二、建筑火災(zāi)煙氣的流動過程

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

　　(一)煙氣流動的路線及特點

　　建筑發(fā)生火災(zāi)時，煙氣擴(kuò)散蔓延主要呈水平流動和垂直流動。在建筑內(nèi)部，煙氣流動擴(kuò)散一般有三條路線。第一條，也是最主要的一條:著火房間→走廊→樓梯間→上部各樓層→室外;第二條:著火房間→室外;第三條:著火房間→相鄰上層房間→室外。

　　1.著火房間內(nèi)的煙氣流動

　　描述室內(nèi)煙氣流動特點和規(guī)律涉及幾個重要的概念，包括煙氣羽流、頂棚射流、煙氣層沉降 。

　　(1)煙氣羽流。燃燒中，火源上方的火焰及燃燒生成的流動煙氣通常稱為火羽流。而火焰區(qū)上方為燃燒產(chǎn)物即煙氣的羽流區(qū)，其流動完全由浮力效應(yīng)控制，一般稱其為煙氣羽流或浮力羽流。由于浮力作用，煙氣流會形成一個熱煙氣團(tuán)，在浮力的作用下向上運動，在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發(fā)生摻混。

　　(2)頂棚射流。當(dāng)煙氣羽流撞擊到房間的頂棚后，沿頂棚水平運動，形成一個較薄的頂棚射流層，稱為頂棚射流。由于它的作用，使安裝在頂棚上的感煙探測器、感溫探測器和灑水噴 頭產(chǎn)生響應(yīng)，實現(xiàn)自動報警和噴淋滅火。

　　研究表明，假設(shè)頂棚距離可燃物的垂直高度為 H， 多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為距離頂棚以下高度 H 的 5% - 12% ，而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在距離頂棚以下高度 H 的 1%處。 頂棚射流的最大溫度和最大速度值是估算火災(zāi)探測器和噴頭熱響應(yīng)的重要基礎(chǔ)。

　　(3)煙氣層沉降。隨著燃燒持續(xù)發(fā)展，新的煙氣不斷向上補(bǔ)充，室內(nèi)煙氣層的厚度逐漸增加。 在這一階段，上部煙氣的溫度逐漸升高、濃度逐漸增大，如果可燃物充足，且煙氣不能充分地從上部排出，煙氣層將會一直下降，直到浸沒火源。

　　發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)設(shè)法通過打開排煙口等方式，將煙氣層限制在一定高度內(nèi)。否則，著火房間煙氣層下降到房間開口位置，如門 、 窗或其他縫隙時，煙氣會通過這些開口蔓延擴(kuò)散到建筑的其他地方。

　　2. 走廊的煙氣流動

　　3. 豎井中的煙氣流動

　　走廊中的煙氣除了向其他房間蔓延外，還要向樓梯間、電梯間、豎井、通風(fēng)管道等部位擴(kuò) 散，并迅速向上層流動。

　　煙氣在豎井流動過程中，當(dāng)堅井內(nèi)部溫度比外部高時，相應(yīng)內(nèi)部壓力也會比外部高。此時，如果豎井的上部和下部都有開口，氣體會向上流動，且在一定高度形成壓力中性平面(室內(nèi)外壓力平衡的理論分界面，簡稱中性面)。對于開口截面積較大的建筑，相對于浮力所引起 的壓差而言，氣體在豎井內(nèi)流動的摩擦阻力可以忽略不計，由此可認(rèn)為豎井內(nèi)氣體流動的驅(qū)動力僅為浮力。

　　(二)煙氣流動的驅(qū)動力

　　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。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�；痫L(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。

　　3.外界風(fēng)的作用

　　三、建筑室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的階段

　　(一)初期增長階段

　　(二)充分發(fā)展階段

　　(三)衰減階段

　　四、建筑室內(nèi)火災(zāi)的特殊現(xiàn)象

　　(一)轟燃

　　當(dāng)建筑室內(nèi)火災(zāi)出現(xiàn)以下三種情況，即可判斷發(fā)生了轟燃:一是頂棚附近的氣體溫度超過某一特定值 (約 600℃ ) ;二是地面的輻射熱通量超過某一特定值(約 20 kW/m2 ); 三是火焰從通風(fēng)開口噴 出。影響轟燃發(fā)生的重要因素包括室內(nèi)可燃物的數(shù)量、燃燒特性與布局、房間的大小與形狀、 開口的大小、位置與形狀、室內(nèi)裝修裝飾材料熱慣性(即導(dǎo)熱系數(shù)、密度和比熱組合成的一個 參數(shù)，決定熱量吸收的多少)等。

　　(二)回燃

　　是指當(dāng)室內(nèi)通風(fēng)不良、燃燒處于缺氧狀態(tài)時， 由于氧氣的引入導(dǎo)致熱煙氣發(fā)生的爆炸性或快速的燃燒現(xiàn)象�；厝纪ǔ０l(fā)生在通風(fēng)不良的室內(nèi)火災(zāi)門窗打開或者被破壞的時候。

　　室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，處于氣相的可燃淚合物濃度和室內(nèi)的氧濃度是回燃發(fā)生的決定性因素�；厝嫉膭×页潭入S室內(nèi)可燃?xì)庀嗷旌衔餄舛鹊脑黾佣�增大。室�?nèi)火災(zāi)中可燃?xì)庀嗷旌衔餄舛鹊拇笮�，主要取決于室內(nèi)可燃物的類型、火災(zāi)荷載密度、通風(fēng)條件以及燃燒時間等。

　　第四節(jié) 防火和滅火的基本原理與方法

　　二、滅火的基本原理與方法

　　(一)冷卻滅火

　　對于可燃固體，將其冷卻在燃點以下;對于可燃液體，將其冷卻在閃點以下，燃燒反應(yīng)就可能會中止。用水撲滅一般固體物質(zhì)引起的火災(zāi)，主要是通過冷卻作用來實現(xiàn)的，水具有較大的比熱容和很高的汽化熱，冷卻性能很好。

　　(二)隔離滅火

　　例如，自動噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)在噴水的同時噴出泡沫，泡沫覆蓋于燃燒液體或固體的表面，在發(fā)揮冷卻作用的同時，將可燃物與空氣隔開，從而可以滅火。再如，在撲滅可燃液體或可燃?xì)怏w火災(zāi)時，迅速關(guān)閉輸送可燃液體或可燃?xì)怏w的管道的閥門，切斷流向著火區(qū)的可燃液體或可燃?xì)怏w的輸送，同時打開可燃液體或可燃?xì)怏w通向安全區(qū)域的閥門，使已經(jīng)燃燒或即將燃燒或受到火勢威脅的容器中的可燃液體、可燃?xì)怏w轉(zhuǎn)移。

　　(三)窒息滅火

　　可燃物的燃燒是氧化作用，需要在最低氧濃度以上才能進(jìn)行，低于最低氧濃度，燃燒不能進(jìn)行，火災(zāi)即被撲滅。一般氧濃度低于15%時，就不能維持燃燒。在著火場所內(nèi)，可以通過灌注非助燃?xì)怏w，如二氧化碳、氮氣、蒸汽(水噴霧)等，來降低空間的氧濃度，從而達(dá)到窒息滅火。

　　(四)化學(xué)抑制滅火

　　由于有焰燃燒是通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的，如果能有效地抑制自由基的產(chǎn)生或降低火焰中的自由基濃度，即可使燃燒中止�；瘜W(xué)抑制滅火的滅火劑常見的有干粉和七氟丙烷。 化學(xué)抑制滅火速度快，使用得當(dāng)可有效地?fù)錅绯跗诨馂?zāi)，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。該方法對于有焰燃燒火災(zāi)效果好，而對深位火災(zāi)由于滲透性較差，滅火效果不理想。

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