破拆排煙技術在火場中的應用研究

郭亞希

摘要：現代建筑所發生的火災往往會造成人員重大傷亡，而主要原因為火場中形成的有毒性的高溫有害煙氣導致人員出現窒息、中毒和昏迷等現象。如何才能有效解決建筑火場中的排煙問題，已經逐漸成為消防救援中急需解決的難題之一。在建筑火場中，煙氣的溫度一般較高，會給人們造成嚴重的傷害，同時也助長了火災的快速蔓延。由此，針對建筑火場中的高溫煙氣的擴散，以及阻礙其擴散的影響因素進行深入的研究與探討，能夠為消防救援工作提供幫助。基于此，文章主要對破拆排煙技術在火場中的應用進行了研究，希望為相關的研究者和技術人員提供參考。

關鍵詞：破拆排煙技術;火場;應用

火場中的滅火技術具備極強的實踐性。在火場中必須科學合理地應用各種滅火技術，才能有效降低火災損失及人員傷亡。火場中往往存在著大量有毒性的濃煙和氣體，嚴重阻礙消防人員順利開展滅火與救援工作，從而造成重大的人員傷亡和財產損失。所以，需要采用科學而有效的技術幫助消防救援人員進入火場，對火災及被困人員情況進行全面偵查和救援。由此，破拆排煙成了滅火救援過程中一種至關重要的技術。如果想要更安全、更準確地實施滅火救援工作，就必須對煙氣以及燃燒物的性質、狀況和規律等進行全面掌握，如此才可以保障救援工作的快速實施。而排煙指的是將建筑物內的高溫煙氣快速排出，從而幫助消防救援人員開展工作。

一、火場中煙氣的擴散與流動造成的危害概述

煙氣指的是物質經過燃燒反應分解所產生的含有較高熱量的氣態、液態及固態物質和空氣進行混合形成的有害氣體。煙氣的擴散流動的快慢取決于溫度及流動方向。火災初期的煙氣在水平方向的流動擴散速度通常是0.3m/s，劇烈期為0.5～3m/s。而火災初期煙氣在垂直方向上的流動擴散速度較快，一般可達到3～4m/s。因此，在建筑物的管道井或者樓梯間內會產生“煙囪效應”，由于其中的抽力較大，所以煙氣向上流動擴散的速度會更快，通常為6～8m/s，甚至可能超出這個范圍。火場中的煙氣對人員所造成的主要危害是有毒氣體極易導致窒息、灼傷等情況[1]。

（一）煙氣導致火場中的人員出現窒息和中毒等現象

經過燃燒所形成的濃煙及有毒氣體，其中可能會含有一氧化碳、氫氰酸及氯化氫等物質，這些物質對人體產生麻醉、刺激及窒息的作用，從而導致火場中被困者和消防救援人員無法正常呼吸，極易使他們出現窒息和中毒的情況。這也是導致高層建筑物火災被困人員傷亡的最主要的原因之一，在火場中由于中毒和窒息造成的人員死亡占據了很大比重。煙氣中的氧氣含量通常均低于人體正常生理需求的氧氣量。一般情況下，空氣中氧氣的含量減少至15%以下，人體肌肉的活動能力也會隨之降低;當空氣中氧氣的含量下降至10%～14%時，人會出現四肢無力、神志不清的情況，甚至不能清楚地分辨方向;下降至6%～10%時，人就會出現昏迷的情況。因此，對于火場中被困的人員來說，導致其死亡的主要原因在于煙氣中氧氣的含量在較短時間內下降至6%左右。而在一些火災中，火場空氣中氧氣的含量甚至下降到了3%左右，由此可知在火場中的人員如果無法從現場快速逃離，那么后果是極其嚴重的。

（二）火場中的高溫煙氣對被困人員產生的傷害

經過燃燒所產生的煙氣其中包括水蒸氣含有極高的熱能，在潮濕、高溫的環境中，人們很容易被嚴重燙傷。火場中的煙氣通常溫度較高，在室內火場中，煙氣的溫度能夠達到幾百攝氏度，這也是導致人員傷亡的原因之一。尤其是一些地下建筑物，其火場中的溫度可以超過1000℃。在火場高溫煙氣中，人們的忍耐力是極其有限的。根據相關的調查數據顯示，當溫度達到65℃時，一般人們可以在較短時間內忍耐;當溫度接近100℃時，人們就會出現虛脫情況，繼而完全失去逃生能力;當溫度高達120℃時，在十五分鐘內會對人體造成無法恢復的傷害。因此，當消防救援人員進入火場的高溫環境時，將會很難有效完成救援任務，從而導致滅火救援行動失敗[2]。

（三）火場中的煙氣會降低能見度

火場中的煙氣具備極強的減光性，一般情況下，可見光的波長在0.4～0.7微米之間，而火場中煙氣所含有的煙粒子的直徑能夠達到幾微米至幾十微米，也就是說，煙粒子的直徑比可見光的波長要大，與此同時，這些煙粒子也是不透光的，它們能夠完全遮擋住可見光。當煙氣在擴散流動的時候，由于可見光會遭遇到煙粒子的遮擋，從而極大地降低了能見度，這是煙氣減光性的真實表現。眾所周知，煙霧越濃，能見度越低。經過燃燒所形成的煙氣會極大地阻礙人們的視線，導致人們在火場的煙氣中無法清楚地分辨方向，即使被困者對環境很熟悉，這時候也難以辨認。如此會使火場中的人員產生恐懼、驚慌失措的情緒，會使滅火及人員疏散等工作難以順利開展。在火場的煙氣環境中，人員可以正確分辨方向、逃離危險的能見度不得低于5m，當能見度低于3m時，人員就會很難逃離火場。煙氣所具備的遮光性常常會使火場的能見度急劇下降，導致人的視線被嚴重遮擋，從而使消防救援人員無法尋找到救援對象和起火點，如此必然會嚴重阻礙消防救援工作的順利開展，進而錯失最佳的機會。

（四）火場中的煙氣是導致火勢快速蔓延的主要原因

物質未經過充分燃燒會產生大量的一氧化碳，其和空氣混合以后可以持續燃燒，甚至可能會發生爆炸;而經過燃燒以后的產物含有極高的熱量，會通過輻射和對流產生新的燃燒點，導致火場中的其他物質快速燃燒，從而發生轟燃現象，因此煙氣是火勢在短時間內快速發展與蔓延的主要因素之一。尤其是室內的火災所產生的煙氣溫度較高，其會把其中的眾多物質加熱至起火點，與此同時，產生大量的可燃性的氣體，此時如果突然打開門窗，伴隨著大量新鮮空氣快速涌入，那么極有可能發生爆燃現象，進而使火勢在極短的時間內快速發展與蔓延[3]。

二、破拆排煙技術對火場煙氣的擴散流動產生的影響

在消防救援過程中，消防人員是否能夠對建筑物以及其中的構件進行快速破拆，會對消防救援工作的順利開展產生直接的影響，甚至還會直接關系到消防人員的生命安全。一般情況下，火場中所使用的破拆方法主要包括切擴法、砸撬法、拉拽法、沖撞法及爆破法。其中，切擴法主要采用油鋸、氣動切割機、切割器以及液壓切割器和擴張器等，這些破拆工具的工作效率較高。當高層建筑物的鋼化玻璃、門窗，以及船舶等需要進行破拆時，通常所使用的就是這些動力型破拆工具，能夠快速完成破拆工作。砸撬法主要使用的是消防斧、腰斧及鐵鋌等工具，這些破拆工具主要用于快速打開封閉的門窗，破拆屋頂、夾墻及地板等。拉拽法主要使用的工具包括消防鉤和消防安全繩等，在火場中需要拉倒一些建筑物時，可以把鋼絲繩或者安全繩綁扎于建筑物的承重件上，通過消防救援車輛或者人員等進行拉拽;而消防鉤能夠拉拽建筑物的頂棚。沖撞法主要使用一些大型機構比如鏟車、挖掘機等實施破拆。而爆破法則是使用一些爆破器材和炸藥實施破拆，多用于一些結構較為堅硬的建筑物，或者上述幾種破拆方法無法有效實施時，才可以使用爆破技術進行破拆。

破拆位置的選擇。當消防指揮人員確定實施破拆排煙時，消防人員必須提前對火場的具體情況與滅火救援方案進行詳細的了解。一般情況下，選擇設置破拆排煙口時，必須全面考慮建筑物的種類、垂直通道與水平通道、內部物質、著火點、暴露物、風向及火災范圍等多種因素。在實施破拆工作的過程中，消防人員必須提前掌握建筑物的內部結構及物品等情況，嚴格遵守破拆排煙的各項原則，選擇在著火點的正上方設置排煙口，這樣的排煙口才能實現快速排除火場煙氣的目的。破拆排煙口的選擇通常應重視以下幾個因素：一是建筑物的構造形式;二是有沒有現成的排煙口，比如屋頂窗、天窗、通風口或者升降口等，內部間距的通道能否用于破拆排煙;三是建筑物內所儲存的物質的數量、性質及具體位置等;四是著火部位和消防指揮人員希望向哪個方向排除煙氣;五是破拆排煙方向的下風處有無可燃物;六是風的方向及速度;七是煙氣與火勢的蔓延和發展趨勢，以及排煙能否對火勢產生影響等[4]。

三、破拆排煙技術在建筑物火場中的應用

（一）破拆排煙技術在高層建筑火場中的應用

建筑物的特征、內部設施設備所具備的特點決定了高層建筑物火災的特點。對于高層建筑物來說，由于其高度較高，樓層較多，功能較為復雜，相關設施設備眾多，樓道及管井較多，所以在高層建筑的火場中，煙氣的擴散流動會受到“煙囪效應”的劇烈影響，并且高層建筑中的各種豎井沒有做好相關的防火隔離處理，在火災發生的時候抽力會很大，煙氣與火勢會快速向上蔓延擴散至上層房間，從而導致被困人員難以逃離，進而發生重大人員傷亡。對于高層建筑的火災來說，必須重視查找起火點的具體位置及火勢等情況，根據建筑物起火樓層的實際情況以及火場中煙氣擴散蔓延現狀進行判斷，以此明確中性層的準確位置。如果起火樓層在中性層的上面，那么可以針對起火樓層房間的外向窗戶及外墻壁進行破拆，依靠熱壓作用使火場中的高溫煙氣能夠直接排出房間，這時候應當注意的是上面的樓層必須做好相應的滅火保護。如果起火樓層在中性層下面，那么必須針對內部豎井及外部氣象等因素進行全面分析。高層建筑物的豎井通常密封性偏好，能夠使豎井有效密閉，可以將起火樓層的豎井打開，同時在豎井頂部實施破拆開口，在開展具體的滅火工作過程中，通常會依靠“煙囪效應”進行排煙工作，以此實現滅火救援的目標。比如在1995年的深圳某酒店的特大火災中，在火場的排煙過程中，消防人員根據火場的具體情況，果斷采用了破拆排煙技術，利用酒店的電梯井將橫向氣流轉變成為豎向氣流，之后在電梯井頂部進行破拆排煙，從而順利實現了排除火場煙氣的目的，同時也極大地阻止了高溫煙氣向水平方向擴散蔓延，使火災損失下降至最低。

（二）破拆排煙技術在地下建筑物火場中的應用

地下建筑物通常僅有內部空間，無外部空間，因此其沒有地面建筑物的外部門窗可以直通外界。其出入口僅僅是直通地面的通道，當地下建筑物發生火災的時候，火場中空氣的供應全部依靠這些出入口，由此火災的狀態不僅取決于可燃物的性質，同時還取決于出入口空氣的供給狀態。如果僅有一個出入口，那么起火初期會存在燃燒不完全的情況，地下建筑物中會充滿大量的高溫濃煙。出入口就成了外界空氣的入口與煙氣的排出口，這時消防人員需要在地下建筑物的下風處實施破拆，從而利于煙氣能夠通過破拆口快速排出地下建筑物。如果有兩個或兩個以上出入口時，消防人員則可以在排煙口的前端進行破拆，留出氣口，有效阻斷煙氣的流動，從而迫使煙氣由破拆口排出，為滅火救援爭取充足的時間[5]。

四、結語

總之，在建筑物的火場中，破拆排煙技術能夠有效影響煙氣的擴散流動。排煙能夠增加火場中的能見度，減少高溫有毒氣體對人體的傷害，使逆轉氣流的發生率降低，在眾多排煙技術中，破拆排煙技術是火場中最為常見的。一般情況下，人們對于這種技術不大了解，普遍認為其最大的缺點是在排煙的過程中必須破壞建筑物，然而在一些情況中，通過適當的破拆能夠極大地減少火災的危害。隨著社會的快速發展，建筑物的各項功能也在逐漸得到完善。對于其中的一些規范化的建筑物來說，消防設施已經成為最重要的組成部分，而破拆排煙依然是目前消防救援工作中最有效的一種技術，應得到正確的認識和應用。

參考文獻：

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[2]張智.城市公路隧道的火場排煙技術[J].消防界（電子版），2021，07（15）：85-86.

[3]楊志增.建筑火場破拆排煙危險因素分析[J].武警學院學報，2020，36（12）：49-53.

[4]徐升智.大型商業綜合體火場移動防排煙戰術探究[J].山西建筑，2020，46（07）：179-181.

[5]陳旭，鄧大鵬，祖利朝.火場煙氣和排煙系統對火災救援的影響[J].河北建筑工程學院學報，2018，36（01）：94-96.