地下建筑火場排煙對策研究

劉旺鵬

摘 要：隨著我國城市化水平的不斷推進，地面建筑物密度不斷增加，建筑用地也越來越緊張，房地產(chǎn)商開始把目光放在拓展地下建筑上。當前地下建筑火災(zāi)成為城市火災(zāi)防控的重點，地下建筑火災(zāi)救援較為困難，使得地下建筑防火成為消防救援隊伍重點研究的內(nèi)容。因此，本文探討了地下建筑的火災(zāi)特點，分析了火災(zāi)煙氣毒害性，研究了地下建筑火場排煙的對策。

關(guān)鍵詞：地下建筑;消防;火場排煙

中圖分類號：TU998.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0181-02

0 引言

從大量的火災(zāi)實踐中可以看出，在發(fā)生火災(zāi)時，煙氣是阻礙人們火場逃生的主要因素，也是造成人員死亡的最大因素。根據(jù)統(tǒng)計，在建筑火災(zāi)中大約有七成以上人數(shù)是因為煙氣中毒后暈倒死亡的。尤其是地下建筑能見度低、照明條件差，煙氣流動更加復雜。近些年來，全國各地的消防救援隊伍在進行防火演練時多次選擇在地下建筑物，以地下建筑火災(zāi)作為演練對象，足以表明我國消防工作對于地下建筑防火的意識。本文就如何進行地下建筑火場排煙開展討論。

1 地下建筑的火災(zāi)特點

1.1 火情探測困難

由于地下建筑處在地面以下的位置，一旦發(fā)生火災(zāi)，進火場救援的消防人員無法直接觀測到地下建筑的起火點位置和燃燒的情況，有著“看不到”和“進不去”兩個難題，就算是可以進入到地下進行偵查，由于能見度低，也很難準確判斷起火的位置、火勢蔓延的方向與燃燒范圍等情況，為火情偵察帶來了很大困難。

1.2 進入火場困難

由于地下建筑的排煙口比較少，進出口是煙氣和熱氣的主要排出口，煙氣的流轉(zhuǎn)方向和消防救援人員進入火災(zāi)現(xiàn)場的方向相反，尤其是高溫濃煙聚集涌出的狀況下，煙氣會封鎖出入口，阻礙消防救援人員進入建筑內(nèi)部并接近著火點。

1.3 通訊指揮困難

因為在發(fā)生火災(zāi)時會出現(xiàn)斷電和信號屏蔽，地下建筑對通訊設(shè)備的干擾性大，許多通訊設(shè)備會在火場中無法發(fā)揮作用，難以實現(xiàn)與地面的通信聯(lián)絡(luò)，為指揮員及時掌握火場情況、進行正確決策和指揮帶來不便。

1.4 難以有效控制火情

由于大多數(shù)的地下建筑內(nèi)部通道往往曲折狹長，供水的距離較遠。并且有些疏散通道上會堆放著大量的物品，阻礙水帶的鋪設(shè)與消防器材的運送，水槍的射流會因為角度偏離造成距離不夠，或者無法擊中著火點，難以達到滅火的目的，在這種情況下，消防力量往往需要很多的時間進行器材轉(zhuǎn)移，很難全面展開撲救行動。

2 火災(zāi)煙氣毒害性分析

火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣中包含各樣的有毒氣體（比如：一氧化碳、氰化氫、二氧化碳、苯、醛等），并且這些氣體含量已經(jīng)遠遠超過了人們生理所能承受的最高濃度，大大增加人員中毒死亡的危險。另外，煙氣中所包含的懸浮顆粒也是對人體有害的，它可以進入人體的肺部并且黏附在肺泡壁上，引起急性呼吸道疾病并增加患心臟疾病的死亡率，對人可以造成直接傷害[1]。

發(fā)生火災(zāi)時會大量燃燒密閉空間中的氧氣，當空氣中的含氧量降到15%時，人體的肌肉活動能力便會下降，當下降到10%～14%時，人體便會變得四肢無力，并出現(xiàn)智力混亂并且辨不清方向。當空氣中含氧量下降到6%～10%時，人便會暈倒，所以對于身處在著火房間中人來說，氧氣的短時致死濃度是6%，但是在實際中的著火空間里的氧氣最低濃度可以達到3%左右。火災(zāi)的煙氣溫度最高可達幾百度，在密閉性比較高的空間里（比如地下室）其溫度最高可達千度，人體對高溫煙氣的忍受能力是有限度的，氣溫達到65℃時，人體可以短時忍受;氣溫達到120℃時，超過15min會對人體造成無法恢復的損傷;氣溫超過170℃時，可以短暫忍受五分鐘;當氣溫達到170℃時，只可以忍受1min，當溫度更高時，人體連1min也無法忍受，身體會產(chǎn)生強烈的疼痛感，出現(xiàn)肌肉痙攣、休克等現(xiàn)象?；馂?zāi)煙氣對光有著比較強的遮蔽作用，可見光波的波長僅為0.4μm～0.7μm，但是在一般火災(zāi)中煙氣的煙粒子的直徑為幾微米到幾十微米。當煙氣彌漫時，可見光會因為煙粒子的遮擋大大減弱，大大降低了能見度，同時煙氣中的有害氣體會對眼睛造成強烈的刺激，影響人們逃離火場的速度[2]。火災(zāi)現(xiàn)場的大量濃煙會讓人們產(chǎn)生恐懼感，給火災(zāi)逃生造成混亂。

3 地下建筑火場排煙的對策

3.1 自然排煙

自然排煙方式是指利用火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣氣流的浮力與外部的氣象狀況，借助建筑物的向外開口將煙氣排放至室外，或者利用建筑物自身的排煙豎井、通道或者普通的電梯間，從頂部排煙口把熱氣流排出的方式，使用這種排煙方式要具備冷空氣進口與熱煙氣排出口，也就是要有熱空氣和冷空氣的對流運動。煙氣的排出口可以是建筑物外窗，也可能是設(shè)置側(cè)墻上的排煙口。在火災(zāi)初期，由于煙氣和外部空氣溫度差比較小，自然排煙進行得比較緩慢。在火災(zāi)發(fā)展階段，由于溫度差和密度差太大，自然排煙進行得比較快?？梢圆扇〗档瓦M風口或者是提高排煙口的位置以加大兩者間的高度差，有效促進自然排煙，為此，將排煙口設(shè)置在地下建筑物的頂部或者頂部的側(cè)墻上部。另外由于室外風向和風速不同，排煙效果也會相差較大，進風口要設(shè)立在地下建筑物的出入口和通風口的上風方向，排煙口要設(shè)立在下風方向[3]。

3.2 人工排煙

人工排煙主要是通過人為干預(yù)把建筑物的煙氣經(jīng)過熱壓和空氣對流排到室外。在進行排煙前要深入內(nèi)部查明：（1）起火點位置、燃燒物質(zhì)、煙火蔓延的主要途徑和方向;（2）現(xiàn)場被困人員數(shù)量、所在位置以及疏散救人路線;（3）有無易燃易爆物品、毒害品;（4）地下建筑深度、與其他建筑連通情況;（5）自動報警和自動噴水滅火系統(tǒng)是否發(fā)揮作用;（6）檢測有毒氣體成分與濃度、空氣含氧量和現(xiàn)場溫度。

要對現(xiàn)場進行研判，具體內(nèi)容包括：（1）根據(jù)觀察出入口煙霧流動方向、濃度和風向，確定進攻入口和排煙出口;（2）根據(jù)被困人員位置、數(shù)量和營救路線情況，確定搜救組數(shù)量和疏散路線;（3）根據(jù)火勢蔓延情況，確定人員器材編成、滅火組數(shù)量、進攻的路線和陣地位置;（4）根據(jù)著火部位防火分區(qū)面積、防火分區(qū)數(shù)量，地下建筑深度、以及與其他建筑連通情況，劃分戰(zhàn)斗區(qū)段;（5）根據(jù)有無易燃易爆、毒害品情況，確定戰(zhàn)術(shù)措施及防護等級。

人工排煙具體幾種做法[4]：（1）破拆門窗，這是最簡單的排煙方法。當建筑物突發(fā)火災(zāi)時，室內(nèi)的煙氣溫度遠遠高于室外的空氣溫度，此時因為內(nèi)外氣壓差的作用，室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣會通過門窗向外排。在破拆門窗時應(yīng)該選擇處于上風方向的下門窗與處于下風方向的上門窗，借用風力加速其橫向排煙。（2）破拆外墻排煙。根據(jù)自然排煙原理，在進行破拆時應(yīng)該選擇在房間的外墻上部并靠近屋頂?shù)奈恢?。由于排煙口的上下端和屋頂?shù)木嚯x不一樣，并且防煙風區(qū)隔墻和垂壁的結(jié)構(gòu)不一樣，開口達到的有效面積也不一樣，在房間外墻進行破拆排煙口時，開口的上緣不能太靠近屋頂，下端不可以低于屋頂80cm，如果房間內(nèi)有設(shè)置防煙垂壁，開口不可以低于垂壁的下端。（3）噴霧水流排煙。根據(jù)地下室的密閉情況，可以采取室內(nèi)使用多只水槍進行立體組合排煙，對于空間比較大的地下建筑，比如地下停車場場等，可以進入室內(nèi)然后利用消防梯等工具，橫、豎并列把上下左右的空間全部密閉，并且交叉噴射讓煙氣從對面的開口部位排出。（4）高倍泡沫排煙。在室內(nèi)使用這種方法因為使用量小，水漬的損失也少，可以同時起到排煙、滅火、降溫的效果。

3.3 機械排煙

機械排煙主要是通過機械作用力，強制排風、送風等手段達到排除火場煙氣的目的，這種方式全部使用機械力作用。主要包括建筑固定排煙設(shè)備、移動排煙設(shè)備、以及排煙消防車等。表1所示，現(xiàn)場指揮員應(yīng)充分利用消防控制室進行火情偵察，通過“兩屏、三器、兩柜”，掌握火勢發(fā)展變化和建筑消防設(shè)施動作情況，實施災(zāi)情研判和決策指揮。當沒有風或者地下空間過于狹窄時，機械排煙的排煙效果是最好的，由于空間有限，在一端排煙的時候，另外一段必然會進風，增加地下建筑內(nèi)的空間流動，可以達到有效的排煙效果。

4 結(jié)語

滅火戰(zhàn)斗是一項實踐性強、對滅火技術(shù)的綜合運用要求比較高的專業(yè)學科。地下建筑突發(fā)火災(zāi)時，由于有毒物質(zhì)、濃煙過于集中，以及溫度高、能見度差等原因，消防救援人員和救援車輛很難接近或者是進入，這個時候就必須采用科學、合理的手段協(xié)助消防人員進入火場，所以，排出煙塵是其中至關(guān)重要的方面，只有這樣，才能有效地撲滅地下建筑火災(zāi)。

參考文獻

[1] 張建成.大型商業(yè)綜合體消防安全與消防設(shè)計探討：以南平萬達廣場為例[J].河南建材，2020（4）：135-137.

[2] 陳文東，陳卓宇.集立體空間和復合功能的園林式消防建筑：韶關(guān)市公安消防局新指揮中心及消防站概念設(shè)計方案構(gòu)思[J].華中建筑，2019（8）：53-56.

[3] 張健，宋志剛，李全旺，等.木結(jié)構(gòu)建筑群火災(zāi)蔓延危險建筑的識別及防火改造效果評價[J].工程力學，2020（4）：60-69.

[4] 何吉春，李慶明，張鵬，等.謝橋礦1242（3）大采高超長工作面收作期間綜合防火技術(shù)[J].煤礦安全，2019（7）：84-87.