電瓶車火災撲救戰術方法研究

李卓煜，姜連瑞

(中國人民警察大學，河北 廊坊 065000)

1 電瓶車火災統計及特點分析

1.1 近年來電瓶車火災統計

近年來電瓶車火災發生頻率高，造成的人員死傷數目巨大，表1僅列舉了造成人員死亡人數較多的典型火災案例。

1.2 電瓶車火災危險性

1.2.1 車體材料阻燃性能差

頒布《電動自行車安全技術規范》之前，我國電瓶車生產行業一直遵循1999年頒布的《電動自行車通用技術條件》，該標準并沒有對電瓶車材料的防火及阻燃性能做出規定，導致目前生產出的電瓶車并未經過嚴格的標準審查，私自濫用違規材料以獲得低成本高利潤的現象比較普遍。因豪華型電瓶車利潤相對高，在電瓶車產銷市場占據較大比重，而豪華型電動車坐墊、燈具、儀表、電池組盒、輪胎等大多都采用了塑料和橡膠等合成高分子材料，阻燃性能差，燃燒速度快。許多電瓶車的蓄電池安裝在了車座附近，蓄電池起火后迅速引燃車座，蔓延至電瓶車的其他易燃構件部分，助長了火勢。并且輪胎具有受熱爆破的危險，加大了火災危險性[1]。

1.2.2 火災高發時間段特殊

據統計發現，71%電瓶車引發火災的時段處于晚上9時至次日早6時。 調查顯示，鉛酸蓄電池充電量達到80%±10%時，最易發生火災，也就是當從恒流充電階段轉變為恒壓充電階段到這一階段結束時，電池引發火災的概率最高，這一階段電壓升高至恒定值，電流值較高，最可能發生短路引發火災。該階段一般在開始充電后6～7 h，用戶在傍晚時段進行充電，剛好在凌晨睡覺時發生火災。此外，過度充電階段也是火災高發期，一些三段式充電器未安裝充滿電后自動斷電的切斷開關等裝置，除非人工拔掉電源，否則蓄電池將一直處在充電狀態。而大多數使用者并不會在熟睡中醒來拔掉電源，而是任其繼續充電，此時過度充電使極板活性物質脫落，發生短路，電池溫度也會一直升高，達到一定溫度引發火災。

處于熟睡中的人們警惕性低，無法發現初起火災，以至于火災發展蔓延，加之電瓶車周圍存放一些易燃易爆物品，火勢迅速擴大。通常存放電瓶車的老式住宅，火災自動報警器老化或常年失修，不能正常報警的情況時常出現，人們發現火災時，早已大面積蔓延，錯失了最佳逃生時機。當處于熟睡中的人們突然被火災煙霧或喊叫聲驚醒后，往往會更加手足無措、亂了陣腳，慌亂中逃生，黑暗中難以辨別方向，多數人選擇隨著人流逃生，加大了發生擁擠踩踏的概率，若逃生方向判斷有誤或逃生通道選擇不正確，便造成了群死群傷的慘案。同時，火場內部環境黑暗，救援人員行動受到影響，增加了火場情況的復雜性和滅火救援難度。

表1 近年來典型電瓶車火災統計

1.2.3 電瓶車停放位置特殊

電瓶車火災中有87%的電瓶車停放在住宅首層的疏散門旁、樓道、樓梯間中或是建筑首層的商鋪中。多數住宅小區沒有特別建造獨立于住宅的電瓶車室外停車棚，出于防盜、防雨以及方便考慮，人們選擇將電瓶車停放在住宅室內首層，并于夜間進行充電。樓梯間空間狹窄，存放電瓶車的同時，也存放一些其他雜物，易燃雜物可能造成火勢發展擴大，不易燃的雜物也占用了人們的疏散通道，致使疏散受阻。此外，部分樓梯間安裝的電表箱也會增加燃燒的溫度和燃燒速度。火災發生時，火勢迅速封堵住建筑首層疏散門，住宅樓首層疏散門通常是唯一的疏散途徑。此時，如若一味選擇樓梯間作為逃生通道無異于飛蛾撲火，也有許多人被火勢緊逼，沒有退路，慌亂之中選擇跳樓。火勢通過樓梯間、豎井等途徑迅速向上延燒，高層建筑易產生煙囪效應，加快火勢在垂直方向上的蔓延，形成立體燃燒，高溫煙氣很快灼傷被困者體表。同時電瓶車車體、坐墊、燈具不充分燃燒產生大量有毒有害氣體，彌漫在樓梯間，進入人體呼吸道內，使人中毒甚至窒息[2]。

2 電瓶車電池燃燒特點

2.1 溫度迅速升高

鋰離子電池和鉛酸蓄電池均可能在熱失控后發生火災。電池的電化學反應包括充放電反應和一些副反應，充電自身是放熱反應，其中副反應大部分也會有熱量生成，同時充電電流使電池散發熱量，當產熱速率大于散熱速率，熱量在電池中大量積聚無法釋放時，電池溫度上升，促進了反應進行，放出更多的熱量和氣體，電池達到失去控制的迅速升溫階段，也就是熱失控，導致燃燒和爆炸[3]。電瓶車燃燒實驗顯示電瓶車燃燒火焰溫度及室內溫度變化如圖1。

圖1 電瓶車燃燒溫度變化折線

多種因素影響電池的溫度，包括電池的充電狀態、副反應的進行程度、導熱速率、周圍溫度等。當電池外部發生短路，回路未被切斷會導致內部發熱，造成電解液氣化，壓力升高，電池外殼膨脹，溫度繼續升高到130 ℃時，如果電池內部采用劣質隔膜材料，微孔不能關閉起到保護作用，溫度持續上升，電流隨溫度升高而增大，電解液氣化程度加大，導致電池外殼爆破引發火災。此外，充放電過程中產生硫酸或是鋰金屬結晶黏著在極板上，電池電阻增大，發生微短路，產生熱量變多，電池溫度上升。

2.2 產生大量有毒煙氣

首先，電瓶車內部電池所采用的材料具有多樣性，大多數電池的正負極材料、電解液、外包裝、隔膜等多采用有機高分子聚合物和有機溶劑混合液，這些材料構成了諸多不安全因素，燃燒釋放CO、CO2、NO、SO2、HS、HCL、HF等氣體，多數氣體有毒，當超過一定量時，構成對人體的傷害。試驗表明，電瓶車開始燃燒后，20 s時有毒氣體檢測儀便開始報警，當靠近電瓶車時，氣體檢測儀示數急劇上升。毒害氣體中，CO含量最高，極易與人體中血紅蛋白結合，導致O2進入人體血液過程受阻。成年人允許承受最大CO含量為50 ppm，大于50 ppm時隨著時間延長或多或少有頭暈、惡心的反應，當含量達到400 ppm時，3 h后將有生命危險。其他毒害氣體在含量超標時同樣引起人體不適反應，頭痛、眩暈、嘔吐、痙攣并對皮膚、呼吸道有感染、腐蝕作用[4]，嚴重威脅被困人員生命安全。

其次，電瓶車車體及輪胎多采用有機高分子聚合材料，根據材料成分不同，燃燒可能產生CO2、SO2、CO等毒害氣體，環境中有毒氣體的濃度升高，氧氣越來越少，加劇被困人員中毒窒息。

另外，一旦停放在建筑內的電瓶車起火，煙氣將在煙囪效應作用下，3 min內席卷整個樓梯間。有實驗顯示，當停放在一層的電瓶車發生燃燒，無論二樓窗戶在合理范圍面積內開啟程度如何，煙氣都會在100 s內快速蔓延致使能見度不足5 m。煙氣的減光性成為中毒的被困者逃生的另一阻礙因素[5]。

2.3 反應析氫遇火源爆炸

鉛酸蓄電池正極充電至70%時，開始析出氧氣，負極充電至90%時開始析出氫氣，此時繼續充電，如果反應析出氣體不能重新結合發揮作用，電池會失水干涸。鉛酸蓄電池過充會導致電解液溫度上升，同時發生短路或硫化，電化學反應加快電解水的速率，不斷釋放大量氫氣，使電池內部充斥氣體不能及時排出，當溫度和壓力上升到一定數值時，電池內部壓力聚集使外殼變形后爆裂。此外，氫氣與氧氣的混合氣體從電池內部釋放出來遇明火也極易引起爆炸，氫氧混合氣體中氫氣的爆炸極限為4%～96%，空氣中氫氣的爆炸極限為4%～74%，無論在何種條件下都很容易達到，此時遇到明火便發生爆炸。但是合格的鉛酸蓄電池不會輕易發生爆炸，只有當電池內部存在焊接不嚴密、排氣孔堵塞等問題引發爆裂，電池震動產生火花才會引起爆炸[6]。

2.4 明火撲滅后易復燃

鋰離子電池火災燃燒發展過程復雜，鋰離子電池火災滅火試驗表明，CO2、水成膜泡沫滅火劑、ABC干粉滅火劑等幾種典型滅火劑均不能徹底有效地撲滅鋰離子電池引發的火災，如表2所示。無論是CO2的窒息作用、干粉的抑制作用還是水成膜泡沫滅火劑的隔離作用都只是暫時撲滅電池的明火，之后均出現了復燃的現象。

表2 噴射滅火劑對電池的作用效果

鋰離子電池熱失控后燃燒，鋰離子電池正極材料+1價鋰離子充電后脫鋰化合價升高，變成熱穩定性差的+2價鋰離子，受熱后易迅速分解，正極釋放出氧氣，熱失控導致溫度以極快的速度上升，不能受到控制，所以當熱失控發生，電解池所有反應物開始發生反應直至全部被消耗盡。當明火被撲滅后，電池內部的放熱反應仍在進行，釋放出氧氣和熱量，在停止噴射滅火劑后，氧氣釋放量迅速超過二氧化碳滅火劑，水成膜泡沫滅火劑和干粉滅火劑覆蓋效率也受到影響，不足以抑制反應的進行，電池的溫度持續升高到可燃物的燃點，重新引燃周圍可燃氣體和固體物質，導致復燃的發生。

通過幾種滅火劑撲滅明火后復燃的時間對比，可以發現，滅火劑的冷卻降溫能力對滅火效果產生影響，當滅火劑能夠冷卻吸收大量反應熱時，電池表面溫度降低，短時間內不會出現復燃。因此，處理鋰離子電池火災時應盡量選擇冷卻效果好、降溫能力強的滅火劑[7]。

3 電瓶車火災撲救戰術方法

3.1 加強首批力量出動，快速撲滅初期火災

由于電瓶車火災具有溫度上升速度快，火勢迅速蔓延，伴有有毒煙氣，隨時可能發生爆炸等特點，加上電瓶車火災一般在人們熟睡時發生，疏散樓梯狹窄且存在雜物亂堆放現象，加劇了群死群傷慘案的發生。因此對于撲救電瓶車火災來說，初戰尤為重要。若能迅速趕到現場，在火災初起階段控制火勢的發展蔓延，就可以有效地避免大量的人員傷亡，迅速撲滅火災，減少損失。

當指揮中心接到電瓶車火災的報警電話時，問清楚事發地點和火勢等相關情況后，應根據已知信息迅速調集滅火救援力量，加強第一出動。此時，出動力量應具備撲滅初起火災的實力，調派足夠的水罐消防車，以防水源少造成供水不足，必要時調集手抬機動泵；由于火災多在夜間發生，調集力量時要考慮照明器材及照明消防車。并且，中隊指揮員應根據平時對轄區的掌握情況，選擇一條能夠第一時間抵達火場的路線。若轄區中隊力量不足以應對，指揮中心視情調集增援力量。若著火地點周圍有微型消防站，要迅速調集微型消防站力量。在居民區附近建設的微型消防站，在火災發生時，能夠起到迅速抵達火場，有效撲滅初期火災的作用。

3.2 加強個人防護，避免自身傷害

消防員進入火場救人之前，應首先確保自身安全。電瓶車火災主要在充電過程中發生，決定了火災的特殊性和危險性。因此消防車盡量從上風方向接近現場，并停靠在上風方向離現場有一定距離的安全位置，以防電瓶突然出現爆炸，沖擊波危及到消防車。到達現場后，指揮員應先了解掌握火災現場相關情況，利用有毒氣體檢測儀檢測空氣中有毒氣體成分及含量，利用紅外測溫儀檢測火場溫度，請建筑專家評估建筑結構是否達到耐火極限，判斷現場不存在爆炸或倒塌等安全隱患后，根據火勢處于的發展階段，督促參戰人員加強個人防護，保持警惕意識，避免出現自身傷亡[8]。

電瓶車火災產生一氧化碳等有毒氣體，消防員長時間作戰時難免會吸入，在進入火場處置時，除基礎的滅火防護服、滅火防護靴，消防頭盔、空氣呼吸器以外，消防員還需配備防毒面罩。另外，消防員需佩戴消防手套，防止直流水沖擊電池時導電。進入火場前，不能因為時間緊迫就省去檢查個人防護裝備的步驟，要檢查裝備的完整好用情況，特別是空氣呼吸器氣瓶的氣密性和余氣報警器，氣瓶內空氣壓力小于24 MPa時及時更換。隨著滅火時間增加，空氣呼吸器壓力表降低，消耗較大時，及時更換氣瓶，體力不支時，及時替換其他隊員，避免出現北京喜隆多商場電瓶車引發的火災中，副參謀長劉洪坤在高溫下經歷了1個多小時的連續戰斗后，更換氧氣瓶重返火場繼續戰斗的情況。消防員應在上風方向或側上風方向靠近著火部位實施滅火，并且保持安全距離，防止受到高溫烘烤、電池碎片飛濺或爆炸沖擊等傷害。當出現緊急狀況時，指揮員要迅速下命令撤離。

3.3 組織疏散和搶救，減少人員傷亡

電瓶車火災發生時間及發生地點的特殊性、電瓶車燃燒溫度及燃燒產物的危害性，決定了救援過程中，組織疏散和搶救被困人員的重要性，第一時間救人應是指揮員到場后優先考慮的問題。

由于火災多發生在夜間，并且空氣中煙氣密度大，著火建筑中人員密集且不能夠確定具體人數，在搜救被困人員時，要搜索到建筑的每一個房間每一個角落，避免遺漏。

樓梯間電動自行車火災逃生時間實驗將著火樓梯間二層作為火災探測點，起火點在一層，在不同窗戶開口尺寸條件下，測試探測點溫度、能見度以及CO濃度達到危險工況下的時間，結果見表3。

表3 電瓶車火災達到危險狀況時間

以上三種情況達到任意一種危險狀況，就不能夠選擇樓梯間作為疏散通道，根據數據可以判斷電瓶車發生火災后90 s以內可以通過樓梯間逃生，是最佳逃生時機[9]。

盡管如此，多數人在發現火情時不知情，盲目按照習慣跑向樓梯間，導致距離火源越來越近，有毒氣體濃度越來越高，暈倒或被火焰灼傷困在樓梯間中，所以在進行疏散和搶救時，應優先撲滅樓梯間內的明火、稀釋樓梯間內的有毒氣體，查找樓梯間內的傷員，同時進行反復搜查，防止遺漏。重點將滅火力量部署在樓梯間和疏散門周圍，打開樓梯間全部可開啟外窗，通過自然排煙減弱有毒氣體危害，并對防盜門、鐵絲網等進行破拆，清理樓梯間堆放的阻礙救生的雜物，開辟救生通道，同時阻止煙火從樓梯間透過門縫進入居民家中。但往往明火和有毒氣體在短時間內就蔓延至整個樓梯間，無法采取有效措施迅速遏止，所以指揮員此時可以組織其他力量另辟疏散通道，利用消防拉梯通過窗臺救助被困人員，拉梯無法觸及的高度運用舉高消防車救人。

待火災撲滅之后調集全部到場力量，重新組成搜救小組，對建筑物內部人員進行徹底搜查，排除遺漏，同時組成照明小組，在外利用移動照明燈輔助搜救小組行動。

3.4 強攻近戰，合理選擇滅火劑

由于現場有毒煙霧密度大，可首先使用移動式水力排煙機對樓梯間毒煙進行送風、排煙，降低煙霧溫度和毒性，防止消防員接近火源滅火中毒造成體力不支。在集中力量對著火電瓶車滅火時，要時刻保持10～15 m的安全距離，并對現場溫度實時監測，判斷是否存在爆炸危險。滅火小組在上風方向，分別出水打擊火勢，形成合力，快速降低火焰溫度至著火點以下，撲滅火勢。滅火的同時要冷卻電瓶車的輪胎，使其不受火焰輻射熱的威脅，防止發生破裂爆炸，若電瓶車停放區域不只有起火電瓶車，要出水對周圍電瓶車進行冷卻，避免造成火燒連營，重點冷卻電池部分。此外，利用噴霧水槍、水幕水槍對整個火場進行稀釋降毒，減弱危害。

電瓶車內部電池發生火災后，溫度上升迅速，析出氫氣可導致爆炸，明火撲滅后易復燃，因此，在撲救電瓶車火災時要謹慎選擇滅火劑，以達到迅速降溫滅火，降低火災危害程度的目的。干粉滅火劑和二氧化碳滅火劑能有效撲滅電池表面明火，但電池熱量沒有完全釋放，持續升溫會導致復燃。所以只有降低電池溫度，才能徹底撲滅火災。水的比熱容很高，持續噴射大量水能夠有效降低溫度，但是使用水作為滅火劑的同時，應做好防護措施，絕緣手套和絕緣靴必不可少，以防直流水導電造成消防員觸電。也可以使用移動水炮進行遠距離大流量射水進行滅火，提高了滅火效率的同時減小了對消防員構成的危險。待明火撲滅后，持續射水冷卻降溫，監護現場，徹底冷卻電池內部至不能復燃。同時，也可以用熱成像儀檢測電瓶車電池內部溫度。根據火場滅火供水強度公式計算出普通型電瓶車供水強度qmp=0.18 L·s-2·m-2,豪華型電瓶車供水強度qmp=0.42 L·s-2·m-2。