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Fully developed fire venting from the ground floor windows of a house. (Photo: Nico Speleers)
31 Mar 2018

读火的艺术

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BE-SAHF 又名 "读火的艺术",是世界上一些顶级火灾行为指导员开发的火灾现场评估模型。本文就这一主题解释了这一概念,其基础如下

B - 建筑物

E - 环境

S - 烟雾

A - 空气

H - 热

F - 火焰

信用:
照片:(上图)从房屋一楼窗户排出的完全燃烧的火苗(照片:Nico Speleers)
文件作者:Karel Lambert (CFB)
Karel Lambert (CFBT-BE)

BE SAHF Logo

以上标识的注脚:

一个名为 "Reading the Fire"(阅读火灾)的新Facebook 群组刚刚成立,其中包含视频、照片以及本文中导师对火灾行为相关主题的阐述。

CTIF NEWS LOGO

文章基于Shan Raffel和多位国际 CFBT 指导员的著作。文章包含 CFBT 内的多个思想流派,并不反映 CTIF 的官方立场。由Bjorn Ulfsson / CTIF NEWS为 CTIF.org 发表

导言
消防员与火灾作斗争已有 200 多年的历史。在这漫长的岁月中,人们不断尝试改进灭火方法。其中一种工具就是读火。

在此阅读更多有关火灾行为的信息

说到底,火不过是在特定环境中失控的化学过程。火并不是一种能够感知周围环境的生物。它不会在几种不同的选择中做出选择。火受物理和化学定律的约束。与周围环境的相互作用是由许多不同的因素决定的,但每一个因素都可以用科学的方法来描述。当所有因素综合在一起时,最终结果就会变得异常复杂。

现在有一些计算机程序可以计算火灾行为。大多数情况下,这些计算会使用大量的简化方法。这是限制处理时间的唯一方法。此外,要确定火灾在 10 分钟内发生的情况,需要大量高端计算机运行一到两周。因此,用科学的方法研究火灾是可能的,但这需要巨大的计算机能力。换句话说,火灾是可以预测的。

与计算机相比,人类不具备大量的计算可能性。尽管如此,我们还是有可能观察火灾,并根据所见得出某些结论。通常情况下,我们可以对火灾的行为做出预测。请注意:是经常,而不是总是。看火既是一门科学,也是一门艺术。这是因为在火场上,很多信息并不容易获得,而这些信息是计算机进行预测所需要的。通过读取火情做出的评估总是基于不完整的信息。换句话说:在火场上对火灾的可预测性是有限的。

经验丰富的消防员更善于看火。消防员如果经常接受火情判读训练,并积极尝试在火场上运用火情判读,就会变得非常精通火情判读。这就是在时间压力下做出决定的作用所在。科学家们早就知道,火场上的决策是通过将对当前火灾的评估与以往火灾的评估进行比较而做出的。这就是所谓的 "识别激励决策"。

历史

Shan Raffel是澳大利亚的一名消防员(他也是欧洲以外最早采用瑞典 20 世纪 70 年代火灾行为先驱克里斯特-吉塞尔松(Krister Giselsson)和马茨-罗森德(Mats Rosander)开发的方法和理论并开展工作的人之一)。CTIF 编辑注) 自 1983 年以来,Shan 一直活跃在拥有 250 万居民的布里斯班。目前,他是一名站务官,级别类似于我们的船长。2000 年初,他率先提出了一种读取火情的模型。他将自己的模型命名为 "SAHF",即 "烟雾、空气轨迹、热量和火焰"的缩写。在荷兰,该模型由 Edward Huizer 引入。通过荷兰消防部门,该模型于 2000 年代中期进入比利时。

Shan Raffel. Photo by Terri Casella, Ottawa 2015.
Shan Raffel. Photo by Terri Casella, Ottawa 2015.

很快,人们对 Raffel 所描述的某些迹象产生了分歧。油漆起泡、玻璃窗破裂......都是讨论的主题。

然而,Shan Raffel 在澳大利亚的每一场火灾中都亲眼目睹了这些迹象,而且这些迹象都达到了成长/发展阶段。


美国消防队长埃德-哈廷(Ed Hartin)提出了解决这一问题的办法。他在缩写前加上了字母 B(代表建筑)。

埃德-哈廷指出,不应将 SAHF 指标与发生火灾的建筑物分开评估。建筑物是衡量其他指标的背景。2008 年,Shan Raffel 将其模型更新为 B-SAHF。在卡雷尔-兰伯特(Karel Lambert)的影响下,荷兰语缩写 G-RSTV 应运而生。

Siemco Baaij在《Brandverloop》一书中撰写的章节使这一术语在消防服务领域得到传播。

Ed Hartin proposed adding the B to the SAHF model. (Photo: Karel Lambert)Ed Hartin proposed adding the B to the SAHF model. (Photo: Karel Lambert)">

2009 年左右,北美发现了风力驱动火灾现象。研究表明,在强风的影响下,火灾的表现会截然不同。数年后,人们才充分认识到这一问题的严重性。许多消防员在这样的火灾中丧生。大多数情况下,这些事故都发生在高层建筑的上层,因此人们认为风力驱动火灾只有在扑救高层建筑火灾时才会发生。一场导致一名年轻消防员在普通住宅底层丧生的火灾打破了人们的这一幻想。

来自加拿大的彼得-麦克布赖德提议对模型进行第二次更新。具体来说,他建议在 "B-SAHF "中的 B 后面加上字母 E。这个字母代表环境。其目的是将风从空气轨道中分离出来,并对其给予额外关注。毕竟,风会对火灾造成灾难性的影响。Shan Raffel 于 2014 年决定将其模型改为 BE-SAHF。

目标
使用该模型的消防员有一个特定的目标:他们希望了解火势在未来几分钟内的发展情况。这可以通过将 BE-SAHF 模型与对燃烧机制和火场通风状况的评估相结合来实现。通过对这三个要素的综合分析,可以深入了解当前和未来可能发生的火灾行为。需要强调的是,这只是一种估计。消防员无法感知重要元素的情况时有发生,因此可能会得出错误的结论。

 Canadian Peter McBride has also influenced the development of the BE-SAHF model. (Photo: Karel Lambert)
Canadian fire chief Peter McBride has also influenced the development of the BE-SAHF model. (Photo: Karel Lambert)

BE-SAHF 模型以及通风和欠通风火灾模型都是为了帮助扑救隔间火灾而设计的。阅读火灾模型主要适用于隔间较小的建筑火灾。对于较大的隔间,如开放式办公景观和工业建筑,这些模型就不太适用了。在较大的隔间内开始行动时,人员必须牢记这一点。

在应用 BE-SAHF 模型时,要注意以下几个问题:



有关火灾行为的书籍解释了两种火灾行为。当火灾有足够的通风条件时,火灾会发展到闪燃。发生闪燃后,消防员面临的是完全发展的火灾。其特点是火焰从窗户和其他开口处喷出。这种类型的火灾称为通风火灾。

火势可以通过足够的通风达到闪燃的程度。

Figure 4 The ventilated fire progress. (Figure: Karel Lambert)
Figure 4 The ventilated fire progress. (Figure: Karel Lambert)

Figure 5  The under ventilated fire is formed by the red line followed by the grey line. (Figure: Karel Lambert)
Figure 5: The under ventilated fire is formed by the red line followed by the grey line. (Figure: Karel Lambert)


第二种火势通常不会有任何打开的门窗。火灾只能利用房间内的氧气。

如果房间一直处于关闭状态,就会导致火在氧气不足的情况下燃烧。在发生闪燃之前,火势将受到通风控制。它将通过 FC/VC 点(燃料控制/通风控制)。

消防员面对的是一座充满烟雾的建筑物。几乎看不到火焰,烟雾从裂缝中冒出。这种类型的火灾称为通风不足火灾。火灾没有足够的通风,无法发展成闪燃。

这两种火灾的发展都可以通过某些可见迹象来识别。这两种火灾都与火灾现场的某些风险有关。这两种火灾都有不同的应对策略。具体战术的选择取决于火势的发展程度(见下文)。

所有模型都是错误的,但有些模型是有用的 - Ed Hartin

需要注意的是,通风火灾和通风不足火灾只是现实的模型。这意味着它们并非百分之百准确。但它们在火场上仍然有用。这就是 Ed Hartin 在上文引用的意思。这两种模型涵盖了大部分火灾。但重要的是要认识到,这些模型在描述体积非常大的火灾时作用较小。例如,工业建筑中的火灾。

另一种与上述火灾明显不同的火灾是所谓的建筑火灾。在这类火灾中,建筑本身也在燃烧。例如,隐蔽空间中的隔热材料着火。此类火灾的起火行为与两种经典模式截然不同。这也意味着应对此类火灾的战术方法有所不同。人员必须认识到这一点,并选择正确的方法。

当前火灾的燃烧机制是什么?


火势的发展可能受燃料控制,也可能受通风控制。通常只需观察一下火势就能很容易地确定这一点。需要说明的是,火灾可能在多个房间内发生。厨房起火后可能会蔓延到起居室。

这可能意味着,厨房的火势已由通风控制,而客厅的火势仍由燃料控制。也有可能是两个互不相连的房间同时起火(例如纵火)。在这种情况下,两场火灾可以各自独立发展。

在面对燃料控制燃烧系统中的火灾时,我们必须考虑发生闪燃的可能性(如果火势没有最终衰减)。

另一方面,如果火灾是由通风控制的,则必须考虑火灾的发展类型和通风状况。只有根据这两项信息才能做出评估。

火灾发展阶段、燃烧规律、烟雾、气流轨迹和热量

虽然消防教科书中对 "火灾阶段 "的描述各不相同,但火灾发展的现象是相同的。就我们的目的而言,车厢内的火灾发展阶段将被描述为萌芽期、成长期、完全发展期和衰退期(见图 1)。尽管火灾发展分为四个 "阶段",但实际过程是连续的,各 "阶段 "之间相互衔接。虽然在实验室中可以清楚地界定这些过渡阶段,但在野外通常很难说清一个阶段何时结束,下一个阶段何时开始。

了解火灾发展的各个阶段非常重要,但这只能有限地了解隔间内的火灾发展情况。燃料化学势能的转化取决于燃烧反应是否有足够的氧气。由于车厢内的环境空气可提供充足的氧气,因此在初燃阶段和早期生长阶段,热量释放速度会受到燃料化学和物理特性的限制。这种情况被称为 燃料受控燃烧系统.

在隔间火灾中,燃烧发生在一个封闭的空间内,可用于燃烧的空气受到以下两个因素的限制:1)隔间的容积;2)通风。隔间火灾中的通风是有限的(尤其是在门窗紧闭且完好无损的情况下),随着火势的增大和热量释放率的增加,对氧气的需求也会增加。当火势增长受到可用氧气的限制时,热量释放速度会减慢,然后减弱。这种情况被称为 通风控制燃烧系统.


火灾目前处于哪个阶段?

(我们在火灾发展曲线上处于什么位置?)
在确定了火灾发展(通风或通风不足)和燃烧机制(燃料控制或通风控制)之后,就可以确定火灾的发展阶段。火势发展到什么程度?哪些具体风险已经过去,哪些风险仍然存在?在不久的将来,我们会遇到什么样的风险?

通过对不同指标及其背景进行评估,训练有素的消防员就能确定自己所面临的火灾类型。



下一个需要回答的问题是与火灾地点有关的问题。根据指示器,通常可以评估出着火点在哪里或不在哪里。

接下来会发生什么?

我们已经收集了以下信息:

火灾发展类型

燃烧制度

火灾发展的当前阶段

通风状况以及该状况可能发生的任何变化也会对火灾产生重大影响。

利用上述信息,一名训练有素的(连队)军官将能够对火灾的发展做出良好的评估。他的目标是将评估结果用于:
估算风险

确定战术目标

如有必要,请求增派人员并提高警报级别

当消防员什么都不做时,火势自然会发展。火灾的发展从一开始就已注定。换句话说,火灾不会 "选择 "以特定的方式发展。

然而,消防部门的目标是控制火势、营救任何可能的受害者并挽救财产。为了实现这些目标,消防队员可以执行许多不同的任务和行动。BE-SAHF 模型还可用于评估消防员采取的行动将如何改变火势发展。火灾发展的这些变化既可能是积极的,也可能是消极的。同样,在这两种情况下,训练有素的(连队)军官都可以使用 BE-SAHF 模型对情况进行评估。

示例:
消防员到达普通住宅一楼时,火势已经完全蔓延。

现场第一辆消防车的副队长确定他正在处理的是一场通风火灾 (1)。接着,他意识到这是一场通风控制火灾 (2),而且火势处于完全蔓延阶段。他看到房间的窗户完全打开。他看不到房间的背面,但可以看到火势有向侧面蔓延的危险。走廊里很有可能发生第二次闪燃。

中尉知道他必须迅速采取行动。走廊左侧的房间很快就会被大火卷入。只要能将火势控制在起火房间内,楼上任何可能的受害者都有相当大的生存机会。这将取决于分隔两层的地板类型。


他命令工作人员拉伸两根直径为 45 毫米的绳索。他意识到,利用两条攻击线的全流量间接攻击可以迅速扑灭大火。在控制住火势后,救援人员就可以安全进入进行搜救。消防员看到走廊左侧有几个房间。他将下令首先搜查这些房间。接下来,他将派人搜索上层的房间。

部署或拉伸补给线的优先级不如上述任务高。毕竟,通过正确读取火情,他可以评估火势是否可以被控制住。

操作方法 (MO)


背景
在应用 BE-SAHF 模型时,要使用特定的 MO。首先,确定火灾发生的框架。所有其他参数都必须与建筑物相关联。大多数情况下,可以从外部感知建筑物的许多信息。不言而喻,医院火灾与单户住宅火灾有着天壤之别。


除了建筑物,还要对环境进行审查。需要考虑的最重要因素是风。天气的其他方面也会对火灾现场产生影响。例如严寒。零度以下的气温会对消防干预的后勤工作产生重大影响。

必须结合具体情况对四项火灾指标进行评估。指标的先后顺序在这里很重要。烟雾指标可以揭示火灾类型的大量信息。空气轨迹也是如此。热量和火焰指标对火灾行为的影响较小。

谁使用 BE-SAHF?
可以从外部和内部查看指标。外面的消防队长(或消防车驾驶员)与在建筑物内部工作的消防队员或连队人员会查看不同的情况。他们都必须意识到,他们可能会看到别人看不到的迹象。必要时,必须通过无线电转达重要信息。

请看一个正在进行内部攻击的例子。机组人员报告已找到着火点并开始灭火。但在外部,烟雾指标正在迅速变化。烟雾量增加,颜色变深,排出大楼的速度加快。在这种情况下,消防队长可能应下令内部人员进行战术撤退,因为内部观察到的情况与外部迹象形成了鲜明对比。只要无法解释这种迹象上的矛盾,消防人员就会面临更大的危险。

注意点
四个火灾指标必须放在一起看。绝不能单独分析任何一个指标。这可能会产生错误的火场图像。通过同时查看四个指标,可以收集到大量信息。有了这些信息,就可以对情况做出很好的评估。

评估指标的过程应该是动态的。观察一段时间内的指标比到达现场时的 "快照 "更为重要。外围的消防员与内部的消防员需要观察不同的迹象。

一个很好的例子是,一户人家的住宅发生火灾,前门是开着的。消防队到达时,飘出缕缕灰烟。连队军官迅速向内查看火势大小,同时他的队员正在准备一条盘绕的攻击绳。当消防员返回,消防队员完成准备工作后,他们再次查看了房屋的正面。画面发生了变化。更多的烟雾正从房子里冒出来。烟雾颜色更深,流动速度也比之前更快。救援人员开始向内部进攻。然而,轮机操作员看到排出的烟雾持续增加。烟雾颜色不断变深,烟雾变得越来越湍急。

上面的例子清楚地说明,与消防员到达现场时看到的单一快照图像相比,火势指标随时间的变化是更有价值的信息来源。因此,消防员必须持续检查不同的火灾
指标是否发生变化,并注意这些变化是积极的还是消极的。

在火场中应用 BE-SAHF 模型需要一些培训。毕竟,很多事情都需要同时考虑。通常情况下,没有时间逐一检查每一个步骤。火灾是一种动态情况,情况几乎在不断变化。幸运的是,我们可以为此进行训练。一个很好的方法就是在 YouTube 上观看火灾视频。在观看视频的过程中,可以应用 BE-SAHF 模型进行训练。Ed Hartin 的网站 www.cfbt-us.com 提供了约 15 个图文并茂的此类视频示例。

经过充分练习,使用 BE-SAHF 模型将成为一种自动条件反射。到达目的地后,所有参数几乎都会在潜意识中得到处理。Edward Huizer 将此称为 SAHF 扫描。通过大量练习,可以更快地分析情况。

参考书目


读火,Shan Raffel,2001
T 细胞的 CFBT 讲师课程 2 级,John McDonough & Karel Lambert,2012-2015
www.cfbt-us.com,Ed Hartin
www.cfbt-au.com, Shan Raffel
个人通信,Shan Raffel,2009-2016
个人通信,Ed Hartin,2010-2016
个人通信,John McDonough,2009-2016
个人通信,Peter McBride,2009-2016
火灾动力学:技术方法、战术应用》,Karel Lambert & Siemco Baaij,2015 年