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。
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。
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。
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