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拓展学习丨第十五课:经典案例分析

 昵称u1s50 2019-03-04

原理回顾

第六章我们讲到当火灾类型为通风控制型火焰时,盲目打开门窗洞口将会发生回燃。据此我们将以瓦特街62号火灾为例,进行分析。

第七章我们学习了烟气爆炸的概念,据此我们将以赫尔辛堡大饭店爆炸为例,进行实例分析。

瓦特街62号火灾

1994年3月24日,纽约消防队接到了一个报警电话,报警者说在纽约曼哈顿的一个三层建筑物的烟囱里有烟气冒出。

这是一个四层建筑,每一层有一个房间。除了地下室的房间有一个独立的出入口外,其他三个房间都能够通过普通楼梯井进入。

这个建筑在十九世纪末建成,但是在近期重新修复过,所以与其他建筑物相比显得与众不同。下图显示了此建筑物的概略图。

火灾在建筑物的首层但是牺牲的消防员是在二层。

当消防队开着三辆消防车和两辆云梯车到达现场的时候,烟囱里正冒着烟气,但是没有其他任何可见的迹象表明这里有火焰在燃烧。

消防员受命打开楼梯井顶部出入口,让两组佩戴空气呼吸器的消防员从同一个楼梯井分别进入一层和二层的房间。

到达一层的消防员打开房门时注意到空气被吸进了房间内部。伴随着一股热气流的涌出,导致了回燃,致使火焰从房间门口一直蔓延到了楼梯井。

之后火焰从首层一直蔓延,最终到了屋顶出入口,并且持续了六分半钟。

一层的人员尽力躲避,最终从楼梯井中撤了出来。二层的人员没有任何逃生路线,三名消防员在此次回燃中牺牲。

这个例子说明了即使是在首层的,没有对现场做足够的侦查就依旧经验操作,即使看似很常规很熟悉的操作也会导致毁灭性的后果。

但是维持火焰持续如此长的时间的燃料是从哪里来的呢?下图显示了该建筑物的首层平面图。

房间的主人大约在早上6.30离开房间。

他在关闭着的瓦斯炉上放置了一个垃圾袋。可能是炊具的引燃火焰点燃了垃圾袋。接着火焰蔓延接触到了几瓶酒精,接着蔓延到了木质地板和一些可燃物质。

但房间的门和窗都是关闭的,所以燃烧需要的空气只有通过烟囱到达开敞的壁炉再到达客厅。

大约在房间主人离开房间一小时之后,建筑外部人员看到了烟囱里冒出了烟气和火花。

初始阶段,烟囱的通道可以降低压力,过一段时间之后,烟气从其中翻滚出来。

这意味着火灾在极度不通风的情况下燃烧了很长时间。这种类型的燃烧产生了一些不完全燃烧气体,如一氧化碳和其他气体。

研究表明,当打开房门的时候,新鲜空气和不完全燃烧的高温气体会发生混合并燃烧。然而,在这种情况下想要积累大量的可燃气体是很困难的。

美国国家标准技术研究所做了一个电脑火灾模拟。输入的数据一部分是基于消防员提供的信息,一部分是基于火灾情况下的测量数据。

通过模拟并重新还原火灾情况,它清楚地表明大量的不完全燃烧烟气在房间内聚集,能够维持火焰燃烧六分半钟。

赫尔辛堡大饭店的爆炸

一般来说,烟气爆炸不经常发生。但是赫尔辛堡大饭店就发生了一起这类事故。

1995年1月12日20.39,赫尔辛堡消防部门接到了大饭店火灾自动报警系统的报警。几分钟之后,饭店打来了报警电话。

员工认为有烟气从会议区域冒出,并且闻到了刺鼻的味道。

在接到报警几分钟之后,消防队到达了现场,此时听到了一个巨大的爆炸声。建筑物的大玻璃窗被打碎,玻璃碎片溅到路上。

这表明这里产生了很强大的压力波。之后进行的调查显示火灾开始于桑拿室,它位于首层的中部位置。桑拿室邻近饭店的走廊

饭店的走廊长25米。

后进过调查,此次火灾是由电路故障导致,并且在火灾自动报警系统报警之前就已经燃烧了很长时间。

桑拿室和走廊由双层石膏板分隔开,这恰好能够将火灾隔离开。

但是火灾烟气能够泄漏到饭店走廊的上方,也就是屋顶和顶棚之间的空间。

一层平面图

桑拿室详图

这个空间宽2.2米、高1.2米并且含有通风竖井。

正如前面提到的,饭店的走廊长25米,这意味着烟气可以在很大的空间内积累。

由于此处没有点火源,所以烟气与空气能够在此空间内充分混合。然后混合物达到燃烧范围并被点燃。

点火源可能是从桑拿室喷射出的火星。

当混气被点燃时产生了强烈的烟气爆炸并且产生了约5—25kPa的压力。这导致玻璃碎片嵌入墙上,门被冲开,窗框被冲到了街道上,一大部分顶棚随即倒塌。

这种处于燃烧范围内的大量烟气的燃烧,会产生很大的压升。混合物越接近化学计量比,点燃时产生的压力越高。

当爆炸发生时,饭店内部一共有32人,烟气爆炸导致五人受伤,但伤势都不严重。

案例小结

从以上案例中可以看出,回燃及烟气爆炸的形成及影响因素都较为复杂,但是一旦条件具备,所产生的危害都较为恶劣。

因此要求指挥员在灭火过程中,要注重现场建筑物构造的侦查及预判;要进行安全及行之有效的内攻,防止亡人事故的发生。

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