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      2018年一級消防工程師《技術(shù)實務(wù)》教材精講:第一篇第二章第三節(jié)_第2頁

      來源:考試網(wǎng)  [2018年1月4日]  【

        知識點:建筑火災(zāi)的煙氣蔓延(途徑)

        建筑發(fā)生火災(zāi)時,煙氣流動的方向通常是火勢蔓延的一個主要方向。一般,500℃以上熱煙所到之處,遇到的可燃物都有可能被引燃起火。

        (一)煙氣的擴(kuò)散路線

        當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時,煙氣在其內(nèi)的流動擴(kuò)散一般有3條路線:

        第一條,也是最主要的一條是著火房間——走廊——樓梯間——上部各樓層——室外。

        第二條是著火房間——室外。

        第三條是著火房間——相鄰上層房間——室外。

        煙氣擴(kuò)散流動速度與煙氣溫度和流動方向有關(guān)。煙氣在水平方向的擴(kuò)散流動速度較小,在火災(zāi)初期為0.1~0.3m/s,在火災(zāi)中期為0.5~0.8m/s。煙氣在垂直方向的擴(kuò)散流動速度較大,通常為1~5m/s。在樓梯間或管道豎井中,由于煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的抽力,煙氣上升流動速度更大,可達(dá)6~8m/s,甚至更大。

        (二)煙氣流動的驅(qū)動力(力量、動力)

        煙氣流動的驅(qū)動力包括室內(nèi)外溫差引起的煙囪效應(yīng),外界風(fēng)的作用、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的影響等。

        1.煙囪效應(yīng)

        2.火風(fēng)壓(著火房間溫度上升、氣體膨脹)

        3.外界風(fēng)的作用

        1.煙囪效應(yīng)

        當(dāng)建筑物內(nèi)外的溫度不同時,室內(nèi)外空氣的密度隨之出現(xiàn)差別,這將引發(fā)浮力驅(qū)動的流動。如果室內(nèi)空氣溫度高于室外,則室內(nèi)空氣將發(fā)生向上運(yùn)動,建筑物越高,這種流動越強(qiáng)。豎井是發(fā)生這種現(xiàn)象的主要場合,在豎井中,由于浮力作用產(chǎn)生的氣體運(yùn)動十分顯著,通常稱這種現(xiàn)象為煙囪效應(yīng)。在火災(zāi)過程中,煙囪效應(yīng)是造成煙氣向上蔓延的主要因素。

        2.火風(fēng)壓

        火風(fēng)壓是指建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時,在起火房間內(nèi),由于溫度上升,氣體迅速膨脹,對樓板和四壁形成的壓力。火風(fēng)壓的影響主要在起火房間,如果火風(fēng)壓大于進(jìn)風(fēng)口的壓力,則大量的煙火將通過外墻窗口,由室外向上蔓延;若火風(fēng)壓等于或小于進(jìn)風(fēng)口的壓力,則煙火便全部從內(nèi)部蔓延,當(dāng)它進(jìn)入樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等豎向孔道以后,會大大加強(qiáng)煙囪效應(yīng)。

        煙囪效應(yīng)和火風(fēng)壓不同,它能影響全樓。多數(shù)情況下,建筑物內(nèi)的溫度大于室外溫度,所以室內(nèi)氣流總的方向是自下而上,即正煙囪效應(yīng)。起火層的位置越低,影響的層數(shù)越多。在正煙囪效應(yīng)下,若火災(zāi)發(fā)生在中性面(室內(nèi)壓力等于室外壓力的一個理論分界面)以下的樓層,火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入豎井后會沿豎井上升,一旦升到中性面以上,煙氣不單可由豎井上部的開口流出來,也可進(jìn)入建筑物上部與豎井相連的樓層;若中性面以上的樓層起火,當(dāng)火勢較弱時,由煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的空氣流動可限制煙氣流進(jìn)豎井,如果著火層的燃燒強(qiáng)烈,熱煙氣的浮力足以克服豎井內(nèi)的煙囪效應(yīng)仍可進(jìn)入堅井而繼續(xù)向上蔓延。因此,對高層建筑中的樓梯間、電梯井、管道井、天井、電纜井、排氣道、中庭等豎向孔道,如果防火處理不當(dāng),就形同一座高聳的煙囪,強(qiáng)大的抽拔力將使火沿著豎向孔道迅速蔓延。

        3.外界風(fēng)的作用

        風(fēng)的存在可在建筑物的周圍產(chǎn)生壓力分布,而這種壓力分布能夠影響建筑物內(nèi)的煙氣流動。建筑物外部的壓力分布受到多種因素的影響,其中包括風(fēng)的速度和方向、建筑物的高度和幾何形狀等。風(fēng)的影響往往可以超過其他驅(qū)動煙氣運(yùn)動的力(自然和人工)。一般來說,風(fēng)朝著建筑物吹過來會在建筑物的迎風(fēng)側(cè)產(chǎn)生較高滯止壓力,這可增強(qiáng)建筑物內(nèi)的煙氣向下風(fēng)方向的流動。

        (三)煙氣蔓延的途徑

        火災(zāi)時,建筑內(nèi)煙氣呈水平流動和垂直流動。蔓延的途徑主要有:內(nèi)墻門、洞口,外墻門、窗口,房間隔墻,空心結(jié)構(gòu),悶頂,樓梯間,各種豎井管道,樓板上的孔洞及穿越樓板、墻壁的管線和縫隙等。對主體為耐火結(jié)構(gòu)的建筑來說,造成蔓延的主要原因有:未設(shè)有效的防火分區(qū),火災(zāi)在未受限制的條件下蔓延;

        洞口處的分隔處理不完善,火災(zāi)穿越防火分隔區(qū)域蔓延;防火隔墻和房間隔墻未砌至頂板,火災(zāi)在吊頂內(nèi)部空間蔓延;采用可燃構(gòu)件與裝飾物,火災(zāi)通過可燃的隔墻、吊頂、地毯等蔓延。

        1.孔洞開口蔓延(通過開口水平蔓延)

        2.穿越墻壁的管線和縫隙蔓延

        3.悶頂內(nèi)蔓延

        4.外墻面蔓延(火焰竄出窗口后,冷空氣的壓力促使火焰貼附外墻面向上蔓延)

        知識點:建筑火災(zāi)發(fā)展的幾個階段

        對于建筑火災(zāi)而言,最初發(fā)生在室內(nèi)的某個房間或某個部位,然后由此蔓延到相鄰的房間或區(qū)域,以及整個樓層,最后蔓延到整個建筑物。其發(fā)展過程大致可分為初期增長階段、充分發(fā)展階段和衰減階段。圖1-2-2為建筑室內(nèi)火災(zāi)溫度-時間曲線。

        影響轟燃發(fā)生最重要的兩個因素是輻射和對流情況,即建筑室內(nèi)上層煙氣的熱量得失。通常,轟燃的發(fā)生標(biāo)志著室內(nèi)火災(zāi)進(jìn)入全面發(fā)展階段。

        轟燃發(fā)生后,室內(nèi)可燃物出現(xiàn)全面燃燒,可燃物熱釋放速率很大,室溫急劇上升,并出現(xiàn)持續(xù)高溫,溫度可達(dá)800~1000℃。之后,火焰和高溫?zé)煔庠诨痫L(fēng)壓的作用下,會從房間的門窗、孔洞等處大量涌出,沿走廊、吊頂迅速向水平方向蔓延擴(kuò)散。同時,由于煙囪效應(yīng)的作用,火勢會通過豎向管井、共享空間等向上蔓延。

        轟燃的發(fā)生標(biāo)志了房間火勢的失控,同時,產(chǎn)生的高溫會對建筑物的襯里材料及結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。但不是每個火場都會出現(xiàn)轟燃,大空間建筑、比較潮濕的場所就不易發(fā)生。

        (一)初期增長階段

        此階段燃燒面積較小,局部溫度較高,有可能形成火災(zāi),也有可能中途自行熄滅(見圖1-2-2中虛線),燃燒發(fā)展不穩(wěn)定;馂(zāi)初起階段持續(xù)時間的長短不定。

        (二)充分發(fā)展階段

        在建筑室內(nèi)火災(zāi)持續(xù)燃燒一定時間后,燃燒范圍不斷擴(kuò)大,溫度升高,達(dá)到400~600℃時,室內(nèi)絕大部分可燃物起火燃燒,這種在限定空間內(nèi)可燃物的表面全部卷入燃燒的瞬變狀態(tài),即為轟燃。

        (三)衰減階段

        在火災(zāi)全面發(fā)展階段的后期,隨著室內(nèi)可燃物數(shù)量的減少,火災(zāi)燃燒速度減慢,燃燒強(qiáng)度減弱,溫度逐漸下降,一般認(rèn)為火災(zāi)衰減階段是從室內(nèi)平均溫度降到其峰值的80%時算起。隨后房間內(nèi)溫度下降顯著,直到室內(nèi)外溫度達(dá)到平衡為止,火災(zāi)完全熄滅。

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