高層建筑火災(zāi)煙氣預(yù)防及控制對策

何富偉 尹黎

摘? 要：高層建筑火災(zāi)煙氣是造成人員傷亡的重要因素之一，因此了解高層建筑火災(zāi)煙氣流動規(guī)律是制定防控方案的基礎(chǔ)?；诖?，本文分析了高層建筑火災(zāi)的煙氣流動規(guī)律，研究了高層建筑火災(zāi)煙氣控制對策，以期提高高層建筑火災(zāi)救援工作實(shí)效性。

關(guān)鍵詞：高層建筑;火災(zāi);煙氣控制

中圖分類號：TU972.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2021）01-0000-00

0 引言

高層建筑自身所具有的特點(diǎn)使得火災(zāi)救援難度增加，一旦發(fā)生火災(zāi)則火勢迅速蔓延，不利于開展消防救援工作，也會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會影響?；馂?zāi)煙氣防控措施研究可以提高消防救援工作效率，由于火災(zāi)煙氣中含有的一氧化碳、一氧化氮等有毒氣體會對人體產(chǎn)生巨大傷害，并且煙氣濃度高、彌散范圍越廣的情況下，建筑內(nèi)的能見度會降低，因此大大影響人員疏散;此外，火災(zāi)煙氣帶來的刺激還會使人無法睜眼視物，人員疏散過程中容易造成踩踏事件、墜樓事件，煙氣中毒導(dǎo)致的死亡事件也屢見不鮮?；诖耍邔咏ㄖ馂?zāi)煙氣預(yù)防和控制研究有很大現(xiàn)實(shí)意義。

1 高層建筑火災(zāi)的煙氣流動規(guī)律分析

1.1 煙氣的豎向流動

“煙囪效應(yīng)”與湍流混合機(jī)制是高層建筑火災(zāi)煙氣豎向流動過程中兩種主要的控制機(jī)制。具體來說，高層建筑豎井中的火災(zāi)煙氣流動主要分成兩部分：首先，起火空間內(nèi)部會溢出煙氣到豎井內(nèi)，豎井內(nèi)部的煙氣會隨著豎井方向上升直到最高點(diǎn)，然后從豎井最頂端的開頭流出;與此同時，豎井中的煙氣上升過程中和內(nèi)部空氣混合之后，產(chǎn)生大量的渦旋流動，這個過程中外部的新鮮空氣被吸入到豎井中，混合氣體在這個過程中順著豎井下沉，使得新流入的空氣沿著豎井進(jìn)入起火空間，加劇火勢蔓延[1]。

1.2 煙氣的橫向流動

對流作用是導(dǎo)致高層建筑內(nèi)部火災(zāi)煙氣橫向流動的主要原因，建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)之后，熱空氣與冷空氣相互作用形成熱對流現(xiàn)象。伴隨建筑內(nèi)部火災(zāi)區(qū)域的不斷擴(kuò)大，內(nèi)部溫度迅速上升，熱對流效應(yīng)也會越來越強(qiáng)烈，在這種對流作用影響下，大量的熱氣流不斷上升且熱度持續(xù)提高，一旦在上升過程中遭遇阻礙則氣流帶動煙氣在橫向空間內(nèi)蔓延，進(jìn)一步擴(kuò)大火勢。隨著火災(zāi)發(fā)生時間不斷延長，煙氣在建筑橫向空間內(nèi)迅速擴(kuò)張直到空間內(nèi)部煙氣充滿，煙氣開始從建筑空間內(nèi)存在的縫隙中按照左右、上下方向滲透到煙氣密度更低的空間內(nèi)，整個建筑物以這種方式逐漸充滿煙氣，火勢進(jìn)一步蔓延。

1.3 煙氣的沉降

高層建筑火災(zāi)發(fā)生之后建筑物內(nèi)部橫煙氣除了橫向和縱向流動之外，由于高層建筑的火災(zāi)載荷影響下，著火空間內(nèi)部的煙氣下降速度非?？欤?分鐘之內(nèi)就可以下降80cm左右，也就是說一旦空間內(nèi)部出現(xiàn)著火點(diǎn)則意味著煙氣也會隨之產(chǎn)生。這之后空間內(nèi)部的能見度會迅速降低，還會產(chǎn)生大量熱量，氧氣含量也隨之劇烈下降，毒害物質(zhì)也存在于煙氣中，形成對人體有害的環(huán)境。

2 高層建筑火災(zāi)煙氣控制對策

2.1 防煙對策

不燃化防煙、密閉防煙、機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)防煙是當(dāng)前高層建筑火災(zāi)煙氣預(yù)防三種主要方法，其中不燃化防煙方法主要是利用建筑自身建設(shè)材料的不可燃性和難燃性，以及可燃物品采用不可燃和難燃的材料進(jìn)行隔離保存，還包括樓層之間樓板、墻體在有管道穿過的地方都要采用不可燃或者難燃材料封堵;密閉防煙是充分利用密閉空間內(nèi)火災(zāi)不易蔓延的特性，門窗和墻壁等容易出現(xiàn)透氣縫隙的地方要使用密封性好的材料防止煙霧彌漫，空間內(nèi)部著火的時候可以阻絕外部空氣進(jìn)入，這樣一定空間內(nèi)的空氣燃燒殆盡后火勢可以自動自滅或者減弱[2]。機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)是高層建筑施工中已經(jīng)建設(shè)的，一旦建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)的時候樓梯間等主要疏散通道可以不受火災(zāi)煙氣影響，更利于人員安全和迅速疏散，在加壓位置的門處于關(guān)閉狀態(tài)的時候，火災(zāi)樓層與加壓位置兩部分的壓力存在一定差值，在加壓位置的門打開的同時，從內(nèi)部要有充足的壓力由門洞斷面按照一定流速流出，可以起到防止煙霧入侵的效果。

2.2 排煙對策

自然排煙和機(jī)械排煙是高層建筑火災(zāi)煙氣排放的兩個主要方式。其中自然排煙方法借助的就是火災(zāi)發(fā)生過程中自然產(chǎn)生的熱壓力以及室外風(fēng)力作用，打開建筑物內(nèi)部的門窗之后火災(zāi)煙氣可以自動排放到室外，上述排煙方式借助的冷熱空氣之間的對流效應(yīng)，火災(zāi)煙氣溫度比較高，室外冷空氣相對溫度低，這種排煙方式不需要人工提供動力[3]。而機(jī)械排煙是利用排風(fēng)機(jī)械設(shè)備精準(zhǔn)排出建筑物著火區(qū)域和煙氣較大區(qū)域的煙氣，煙氣通過排風(fēng)管道排出到室外。強(qiáng)制排煙的方法對比自然排煙方法來說有諸多優(yōu)勢，在火災(zāi)發(fā)生過程中強(qiáng)制排煙方式不僅可以排出煙霧還能夠排出火災(zāi)產(chǎn)生的80%左右的熱量，給人員逃生與消防救援人員的工作提供了便利。此外，在利用機(jī)械排煙方法的過程中，注意對建筑空間區(qū)域的分割，利用擋煙垂壁把建筑內(nèi)部劃分成不同區(qū)域更利于提升煙霧排出效率。在應(yīng)用排煙技術(shù)和設(shè)計排煙系統(tǒng)的過程中，要充分利用自然排煙作用，聯(lián)合機(jī)械排煙方式加速建筑內(nèi)部的火災(zāi)煙霧排放。

2.3 設(shè)計防煙的建筑結(jié)構(gòu)

（1）擋煙垂壁在火災(zāi)發(fā)生過程中有很強(qiáng)的防煙霧作用，高層建筑火災(zāi)發(fā)生初期，擋煙垂壁可以降低煙霧流動速度，還能聚集熱煙氣，使建筑中的其它區(qū)域煙霧濃、溫度都降低，建筑設(shè)計過程中擋煙垂壁的數(shù)量和下垂距離都可以適當(dāng)增加，以用來降低煙氣流速。（2）建筑內(nèi)部需要設(shè)置防煙區(qū)域，給火災(zāi)排煙提供便利。設(shè)計防煙區(qū)域的過程中要綜合考慮建筑內(nèi)部住戶房門和過道之間是否設(shè)置了防火墻或防火門，普通用戶房門在火勢較大的情況下很容易就會被燒毀，煙氣會外散，因此可以把房門和過道整體設(shè)置成一個防煙區(qū)域;假設(shè)過道與房門之間有獨(dú)立的防火門，則可以單獨(dú)把房間與過道視為防煙區(qū)域[3]。

2.4 落實(shí)消防安全管理措施

（1）使用新型建筑材料、設(shè)置報警裝置。新型阻燃材料的應(yīng)用可以從源頭上減少可燃物?；馂?zāi)發(fā)生需要可燃物、助燃劑、達(dá)到可燃點(diǎn)三個主要條件，新型阻燃材料在建筑內(nèi)部構(gòu)成防火安全網(wǎng)絡(luò)，隔離可燃物質(zhì)。城市消防單位應(yīng)該聯(lián)合住建單位強(qiáng)化對新型阻燃建材的宣傳，擴(kuò)大城市建筑對新型阻燃燃料的應(yīng)用范圍，為建筑防火性能和住房人員安全提供保障。裝置溫度報警和自動噴淋消防控制裝置，當(dāng)建筑溫度超過一定范圍的時候設(shè)備自動報警，提示住戶及早逃生，也方便及時撲滅著火源，降低損失[4]。（2）消防部門聯(lián)合住建部門制定與完善高層建筑施工的消防安全管理制度，如施工人員作業(yè)期間嚴(yán)禁吸煙、倉庫內(nèi)易燃易爆物品應(yīng)該強(qiáng)化管理責(zé)任落實(shí);應(yīng)用濕作業(yè)法參與高空焊接作業(yè)，提前澆濕或者隔離施工作業(yè)區(qū)域下方可能掉落焊渣、火星的區(qū)域[5]。

3 結(jié)語

高層建筑一直是火災(zāi)救援工作中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，火災(zāi)煙氣防控問題更是重中之重，合理排煙和控?zé)熓潜ＷC住戶生命與財產(chǎn)安全的重要一步。結(jié)合對高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)的分析和煙氣流動規(guī)律分析，可以得出一般性的火災(zāi)煙氣防控措施，高層建筑在火災(zāi)煙氣控制系統(tǒng)設(shè)計中也可以積極借鑒這些經(jīng)驗。消防工程技術(shù)人員和救援工作者，要充分了解該項技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)與前沿發(fā)展動態(tài)，把最新技術(shù)引入到實(shí)踐工作中去，提高高層建筑火災(zāi)救援工作效率，降低火災(zāi)帶來的人員傷亡與財產(chǎn)損失。

參考文獻(xiàn)

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[5] 齊特.高層建筑火災(zāi)安全隱患的影響及防范措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2019（5）：132-134.

收稿日期：2020-12-03

作者簡介：何富偉（1986—），男，四川宜賓人，本科，研究方向：火災(zāi)防控、火災(zāi)原因調(diào)查、滅火救援。

Prevention and Control Measures of Fire Smoke in High-rise Buildings

HE Fuwei1， YIN Li2

（1.Yibin CityNanxi District Fire Rescue Brigade， Yibin Sichuan? 644000;

2.Yibin Fire Rescue Detachment， Yibin Sichuan? 644000）

Abstract： Smoke from high-rise building fire is one of the important factors causing casualties， understanding the law of smoke flow in high-rise building fire is the basis of making prevention and control plan. Based on this， this paper analyzes the law of smoke flow in high-rise building fire， the smoke control measures of high-rise building fire are studied， in order to improve the effectiveness of high-rise building fire rescue work.

Keywords： high rise building; fire; smoke control