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高层建筑火灾防排烟分析
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-25 17:27:24

  摘要:高层建筑火灾有其自身特殊属性,有必要加以独立的分析研究。本文根据现代高层建筑发生火灾的特点,分析了高层建筑消防系统中烟气产生的原因,并对高层建筑防排烟工作中的具体解决办法作了一些说明。 

  关键词:高层建筑;火灾预防;防排烟分析 

 中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号: 

  若高层建筑发生火灾,其火势蔓延速度快,如果不能及时有效地进行疏散扑救工作,则会造成难以估量的生命、财产损失。高层建筑防排烟系统,对于高层建筑消防安全具有积极的建设意义。 

  一、高层建筑发生火灾呈现出的特点 

  (一)火势蔓延速度快。高层建筑一旦发生火灾,其建筑内部的楼梯间、风道、电缆井、管道井等各种竖井,会发生很显著的烟囱效应。在没阻挡的情形中,烟气可到达顶部。高层建筑承受的风力较大亦是火灾蔓延的主因之一。建筑越高,风力越大,则火势越猛。通常风力会使微弱火源变得危险,使火势急剧扩大变为大规模火灾。 

  (二)火灾隐患多。高层建筑结构功能相对复杂化,设施多,装修繁琐,引火物与点火源多。与此同时,自动化程度高,用电量大。这就使得漏电和短路的故障几率非常之高,极易形成火灾隐患。人员密集使得人为造成火灾的几率相应增加。 

  (三)建筑内人员疏散难度大。高层建筑楼层数多,上下疏散的距离长,故疏散到地面所用的时间也较长。多数人员密集的高层建筑,火势起来的时候,在短时间内疏散难度非常大。若楼梯设计不科学,烟火窜入之后,容易造成巨大伤亡事故。 

  (四)扑救高层火灾的难度很大 

  1、登高困难。高层建筑所处环境地域面积一般都较狭小,消防工作展开场地有限,另外受云梯长度因素的制约,当高层建筑上部发生火灾,根本没办法进行外攻与登高扑救。 

  2、消防供水难度大。高层建筑的火灾,其消防供水难度比较大,体现在水量少与供水高度不够两方面。 

  3、消防排烟难度大。若发生火灾时,由于受到玻璃幕墙以及登高设施之限制,还有受风力风向的影响,很难进行自然方式排烟。若采用机械式排烟系统,也要受风力、气压等因素之影响,很难实现理想排烟效果。 

  二、影响高层建筑火灾烟气流动的原因分析 

  (一)高温带来的烟气膨胀。 

  此是影响火灾中烟气流动比较重要的一个原因。根据相关的气体膨胀定律与实验数据表明,当火灾火势到达旺盛阶段时,烟气体积可以膨胀到原来三倍或以上。再加上火中温度与气压的急剧攀升,就迫使烟气从原来着火部位迅速向建筑内其余部位扩散。 

  (二)空调对于烟气流动的影响。首先,高层建筑内人员对空气的质量要求很高,通风空调的新风量较大。而当火灾发生时,因为空调新风系统向室内输入大量新鲜空气,使得燃烧所消耗的氧气又通过这种形式补充过来,让火势变大。其次,火灾发生阶段,烟气会从通风管道向相邻房间、相邻楼层蔓延,若楼内设有具备回风系统的空调,这种蔓延表现得更加明显。 

  (三)烟囱效应对烟气的影响。高层建筑的室内温度通常较室外温度为高,如果室内和室外有相通开口,则因为气压差的因素,空气形成下进上出流动形式。火灾发生时,内外压力差越大,建筑物越高,烟囱效应越明显。火灾在低层发生时,烟囱效应影响尤为显著。 

  (四)室外风对烟气的影响。 

  实验结果表明,迎风墙面经受向内的压力,而背风墙面与两边墙面受向外的压力,迎风面所受压力最大,风向影响能使建筑物烟囱效应的形式发生改变。而风力越大,中性面受影响越大。火灾蔓延趋势也会发生相应变化。 

  三、高层建筑火灾防排烟的措施 

  当前高层建筑防排烟可以有以下几个方面的内容: 

  (一)从源头控制烟气产生。要消除发生烟气的源头,在高层建筑内设计火灾的报警系统以及智能灭火系统,在浓烟大量产生之前对火灾进行扑灭或者控制其发展。在选建材、装潢材料以及家具的时候,尽量选择发烟量相对较少的材料。 

  (二)利用建筑物自身构造进行自然排烟。采用开启外窗与窗外阳台的方法自然排烟。此办法无需动力,结构简易,造价低、投资少。,但也存在一定的问题。表现在: 

  1、发生火灾时,若烟气中有过量未燃气体,那么烟气排除之后便会立即形成火焰,导致火势从建筑物外壁向上边蔓延。 

  2、室外风向风力会影响到自然排烟效果。随外部风向与风力强弱不同,排烟效果也有相当大的差异,具有不确定性。 

  3、烟囱效应影响自然排烟。冬季火灾初期会从通风口向室内吸入空气。夏季火灾时,若空调处在开启状态,则有下降气流产生,导致烟气自上而下的传播。 

  故而高层建筑还是选用机械防排烟工作方式为好。 

  (三)、使用竖井排烟。利用烟囱效应的物理特征,用开放式竖井排烟。此项排烟方法效果不错,但是在设立竖井的时候,比较占用空间,一般不容易被采用。 

  (四)用通风空调排烟。 

  通风空调加压送风可以充分利用原来设施,节省投资。空调排烟可以分成未着火区排烟和着火区排烟两 办法。未着火区排烟,是向未着火的区域送风,使该区域形成正压,防止烟气向此处蔓延。着火区排烟,是把送风口改作排烟口。 

  因为火灾初始期烟气少、温度低,尚未构成未着火区域的威胁,通风空调应当作为排烟使用。随着烟气增加,温度提升,要改为向未着火区送风。当温度高到相当程度,着火区域通风空调阀门关闭,通风空调排烟立即停止。 

  (五)设计加压送风的防烟系统 

  设计此中系统的具体部位,要由建筑物的具体情况而定,一般要设计在如下条件中:无自然排烟功能的楼梯间,无自然排烟功能的前室、消防电梯室、封闭式避难间等等。 

  (六)使用排风机排烟 

  凭借机械强制地把室内烟气排出去,排烟效果好坏,要凭排烟口位置和排烟口形式来决定。用此种排烟方式进行排烟在设计与使用上,应当分划出防烟区,有效地对隔墙、挡烟垂壁进行利用。 

  除此之外,加强防烟宣传;对火灾等异常情况发生时,人员的心理状态和行动特点进行分析,制定出合理的疏散计划;根据楼层、人员情况,配备出合理的避难器材也很有必要。 

  总结: 

  作为高层建筑消防系统中的关键组成部分,其火灾防排烟的设计对于保障高层建筑中的人身及财产安全,具有非同寻常的现实意义。设计者在进行研究设计时,应该严格按照规范的要求进行,且能结合建筑具体情况,确定出合理的排烟方式,以期达到排烟设计简单有效、经济实用的效果,满足消防系统总体设计需求。 

  参考文献: 

  [1] 刘春玲,张哲,张振英.高层建筑火灾特点及防火涉及要求[J].铁道建筑,2008,(12):66 68 

  [2] 杨洪涛,周静,孟智.高层建筑设置排烟系统的重要性[J].低温建筑技术,2008,2(98):28—29. 

  [3] 林贤光.关于超高层建筑建设一些问题的探讨[J].上海消防,2004,(9):58—59. 

  [4]霍然,胡源,李元洲.建筑火灾安全工程导论[M].合肥:中国科技大学出版社,2006.  

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