极端火灾现象（上）

今天和大家分享极端火灾现象，部分结论来自美国消防协会的这篇论文。大家都知道轰燃，今天我们从轰燃发生前的一个极端火灾现象—滚燃开始说起。

滚燃（rolling over）的定义

滚燃，简单来说，就是指积聚在房间内（天花板）的高温烟气层发生燃烧。

通常情况下滚燃的发生，预示着轰燃即将到来。

滚燃这个概念没有一个完全明确的定义，但它的主要特征就是建筑上层的烟气开始燃烧，同时，滚燃的发生也预示着轰燃即将到来，关于滚燃现象，我们一笔带过，在之后的视频里面，大家可以观察到。

轰燃的定义

在建筑火灾发展阶段，火场内可燃物表面受高温热辐射作用，达到燃点，可燃物表面迅速发生燃烧，并向整个火场蔓延。火势从发展阶段突然转变为猛烈燃烧阶段。

我们都知道轰燃，国内消防员对轰燃现象有多种解释，有把轰燃解释为（flashover）的，也有把轰燃解释为回燃的（blackdraft）。我个人理解，轰燃就是flashover。就是从一点燃烧扩大到全面燃烧的一个过程。

就像这张图里面表现的一样，轰燃就是从一张椅子发生燃烧，转变为整个房间全部燃烧起来，我们了解了轰燃的特点，下面我们通过火灾发展示意图看看轰燃发生的“点”。

轰燃发生的“点”

通过这两张图我们可以看到，轰燃是发生在火灾的发展阶段，它预示着火灾即将进入全面燃烧阶段。橙色救援上一篇文章讲的火灾特性，讲的通风排烟，通过转化为战术运用，目的就是要抑制轰燃的发生，尽可能在轰燃发生前进行灭火。

轰燃现象，国际上有一个标准。

轰燃发生的科学标志：火场上层烟气温度≥500~600℃或者辐射热通量≥20kW/m2。

国内相关参考文献：室内轰燃新判据实验研究及应用探讨。（我没找到这篇文献）实验结果：排烟口烟气温度≥320℃。室内即将发生轰燃。

通过消防员现场的观察，也总结出了一些非科学性的轰燃发生标志。

轰燃发生的非科学标志：

1.上层烟气层下降至离地面1米左右，可燃物表面散发出白色的热解物烟气，预示轰燃即将发生；

2.排烟口的烟气在短时间内从平缓流动状态过渡为汹涌流动状态，且烟量大、烟层厚、颜色深，预示轰燃即将发生；

3.漆面变色或起泡、窗户变暗或破裂、门热得烫人，火舌几乎达到或超过顶棚高度。

其实主要的特征归纳一下，就是烟气的中性面迅速下降，室内可燃物分解出白色可燃烟气，烟气流速突然变快，烟气温度较高，夹杂着火焰。

一般来说，火焰突破通风口，且火舌已向上蔓延，预示着轰燃已经发生。关于门窗变色、漆面起泡我找了2张图片，大家可以参考一下。

轰 燃 案 例

这是我最近翻译的一篇美国UL实验报告中的一些内容。在这个视频中展现了轰燃发生前的部分征兆，大家注意刚开始的几秒钟，上层烟气层中夹杂的火焰，大家注意第14秒钟左右，桌子上受高温热辐射分解出来的白色可燃烟气，大家注意第21秒时，第一排桌子上的起火点，本来火势是在最后一排，火势也没有蔓延至第一排，但第一排起火了，为什么？

因为高温热辐射，致使整个火场的可燃物达到燃点，这就是轰燃现象，从一点燃烧，迅速扩大至全面燃烧，整个起火建筑陷入火海，消防员一旦在陷入轰燃后的火场，很难逃生，因为四周都是火焰，逃无可逃。

美国国土安全局、消防队长国际协会、消防员国际协会联合开办了www.firefighternearmiss.com网站，去追寻消防员侥幸脱险的事故。该网站中，无数的报告表明，通风排烟、火势突然变化以及轰燃现象是引发消防员身处险境的原因。

某报告中的记录：

“当前进至客厅，房间中的温度，由大约350℉（176℃），迅速上升至800℉（426℃），浓烟在很短的时间内变黑，我们立即撤退出来。火场热量情况恶化，我感到我的肩膀、腿部、颈部开始燃烧，我转过身发现墙上有橙色的火焰，并且整个房间开始起火燃烧。消防员和我成功穿过走廊，迅速离开了起火建筑。”

“我们到达1个两层楼约3000平方英尺（278㎡）的住宅...需要实施通风排烟。当建筑的后部开始排烟时，我打开了前门，烟气迅速的被吸回室内。我跪倒在地上，观察着房门内部去发现我能看到的情况。我决定匍匐进入室内去查找火点。当我进入室内大约8英尺（2.4米）远时，我停了下来，因为大量的火苗掉落在地板上。我发现烟气颜色变淡了并且我能够看到屋顶，我所见之处都是火焰。这些可燃气体在建筑物最高处燃烧，我决定迅速从内部撤离出来。当我回过头来查看房门时，火舌已从房门向上烧出12英尺（3.65米）。第二根水带已铺设好开始灭火，这给我了机会去远离起火建筑。当我重新就位，用水枪开始对房门和前窗进行灭火时，整个客厅由于轰燃已全面燃烧了。”

“我们撤退出来了，将火场情况报告现场指挥员，并开展通风排烟。在同一个房间材炉后的两扇大窗户已经破裂了，烟气层上升了3-4英尺（0.9-1.2米）”。我们再次进入房间，刚超过头一次内攻时所在的位置，整个房间发生了轰燃。我的水枪手除了脚部以外，全身消失在了火焰中，我几乎看不到入口，因为我们周围都被大火包围了，我拖拽着我的同伴的脚回到了门口。最初，他对我将他拖出火场比较抵触，因为他已经滚到在地，并打开水枪试图灭火，但这对火势并没有什么影响，支援的战友赶到现场帮助我们撤退出来。他们看见火势从我们旁边的窗户喷出，火势被设置在通道上的2支水枪拦截，而这个通道连接车库的大门。”

这几段都是美国消防员回忆轰燃前发生的一些征兆，希望对大家有所帮助。

另外这里插一句，关于滚燃的配图，由于是真火模拟装置模拟出来的，所以效果更明显，但在实际火场中，就像刚才那个视频一样，需要消防员仔细去观察。

破坏轰燃的措施

破坏轰燃的做法，从射水这个层面主要有以上3种，冷却烟气层、破坏烟气层、冷却可燃物，其目的都是降低室内热辐射的含量，使之达不到轰燃发生的条件。

冷却烟气层：向烟气层快速点射喷雾水，一般点射控制在2秒左右，可反复进行，防止高温水蒸汽对消防员的伤害。

破坏烟气层：利用直流水枪直接打击上层烟气层，一般持续3-5秒；利用开花水顺时针“O”形射水，增加房间内气流旋转，使烟气迅速从排烟口排出。

冷却房间内可燃物：利用开花、喷雾水对可燃物表面进行冷却，减少上层烟气层对可燃物表面的热辐射，使可燃物表面温度低于其燃点温度。

当然，我们讲火灾特性，讲通风排烟，讲空气的作用，因此还有一个抑制轰燃发生的关键，就是控制排烟口。一方面要控制排烟口的数量、另一方面也要控制排烟口的大小。

谨慎破拆排烟：学会控制排烟口进攻；烟气温度较高时，排烟应当有水枪掩护。

个人的原则就是不出水不排烟，一个常规大小（门窗大小）的排烟口至少1支水枪。

关于轰燃就差不多告一段落了，下面我们谈谈回燃（爆燃）。

这是通过实验模拟出来的一个回燃现象。

回燃的定义：

在通风受限的建筑火灾中，未完全燃烧的热解物质在烟气中大量积聚，当1个排烟口突然打开，空气流入火场与未完全燃烧的热解物质混合，火场中形成了可燃混合性气体。当火场中的热源点燃可燃混合性气体时，可燃混合性气体会极端快速地爆燃，并以火球的形式从排烟口喷出。

回燃的发生一定是在一个通风受限的建筑火灾中，哪怕这个火场本身并不密闭，但局部区域比较密闭，也会发生回燃现象。

这张图更能直观的反映出回燃发生的特点。

首先是室内密闭，且积聚有大量可燃的、未完全燃烧的高温烟气。通风后，空气从排烟口下部进入室内，高温烟气混合氧气后燃烧，并点燃最初的起火点，由于温度进一步升高、氧气进一步充足，整个房间内的可燃烟气全部燃烧，并释放出极大的能量。能量需要释放，便从排烟口以火球的形式喷射出来，这便是回燃。
 

回燃发生的“区域”

之前我们说了轰燃发生的“点”，现在我们来看一下回燃发生的“区域”。

与轰燃不同，回燃只能发生在通风受限建筑中，因此我们看到的橙色部分便是回燃发生的区域，它所释放的能力远远高于普通火灾在猛烈燃烧阶段所释放的能量。

这里还可以继续讨论一下：

一种情况是，室内温度足够高，可燃物足够多，可燃物足够易燃，回燃释放出巨大的热量后，整个房间的可燃物被迅速点燃，整个房间处于轰燃或轰燃后的状态。

另一种情况是，室内温度相对较低，可燃物不够充足，或者可燃物已经快燃烧殆尽，或者回燃释放的高温还不足以引燃大多数可燃物，因此回燃发生后，整个能量释放得差不多了，火势再次趋于熄灭状态。

回燃发生前的标志：

关于回燃，并没有完全科学的、有具体数据衡量的标志。

Ø  黑色的浓烟从紧闭的门窗缝隙中冒出；

Ø  门窗发热，窗户颜色变暗，有大量的烟气积聚室内；

Ø  门窗发出类似口哨的声音，窗户会出现震颤；

Ø  房间内无明火，或者火势较小，火光闪烁跳动，趋于窒息状态；

Ø  排烟口被打开后，流出的烟气会被吸入火场。

回燃发生前的征兆较为隐蔽，需要更加注意火灾现场的情况。只能通过消防员对建筑物烟气特征、热量的综合判断进行。

回燃案例：

“当我们到达1栋两层楼的住宅时，我们发现大量的浓烟来自2楼并且没有明火。我们携带1根直径1.75英寸（44.45mm）的水带进入房间，利用楼梯上楼。我们进入2楼去开始搜救并寻找火点。我们通知指挥员，我们需要通风排烟，并且增派力量在2楼进行支援。突然，浓烟和热量增加，我们被迫撤退到了2楼楼梯口。我的指挥员随即告诉我把楼梯口的窗户打开，当时我并没有多想。突然，爆炸发生了，瞬间将我们从2楼楼梯冲下至1楼，同时伴随着一个巨大的火球”。

这是我翻译的关于回燃，美国消防员的描述。