电瓶车火灾扑救战术方法研究

李卓煜，姜连瑞

(中国人民警察大学，河北 廊坊 065000)

1 电瓶车火灾统计及特点分析

1.1 近年来电瓶车火灾统计

近年来电瓶车火灾发生频率高，造成的人员死伤数目巨大，表1仅列举了造成人员死亡人数较多的典型火灾案例。

1.2 电瓶车火灾危险性

1.2.1 车体材料阻燃性能差

颁布《电动自行车安全技术规范》之前，我国电瓶车生产行业一直遵循1999年颁布的《电动自行车通用技术条件》，该标准并没有对电瓶车材料的防火及阻燃性能做出规定，导致目前生产出的电瓶车并未经过严格的标准审查，私自滥用违规材料以获得低成本高利润的现象比较普遍。因豪华型电瓶车利润相对高，在电瓶车产销市场占据较大比重，而豪华型电动车坐垫、灯具、仪表、电池组盒、轮胎等大多都采用了塑料和橡胶等合成高分子材料，阻燃性能差，燃烧速度快。许多电瓶车的蓄电池安装在了车座附近，蓄电池起火后迅速引燃车座，蔓延至电瓶车的其他易燃构件部分，助长了火势。并且轮胎具有受热爆破的危险，加大了火灾危险性[1]。

1.2.2 火灾高发时间段特殊

据统计发现，71%电瓶车引发火灾的时段处于晚上9时至次日早6时。 调查显示，铅酸蓄电池充电量达到80%±10%时，最易发生火灾，也就是当从恒流充电阶段转变为恒压充电阶段到这一阶段结束时，电池引发火灾的概率最高，这一阶段电压升高至恒定值，电流值较高，最可能发生短路引发火灾。该阶段一般在开始充电后6～7 h，用户在傍晚时段进行充电，刚好在凌晨睡觉时发生火灾。此外，过度充电阶段也是火灾高发期，一些三段式充电器未安装充满电后自动断电的切断开关等装置，除非人工拔掉电源，否则蓄电池将一直处在充电状态。而大多数使用者并不会在熟睡中醒来拔掉电源，而是任其继续充电，此时过度充电使极板活性物质脱落，发生短路，电池温度也会一直升高，达到一定温度引发火灾。

处于熟睡中的人们警惕性低，无法发现初起火灾，以至于火灾发展蔓延，加之电瓶车周围存放一些易燃易爆物品，火势迅速扩大。通常存放电瓶车的老式住宅，火灾自动报警器老化或常年失修，不能正常报警的情况时常出现，人们发现火灾时，早已大面积蔓延，错失了最佳逃生时机。当处于熟睡中的人们突然被火灾烟雾或喊叫声惊醒后，往往会更加手足无措、乱了阵脚，慌乱中逃生，黑暗中难以辨别方向，多数人选择随着人流逃生，加大了发生拥挤踩踏的概率，若逃生方向判断有误或逃生通道选择不正确，便造成了群死群伤的惨案。同时，火场内部环境黑暗，救援人员行动受到影响，增加了火场情况的复杂性和灭火救援难度。

表1 近年来典型电瓶车火灾统计

1.2.3 电瓶车停放位置特殊

电瓶车火灾中有87%的电瓶车停放在住宅首层的疏散门旁、楼道、楼梯间中或是建筑首层的商铺中。多数住宅小区没有特别建造独立于住宅的电瓶车室外停车棚，出于防盗、防雨以及方便考虑，人们选择将电瓶车停放在住宅室内首层，并于夜间进行充电。楼梯间空间狭窄，存放电瓶车的同时，也存放一些其他杂物，易燃杂物可能造成火势发展扩大，不易燃的杂物也占用了人们的疏散通道，致使疏散受阻。此外，部分楼梯间安装的电表箱也会增加燃烧的温度和燃烧速度。火灾发生时，火势迅速封堵住建筑首层疏散门，住宅楼首层疏散门通常是唯一的疏散途径。此时，如若一味选择楼梯间作为逃生通道无异于飞蛾扑火，也有许多人被火势紧逼，没有退路，慌乱之中选择跳楼。火势通过楼梯间、竖井等途径迅速向上延烧，高层建筑易产生烟囱效应，加快火势在垂直方向上的蔓延，形成立体燃烧，高温烟气很快灼伤被困者体表。同时电瓶车车体、坐垫、灯具不充分燃烧产生大量有毒有害气体，弥漫在楼梯间，进入人体呼吸道内，使人中毒甚至窒息[2]。

2 电瓶车电池燃烧特点

2.1 温度迅速升高

锂离子电池和铅酸蓄电池均可能在热失控后发生火灾。电池的电化学反应包括充放电反应和一些副反应，充电自身是放热反应，其中副反应大部分也会有热量生成，同时充电电流使电池散发热量，当产热速率大于散热速率，热量在电池中大量积聚无法释放时，电池温度上升，促进了反应进行，放出更多的热量和气体，电池达到失去控制的迅速升温阶段，也就是热失控，导致燃烧和爆炸[3]。电瓶车燃烧实验显示电瓶车燃烧火焰温度及室内温度变化如图1。

图1 电瓶车燃烧温度变化折线

多种因素影响电池的温度，包括电池的充电状态、副反应的进行程度、导热速率、周围温度等。当电池外部发生短路，回路未被切断会导致内部发热，造成电解液气化，压力升高，电池外壳膨胀，温度继续升高到130 ℃时，如果电池内部采用劣质隔膜材料，微孔不能关闭起到保护作用，温度持续上升，电流随温度升高而增大，电解液气化程度加大，导致电池外壳爆破引发火灾。此外，充放电过程中产生硫酸或是锂金属结晶黏着在极板上，电池电阻增大，发生微短路，产生热量变多，电池温度上升。

2.2 产生大量有毒烟气

首先，电瓶车内部电池所采用的材料具有多样性，大多数电池的正负极材料、电解液、外包装、隔膜等多采用有机高分子聚合物和有机溶剂混合液，这些材料构成了诸多不安全因素，燃烧释放CO、CO2、NO、SO2、HS、HCL、HF等气体，多数气体有毒，当超过一定量时，构成对人体的伤害。试验表明，电瓶车开始燃烧后，20 s时有毒气体检测仪便开始报警，当靠近电瓶车时，气体检测仪示数急剧上升。毒害气体中，CO含量最高，极易与人体中血红蛋白结合，导致O2进入人体血液过程受阻。成年人允许承受最大CO含量为50 ppm，大于50 ppm时随着时间延长或多或少有头晕、恶心的反应，当含量达到400 ppm时，3 h后将有生命危险。其他毒害气体在含量超标时同样引起人体不适反应，头痛、眩晕、呕吐、痉挛并对皮肤、呼吸道有感染、腐蚀作用[4]，严重威胁被困人员生命安全。

其次，电瓶车车体及轮胎多采用有机高分子聚合材料，根据材料成分不同，燃烧可能产生CO2、SO2、CO等毒害气体，环境中有毒气体的浓度升高，氧气越来越少，加剧被困人员中毒窒息。

另外，一旦停放在建筑内的电瓶车起火，烟气将在烟囱效应作用下，3 min内席卷整个楼梯间。有实验显示，当停放在一层的电瓶车发生燃烧，无论二楼窗户在合理范围面积内开启程度如何，烟气都会在100 s内快速蔓延致使能见度不足5 m。烟气的减光性成为中毒的被困者逃生的另一阻碍因素[5]。

2.3 反应析氢遇火源爆炸

铅酸蓄电池正极充电至70%时，开始析出氧气，负极充电至90%时开始析出氢气，此时继续充电，如果反应析出气体不能重新结合发挥作用，电池会失水干涸。铅酸蓄电池过充会导致电解液温度上升，同时发生短路或硫化，电化学反应加快电解水的速率，不断释放大量氢气，使电池内部充斥气体不能及时排出，当温度和压力上升到一定数值时，电池内部压力聚集使外壳变形后爆裂。此外，氢气与氧气的混合气体从电池内部释放出来遇明火也极易引起爆炸，氢氧混合气体中氢气的爆炸极限为4%～96%，空气中氢气的爆炸极限为4%～74%，无论在何种条件下都很容易达到，此时遇到明火便发生爆炸。但是合格的铅酸蓄电池不会轻易发生爆炸，只有当电池内部存在焊接不严密、排气孔堵塞等问题引发爆裂，电池震动产生火花才会引起爆炸[6]。

2.4 明火扑灭后易复燃

锂离子电池火灾燃烧发展过程复杂，锂离子电池火灾灭火试验表明，CO2、水成膜泡沫灭火剂、ABC干粉灭火剂等几种典型灭火剂均不能彻底有效地扑灭锂离子电池引发的火灾，如表2所示。无论是CO2的窒息作用、干粉的抑制作用还是水成膜泡沫灭火剂的隔离作用都只是暂时扑灭电池的明火，之后均出现了复燃的现象。

表2 喷射灭火剂对电池的作用效果

锂离子电池热失控后燃烧，锂离子电池正极材料+1价锂离子充电后脱锂化合价升高，变成热稳定性差的+2价锂离子，受热后易迅速分解，正极释放出氧气，热失控导致温度以极快的速度上升，不能受到控制，所以当热失控发生，电解池所有反应物开始发生反应直至全部被消耗尽。当明火被扑灭后，电池内部的放热反应仍在进行，释放出氧气和热量，在停止喷射灭火剂后，氧气释放量迅速超过二氧化碳灭火剂，水成膜泡沫灭火剂和干粉灭火剂覆盖效率也受到影响，不足以抑制反应的进行，电池的温度持续升高到可燃物的燃点，重新引燃周围可燃气体和固体物质，导致复燃的发生。

通过几种灭火剂扑灭明火后复燃的时间对比，可以发现，灭火剂的冷却降温能力对灭火效果产生影响，当灭火剂能够冷却吸收大量反应热时，电池表面温度降低，短时间内不会出现复燃。因此，处理锂离子电池火灾时应尽量选择冷却效果好、降温能力强的灭火剂[7]。

3 电瓶车火灾扑救战术方法

3.1 加强首批力量出动，快速扑灭初期火灾

由于电瓶车火灾具有温度上升速度快，火势迅速蔓延，伴有有毒烟气，随时可能发生爆炸等特点，加上电瓶车火灾一般在人们熟睡时发生，疏散楼梯狭窄且存在杂物乱堆放现象，加剧了群死群伤惨案的发生。因此对于扑救电瓶车火灾来说，初战尤为重要。若能迅速赶到现场，在火灾初起阶段控制火势的发展蔓延，就可以有效地避免大量的人员伤亡，迅速扑灭火灾，减少损失。

当指挥中心接到电瓶车火灾的报警电话时，问清楚事发地点和火势等相关情况后，应根据已知信息迅速调集灭火救援力量，加强第一出动。此时，出动力量应具备扑灭初起火灾的实力，调派足够的水罐消防车，以防水源少造成供水不足，必要时调集手抬机动泵；由于火灾多在夜间发生，调集力量时要考虑照明器材及照明消防车。并且，中队指挥员应根据平时对辖区的掌握情况，选择一条能够第一时间抵达火场的路线。若辖区中队力量不足以应对，指挥中心视情调集增援力量。若着火地点周围有微型消防站，要迅速调集微型消防站力量。在居民区附近建设的微型消防站，在火灾发生时，能够起到迅速抵达火场，有效扑灭初期火灾的作用。

3.2 加强个人防护，避免自身伤害

消防员进入火场救人之前，应首先确保自身安全。电瓶车火灾主要在充电过程中发生，决定了火灾的特殊性和危险性。因此消防车尽量从上风方向接近现场，并停靠在上风方向离现场有一定距离的安全位置，以防电瓶突然出现爆炸，冲击波危及到消防车。到达现场后，指挥员应先了解掌握火灾现场相关情况，利用有毒气体检测仪检测空气中有毒气体成分及含量，利用红外测温仪检测火场温度，请建筑专家评估建筑结构是否达到耐火极限，判断现场不存在爆炸或倒塌等安全隐患后，根据火势处于的发展阶段，督促参战人员加强个人防护，保持警惕意识，避免出现自身伤亡[8]。

电瓶车火灾产生一氧化碳等有毒气体，消防员长时间作战时难免会吸入，在进入火场处置时，除基础的灭火防护服、灭火防护靴，消防头盔、空气呼吸器以外，消防员还需配备防毒面罩。另外，消防员需佩戴消防手套，防止直流水冲击电池时导电。进入火场前，不能因为时间紧迫就省去检查个人防护装备的步骤，要检查装备的完整好用情况，特别是空气呼吸器气瓶的气密性和余气报警器，气瓶内空气压力小于24 MPa时及时更换。随着灭火时间增加，空气呼吸器压力表降低，消耗较大时，及时更换气瓶，体力不支时，及时替换其他队员，避免出现北京喜隆多商场电瓶车引发的火灾中，副参谋长刘洪坤在高温下经历了1个多小时的连续战斗后，更换氧气瓶重返火场继续战斗的情况。消防员应在上风方向或侧上风方向靠近着火部位实施灭火，并且保持安全距离，防止受到高温烘烤、电池碎片飞溅或爆炸冲击等伤害。当出现紧急状况时，指挥员要迅速下命令撤离。

3.3 组织疏散和抢救，减少人员伤亡

电瓶车火灾发生时间及发生地点的特殊性、电瓶车燃烧温度及燃烧产物的危害性，决定了救援过程中，组织疏散和抢救被困人员的重要性，第一时间救人应是指挥员到场后优先考虑的问题。

由于火灾多发生在夜间，并且空气中烟气密度大，着火建筑中人员密集且不能够确定具体人数，在搜救被困人员时，要搜索到建筑的每一个房间每一个角落，避免遗漏。

楼梯间电动自行车火灾逃生时间实验将着火楼梯间二层作为火灾探测点，起火点在一层，在不同窗户开口尺寸条件下，测试探测点温度、能见度以及CO浓度达到危险工况下的时间，结果见表3。

表3 电瓶车火灾达到危险状况时间

以上三种情况达到任意一种危险状况，就不能够选择楼梯间作为疏散通道，根据数据可以判断电瓶车发生火灾后90 s以内可以通过楼梯间逃生，是最佳逃生时机[9]。

尽管如此，多数人在发现火情时不知情，盲目按照习惯跑向楼梯间，导致距离火源越来越近，有毒气体浓度越来越高，晕倒或被火焰灼伤困在楼梯间中，所以在进行疏散和抢救时，应优先扑灭楼梯间内的明火、稀释楼梯间内的有毒气体，查找楼梯间内的伤员，同时进行反复搜查，防止遗漏。重点将灭火力量部署在楼梯间和疏散门周围，打开楼梯间全部可开启外窗，通过自然排烟减弱有毒气体危害，并对防盗门、铁丝网等进行破拆，清理楼梯间堆放的阻碍救生的杂物，开辟救生通道，同时阻止烟火从楼梯间透过门缝进入居民家中。但往往明火和有毒气体在短时间内就蔓延至整个楼梯间，无法采取有效措施迅速遏止，所以指挥员此时可以组织其他力量另辟疏散通道，利用消防拉梯通过窗台救助被困人员，拉梯无法触及的高度运用举高消防车救人。

待火灾扑灭之后调集全部到场力量，重新组成搜救小组，对建筑物内部人员进行彻底搜查，排除遗漏，同时组成照明小组，在外利用移动照明灯辅助搜救小组行动。

3.4 强攻近战，合理选择灭火剂

由于现场有毒烟雾密度大，可首先使用移动式水力排烟机对楼梯间毒烟进行送风、排烟，降低烟雾温度和毒性，防止消防员接近火源灭火中毒造成体力不支。在集中力量对着火电瓶车灭火时，要时刻保持10～15 m的安全距离，并对现场温度实时监测，判断是否存在爆炸危险。灭火小组在上风方向，分别出水打击火势，形成合力，快速降低火焰温度至着火点以下，扑灭火势。灭火的同时要冷却电瓶车的轮胎，使其不受火焰辐射热的威胁，防止发生破裂爆炸，若电瓶车停放区域不只有起火电瓶车，要出水对周围电瓶车进行冷却，避免造成火烧连营，重点冷却电池部分。此外，利用喷雾水枪、水幕水枪对整个火场进行稀释降毒，减弱危害。

电瓶车内部电池发生火灾后，温度上升迅速，析出氢气可导致爆炸，明火扑灭后易复燃，因此，在扑救电瓶车火灾时要谨慎选择灭火剂，以达到迅速降温灭火，降低火灾危害程度的目的。干粉灭火剂和二氧化碳灭火剂能有效扑灭电池表面明火，但电池热量没有完全释放，持续升温会导致复燃。所以只有降低电池温度，才能彻底扑灭火灾。水的比热容很高，持续喷射大量水能够有效降低温度，但是使用水作为灭火剂的同时，应做好防护措施，绝缘手套和绝缘靴必不可少，以防直流水导电造成消防员触电。也可以使用移动水炮进行远距离大流量射水进行灭火，提高了灭火效率的同时减小了对消防员构成的危险。待明火扑灭后，持续射水冷却降温，监护现场，彻底冷却电池内部至不能复燃。同时，也可以用热成像仪检测电瓶车电池内部温度。根据火场灭火供水强度公式计算出普通型电瓶车供水强度qmp=0.18 L·s-2·m-2,豪华型电瓶车供水强度qmp=0.42 L·s-2·m-2。