火災(zāi)中煙霧危害及防控對(duì)策

王景春

（山東省濱州市公安消防支隊(duì)，山東 濱州 256600）

隨著城市中的建筑物的數(shù)量逐年增加，建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性也日顯突出。一旦發(fā)生火災(zāi)，電梯井和管道井就像一個(gè)個(gè)大煙囪，形成很強(qiáng)的煙道拔力，使煙氣上升迅速，給人員逃生造成極大的困難。統(tǒng)計(jì)表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其它有毒煙氣熏死者一般占火災(zāi)總死亡人數(shù)的40%～50%，而被燒死的人當(dāng)中，多數(shù)是先中毒窒息暈倒后被燒死的。因此，了解建筑火災(zāi)中的煙霧的危害，進(jìn)行建筑煙霧防控對(duì)策研究是建筑消防安全系統(tǒng)中十分重要的問(wèn)題。

1、火災(zāi)煙氣的危害性

煙氣是物質(zhì)燃燒和熱解的產(chǎn)物。煙霧是物質(zhì)在燃燒反應(yīng)過(guò)程中熱分解生成的含有大量熱量的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)與空氣的混合物?，F(xiàn)代化的高層民用建筑，可燃裝飾、陳設(shè)較多，還有相當(dāng)多的高層建筑使用了大量的塑料裝修、化纖地毯和用泡沫塑料填充的家具，這些可燃物在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒煙氣和熱量，同時(shí)要消耗大量的氧氣?；馂?zāi)煙氣會(huì)造成嚴(yán)重危害，其危害性主要有毒害性，減光性和恐怖性。火災(zāi)煙氣的危害性可概括為對(duì)人們生理上的危害和心理上的危害兩方面，煙氣的毒害性和減光性是生理上的危害，而恐怖性則是心理上的危害。

1.1 火災(zāi)煙氣的毒害性

首先，可燃物燃燒過(guò)程會(huì)消耗大量的氧氣。而氧氣是人類(lèi)生存的重要條件?？諝庵械难鯕夂繙p少，向人體組織供應(yīng)的氧氣則減少，精神和肌肉活動(dòng)能力降低，呼吸困難，甚至使人窒息而死。煙氣中含氧量往往低于人們生理正常所需要的數(shù)值，對(duì)處在著火房間內(nèi)的人們來(lái)說(shuō)，氧的短時(shí)致死濃度為6%。而實(shí)際的著火房間中氧的最低濃度可達(dá)到3%左右，可見(jiàn)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人們要是不及時(shí)逃離火場(chǎng)是很危險(xiǎn)的。

其次，煙氣中含有各種有毒氣體，如CO、NO、NO2、HCL等，而且這些氣體的含量已超過(guò)人們生理正常所允許的最高濃度，會(huì)造成人們中毒死亡。

第三，煙氣中懸浮微粒也是有害的。由于氣體擴(kuò)散作用，煙氣微粒能進(jìn)入人體肺部粘附并聚集在肺泡壁上，引起呼吸道病和增大心臟病死亡率，對(duì)人造成直接危害。

第四，火災(zāi)煙氣具有較高的溫度，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙和熱。熱煙在流動(dòng)過(guò)程中，遇到暴露的可燃物，當(dāng)可燃物受熱達(dá)到著火點(diǎn)以上時(shí)，即可引起新的著火源。當(dāng)燃燒產(chǎn)生大量的一氧化碳?xì)怏w在流動(dòng)中接觸新鮮空氣時(shí)還會(huì)發(fā)生爆燃，引起周?chē)目扇嘉镏?，形成再生火源。這樣，使火災(zāi)撲救和逃生疏散更加復(fù)雜、更困難、更危險(xiǎn)。同時(shí)高溫也是威脅生命安全的重要因素之一，一般來(lái)說(shuō)，人在呼吸處的空氣溫度（干燥的）超過(guò)149℃，就會(huì)灼傷呼吸道和肺部，這是人可以生存的極限溫度。在65℃時(shí)，可短時(shí)忍受；在120℃時(shí)，15分鐘內(nèi)將產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。實(shí)際火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料表明，吸入燃燒生成的灼熱氣體而死亡的人數(shù)，超過(guò)其他各種原因死亡人數(shù)的總和。

1.2 煙霧的蔓延速度快，人員疏散逃生困難。

建筑中垂直通道多，樓梯間，電梯井，電纜井，空調(diào)井等，都像一支支高聳的煙囪，拔風(fēng)力很大。火災(zāi)時(shí)高溫?zé)煔饬魍ㄟ^(guò)這些垂直通道，煙霧向上升騰的速度相當(dāng)快，煙霧垂直流動(dòng)的速度為2-4米/秒，水平流動(dòng)速度為0.3-0.8米/秒，在無(wú)阻擋的情況，垂直上升不到一分鐘可蔓延幾十層，對(duì)一座長(zhǎng)百米左右的建筑物，水平蔓延，只要2-5.5分鐘就可以從一端擴(kuò)散到另一端。人員密集時(shí)下樓梯速度0.25米/秒，煙霧上升速度比人下樓梯速度快8-16倍。這是機(jī)械的計(jì)算方式，實(shí)際遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這個(gè)速度比例。所以，高層建筑發(fā)生火災(zāi)人員疏散逃生往往比較困難，煙霧上升與人員往下疏散逃生逆向而行，人們驚慌、擁擠。發(fā)生火災(zāi)時(shí)客用電梯往往要停電，消防電梯要供消防搶救人員使用，樓梯是唯一的疏散設(shè)施。一旦樓梯進(jìn)煙濃度大，人員往往被困在樓上下不去。

2.火災(zāi)中煙霧蔓延途徑

火災(zāi)煙氣攜帶的大量熱量可以很快通過(guò)各種管道豎井充滿整個(gè)建筑物，高溫的濃煙流竄到哪里，哪里的可燃物就會(huì)引起燃燒，加速火勢(shì)蔓延。煙氣在建筑中流動(dòng)、擴(kuò)散主要有三條途徑：著火房間→走道→樓梯間→上部各樓層→室外；著火房間→室外；著火房間相鄰上層房間→室外。

3、防控?zé)熿F危害的對(duì)策

3.1 設(shè)置防煙分區(qū)

從煙氣的危害及擴(kuò)散規(guī)律可以清楚認(rèn)識(shí)到，發(fā)生火災(zāi)時(shí)首要任務(wù)是把火場(chǎng)上產(chǎn)生的高溫?zé)煔饪刂圃谝欢ǖ膮^(qū)域范圍之內(nèi)，并迅速排出室外。在建筑中設(shè)置防煙分區(qū)是保證在一定的時(shí)間內(nèi)使火場(chǎng)上產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠恢劣陔S意擴(kuò)散，并進(jìn)而加以排除，控制火勢(shì)蔓延和減少火災(zāi)損失的有效方法。

3.2 非燃化防煙

防煙最好的辦法在于消除發(fā)煙的源頭。在建筑中有條件的應(yīng)盡量設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，以便盡早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，在大量濃煙產(chǎn)生之前撲滅火災(zāi)或控制火災(zāi)發(fā)展。同時(shí)，非燃化防煙是從根本上杜絕煙源的一種防煙方式。非燃燒材料的特點(diǎn)是不容易發(fā)煙，即不燃燒且發(fā)煙量很少，所以非燃材料可使火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大大減少，煙氣光學(xué)濃度大大降低。在選用房屋建材及裝飾材料、家具時(shí)，應(yīng)盡可能采用非燃燒材料，以便不幸發(fā)生火災(zāi)時(shí)，相對(duì)地有較充裕的逃生時(shí)間，減少對(duì)生命的威脅。目前，關(guān)于非燃化的問(wèn)題，日本、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家都制定了專(zhuān)門(mén)的法規(guī)或規(guī)范，對(duì)包括建筑材料，室內(nèi)家具材料以及各種管道及其保溫絕熱材料在內(nèi)的各種材料的非燃化都作了明確的規(guī)定，規(guī)定在一些重要公共建筑物內(nèi)，吊頂、地板、墻壁的裝飾不許采用可燃物。

3.3 密閉防煙

對(duì)發(fā)生火災(zāi)的房間實(shí)行密閉防煙也是防煙的一種基本方式，其原理是采用密封性能很好的墻壁等將房間封閉起來(lái)，并對(duì)進(jìn)出房間的氣流加以控制。當(dāng)房間一旦起火時(shí)，一般可杜絕新鮮的空氣流入，使著火房間內(nèi)的燃燒因缺氧而自行熄滅，從而達(dá)到防煙滅火的目的。

這種方式一般適用于防火分區(qū)容易分得很細(xì)的高層住宅、公寓、旅館等。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是不需要?jiǎng)恿Γ倚Ч芎?。缺點(diǎn)是門(mén)窗等經(jīng)常處于關(guān)閉狀態(tài)使用不方便，而且發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果房間內(nèi)有人需要疏散，仍將引起漏煙。

3、4 阻礙防煙。在煙氣擴(kuò)散流動(dòng)的路線上設(shè)置各種阻礙以防止煙氣繼續(xù)擴(kuò)散的方式稱(chēng)為阻礙防煙方式。這種方式常常用在煙氣控制區(qū)域的交界處，有時(shí)在同一區(qū)域內(nèi)也采用。防煙卷簾、防火門(mén)、防火閥、防煙垂壁等都是這種阻礙結(jié)構(gòu)。

3.5 機(jī)械加壓送風(fēng)防煙。所謂加壓防煙，就是在疏散通道等需要防煙的部位送入足夠的新鮮空氣，使其維持高于建筑物其它部位的壓力，從而把著火區(qū)域所產(chǎn)生的煙氣堵截于防煙部位之外。其目的是為了在高層建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供不受煙氣干擾的疏散路線和避難場(chǎng)所。加壓防煙方式的優(yōu)點(diǎn)是能有效地防止煙氣侵入所控制的區(qū)域，而且由于送入大量的新鮮空氣，設(shè)置這種系統(tǒng)的部位應(yīng)視建筑物的具體情況而定，一般有：不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室；可開(kāi)窗自然排煙的樓梯間但不具備自然排煙條件的前室；不具備自然排煙條件的消防電梯前室；受樓梯井和消防電梯井煙囪效應(yīng)影響的合用前室；封閉室避難間等。

大量火災(zāi)事故結(jié)果表明，煙氣是阻礙人們逃生和滅火行動(dòng)，導(dǎo)致人員死亡的主要原因之一。為了最大限度的減少煙霧造成的危害，本文從煙氣的危害及蔓延途徑和擴(kuò)散規(guī)律等基本原理出發(fā)，綜述了火災(zāi)煙霧控制對(duì)策，以期對(duì)消防管理工作有一定的幫助。

[1]GB50045-95.2001.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2]杜紅.防排煙工程.北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社.2003.