保温材料火灾致两名消防员牺牲的思考

【一句话】

聚合物熏蒸，自热可点燃

【一句话作战智慧原文】

通风不畅的着火隔间内，如果水长时间打不到火源上，或听见材料燃烧的声音但看不到火，应撤退到安全区域重新评估，直到情况有所改善后才内攻。

【专业解读】

2022年某食用菌有限公司发生火灾，消防队到场后发现，包装及成品库的烘干间内烟雾较大，隐约可见火光。到场约10分钟后，烘干间内的明火被扑灭，指挥员将内攻人员分为2人一组、两组轮换作业，持续对车间内的烘干机、隔墙和顶板进行冷却降温，同时组织人员对建筑北侧外墙进行破拆排烟。内攻灭火组1撤出更换气瓶后沿水带线第三次进入火场轮换作业，约进入19分钟后，着火建筑内发生爆燃（也可能是回燃爆炸），火情急剧恶化。发现2名消防员失联约27分钟后，挖掘机到场对外墙进行破拆，约23分钟后在包装及成品库东侧走道内找到2名失联的消防员（后经抢救无效牺牲）。我们试着讨论以下几个问题，以期今后能更加安全有效地开展灭火救援。

（1）扑救具有保温材料的建筑火灾，战术重点为什么是清除、冷却或稀释烟气？

在这个案例中，起火建筑为厂区东北角的包装及成品库，是在砖石基础上搭建的彩钢板单层轻型钢框架结构建筑，建筑高度约6米，建筑面积约700平方米。屋顶采用岩棉保温板，外墙、内顶和内墙均采用聚苯乙烯泡沫夹芯板，形成双层保温结构，密闭空腔的宽度约为37厘米。约起火1小时40分（首战消防队到场约1小时2分钟）后，安全员听到厂房内发出闷响，外墙局部鼓出，大量黑烟从房顶与外墙的交接处喷涌而出，火势瞬间蔓延扩大。

聚苯乙烯泡沫长时间受热，可分解产生苯乙烯、苯、乙苯等13种易燃易爆气体，在墙体夹层内的密闭空腔内积聚，与空气形成爆炸性混合物，在达到1.1%-6.1%的爆炸极限、烟气自身携带的热量超过最小点火能量后即可发生自燃，无须外界的明火作为点火源。“烟雾是燃料，不仅可燃，而且可爆”的观念还需要继续强化，保温材料受热分解或不完全燃烧产物与空气混合，形成的烟气具有极高的危险性，在短时间内无法清除的情况下，稀释的目的是降低烟气的浓度，将其控制在爆炸下限以下。而冷却的目的则是消除点火源，即烟气本身自带的热量。

（2）水长时间打不到火源为什么不能算有效射水，消防员该怎么办？

在充满烟气的着火建筑内，利用热成像仪找火源是一种较快捷的方法。泡沫夹芯板外侧彩钢板可阻挡灭火剂与“芯”的接触，即使是将水喷洒在内顶、内墙彩钢板的表面上，泡沫芯大部分的燃烧或热解仍在继续，烟量仍在增加。双层夹芯板更是难以将灭火剂有效地喷洒到可燃物表面。在建筑火灾现场，如果长时间找不到火源，或水长时间打不到火源，应将内攻人员撤出后重新评估。这也正是要求内攻消防员至少每5~10分钟、出现情况变化时汇报室内烟（气）、火（焰）、热（量）情况的目的。通常情况下，水打到火源上的有效射水，从室外可以观察到烟气由浓变淡、烟色由深变浅。这种室内与室外的综合评估，是决定继续内攻还是暂时实施战术撤离的重要依据，是火场统一指挥、科学指挥的具体体现。

（3）如何根据保温材料受热分解和燃烧产生的不同烟色做好火场评估？

知道打哪里、堵哪里，也就是确定着火部位和火源所在位置，才能有效地抑制火势发展与蔓延，需要用到读烟识火技术，也要综合考虑火场的环境因素（主要是风）。2008年5月9日，造成3名消防员殉职的荷兰德庞特船库火灾的调查报告指出，“加热聚氨酯（熏蒸）可释放棕黄色烟（亚硝酸），从白色到黄褐色，如果是泡沫本身着火，则释放油腻的黑烟”[5.32-1]，给烟气辨识提供了非常有价值的参考。在2022年烘干间火灾的现场，也出现了至少三种不同颜色的烟气（图5.32-1），表明产生黑烟处的泡沫已着火，屋顶下方缝隙处冒出的棕色烟即泡沫热解气的颜色，说明火势可能向棕色烟方向蔓延，是堵截火势处的重要指标。爆炸发生后，火势全面发展的隔间的屋顶冒出白色烟气，说明灭火射水与可燃物发生作用或蒸发。事发当日，当地南风转北风3~4级，已达到风驱火的风速条件，风可显著影响火势的发展，在创建进气口时就应当格外注意，避免往火场内补充大量空气。

图5.32-1 聚苯乙烯“熏蒸”和燃烧产生不同颜色的烟气

（4）怎样破拆排烟才是安全有效的战术通风？

在这个案例中，位于室外的消防员对建筑北侧外墙进行破拆排烟（图5.32-2），但受气流流动路径和通风口尺寸的限制，室内及密闭空腔内大量的烟气和热量无法及时排出。当第一次进入烘干间发现室内充满大量浓烟时，建议第一时间考虑垂直通风。在没有人员被困的情况下，可先将有限的到场资源投入火源部位确定和防止火势蔓延方面，同时请求强臂破拆车、穿刺臂高喷消防车或可破拆屋顶的大型机械增援。垂直通风口的尺寸应足够大（建议≥1米×2米）。考虑到着火建筑采用轻型结构屋顶，通常不建议消防员上屋顶破拆通风口，如果有云梯车或登高平台车在场，则可以考虑在工作斗上实施通风作业。着火建筑的顶部装有岩棉保温板，内顶也是聚苯乙烯夹芯板，如果仅破拆了岩棉保温板而未对内顶的聚苯乙烯夹芯板实施有效破拆，高温烟气同样无法有效排出。在多个建筑火灾扑救现场，因为吊顶遮挡造成垂直通风失败造成消防员伤亡的案例也不在少数。

图5.32-2 对建筑北侧外墙进行破拆排烟

（5）还有哪些场所的火灾具有类似的烟火特性？

聚氨酯和聚苯乙烯保温材料可以帮助减少外界环境温度对仓库内部的影响，保证物品的质量和安全。聚苯乙烯保温材料成本相对较低，安装方便，能满足一般厂房的保温需求；而聚氨酯保温材料则在保温效果和耐用性方面更具优势，适用于对保温性能要求较高的厂房。储存对温度敏感物品的仓库，如储存药品、化妆品等的仓库，需要使用保温材料来维持较为稳定的室内温度。冷藏车、房车、船舶等交通工具，聚氨酯和聚苯乙烯保温材料可以减少外界冷热对舱内的影响，降低空调的能耗。此外，住宅、商业建筑、医院等民用建筑，冷链物流、数据中心、地铁站等基础设施，温室大棚、农产品储存库等农业设施，也常用聚氨酯和聚苯乙烯等作为保温材料。

冲击波传播速度低于音速的回燃属于爆燃，而大于音速的通常称为回燃爆炸。该案例中，冲击波压力约957千帕（远大于人体100千帕的承受压力极限），很可能是回燃爆炸。当密闭空间内积聚的烟气浓度超过其爆炸上限时，通风条件的改变（如空气“泄漏”进空腔）可使其浓度降至爆炸范围内并引发回燃[5.32-2]。比起可以看得到明火，“有烟无明火”对于内攻消防员来说，是一种更加危险的情况。要明确“烟雾是燃料”，可燃可爆，掌握烟气冷却技术背后的逻辑，绝不能仅满足于课堂教学及CFBT（室内烟火特性训练），更应该从实战尤其是消防员伤亡案例中反观作战训练的有效性。安全有效地实施战术通风，对于燃烧学、火灾动力学和建筑结构学等方面的理论知识要求高，在开展技术训练前，建议开展系统的学习与研究。

（灭火救援一句话作战智慧专业解读-内攻作战篇第5.32条，校对：Andy，许指导）

【参考文献】

[5.32-1]消防工程师学会.2008年5月9日德庞特火灾[EB/OL].(2009-12-16).https://www.pu-europe.eu/wp-content/uploads/2023/08/Fire-in-De-Punt.pdf.

[5.32-2]FleischmannC,ChenZ.定义回风和烟雾爆炸之间的区别[J].ProcediaEngineering62(2013):324–330.

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