烟指的是将建筑物内的高温烟气快速排出，从而帮助消防救援人员开展工作。

一、火场中烟气的扩散与流动造成的危害概述

烟气指的是物质经过燃烧反应分解所产生的含有较高热量的气态、液态及固态物质和空气进行混合形成的有害气体。烟气的扩散流动的快慢取决于温度及流动方向。火灾初期的烟气在水平方向的流动扩散速度通常是0.3m/s，剧烈期为0.5～3m/s。而火灾初期烟气在垂直方向上的流动扩散速度较快，一般可达到3～4m/s。因此，在建筑物的管道井或者楼梯间内会产生“烟囱效应”，由于其中的抽力较大，所以烟气向上流动扩散的速度会更快，通常为6～8m/s，甚至可能超出这个范围。火场中的烟气对人员所造成的主要危害是有毒气体极易导致窒息、灼伤等情况[1]。

（一）烟气导致火场中的人员出现窒息和中毒等现象

经过燃烧所形成的浓烟及有毒气体，其中可能会含有一氧化碳、氢氰酸及氯化氢等物质，这些物质对人体产生麻醉、刺激及窒息的作用，从而导致火场中被困者和消防救援人员无法正常呼吸，极易使他们出现窒息和中毒的情况。这也是导致高层建筑物火灾被困人员伤亡的最主要的原因之一，在火场中由于中毒和窒息造成的人员死亡占据了很大比重。烟气中的氧气含量通常均低于人体正常生理需求的氧气量。一般情况下，空气中氧气的含量减少至15%以下，人体肌肉的活动能力也会随之降低；当空气中氧气的含量下降至10%～14%时，人会出现四肢无力、神志不清的情况，甚至不能清楚地分辨方向；下降至6%～10%时，人就会出现昏迷的情况。因此，对于火场中被困的人员来说，导致其死亡的主要原因在于烟气中氧气的含量在较短时间内下降至6%左右。而在一些火灾中，火场空气中氧气的含量甚至下降到了3%左右，由此可知在火场中的人员如果无法从现场快速逃离，那么后果是极其严重的。

（二）火场中的高温烟气对被困人员产生的伤害

经过燃烧所产生的烟气其中包括水蒸气含有极高的热能，在潮湿、高温的环境中，人们很容易被严重烫伤。火场中的烟气通常温度较高，在室内火场中，烟气的温度能够达到几百摄氏度，这也是导致人员伤亡的原因之一。尤其是一些地下建筑物，其火场中的温度可以超过1000℃。在火场高温烟气中，人们的忍耐力是极其有限的。根据相关的调查数据显示，当温度达到65℃时，一般人们可以在较短时间内忍耐；当温度接近100℃时，人们就会出现虚脱情况，继而完全失去逃生能力；当温度高达120℃时，在十五分钟内会对人体造成无法恢复的伤害。因此，当消防救援人员进入火场的高温环境时，将会很难有效完成救援任务，从而导致灭火救援行动失败[2]。

（三）火场中的烟气会降低能见度

火场中的烟气具备极强的减光性，一般情况下，可见光的波长在0.4～0.7微米之间，而火场中烟气所含有的烟粒子的直径能够达到几微米至几十微米，也就是说，烟粒子的直径比可见光的波长要大，与此同时，这些烟粒子也是不透光的，它们能够完全遮挡住可见光。当烟气在扩散流动的时候，由于可见光会遭遇到烟粒子的遮挡，从而极大地降低了能见度，这是烟气减光性的真实表现。众所周知，烟雾越浓，能见度越低。经过燃烧所形成的烟气会极大地阻碍人们的视线，导致人们在火场的烟气中无法清楚地分辨方向，即使被困者对环境很熟悉，这时候也难以辨认。如此会使火场中的人员产生恐惧、惊慌失措的情绪，会使灭火及人员疏散等工作难以顺利开展。在火场的烟气环境中，人员可以正确分辨方向、逃离危险的能见度不得低于5m，当能见度低于3m时，人员就会很难逃离火场。烟气所具备的遮光性常常会使火场的能见度急剧下降，导致人的视线被严重遮挡，从而使消防救援人员无法寻找到救援对象和起火点，如此必然会严重阻碍消防救援工作的顺利开展，进而错失最佳的机会。

（四）火场中的烟气是导致火势快速蔓延的主要原因

物质未经过充分燃烧会产生大量的一氧化碳，其和空气混合以后可以持续燃烧，甚至可能会发生爆炸；而经过燃烧以后的产物含有极高的热量，会通过辐射和对流产生新的燃烧点，导致火场中的其他物质快速燃烧，从而发生轰燃现象，因此烟气是火势在短时间内快速发展与蔓延的主要因素之一。尤其是室内的火灾所产生的烟气温度较高，其会把其中的众多物质加热至起火点，与此同时，产生大量的可燃性的气体，此时如果突然打开门窗，伴随着大量新鲜空气快速涌入，那么极有可能发生爆燃现象，进而使火势在极短的时间内快速发展与蔓延[3]。

二、破拆排烟技术对火场烟气的扩散流动产生的影响

在消防救援过程中，消防人员是否能够对建筑物以及其中的构件进行快速破拆，会对消防救援工作的顺利开展产生直接的影响，甚至还会直接关系到消防人员的生命安全。一般情况下，火场中所使用的破拆方法主要包括切扩法、砸撬法、拉拽法、冲撞法及爆破法。其中，切扩法主要采用油锯、气动切割机、切割器以及液压切割器和扩张器等，这些破拆工具的工作效率较高。当高层建筑物的钢化玻璃、门窗，以及船舶等需要进行破拆时，通常所使用的就是这些动力型破拆工具，能够快速完成破拆工作。砸撬法主要使用的是消防斧、腰斧及铁铤等工具，这些破拆工具主要用于快速打开封闭的门窗，破拆屋顶、夹墙及地板等。拉拽法主要使用的工具包括消防钩和消防安全绳等，在火场中需要拉倒一些建筑物时，可以把钢丝绳或者安全绳绑扎于建筑物的承重件上，通过消防救援车辆或者人员等进行拉拽；而消防钩能够拉拽建筑物的顶棚。冲撞法主要使用一些大型机构比如铲车、挖掘机等实施破拆。而爆破法则是使用一些爆破器材和炸药实施破拆，多用于一些结构较为坚硬的建筑物，或者上述几种破拆方法无法有效实施时，才可以使用爆破技术进行破拆。

破拆位置的选择。当消防指挥人员确定实施破拆排烟时，消防人员必须提前对火场的具体情况与灭火救援方案进行详细的了解。一般情况下，选择设置破拆排烟口时，必须全面考虑建筑物的种类、垂直通道与水平通道、内部物质、着火点、暴露物、风向及火灾范围等多种因素。在实施破拆工作的过程中，消防人员必须提前掌握建筑物的内部结构及物品等情况，严格遵守破拆排烟的各项原则，选择在着火点的正上方设置排烟口，这样的排烟口才能实现快速排除火场烟气的目的。破拆排烟口的选择通常应重视以下几个因素：一是建筑物的构造形式；二是有没有现成的排烟口，比如屋顶窗、天窗、通风口或者升降口等，内部间距的通道能否用于破拆排烟；三是建筑物内所储存的物质的数量、性质及具体位置等；四是着火部位和消防指挥人员希望向哪个方向排除烟气；五是破拆排烟方向的下风处有无可燃物；六是风的方向及速度；七是烟气与火势的蔓延和发展趋势，以及排烟能否对火势产生影响等[4]。

三、破拆排烟技术在建筑物火场中的应用

（一）破拆排烟技术在高层建筑火场中的应用

建筑物的特征、内部设施设备所具备的特点决定了高层建筑物火灾的特点。对于高层建筑物来说，由于其高度较高，楼层较多，功能较为复杂，相关设施设备众多，楼道及管井较多，所以在高层建筑的火场中，烟气的扩散流动会受到“烟囱效应”的剧烈影响，并且高层建筑中的各种竖井没有做好相关的防火隔离处理，在火灾发生的时候抽力会很大，烟气与火势会快速向上蔓延扩散至上层房间，从而导致被困人员难以逃离，进而发生重大人员伤亡。对于高层建筑的火灾来说，必须重视查找起火点的具体位置及火势等情况，根据建筑物起火楼层的实际情况以及火场中烟气扩散蔓延现状进行判断，以此明确中性层的准确位置。如果起火楼层在中性层的上面，那么可以针对起火楼层房间的外向窗户及外墙壁进行破拆，依靠热压作用使火场中的高温烟气能够直接排出房间，这时候应当注意的是上面的楼层必须做好相应的灭火保护。如果起火楼层在中性层下面，那么必须针对内部竖井及外部气象等因素进行全面分析。高层建筑物的竖井通常密封性偏好，能够使竖井有效密闭，可以将起火楼层的竖井打开，同时在竖井顶部实施破拆开口，在开展具体的灭火工作过程中，通常会依靠“烟囱效应”进行排烟工作，以此实现灭火救援的目标。比如在1995年的深圳某酒店的特大火灾中，在火场的排烟过程中，消防人员根据火场的具体情况，果断采用了破拆排烟技术，利用酒店的电梯井将横向气流转变成为竖向气流，之后在电梯井顶部进行破拆排烟，从而顺利实现了排除火场烟气的目的，同时也极大地阻止了高温烟气向水平方向扩散蔓延，使火灾损失下降至最低。

（二）破拆排烟技术在地下建筑物火场中的应用

地下建筑物通常仅有内部空间，无外部空间，因此其没有地面建筑物的外部门窗可以直通外界。其出入口仅仅是直通地面的通道，当地下建筑物发生火灾的时候，火场中空气的供应全部依靠这些出入口，由此火灾的状态不仅取决于可燃物的性质，同时还取决于出入口空气的供给状态。如果仅有一个出入口，那么起火初期会存在燃烧不完全的情况，地下建筑物中会充满大量的高温浓烟。出入口就成了外界空气的入口与烟气的排出口，这时消防人员需要在地下建筑物的下风处实施破拆，从而利于烟气能够通过破拆口快速排出地下建筑物。如果有两个或两个以上出入口时，消防人员则可以在排烟口的前端进行破拆，留出气口，有效阻断烟气的流动，从而迫使烟气由破拆口排出，为灭火救援争取充足的时间[5]。

四、结语

总之，在建筑物的火场中，破拆排烟技术能够有效影响烟气的扩散流动。排烟能够增加火场中的能见度，减少高温有毒气体对人体的伤害，使逆转气流的发生率降低，在众多排烟技术中，破拆排烟技术是火场中最为常见的。一般情况下，人们对于这种技术不大了解，普遍认为其最大的缺点是在排烟的过程中必须破坏建筑物，然而在一些情况中，通过适当的破拆能够极大地减少火灾的危害。随着社会的快速发展，建筑物的各项功能也在逐渐得到完善。对于其中的一些规范化的建筑物来说，消防设施已经成为最重要的组成部分，而破拆排烟依然是目前消防救援工作中最有效的一种技术，应得到正确的认识和应用。