火災(zāi)煙氣冷卻技術(shù)

2012年在瑞典Revinge舉行的MSB的火災(zāi)特性課程上，其中列舉了很多關(guān)于撲救室內(nèi)火災(zāi)的方法。

在內(nèi)攻過程中進(jìn)行火災(zāi)煙氣冷卻，對滅火過程會產(chǎn)生積極的影響。在2012年佛蘭芒布拉班特的PIVO舉辦了三場課程中，澳大利亞教練John McDonough現(xiàn)場就煙氣冷卻發(fā)表了看法。

瑞典和澳大利亞都將煙氣冷卻技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的高度。

所以什么是煙氣冷卻技術(shù)呢？

1、處于發(fā)展階段的火災(zāi)

消防員培訓(xùn)的重點(diǎn)通常都放在火災(zāi)煙氣冷卻上。

消防員進(jìn)入充滿高溫?zé)煔獾姆块g是十分危險(xiǎn)的。

因?yàn)檫@些煙氣可能會由于轟然而被點(diǎn)燃往往盲目通風(fēng)就會引發(fā)的轟燃、回燃等等。

在火災(zāi)的發(fā)展階段，煙氣可以將火場分為兩個(gè)氣流層。

在天花板處形成一層煙氣層，下面是空氣層。隨著燃燒加劇，上層煙氣會變得越來越黑，越來越熱，越來越濃。

在煙氣層下部存在有相對新鮮空氣的區(qū)域，此區(qū)域中空氣的溫度與外界溫度差別不大。

但是在煙氣層內(nèi)部，能見度幾乎為零

這時(shí)使用3D技術(shù)，消防員不僅能夠冷卻煙氣，還可以保持煙氣層下方的能見度。

2、3D技術(shù)

水槍霧狀水的噴射角度為40°至60°，水以脈沖的形式進(jìn)入煙氣層。水槍與地板呈45°或者更大的角度。

這樣做是為了讓水槍手將幾個(gè)短脈沖射流射向煙氣層的不同位置，使水槍脈沖射流覆蓋整個(gè)房間。

圖1和圖2分別描繪了3個(gè)不同角度的脈沖射流。

實(shí)際上，需要根據(jù)房間的寬度來調(diào)整脈沖射流的數(shù)量。

3D技術(shù)要求脈沖射流產(chǎn)生的水霧砸在煙氣層內(nèi)蒸發(fā)。消防員通過良好訓(xùn)練就能使大部分水在煙氣層內(nèi)蒸發(fā)。

圖1 在火災(zāi)發(fā)展階段，水槍手正在冷卻煙氣層中的煙氣

使用3D技術(shù)冷卻煙氣具有雙重作用。

首先，水溫度升高和蒸發(fā)需要吸收熱量。隨后，新形成的蒸汽將進(jìn)一步升溫。經(jīng)過冷卻的煙氣的溫度和蒸汽的溫度之間必然會達(dá)到平衡。

水蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為水蒸氣所需的能量來自煙氣層。已經(jīng)被冷卻的煙氣層被點(diǎn)燃的可能性很小。

另外，煙氣層對其下面的物體（桌子，椅子，沙發(fā)，櫥柜......）的輻射熱量也會減少。這也降低了發(fā)生轟燃的危險(xiǎn)。

圖2  從水槍手的角度來看3D技術(shù)

為了達(dá)到冷卻煙氣層的目的，于是使用一系列脈沖射流射入煙氣層。

第一個(gè)脈沖射流射指向左側(cè)，第二個(gè)脈沖射流指向射向中間，第三個(gè)脈沖射流指向射向右側(cè)。

3D技術(shù)改善火場環(huán)境的第二種方式是在煙氣層中充入大量水蒸氣。

當(dāng)水滴蒸發(fā)時(shí)，會產(chǎn)生大量蒸汽，同時(shí)煙氣層會縮小，將形成可燃?xì)怏w和水蒸氣的混合物。

與煙氣不同的是，水蒸氣是不可燃的。這使得煙氣層的可燃性降低。

這種情況被稱為煙氣層的“惰化”。

脈沖射流意味著使用更少量的水。不管是高壓水槍還是低壓水槍噴射，每射流一次只消耗一升或兩升水。

這與使用兩支流量大約為150-200L/min的水槍效果相同。

這種形式可防止過量用水造成的水漬損失。其次，節(jié)約消防車中的水，將剩余的水用來撲滅火災(zāi)。

另外，3D技術(shù)還能保持煙氣層的穩(wěn)定性。

應(yīng)用該技術(shù)后，兩個(gè)獨(dú)立區(qū)域仍然存在。

一個(gè)充滿熱煙氣、能見度低的區(qū)域存在與天花板上；在底部，另一個(gè)區(qū)域由高能見度的新鮮空氣組成。

如果使用連續(xù)射流而不是脈沖射流，煙氣層將被完全破壞。

兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域?qū)⒒旌掀饋怼＿@使得火場環(huán)境惡化，房間底部的溫度會高，能見度降低。

打破煙氣層的平衡將對房間中的被困者造成傷害。

3、長脈沖射流

人們大多數(shù)情況下會將3D技術(shù)與短脈沖射流等同對待。但是短脈沖射流只能使有限的水進(jìn)入煙氣層中蒸發(fā)。

在火災(zāi)發(fā)展階段，這是一種安全和高效的方法。然而，這種技術(shù)的冷卻能力相當(dāng)有限。

澳大利亞的John McDonough說，在如下情況中短脈沖射流可能很難起到作用：

當(dāng)消防員通過走廊向發(fā)生全燃火的臥室推進(jìn)時(shí)，盡管大部分熱量會通過窗戶排出，但熱煙氣也會進(jìn)入走廊，使用短脈沖射流來吸收這樣大量的熱量是不可能的。

因此除了短脈沖射流，John McDonough還提倡使用長脈沖射流。

左圖顯示水槍與地面的夾角為45°，水錐角度約40°-60°。

右圖顯示水槍與地面的夾角約為30°，水錐角度約30°。

當(dāng)使用長脈沖射流時(shí)，與短脈沖射流或3D技術(shù)相比，發(fā)生了一些變化。

水槍與地面的夾角減小到約30°，錐形噴霧的角度也減小到30°。

對于長脈沖射流，水槍口首先快速打開，然后在2秒鐘后緩慢關(guān)閉，這樣做就增加了噴射的水量。

除此之外，脈沖射流的范圍也增大。這使得水槍手可以冷卻較遠(yuǎn)距離的熱煙氣。

對于高溫?zé)釤煔猓L脈沖射流比短脈沖射流的效果好。

短脈沖射流的水在離開水槍口后，很短時(shí)間就完全蒸發(fā)。在高溫?zé)釤煔膺M(jìn)入走廊或房間的情況下，使用長脈沖射流可以提高安全性。