一种简易型初期灭火技术

代恒伟

成都市创奇迅安全技术有限公司

火灾是在最广袤的时间与空间背景下所呈现出来的一种自然现象，灭火行动也是在同样的背景下，通过灭火剂的集中定向投送去干涉燃烧失控现象的一种行为，行为与现象叠加的结果最终体现为一起火灾实际造成的损失，从扑救的过程来看兼具有确定性及随机性。在两者的较量过程中，火灾在时空中占据着天然“优势”，具体表现为：

（1）时间。防范周期较长，导致预防及应急处置防不胜防；即便在同一天的24小时当中，任一时刻均有可能发生，应急响应难免滞后。

（2）空间。在建筑内部，火灾可能随机出现，由于现代建筑的立体纵深，布局交错，具有隐蔽性，灭火剂的输送多少需要“跨越”一定距离。

1 初期灭火在火灾防控技术体系中地位

尽管采取了预防手段及措施，仍将有一定概率的火灾出现，这就意味着与火灾之间必然会正面相遇，灭火过程延长将呈现更多变数，也更不利于扑救行动的展开，毫无疑问，时间拖延必将面临更大的财产损失及人员伤亡。

火灾发展初期阶段，己方的损失与时间的平方成正比，反过来看，火势的规模大小也是与时间成正比，因此初期阶段的扑救相对更容易，这便成为一个解决矛盾的关键点：能够在最短的时间内结束燃烧过程，小火无法升级为大火，火灾损失将因此降低，后果更容易承受，如图1。

图1 孙子和扁鹊思想观消防

2 以物流的视角看待灭火

消防体系类似于一个专用的灭火剂物流体系，只是对速度和数量同时都有更为急迫的要求，综合体现为效率，假如站在物流运输的角度去审视整个消防应急流程，或许能从中发现一些端倪。

2.1 选择被运送的灭火剂

选用什么样的灭火剂，将直接影响输送效率，因为灭火剂将牵涉到仓储、包装、容器、管道、动力、信息、管理等一系列问题，任何一个环节掉链子，都可能极大地制约速度，因此，灭火剂自身的综合物理特性决定了运输过程中的难易程度，也就同时决定了灭火效率。

2.2 启动及投送方式

灭火剂分为固、液、气三种形态，现场存放点与随机起火点多少会有一段距离，需要外设动力进行输送和释放，例如水压或是气压驱动，除了灭火效能，动力也是灭火中要重点考虑的因素。

2.3 消防用水过程分析

从技术经济性考虑，水依然是当下用得最多的一类灭火剂，但随着火灾形态及发展速度的不断演化，使用水的短板已开始逐渐凸显。

（1）固定及流动供水系统。建筑内的消防水系统每次都能做到迅速可靠启用的比例不甚乐观，部分场所受限于各种客观条件尚未安装此类供水系统。流动运送水全过程要耗费一定时间和体力，如遇道路堵塞、楼层过高或是距离起火点较远，这一时间还会延长，也就意味着火灾损失持续扩大。

对于高层建筑物及地下施工工程，在烟雾弥漫、瞬息万变的火场中，临时向上、向下进行供水更是困难重重。

（2）天寒地冻的季节，或导致水无法正常使用；部分场所中由于可燃物禁忌（油脂类、高压电器、特殊化学品），又不能用水。

（3）实际操作中，不可能保证水精确喷洒，为了防止蔓延和复燃，往往会用水将相关区域全面覆盖，从而难以兼顾减损这一需求。

由于操作环节或输送过程的阻碍，导致初期出水速度不确定，行动迟滞，也就形成了目前参差不齐的火灾格局和态势，矛盾集中于整个输送流程：运送灭火剂环节耗时越多，火燃得越大；火燃得越大，又需要补充输送更多的灭火剂，形成恶性循环。

2.4 影响灭火效率的根本原因

几乎任何一种灭火剂都有其独特的灭火优势，差别则在于仓储、物流、投送环节中的表现，如果扑救效果最终不理想，问题并非出自灭火剂的性能本身，而在于足量灭火剂的供应补给速度。在工程实践中，灭火剂必须充分兼顾其在物流诸环节中的便利性，在二者之间寻求一种综合平衡，以实现投送效率最大化，否则，纵使灭火性能再好，置身于分秒必争的火场中，仍然无法满足对速度的要求。

3 火灾扑救过程中的时间差

在以往的灭火案例中，人工与自动灭火实施过程之所以存有太多变数，根本问题在于起火点与灭火点之间客观存在的时间差，一步慢则步步慢。

此时间差由发现火情、信息传递、人员组织、灭火准备等工作所耗费的零散时间所组成，它受到救援距离、应急组织、响应速度、补给能力、环境布局、视线阻碍及火场风险等不同程度的影响，长短不一，后期依然存在多种变数，故此，有必要削减一切不必要“浪费”的时间，以便缩短时间差。

4 初期灭火技术简单化探讨

面对数量众多的建筑物，灭火技术同时需要具备以下特征：简易、高效、可靠、经济、长效、无弊、无害，以便为初期火灾的扑救创造更有利的条件。根据火灾的蔓延规律：点-线-面-空间，在火情发展的时间轴上，综合采用自动灭火袋及半自动灭火袋技术，可在各个时间区段建立起多道防线，见表1、如图2。

表1 简化之后灭火技术实施过程

图2 防火体系作用时间轴

5 速率是初期灭火致胜关键

初期阶段火灾破坏力与时间的平方成正比关系，为确保人工高效灭火，无论采用何种类型的灭火剂，都需要与时间相对应的数量予以支撑及保障，在此假设每一倍火灾破坏力对应需要1kg沙子（灭火剂）予以说明，见表2。

表2 起火时间与所需灭火剂数量关系

取沙子以塑料膜包装为若干个沙袋，预先存储于防火区域，综合考虑到会有短距离的搜寻与搬运，一个普通人在1min内至少可以抛出10只沙袋（1kg/只），以此类推，在起火后的一定时间里，尽管火势也在不断发展，对火场局面仍具备相当的控制能力，如现场增加为2人、3人……，控制能力相应翻倍，如果再适当增加单只沙袋的重量，总体扑救能力会随之增强。

扑灭初期火灾的关键在于灭火行动能够迅速、就地展开且灭火剂不断供，一旦错过黄金“三分钟”，由于热量及烟雾大量溢出，呼吸不畅，视线不佳，继续滞留于火场前沿的风险程度倍增，灭火行动将明显受到干扰及限制。

6 火灾控制力与破坏力的博弈

火灾具有破坏力，灭火具有控制力，每一起火灾从意外发生到最终熄灭，都是两股力量在时间轴上反复较量之后的结果。火灾破坏力，通过燃烧持续放热，进而引燃周围可燃物的能力。火灾控制力，是指由以下因素共同形成的终止燃烧的能力：发现火情时间、响应速度、人员数量、灭火剂数量、动力来源、组织管理、信息传递、责任意识、胆量勇气、经验技能、环境熟悉程度、自我防护能力等。如图3，先看两条实线的轨迹：

图3 火灾中“力”与时间的关系

6.1 火灾前（起火点0以前的时段）

由于没有火灾发生，所以火灾破坏力一直为零，针对某处的火灾控制力1会随着火灾前这段时间缓慢衰减，时间越久，衰减量越大：控制器件失灵、阀门锈蚀、管道失压、灭火剂失效、可燃物密度增大、通道堵塞、技能弱化……即便在同一天内，这种能力也处于波动变化之中，夜间的整体控制力将下降至最低水平，不同人群针对突发火情的处置能力差别明显。

6.2 起火点0～ t1， t1～ t3

火灾一旦发生，火灾破坏力开始随时间呈直线稳定地上升，初期破坏力较弱，控制力即便衰减，毕竟还是大于破坏力，此为灭火的最佳时机，然而这段时间并不长，现场控制力发挥因人而异，一旦初始火灾越过t1，控制力就会被快速增长的破坏力反超甚至于压制到无法发挥，即所谓失控。控制力的后续补充需要时间，而破坏力依然在稳步增长之中，所以直到t3时，控制力再一次反超破坏力，至此，一起火灾结束。

可问题在于：如果t1～ t3区间过长，就会造成严重的火灾损失甚至伤亡。

6.3 再将火灾破坏力与火灾控制力2（虚线）结合来看

通过对初期灭火技术的简化，使火灾控制力2始终维持于一个恒定值，不再随时间明显衰减，在时间轴上就会演变为另一种格局。

尽管破坏力还是会随着时间直线上升，但是一直要等到t2点才有机会超越火灾控制力2，实际上，由于t2＞t1，留给控制力作用的时间更长，机会更多，所以更大比例的火灾破坏力发展未及抵达t2时，火灾已被及时扑灭。当然还存有另一种可能：在现场控制力的持续作用下，分割延缓火势，为后续扑救赢得宝贵时间，待增援力量赶到，从而更容易将这起火灾扑灭。

火灾控制力只能被动地追随破坏力，由此必然形成一前一后两条上升曲线，时间难免滞后，故此要想真正“获得”这条虚线，还得增大灭火剂分布密度，缩短输送距离，便于在任何一处所谓的“中心”附近快速形成阻击力量，以突破时空障碍，初期火灾控制力的增强归根结底还是要依赖于第一现场在第一时间所能发挥出来的效率。

由此可见，在建筑火灾防控体系中，能够获得一种相对恒定且不易随时间衰减的控制力2显得尤为重要，尽管争取到的这段时间（t1～ t2）不算长，然而在分秒必争的火场中，却是最为宝贵的一段时间。

7 防火控火预先投入成本分析

火灾防控的目的是为了降低生产生活的灾害风险及成本，然而为了有效降低火灾损失，同时还要不断追加防控成本，所以其中的降成本实际应包含两方面内容，需要综合加以权衡：火灾损失；防控成本（初期投入及维护成本，包含物力与人力）。

在时间与空间里，随着防控成本的增加，火灾损失必然呈下降趋势，如图4。

图4 防火控火成本控制曲线图

两条A曲线描述的是一种不太理想的状况，或者说现状：随着防控成本的增加，火灾损失虽有所下降，但速度缓慢，而且到了尾端，即使大量追加成本，火灾损失几乎不再有下降空间，即遭遇了“技术天花板”，实际上也不可能无限度地追加防控成本。

两条B曲线描述的是一种相对理想的状况：随着防控成本的缓慢增加，火灾总体损失呈快速下降趋势，行至尾端，还可下探到A所不能及的区间。综合来看，A同B相比，无论是防控成本还是火灾损失，都明显较高，总体而言，这是极不经济的，现实中即使加强管理培训演练，由于面对的是火灾这样的极端低频事件，效果终归有限。

重视火灾风险的同时，综合防控成本也应量入为出，要从A状态“跃变”至B状态，以期获得更大的安全投入产出比，需要立足实际应用场景，结合火场行为学对初期灭火技术持续进行优化及改善。

8 结束语

初期灭火效果的不确定，源于灭火技术实施过程中的种种不确定，过程的不确定又缘自技术难以“适应”复杂多变的人与火场环境，当人“适应”技术存在难度，不妨通过技术的简化，让其主动地去“适应”人。

自然界的沙子，辅之以塑料袋包装，是一般人在短时间内能够筹集到的，数量相对充足的，实施方式极简的，响应速度极快的，投送效率较高的，对燃烧物质不挑剔的，适用于火灾爆炸场所的，安装方式随意的，对空间环境无特殊要求的，长期保存不致失效的，终身免维护的，无使用安全风险的，综合应用成本极低的，过程及效果更为确定的一种灭火方式。

救火贵速，灭火技术实现简单化之后，明显降低操作难度及过程风险，有利于及时中止或有效控制住更大比例的初期火灾，达到缩短火灾平均持续时间之目的，由此显著降低火场中人员伤亡及财产损失。