室內(nèi)火災(zāi)轟燃的危害及應(yīng)對措施

聶聳

摘要：文章針對室內(nèi)火災(zāi)轟燃進(jìn)行分析，介紹了近年來一些國內(nèi)外比較大的轟燃火災(zāi)，結(jié)合轟燃的定義、室內(nèi)火災(zāi)轟燃發(fā)生的原理、轟燃發(fā)生前的征兆、轟燃的特點(diǎn)、影響轟燃發(fā)生的控制因素等轟燃的基本知識，為消防隊(duì)員在撲救室內(nèi)火災(zāi)時(shí)保證自身安全進(jìn)行指導(dǎo)，指明了室內(nèi)火災(zāi)轟燃的危害，并針對這些危害提出了消防部隊(duì)在面臨室內(nèi)火災(zāi)轟然發(fā)生前后的技戰(zhàn)術(shù)應(yīng)對措施。希望通過研究分析能夠加強(qiáng)消防部隊(duì)?wèi)?yīng)對室內(nèi)火災(zāi)轟燃的處理能力，從而能最大限度地減小危害，促進(jìn)救援行動的順利進(jìn)行，推動消防工作的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 室內(nèi)火災(zāi)轟燃；危害；應(yīng)對措施

通常情況下，可以將受限空間火災(zāi)的發(fā)展劃分為四個(gè)階段，即增長階段、轟燃階段、完全發(fā)展階段和消退階段。其中轟燃的發(fā)生意味著火勢的失控，轟燃導(dǎo)致的高溫會對建筑物自身結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響，強(qiáng)大的破壞力極易造成群死群傷事故與巨額財(cái)產(chǎn)損失，被視為室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的危險(xiǎn)信號。

隨著社會的發(fā)展，轟燃火災(zāi)會越來越多，這其中室內(nèi)火災(zāi)的轟燃將占很大一部分，一旦發(fā)生轟燃必然造成重大傷亡，現(xiàn)階段消防部隊(duì)也不能很好的處理轟燃火災(zāi)，對轟燃火災(zāi)尤其是室內(nèi)火災(zāi)轟燃的研究迫在眉睫。

建筑火災(zāi)中，室內(nèi)火災(zāi)從局部燃燒急劇地?cái)U(kuò)大到所有材料表面開始燃燒的現(xiàn)象叫轟燃。目前，室內(nèi)火災(zāi)的轟燃是消防部隊(duì)面臨的一個(gè)難題，一旦轟燃發(fā)生時(shí)室內(nèi)有人員沒有及時(shí)疏散和撤離，生還的可能性極小。同時(shí)轟燃還對室內(nèi)財(cái)產(chǎn)和建筑產(chǎn)生災(zāi)難性的破壞。因此，有必要對室內(nèi)轟燃現(xiàn)象的危害及應(yīng)對它的措施進(jìn)行深入的研究，掌握其發(fā)生的基本規(guī)律，這樣才能盡可能地防止轟燃的發(fā)生，減少財(cái)產(chǎn)損失，便于消防隊(duì)員營救被困人員，如果發(fā)生轟燃，消防隊(duì)員能夠在發(fā)生轟然前撤離，也能夠防止建筑物倒塌造成人員傷亡，這將對火災(zāi)的防治工作起到重要的指導(dǎo)作用。

室內(nèi)可燃物大面積同時(shí)開始燃燒，標(biāo)志著火災(zāi)充分發(fā)展階段的開始， 室內(nèi)所有的可燃物都可產(chǎn)生轟燃，轟燃的出現(xiàn)是燃燒釋放的熱量大量積累的結(jié)果。只要明火使可燃物的溫度上升至其自燃溫度，就會有足夠的氣體熱分解產(chǎn)物釋放出來并被引燃。燃燒生成的熱煙氣在頂棚下的積累，將使頂棚和墻壁上部（兩部分合稱擴(kuò)展頂棚）受到加熱；同時(shí)，擴(kuò)展頂棚溫度的升高又以輻射形式增大反饋到可燃物的熱通量。熱輻射反饋是由火災(zāi)從墻壁、地板及天花板反饋到房間其它空間的能量。隨著燃燒的持續(xù)，熱煙氣層的厚度和溫度都在不斷增加，反饋的熱輻射也不斷增大，使得可燃物的燃燒速率不斷增大。隨著可燃物的燃燒速率的增大，當(dāng)室內(nèi)火源的釋熱速率達(dá)到發(fā)生轟燃時(shí)的臨界釋熱速率，轟燃就會發(fā)生。簡單地說轟燃是溫度驅(qū)動事件。它要求火災(zāi)能量反饋到房間物品使物品快速升溫并自發(fā)著火。

轟燃警報(bào)信號包括高熱量， 它來自火的綜合作用和來自房間輻射熱。這種熱很強(qiáng)烈， 包括區(qū)域內(nèi)的消防員可以感覺到消防戰(zhàn)斗服快速地升溫，可以認(rèn)為是轟燃即將發(fā)生的標(biāo)志。

黑煙是轟燃的標(biāo)志。這里說的濃黑煙是黑到在煙中看不到任何顏色， 黑煙就像輪胎燃燒時(shí)的那種。該濃黑煙包含許多未燃燃料， 被稱為“黑火”。該“黑火”僅需要合適的空氣混合就能點(diǎn)燃。黑煙也含有很大的能量， 能夠快速滾動著火區(qū)域， 將熱量傳至空處和隱蔽區(qū)域。“黑火”將增大閣樓的火災(zāi)蔓延和煙氣爆炸可能性。

影響轟燃發(fā)生最重要的兩個(gè)因素是輻射和對流情況，也就是上層煙氣的熱量得失關(guān)系，如果接收的熱量大于損失的熱量，則轟燃可以發(fā)生。目前普遍認(rèn)為影響因素有以下幾點(diǎn)：

可燃物的熱釋放速率是轟燃發(fā)生的主要影響因素，其與火焰的高度、輻射熱通量有直接的關(guān)系，火災(zāi)的發(fā)展和轟燃的發(fā)生與之密切相關(guān)，室內(nèi)可燃物的熱釋放速率越大就越容易發(fā)生轟燃。曾緒斌等通過墻角火試驗(yàn)分析了熱釋放速率對室內(nèi)火災(zāi)的重要影響，認(rèn)為不同的熱釋放速率及釋放量直接影響火焰?zhèn)鞑サ目炻褪覂?nèi)煙氣溫度的高低，對室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展有決定性的影響。也就是說，如果室內(nèi)可燃物的熱釋放速率足夠小，就不會引起轟燃的發(fā)生。

研究還表明，火源位置對轟燃發(fā)生時(shí)所需要的臨界釋熱速率有很大的影響。若火源靠近墻壁或墻角、堆積高度大時(shí)，達(dá)到轟燃所需要的臨界熱釋放速率將會減?。粔γ婧晚斉锒疾贾糜锌扇嘉飼r(shí)，比僅在墻面有可燃物時(shí)的火焰蔓延速率快， 且轟燃的危險(xiǎn)性大；房間的可燃裝修面積越大、部位越靠上，發(fā)生轟燃的可能性越大，且發(fā)生轟燃越早，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。

轟燃是燃料控制向通風(fēng)控制轉(zhuǎn)變的過程。研究認(rèn)為燃料控制向通風(fēng)控制轉(zhuǎn)變的判據(jù)與通風(fēng)因子W0H03/2（W0和H0分別為通風(fēng)口寬度和高度） 呈線性關(guān)系。通風(fēng)因子較小時(shí)，火災(zāi)室內(nèi)和室外的通風(fēng)不好，對燃燒來講表現(xiàn)為供氧不足，因此燃燒受通風(fēng)控制，通風(fēng)控制燃燒是受限空間的開口大小處在一定范圍、火區(qū)發(fā)展達(dá)到一定規(guī)模時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象；當(dāng)通風(fēng)因子足夠大時(shí)，火災(zāi)室內(nèi)和室外通風(fēng)自由，空氣供給充足，室內(nèi)燃燒和開放空間的燃燒已無本質(zhì)上的差別，此時(shí)燃燒受燃料控制。排煙、送風(fēng)條件對轟燃的影響都很大，且兩者相互關(guān)聯(lián)。在燃料因素固定情況下，排煙量與送風(fēng)量之比大于某一數(shù)值，轟燃就不會發(fā)生。因此，應(yīng)該在建筑內(nèi)合理設(shè)置排煙送風(fēng)設(shè)施，一方面可以在火災(zāi)初期保證人員安全疏散；另一方面同時(shí)還可以使室內(nèi)的大量熱量及可燃蒸氣及時(shí)排除，降低著火區(qū)溫度，抑制轟燃的發(fā)生。此外，窗戶的形狀對上部樓層火災(zāi)安全有很大的影響。在窗戶寬度相同情況下，如果窗戶的高度和面積減小，則溫度和煙氣濃度對高樓層的威脅增大；在相同的窗戶高度和位置下，如果窗戶變寬，則溫度和煙氣濃度對高樓層的影響也會加大。

材料的熱慣性（kρc）是其熱傳導(dǎo)率k、密度ρ和比熱容c的乘積，是綜合表示材料導(dǎo)熱能力和吸熱能力的指標(biāo)。內(nèi)襯、裝修材料的熱傳導(dǎo)率小絕熱性能好，燃燒產(chǎn)生的熱量向室外散失少，室內(nèi)溫度升高快，則達(dá)到轟燃時(shí)的火源體積將大大減??；比熱容小，則吸收熱量的能力小， 溫度升高快，在同樣情況下會向室內(nèi)輻射更多的熱量， 因而更加危險(xiǎn)。壁面溫度的無量綱數(shù)Uc存在一個(gè)最大值，該值與壁面材料的熱慣性成反比，即熱慣性越小，壁面溫度越高，在腔室火災(zāi)的發(fā)展過程中，越容易發(fā)生轟燃。如果內(nèi)襯、裝修材料可燃，則增加了室內(nèi)的火災(zāi)荷載，使轟燃發(fā)生的可能性大大增加。

試驗(yàn)表明，同樣載荷的可燃物在受限空間內(nèi)（氧氣充足的情況下） 的燃燒速率和危險(xiǎn)性比室外大。如果建筑室內(nèi)的圍墻、頂棚的面積足夠大，以至于可以忽略室內(nèi)效應(yīng)，那么燃燒就類似于室外火災(zāi)，轟燃發(fā)生的可能性就??；頂棚的高度越高，熱煙氣從底部向頂棚流動需要的時(shí)間就越長，從而向四周蔓延的速度就越慢，因而使轟燃發(fā)生的時(shí)間延長。

轟燃在現(xiàn)代建筑內(nèi)極易發(fā)生，由于火災(zāi)荷載空前增加、燃燒物發(fā)出大量熱量，熱量急劇膨脹，而得不到及時(shí)放泄，溫度急劇上升，燃燒速度更快，放熱速率更大。隨著火災(zāi)的延續(xù)，火勢的發(fā)展將愈演愈烈，從而在火場上會形成相對集中的高熱中心區(qū)，溫度將達(dá)到1000℃以上，且持續(xù)時(shí)間長。如果沒有防護(hù)裝備，在發(fā)生轟燃時(shí)人不可能存活下來，即使有防護(hù)裝備，也只能在轟燃的房間停留極短的時(shí)間。

空氣中正常含氧量為21%，轟燃時(shí)由于可燃物迅速燃燒，空氣中的氧氣被大量消耗。氧氣含量為12%～15%時(shí)，人的呼吸就會急促、頭痛、眩暈、渾身疲勞無力，動作遲鈍；當(dāng)氧氣含量為2%～3%時(shí)，人在45秒內(nèi)會立即死亡。轟燃后當(dāng)人進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，就會導(dǎo)致人員窒息甚至死亡。同時(shí)CO2是許多可燃物燃燒的主要產(chǎn)物，CO2含量過高會刺激呼吸系統(tǒng)，引起呼吸加快，從而產(chǎn)生窒息作用。

燃燒產(chǎn)物中含有多種毒性和刺激性氣體，如CO、SO2 、HCN 等，這些氣體的含量極易超過人體正常生理所允許的最低濃度，造成中毒或刺激性危害。當(dāng)煙氣中含有各種有毒氣體的含量超過人正常生理所允許的最低濃度時(shí)，就會造成中毒死亡。

轟燃發(fā)生后會伴隨有噴出火焰和飛火等，會繞開門窗、飛出建筑孔洞、形成新的火焰?zhèn)鞑ネ緩健⒃斐苫饎菅杆俾?。同時(shí)猛然增大的熱輻射也可能引燃鄰近的可燃物品，造成火勢的跨越式蔓延，從而引發(fā)新的災(zāi)害。

對火源進(jìn)行撲滅，降低火源的熱釋放速率。盡量對墻角的起火部位優(yōu)先處理。由于上部裝修對轟燃影響更大，因此，轟燃前水槍冷卻應(yīng)遵循“先上部后下部，先墻角后墻壁”的順序。

排煙、送風(fēng)條件對轟燃形成的影響都很大。在燃料因素固定情況下， 排煙量與送風(fēng)量之比大于某一數(shù)值（即通風(fēng)因子擴(kuò)大變成敞開燃燒時(shí)） ， 轟燃就不發(fā)生。因此，在火災(zāi)初期，應(yīng)盡早加強(qiáng)通風(fēng)、排煙，提高散熱速率，從而破壞轟燃發(fā)生的條件。

室內(nèi)火災(zāi)轟燃發(fā)生前，有一個(gè)穩(wěn)定的階段，當(dāng)超過這個(gè)階段，溫度稍有升高，就有發(fā)生轟燃的可能，減低室內(nèi)的溫度，可以使火災(zāi)的發(fā)展維持在穩(wěn)定階段，避免轟燃的發(fā)生。超高壓細(xì)水霧可以有效地降低室內(nèi)的溫度，細(xì)水霧在遇到火場高溫時(shí)會迅速吸收熱量變成水蒸氣，水蒸氣是由無數(shù)細(xì)小液滴構(gòu)成的，它的體積可膨脹1640倍，將會吸收大量的熱量，使火焰及氣流溫度迅速冷卻至100oC以下，可以有效地降低火場溫度，抑制燃燒。另外，產(chǎn)生的水蒸氣還可以稀釋室內(nèi)燃燒氣體，既能快速有效地滅火，又能有效地保障消防隊(duì)員的人身安全。

轟燃發(fā)生后，易出現(xiàn)噴出火焰、飛火和強(qiáng)烈的熱輻射。現(xiàn)場指揮員應(yīng)看清火勢走向，控制火勢。加強(qiáng)對門、窗、樓板孔洞、豎井、管線、悶頂?shù)目刂?；對火?zāi)威脅的鄰近區(qū)域進(jìn)行冷卻、搬遷、破拆等。如果火場面積過大，應(yīng)立即要求增援。

轟燃發(fā)生后，火場高溫對建筑有較大破壞作用，此時(shí)應(yīng)派出專人觀察建筑的基本情況。在可能的情況下，盡量保護(hù)承重構(gòu)件。應(yīng)使用開花水槍，盡量避免直接沖擊高溫的墻柱。一旦火勢難以控制，火災(zāi)發(fā)生時(shí)間較長就應(yīng)警惕建筑倒塌的可能，及時(shí)下達(dá)撤出現(xiàn)場的命令。

發(fā)生轟燃火災(zāi)后，通常有效的方法是內(nèi)攻火點(diǎn)。此時(shí)，應(yīng)在確保建筑不會倒塌的情況下，挑選業(yè)務(wù)熟練、技術(shù)過硬、頭腦冷靜、經(jīng)驗(yàn)豐富的隊(duì)員組成突擊隊(duì)，身穿防火隔熱服、佩帶呼吸器、攜帶通信器材等，以3～5人為一組進(jìn)入火場進(jìn)行撲救。內(nèi)攻時(shí)應(yīng)選擇正確的路線，做到“上下安全、前后通暢、左右保護(hù)、掩護(hù)前進(jìn)”。即上要避免天花板和重物掉落，下要避免塌陷或高溫火區(qū)，向前可以進(jìn)攻火點(diǎn)，向后可以迅速撤離火場。

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（作者簡介：聶 聳（1979.11-），男，本科，現(xiàn)任武警河南省消防總隊(duì)新鄉(xiāng)市消防支隊(duì)司令部戰(zhàn)訓(xùn)科科長，助理工程師，武警少校警銜，近年來主要從事戰(zhàn)訓(xùn)業(yè)務(wù)方面的研究。）