基于火灾案例分析的火灾应急中控制烟气蔓延探讨

毛翔

摘要：多起火灾事故表明，火灾烟气是导致大量人员伤亡的最主要原因。因此，对烟气致人伤亡的影响因素进行了分析，并根据火灾应急中的实际情况，对控制烟气蔓延的意义、可操作性、相关支持措施进行了阐述，旨在实现减少火灾伤亡的目标。

关键词：火灾应急；烟气蔓延控制；建筑；消防

1 火灾中烟气导致人员伤亡的案例简述

在多数火灾中，相对于热量和燃烧造成的伤害，烟气所造成的伤害比例最大。据统计火灾中85%以上的死亡是由于烟气的影响，其中大部分人是吸入了烟尘及有毒气体昏迷而致死的[1]。近年来，已经发生多起因烟气蔓延导致伤亡的典型火灾案例，如：

2022年11月21日16时许，河南省安阳市文峰区一商贸有限公司发生特别重大火灾事故，造成42人死亡、2人受伤。该起火灾中，由于二楼某公司通往室外的内部楼梯上方与一楼仓库连接处仅用纸箱板封堵，导致仓库着火后大量高温有毒浓烟迅速冲破纸箱板，涌入充满该内部楼梯，堵住了逃生通道，导致该公司员工死亡[2]。

2023年4月17日，浙江省武義县一厂房发生火灾，造成11人死亡，火灾发生在一层，由于一、二层间的连通中庭及厂房两部敞开楼梯导致火灾烟气的快速蔓延扩散，三层厂房内人员无法逃生致死[3]。

2023年4月18日，北京某医院发生火灾，火灾产生的烟气通过未关闭防火门的楼梯间和电缆井向上蔓延，虽然该医院住院部七、八层未过明火，但仍然导致29人死亡，42人受伤[4]。

2024年1月24日15时许，新余市渝水区一临街店铺发生火灾，导致39人死亡，9人受伤。火灾发生在地下一层，大量烟气涌出后进入地上二层的宾馆和培训机构，导致伤亡惨重[5]。

2024年2月23日4时39分，南京市雨花台区一小区6号楼发生火灾，15人遇难，44人受伤。此起火灾发生在高层住宅楼的一楼架空层处，烟气通过采光井向上蔓延，并烧入数十户居民家中，导致大量伤亡[6]。

类似的火灾事故很多，以上只是部分典型的伤亡人员较多的案例。火灾中因烟气扩散蔓延到有人区域，导致人员伤亡是火灾中一种常见现象。

2 烟气致人伤亡的主要原因分析

2.1  烟气具有高温、毒性、刺激性等特性

烟气是可燃物与氧气发生化学反应的产物，由于燃烧物质的分子结构不同，燃烧时现场供氧情况不同，烟气的成分会有不同。通常来说，烟气产物中最多的是CO、CO2，同时会有HCL、H2S、HCN、SO2、NH3、HF等几十种无机物，还有光气、醛类气体等有机物[7]。烟气的毒性主要体现在这些化学成分会导致人员窒息，包括单纯窒息和化学窒息。有研究人员对17种烟气中常见成分进行了浓度范围和危险含量的分析[8]，当达到危险含量值时，身处烟气中的人员即会失去行动能力或死亡。同时，烟气的高温特性会导致人员烧伤，特别是呼吸道损伤。烟气还存在遮光性，当人员进入烟气中时视线受阻，行动迟缓，会使高温、毒性伤害作用的时间延长。

2.2  烟气不受控制地向有人区域快速蔓延

2.2.1  建筑中防火分隔缺失

如江西新余火灾中，地下一层发生火灾后，烟气沿地下一层的楼梯间出口向外涌出，因其地下楼梯间是与地上楼梯间共用的，没有错位设置，也没有防火分隔，楼梯间烟气在烟囱效应作用下，不受控制地蔓延到二楼有人区域。

类似的情形在多个火灾中存在，比如河南安阳厂房火灾中，仓库与楼梯间的防火分隔是纸箱板，相当于未设置符合要求的防火分隔，从而导致烟气蔓延。

建筑中的防火分隔包括墙、楼板、门、防火卷帘、防火窗、防火封堵材料、防火阀等，在建设工程的消防设计中如未按规范设计，或设计时规范未作出相关规定，或在建设、验收中失误失察，都有可能导致防火分隔缺失或不符合标准要求。

2.2.2  防火分隔未起作用

因防火分隔未起作用而导致烟气蔓延，进而导致人员死伤的案例很多，如2018年8月25日发生的哈尔滨某汤泉酒店火灾，也是由于酒店领班使用灭火器箱挡住E区三层常闭式防火门，使其始终处于敞开状态。火灾发生后，大量烟气沿着这个防火门进入E区三层，导致20人死亡，23人受伤[9]。

在建筑已有防火分隔设施的情况下，防火分隔未起作用，主要是管理或设计问题。比如很多单位，特别是医院、综合楼、高层住宅楼，其楼梯间的常闭式防火门大都处于开启状态。针对高层建筑楼梯间防火门的开闭情况，有研究者在论文课题中组织的线上问卷调研共收到452份有效问卷，有87.39%的人回答楼梯间防火门处于常开状态，12.61%回答处于常闭状态；有88.72%的人回答前室防火门处于常开状态，11.28%回答处于常闭状态[10]。可见，楼梯间常闭式防火门不能保持关闭是一种常态。另外的原因可能是在设计中未能充分考虑应用场所的人流、通行需求、防火门产品质量等因素，导致设计的常闭式防火门未能保持关闭，在关键时刻未能发挥作用。

2.2.3  现场发生了快速火灾或快速蔓延

有些火灾的燃烧速度是非常快速的，因而也会在短时间内产生大量的烟气，比如聚氨酯泡沫的燃烧，可能会在2min左右就会生成超级快速的火灾，产生巨量的烟气，在烟气蔓延范围内，所有在场人员都将受到严重威胁。例如，2023年3月27日14时30分许，河北省沧州市沧县崔尔庄镇一废弃冷库在拆除过程中发生火灾，由于燃烧速度极快，烟气瞬间充满了冷库内部，当时在现场作业的12人中，11人遇难，仅有1人逃生[11]。

另有一种情况就是特殊的建筑结构导致的快速蔓延，火灾可能并不是快速的，但建筑结构内存在井道（采光井、通风井、电缆井、垃圾道等），从而产生烟囱效应，导致烟气快速蔓延。例如2024年2月23日的南京高层住宅楼火灾，一楼架空层电瓶车燃烧之后，因为未与建筑的采光井进行防火分隔，烟气进入采光井形成烟囱效应，短时间内火和烟就从1层蔓延到34层，因为有些住户在采光窗外设置了铁笼存放杂物，烧破玻璃后进入了室内，导致数十住户室内起火，室内产生大量的烟气，同时在户外走廊、楼梯间也有烟气，最终导致大量人员伤亡。

2.3  人员盲目冲入烟中逃生

在发生火灾时，人员盲目冲入有烟的楼梯间逃生，最终导致伤亡的案例很多。例如2015年6月25日，河南省郑州市西关虎屯一个多层居民楼一层发生火灾，燃烧面积4m2，但导致了15人死亡、2人重伤的严重后果。这是因为当时居住在七楼的17人听说起火后，盲目沿楼梯向下逃生，死于烟气产生的剧毒和高温，而其他13户人家均未开门逃生，因而也未有人员伤亡[12]。长期以来，消防宣传过于强调发生火灾后立即逃生，在消防演练中大量示范用湿毛巾捂口鼻作为防烟措施沿楼梯向下逃生，给社会公众的印象就是可以穿越有烟区域逃生。

3 火灾应急中控制烟气蔓延的措施探讨

3.1  加强建筑的防烟设计，加强烟气控制设施（设计）的消防审验

加强建筑防烟的设计是非常核心的工作。在这方面，包括各类防火分隔、防烟门窗、正压送风系统、排烟系统等，均应在消防设计上给予重视。同时，建设工作消防设计审核和验收部门要认真履行职责，把建筑控制烟气蔓延的设计作为重点进行审核，把控制烟气蔓延的施工内容作为重点来进行验收，确保建成投入使用的建筑是具备控制烟气蔓延条件的。

要吸取火灾案例教训，在建筑设计中，要充分研究火灾蔓延扩大的原理，比如常闭式防火门不能保持关闭，或可考虑设计为常开式防火门。在建筑内部设计天井时，是否可以考虑采光窗等的防火性能，比如采用防火窗或固定窗，并考虑窗户之间的距离，对窗间墙、窗槛墙、防火挑檐等进行设计，从而增强建筑本身的防火灾蔓延功能。

针对易发烟和能够快速燃烧的材料，在设计中要明确其使用场所和燃烧性能，比如保温材料中的聚氨酯泡沫，无论用于外墙还是冷库（室内冰雪场所），要在设计中要求使用不燃或难燃材料，在验收时要进行现场测试，不能仅看产品检测报告。

3.2  加强对火灾烟气蔓延控制设施的管理

管理部门和人员要熟悉建筑中的烟气蔓延控制设施，比如防火门、防火卷帘、防火阀、防火封堵材料以及防排烟系统，在日常要作为重点进行检查，对应关闭的防火门要进行关闭，并制订规章制度加以确保。当发现防火分隔设施、防排烟设施损坏、失效时，要立即进行整改。要特别注意建筑底层的防火分隔设施，如地下车库与地上楼梯间的防火门，防止地下车库着火后，烟气蔓延进入整个大楼。

3.3  加强对烟气蔓延中其他影响因素的管理

建筑物投入使用后，由于使用人员的改造、使用等行为，可能会导致火灾时烟火蔓延。比如居民住宅楼中，在阳台、楼梯间堆物，在采光窗户外（采光井内）安装铁笼堆物，在窗户处设置遮阳棚，在阳台设置晾衣竿，在外墙新增保温材料、广告牌、电子屏或其他能够燃烧的装修（造型），用于采光通风的天井凹槽底部堆放可燃物，这些都有可能在发生火灾时导致烟气蔓延扩大，特别是形成竖向快速蔓延，影响到全楼，造成严重火灾。针对上述影响因素，要明确管理责任方，并赋予管理权力（执法权力），最大限度地消除烟气蔓延的隐患。

3.4  将控制烟气蔓延纳入全民消防培训以及火灾应急行动之中

要加强全民消防基本知识学习，特别要重点学习火灾特性，学习火灾中烟气的危险以及烟气如何蔓延扩大的知识，提升人们对控制烟气蔓延重要性的认识。将控制烟气蔓延扩大纳入灭火和应急疏散预案之中，所有单位在火灾应急预案中，均要制订控制烟气蔓延的措施，并明确责任人，并对责任人进行专门培训。在预案制订过程中，要假设火灾位置并分析烟气蔓延路径，熟悉在此路径中控制烟气蔓延的设施，熟悉这些设施的操作方法，并考虑现场有哪些人员可以用于控制烟气蔓延应急行动。在火灾发生时，现场人员要立即展开灭火行动，同时采取关门、放下防火卷帘、打开或关闭有关窗户、启动排烟机、防烟风机等多种方式，控制烟气蔓延。要注意烟气蔓延的控制设施中，有些门窗未必是防火门窗，但这些门窗的开关仍能够产生较大影响。比如2005年辽源中心医院火灾中，有37人死亡、95人受伤，而离起火点最近的是妇产科，当一名护士发现起火后，立即关闭了走廊的門（非防火门），使烟火蔓延改变了方向，最终妇产科无一人伤亡[13]。因此，当我们遭遇火灾时，如果灭火不能成功，要立即关闭着火房间的门，避免烟火通过门向建筑内部蔓延扩大。在时间允许的情况下，要关闭相邻房间的门，防止被烟火波及。当居民住宅家中起火时，在逃出户门时要随手关闭户门，防止烟气进入楼梯间影响他人疏散。在火灾应急中，增强烟气蔓延的控制措施是减少人员伤亡的重要举措，对提升消防安全水平有重大意义。

参考文献

[1]郭海东，李宏霞.火灾烟气的危害及其应急救治策略研究进展[J].西部医学，2019，31（1）：161-164.

[2]北京日报.河南安阳“11·21”特别重大火灾事故调查报告全文公布[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1775556197681026052&wfr=spider&for=pc

[3]澎湃新闻.浙江武义重大火灾事故调查报告发布[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1772845155977225495&wfr=spider&for=pc

[4]西藏自治区应急管理厅.北京丰台长峰医院“4·18”重大火灾事故调查报告[DB/OL].http：//yjt.xizang.gov.cn/sylmzhbd/92357.jhtml

[5]新余市人民政府网站.我市通报“1·24”重大火灾事故情况[DB/OL].http：//www.xinyu.gov.cn/xinyu/xyyw/2024-01/26/content_e6c7490012f040b5b8cda53f56ccac40.shtml

[6]南京市人民政府网站.南京市召开新闻发布会通报雨花台区“2·23”火灾事故有关情况[DB/OL].https：//www.nanjing.gov.cn/njxx/202402/t20240224_4173092.html

[7]郭海东，李宏霞.火灾烟气的危害及其应急救治策略研究进展[J].西部医学，2019，31（1）：161-164.

[8]黎强，刘清辉，张慧，等.火灾烟气中有毒气体的体积分数分布与危害[J].自然灾害学报，2003，12（3）：69-74

[9]黑龙江省应急管理厅.哈尔滨北龙汤泉休闲酒店有限公司“8.25”重大火灾事故调查报告[DB/OL].http：//yjgl.hlj.gov.cn/yjgl/202403051/201810/c00_30101763.shtml

[10]邹涛.高层建筑楼梯间火灾时烟气控制模拟研究[D].成都：西华大学，2022.

[11]上海新闻.河北沧县废弃冷库火灾致11人遇难[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1761686157325651274&wfr=spider&for=pc

[12]河南省应急管理厅.郑州市金水区西关虎屯新区“6·25”重大火灾事故调查报告[DB/OL].https：//yjglt.henan.gov.cn/2016/10-28/987216.html

[13]陈家强.吉林省辽源市中心医院“12·15”特大火灾迅速蔓延、群死群伤的主要原因及启示[J].消防科学与技术，2006，25（1）：1-4.