王翰華

（寧德消防，福建 寧德 352100）

1 高層建筑火災(zāi)特點

高層建筑因功能復(fù)雜、樓層多、豎井多、人員密集等特點使得其火災(zāi)危險性比普通建筑大，其主要表現(xiàn)在：

1.1 火災(zāi)、煙氣蔓延影響因素多

高層建筑樓層高、豎井多，因此在發(fā)生火災(zāi)時，受到的影響因素復(fù)雜，如豎井的煙囪效應(yīng)、電梯轎廂活塞效應(yīng)、外環(huán)境風(fēng)力影響等，使得火災(zāi)煙氣迅速從著火層蔓延至其他樓層。

1.2 功能復(fù)雜，起火因素多

很多高層建筑是集多種功能為一體，涉及商店、娛樂區(qū)、辦公間、設(shè)備間等，功能越多，起火因素越復(fù)雜，且高層建筑用電量大、裝修復(fù)雜，一旦因短路漏電等問題形成點火源，極易引發(fā)火災(zāi)，造成巨大損失。

2 高層建筑內(nèi)煙氣蔓延

煙氣由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的氣體、懸浮顆粒和卷吸的空氣組成。有關(guān)調(diào)查表明，煙氣是火災(zāi)中造成傷亡的最主要原因之一。煙氣對人體的危害性主要有毒性、減光性、恐怖性和高溫?；馂?zāi)燃燒會消耗大量煙氣，當(dāng)環(huán)境中含氧量下降時人易因缺氧出現(xiàn)頭暈、四肢無力、呼吸急促等癥狀，嚴重時甚至使人窒息死亡，同時，不同的燃燒物在燃燒時會分解出不同的物質(zhì)，若燃燒物在燃燒時產(chǎn)生有毒物質(zhì)氰化物、甲醛等，或腐蝕性物質(zhì)硫化氫、氯化氫等，或刺激性物質(zhì)氯氣、氨等，被人體吸入后會發(fā)生不同程度的化學(xué)性中毒事故?；馂?zāi)煙氣中的煙粒子對可見光有遮擋作用，大大降低了能見距離，再加之若有刺激性氣體對眼睛的刺激作用，將嚴重影響人員辨識疏散標(biāo)志、疏散路徑的能力，減慢疏散速度，增加了傷亡概率。人處于火災(zāi)中，看到滾滾濃煙，聽到轟燃等造成的巨響，會產(chǎn)生強烈的恐懼感，失去理智，不知所措，易釀成踩踏、墜樓等事故。同時，隨著燃燒的進行，煙氣溫度迅速上升達到幾百度甚至上千度，嚴重超出人體忍受極限，造成灼傷事故。

3 高層建筑內(nèi)煙氣流動驅(qū)動力

高層建筑高度高、豎井多、設(shè)施功能復(fù)雜等特點使得火災(zāi)煙氣蔓延途徑多、蔓延速度快，若發(fā)生火災(zāi)，煙氣將通過這些豎井迅速蔓延到其他樓層，對人員構(gòu)成危害，造成嚴重的經(jīng)濟損失。高層建筑消防電梯井內(nèi)煙氣蔓延的特殊性給防火防煙帶來了困難與挑戰(zhàn)，在對電梯井加壓送風(fēng)模擬和試驗研究前，分析煙氣運動規(guī)律具有重要的意義。煙氣流動的驅(qū)動力主要有浮力和膨脹力、煙囪效應(yīng)、風(fēng)的作用、通風(fēng)系統(tǒng)的影響、電梯的活塞效應(yīng)等。

3.1 浮力和膨脹力

對于高層建筑，著火房間產(chǎn)生的高溫?zé)煔馐沟迷摲块g內(nèi)的溫度高于周圍冷空氣的溫度，相鄰流體之間存在溫度梯度，便會出現(xiàn)密度梯度，密度小的高溫流體不斷上升流動，從房間內(nèi)的上部開口處流出，同時冷空氣從下部開口處流入房間，即產(chǎn)生浮力效應(yīng)。同時，煙氣的流動速度與溫度有關(guān)，溫度越高流動越快。煙氣因浮力作用不斷上升，在上升過程中會受到墻壁等維護結(jié)構(gòu)的冷卻而有下沉趨勢，到達頂棚后轉(zhuǎn)向水平擴散，隨著火勢發(fā)展，煙氣量不斷增加，造成上部煙氣層增厚。當(dāng)?shù)竭_門窗等開口時，煙氣通過開啟的開口向其他區(qū)域擴散，若門窗等開口關(guān)閉，室內(nèi)熱量大量積累，熱煙氣層厚度和溫度逐漸增加，達到一定臨界條件后易引起轟燃，導(dǎo)致門窗破裂，引起轟燃，煙氣將從破裂缺口擴散至其他區(qū)域。

3.2 煙囪效應(yīng)

煙囪效應(yīng)是在垂直的圍護結(jié)構(gòu)中，由于氣流對流作用，促使煙塵和熱氣流向上流動的效應(yīng)。是室內(nèi)外溫差形成的熱壓及室內(nèi)外風(fēng)壓共同作用的結(jié)果，通常以前者為主，室內(nèi)外溫差越大、建筑高度越高，煙囪效應(yīng)越明顯。高層建筑中存在大量的豎直通道，如樓梯井、電梯井、電纜井、管道井等，在這些豎井內(nèi)流動的氣體，其煙囪效應(yīng)十分顯著。根據(jù)建筑物內(nèi)外溫度的高低，主要分為正煙囪效應(yīng)和逆煙窗效應(yīng)，如在夏季，由于室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的運行使豎井內(nèi)溫度低于周圍環(huán)境溫度，氣流通過中性層以上的開口流入，下部開口流出，豎井內(nèi)氣流向下運動，將這種內(nèi)部氣流下降的現(xiàn)象稱為逆煙囪效應(yīng)，反之當(dāng)建筑豎井內(nèi)溫度高于周圍環(huán)境溫度，氣流通過中性層以下的開口流入，上部開口流出，豎井內(nèi)氣流向上運動，將內(nèi)部氣流下降的現(xiàn)象稱為逆煙囪效應(yīng)。隨著火災(zāi)的發(fā)生，煙氣溫度越高，在豎井蔓延煙囪效應(yīng)越明顯，煙囪效應(yīng)一方面加速了煙氣的擴散速度，使其快速蔓延至其他非著火區(qū)域，造成更嚴重的事故后果，一方面煙囪效應(yīng)形成的氣流流動，使得外界空氣不斷進入，火源卷吸新鮮空氣將使得燃燒更加猛烈，加劇火勢的發(fā)展。

4 煙氣控制方法

有關(guān)研究表明，建筑火災(zāi)中煙氣沿垂直方向的擴散速度比沿水平方向的流動度大得多，幾分鐘內(nèi)煙氣就可擴散到幾十層的樓層中，從而對起火點之外向其他區(qū)域的人員構(gòu)成危害。因此，為保護疏散通道的安全，為消防救援提供條件，應(yīng)采取有效的方法控制煙氣。煙氣控制指的是所有可以單獨或組合起來使用以減輕或消除火災(zāi)煙氣危害的方法。煙氣控制的途徑主要有兩條∶一是擋煙，二是排煙。擋煙是指用某些耐火性能好的物體或材料把煙氣阻擋在某些限定區(qū)域，不讓它流到可對人對物產(chǎn)生危害的地方。排煙是指使煙氣沿著對人和物沒有危害的渠道排到建筑外，從而消除煙氣的有害影響。煙氣控制方式主要有∶

4.1 非燃化防煙

從燃燒條件的三要素考慮，減少燃燒反應(yīng)的發(fā)生概率，降低煙氣的產(chǎn)生量，比如可燃物遠離火源∶將可燃物與氧氣隔開，使之窒息缺氧而燃燒終止∶建筑物使用的建筑材料、室內(nèi)裝飾、管道的保溫材料、日用家具等盡量采用不燃或難燃材料，從根本上杜絕煙源，若使用了可燃或易燃材料，可采用涂防火涂料、添加阻燃劑同時加入抑煙劑等方法達到消煙、阻燃的目的。

4.2 阻礙隔煙

在煙氣流動路徑上，設(shè)置各種阻礙，阻止煙氣的蔓延，將其阻止在限定區(qū)域內(nèi)，削弱著火區(qū)煙氣對其他區(qū)域的影響。阻礙煙氣的措施有很多，比如利用具有一定耐火性能的墻壁、門窗等固定結(jié)構(gòu)擋煙；采用擋煙垂壁、擋煙梁等擋煙構(gòu)件對建筑進行防煙分區(qū)以達到擋煙目的；在有各種管道或設(shè)備穿越的樓板、墻壁空隙處采用封堵材料進行填塞以減少煙氣蔓延途徑。

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