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论正压通风技术的优缺点及应用注意事项

发布时间:2018-08-21 09:25 文章来源:网络(转载请注明)

  一、前 言

  正压通风(PPV 是用风机把大量空气以一定流速送入着火房间,使着火房间内形成一个正压环境,通过排气口(可以用外窗)就能把大量烟气和热量迅速排除室外,为灭火和应急救援工作的开展提供有利环境。

  正压通风诞生于二十世纪五十年代的美国洛杉矶消防队。在十九世纪九十年代初,英国、美国、法国、瑞典和芬兰等国纷纷对正压通风技术进行了研究,重点主要集中在正压通风的基本原理、优点、风机的设置、影响因素、应用领域和注意事项等方面。1999年,调查显示,英国42%的消防队使用PPV,研究者预测到2001年,使用PPV的总数会增加一倍。在这42%中的消防队中,有27%的消防队在火灾初期使用正压通风。在美国,67%的使用者使用PPV用于初期火灾扑救。2000年初,德国的大多数消防队都使用PPV,而在芬兰只有少数消防队使用PPV。今天,PPV已经成为一种用途最广和最有效的技术。

  由于PPV能够增加着火区的燃烧速率,从而有可能增加火势的蔓延,因此,在灭火和应急救援现场,许多消防队不敢使用正压通风技术,造成这些现象的原因是消防员对PPV不够了解,对PPV的优缺点和使用的注意事项没有系统的认识。研究PPV的优缺点和应用注意事项对于进一步认识正压通风技术、合理使用正压通风装备、拓展正压通风的应用领域具有十分重要的意义。

  二、正压通风的优点

  正压通风诞生以来,许多国家的研究者对其优点进 行 了 理 论 论 证 和 实 验 研 究 。 1985年 , PaulGrimwood首次提出并论述了正压通风的优点。由经过训练并且有丰富经验的人员来操作正压通风(PPV),被证明是从着火房间和建筑内排出烟气和危险气体的一种安全而有效的方法。1996年的加兹海实验证明,正压通风能够在短时间内明显提高能见度,并提出了正压通风的五项优点 。1998年7月28日,消防服务学校的战术通风实验得出的结论是,由于更好的能见度,更少的热量和水渍危害,PPV能够更快的灭火,增强消防员的安全,改善工作环境。IFSTA通风指南、John Mittendorf都承认PPV比负压通风更有效,更全面,更安全。美国国家标准技术研究院(NIST)进行了一系列实验,证明在灭火救援现场,运用正压通风对着火建筑进行排烟、排热,能够降低着火区域的温度,限制烟气的扩散,为被困人员提供了更有利的生存环境,同时提高了能见度,增加了消防队员的安全,为消防员提供一个更易于操作的环境 。

  1. 快速获得较高的能见度,改善消防员工作环境

  PPV作为一种简单的战术工具,当具备应用条件和正确操作时,即使在灭火阶段,PPV也能够较快的提高能见度,极大的改善消防员的操作环境,提高人们逃生的能力,降低建筑物的烟气危害。

  和自然通风相比,正压通风具有更高的效率,可以为消防员节省更多的时间进行人员搜救和火灾扑救工作。佛罗里达中央大学的研究表明,使用PPV通风时能够在小于2分钟的时间内达到良好的能见度,而使用自然通风时,通风时间为4分钟。正压通风对室内火灾的影响实验也证明,当使用正压通风技术对建筑物进行排烟时,PPV通风达到良好能见度的时间比自然通风早120s。能见度的提高对于消防员进一步进行火情侦查,搜索被困人员,进行火灾操作提供了便利。

  2. 提高消防队员和被困人员的安全性

  PPV能够协助消防员到达着火楼层,寻找和扑灭着火点。FFTG的实验表明,PPV有能力排除避免或限制居民暴露于火灾产生的有毒气体中,因此能够开辟安全出口,为消防队员提供一个安全的进攻通道。

  PPV的另一个用处是给建筑的某一部分增压而不用提供一个排气口的位置。实验证明,正确使用PPV能够增加消防队员的灭火能力和高层建筑居民的存活率。在高层建筑中,合理安装风机,对一个楼梯井进行增压以阻止烟气渗入可以为被困人员提供一个安全的疏散通道。在火场清理阶段,可以用PPV清除隔间内的火灾气体和污染物降低消防员清理火场时的危险性,同时还要用环境监测装置记录空气污染程度的下降情况,确保消防队员的安全。有人建议,用热像摄像机可安全而有效地探测出热点的位置,从而加强PPV的效果。

  3. 减少发生轰燃的可能,降低危险性

  研究表明,PPV能够显著降低轰燃的可能性。如果一个受害者被困在入口和排气口之间,PPV不应该恶化条件,仅仅是增加它们生存的几率。Turpin & Bowser(20000)的实验结果表明当受害者处于入口和排气口之间并使用PPV时,人体模特的皮肤没有发生改变。

  4. 应用范围较广

  PPV可应用于各类火灾和应急救援现场。如大空间建筑火灾、地下建筑火灾、高层建筑火灾、烟囱火灾、大型飞机火灾、油库火灾、汽车火灾以及危险品泄露事故等。

  (1)形成加压楼梯或清除高层建筑内的烟,以帮助灭火或疏散建筑物内的被困人员;

  (2)清除结构立面的烟,改善外部救援工作的环境,使现场指挥员能准确地判断火场形势;

  (3)清理火场时,降低CO和其他有毒有刺激性气体的浓度,提高消防队员的安全;

  (4)在化学事故泄露现场,可以控制和减少空气中的污染物质,如氨气的泄露事故现场;

  (5)在需要限制火灾发展蔓延的场所,例如在狭长的购物广场;

  (6)较大型的PPV机组在隧道火中可用于控制和减轻灭火的工作量。

  三、正压通风的缺点

  尽管正压通风在应用中拥有许多优点,但同时必须认识到正压通风的两面性,如果正确使用PPV,会使火场温度降低,空气流动性增强,能见度提高,这将大大改善消防队员的工作环境。但是PPV也有可能使火场被困人员进一步陷入险境,并极有可能导致火势借风力蔓延扩大,因此必须认识到火场中多种灭火措施联合使用是十分重要的。

  1. 加快火灾的蔓延速度

  由于PPV大量引入新鲜空气,会给燃烧提供氧气,有可能使火势猛烈扩展。实验表明,PPV提高了燃烧物的燃烧速率,也使火场中下风方向房间(相对于风机位置)的室内温度升高,因此,当下风方向有人员被困时,严禁使用正压通风。在使用正压通风技术对建筑物进行通风前,持有水枪的消防队员必须布置到位。新鲜空气注入火场,将引起火灾燃烧的扩散和加速,应控制通风时间以使火灾不返回到“自由”燃烧阶段或燃烧的第二阶段即“轰燃”。

  2. 易引起相邻建筑或可燃物起火

  PPV试验表明,从排烟口延伸出得火焰大于1.83m,而在自然通风试验中,延伸的火焰长度大约为0.91m,这表明,使用PPV对建筑物进行通风比使用自然通风对排烟口周围的建筑物具有更大的危险性。瑞典的研究者通过实验证明,PPV增加了火势蔓延到相邻区域的危险性。这要求消防人员在使用PPV时必须对临近房间进行保护,以避免火势的蔓延扩大。

  3. 技术要求较高,操作使用复杂

  正确使用PPV,需要认真对操作人员进行培训并组织严格的演练,同时还要求他们对火灾特性、空气动力学和火灾气体在结构内流动等方面有更广泛的认识和了解。在灭火阶段使用PPV之前,掌握火灾的位置、燃烧的程度以及火灾房间是否处在后通风阶段,这些都是很有必要的。PPV在使用上需要风机等动力设备,并且要现场安装和调节,使用上稍复杂一些。

  四、应用正压通风技术应注意的问题

  1. 排烟口的设置

  一般情况下,可利用外窗做排烟口,但要考虑风势影响,最好使排烟口处于下风向。当排烟口处于上风向时,要注意风势是否能使其失效,若风势较大时,最好另开排烟口。当房间无外窗时,可以选择合适位置使用破拆工具开设,此时应保证排烟口面积足够大;若利用相邻房间外窗进行排烟,则需充分估计到火势蔓延过去的可能性,必要时采取控制措施。正确地设置排烟口的位置和尺寸大小是成功实施正压通风的一个关键因素。

  2. 需要对排气口和临近建筑进行保护

  使用PPV对建筑物进行排烟时,排烟口气流中含有大量的烟气、热量和其他的燃烧产物,很有可能引燃排烟口周围的材料,因此,排放的烟气应控制在安全范围内,必要时用水枪对排烟口周围进行保护,避免造成新的人员和财产损失。

  3. 保证PPV风机放置和操作正确

  正确使用PPV能够增加消防队员的效力和高层建筑居民的存活率。

  (1)正确安装风机需要消防队员考虑一系列变量,包括风机尺寸,退缩距离和角度,建筑物内外风机的位置和多级风机的数量和定位。一般地,PPV风机放置在建筑结构门口外大约1.2m到3.0m左右处,风机产生的空气锥应密封整个入口;

  (2)风机不宜靠近排烟口,以防所排烟气重新被鼓入房间;

  (3)风机位置最好能与排烟口成直线型,多台风机同时使用时,V型放置风机比串联放置更有效;

  (4)另外,应尽量使风机从未着火部位向着火部位送风,以防可能发生的火势蔓延。

  4. 加强自身防护

  当清理火场时,由于风机产生一氧化碳,这些一氧化碳随风机产生的气流进入建筑物内,对在建筑物内进行操作的消防人员带来一定的危险性,因此,消防队员在操作时需要佩戴呼吸保护器具。

  5. 使用中应考虑风速和风力的影响

  火场中使用PPV会导致室内压力上升。一般风机会使火场压力上升5Pa —10Pa;风机功率越大,鼓风量越大因此,压力增幅也越大。但是即使在风速较低的情况下,它对建筑物所产生的静压也可能会大于风机造成的室内压力增加,从而抵消PPV的通风效果。因此,在灭火中使用风机应充分考虑到风力的影响。

  五、讨 论

  目前,我国消防部队在灭火和应急救援现场已广泛采用正压通风技术,但是在实际的操作过程中,由于缺乏理论引导和系统的培训,消防员不能掌握正压通风技术的要点,其实际效果得不到有效发挥。因此,应进一步加强正压通风技术的理论研究,拓展其应用领域。

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