摘要:高層建筑火災(zāi)有其自身特殊屬性,有必要加以獨(dú)立的分析研究。本文根據(jù)現(xiàn)代高層建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn),分析了高層建筑消防系統(tǒng)中煙氣產(chǎn)生的原因,并對(duì)高層建筑防排煙工作中的具體解決辦法作了一些說明。
關(guān)鍵詞:高層建筑;火災(zāi)預(yù)防;防排煙分析
中圖分類號(hào):[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
若高層建筑發(fā)生火災(zāi),其火勢蔓延速度快,如果不能及時(shí)有效地進(jìn)行疏散撲救工作,則會(huì)造成難以估量的生命、財(cái)產(chǎn)損失。高層建筑防排煙系統(tǒng),對(duì)于高層建筑消防安全具有積極的建設(shè)意義。
一、高層建筑發(fā)生火災(zāi)呈現(xiàn)出的特點(diǎn)
。ㄒ唬┗饎萋铀俣瓤臁8邔咏ㄖ坏┌l(fā)生火災(zāi),其建筑內(nèi)部的樓梯間、風(fēng)道、電纜井、管道井等各種豎井,會(huì)發(fā)生很顯著的煙囪效應(yīng)。在沒阻擋的情形中,煙氣可到達(dá)頂部。高層建筑承受的風(fēng)力較大亦是火災(zāi)蔓延的主因之一。建筑越高,風(fēng)力越大,則火勢越猛。通常風(fēng)力會(huì)使微弱火源變得危險(xiǎn),使火勢急劇擴(kuò)大變?yōu)榇笠?guī);馂(zāi)。
。ǘ┗馂(zāi)隱患多。高層建筑結(jié)構(gòu)功能相對(duì)復(fù)雜化,設(shè)施多,裝修繁瑣,引火物與點(diǎn)火源多。與此同時(shí),自動(dòng)化程度高,用電量大。這就使得漏電和短路的故障幾率非常之高,極易形成火災(zāi)隱患。人員密集使得人為造成火災(zāi)的幾率相應(yīng)增加。
。ㄈ┙ㄖ䞍(nèi)人員疏散難度大。高層建筑樓層數(shù)多,上下疏散的距離長,故疏散到地面所用的時(shí)間也較長。多數(shù)人員密集的高層建筑,火勢起來的時(shí)候,在短時(shí)間內(nèi)疏散難度非常大。若樓梯設(shè)計(jì)不科學(xué),煙火竄入之后,容易造成巨大傷亡事故。
。ㄋ模⿹渚雀邔踊馂(zāi)的難度很大
1、登高困難。高層建筑所處環(huán)境地域面積一般都較狹小,消防工作展開場地有限,另外受云梯長度因素的制約,當(dāng)高層建筑上部發(fā)生火災(zāi),根本沒辦法進(jìn)行外攻與登高撲救。
2、消防供水難度大。高層建筑的火災(zāi),其消防供水難度比較大,體現(xiàn)在水量少與供水高度不夠兩方面。
3、消防排煙難度大。若發(fā)生火災(zāi)時(shí),由于受到玻璃幕墻以及登高設(shè)施之限制,還有受風(fēng)力風(fēng)向的影響,很難進(jìn)行自然方式排煙。若采用機(jī)械式排煙系統(tǒng),也要受風(fēng)力、氣壓等因素之影響,很難實(shí)現(xiàn)理想排煙效果。
二、影響高層建筑火災(zāi)煙氣流動(dòng)的原因分析
(一)高溫帶來的煙氣膨脹。
此是影響火災(zāi)中煙氣流動(dòng)比較重要的一個(gè)原因。根據(jù)相關(guān)的氣體膨脹定律與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)火災(zāi)火勢到達(dá)旺盛階段時(shí),煙氣體積可以膨脹到原來三倍或以上。再加上火中溫度與氣壓的急劇攀升,就迫使煙氣從原來著火部位迅速向建筑內(nèi)其余部位擴(kuò)散。
。ǘ┛照{(diào)對(duì)于煙氣流動(dòng)的影響。首先,高層建筑內(nèi)人員對(duì)空氣的質(zhì)量要求很高,通風(fēng)空調(diào)的新風(fēng)量較大。而當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),因?yàn)榭照{(diào)新風(fēng)系統(tǒng)向室內(nèi)輸入大量新鮮空氣,使得燃燒所消耗的氧氣又通過這種形式補(bǔ)充過來,讓火勢變大。其次,火災(zāi)發(fā)生階段,煙氣會(huì)從通風(fēng)管道向相鄰房間、相鄰樓層蔓延,若樓內(nèi)設(shè)有具備回風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào),這種蔓延表現(xiàn)得更加明顯。
。ㄈ焽栊(yīng)對(duì)煙氣的影響。高層建筑的室內(nèi)溫度通常較室外溫度為高,如果室內(nèi)和室外有相通開口,則因?yàn)闅鈮翰畹囊蛩,空氣形成下進(jìn)上出流動(dòng)形式。火災(zāi)發(fā)生時(shí),內(nèi)外壓力差越大,建筑物越高,煙囪效應(yīng)越明顯。火災(zāi)在低層發(fā)生時(shí),煙囪效應(yīng)影響尤為顯著。
。ㄋ模┦彝怙L(fēng)對(duì)煙氣的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,迎風(fēng)墻面經(jīng)受向內(nèi)的壓力,而背風(fēng)墻面與兩邊墻面受向外的壓力,迎風(fēng)面所受壓力最大,風(fēng)向影響能使建筑物煙囪效應(yīng)的形式發(fā)生改變。而風(fēng)力越大,中性面受影響越大;馂(zāi)蔓延趨勢也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。
三、高層建筑火災(zāi)防排煙的措施
當(dāng)前高層建筑防排煙可以有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
。ㄒ唬⿵脑搭^控制煙氣產(chǎn)生。要消除發(fā)生煙氣的源頭,在高層建筑內(nèi)設(shè)計(jì)火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)以及智能滅火系統(tǒng),在濃煙大量產(chǎn)生之前對(duì)火災(zāi)進(jìn)行撲滅或者控制其發(fā)展。在選建材、裝潢材料以及家具的時(shí)候,盡量選擇發(fā)煙量相對(duì)較少的材料。
(二)利用建筑物自身構(gòu)造進(jìn)行自然排煙。采用開啟外窗與窗外陽臺(tái)的方法自然排煙。此辦法無需動(dòng)力,結(jié)構(gòu)簡易,造價(jià)低、投資少。,但也存在一定的問題。表現(xiàn)在:
1、發(fā)生火災(zāi)時(shí),若煙氣中有過量未燃?xì)怏w,那么煙氣排除之后便會(huì)立即形成火焰,導(dǎo)致火勢從建筑物外壁向上邊蔓延。
2、室外風(fēng)向風(fēng)力會(huì)影響到自然排煙效果。隨外部風(fēng)向與風(fēng)力強(qiáng)弱不同,排煙效果也有相當(dāng)大的差異,具有不確定性。
3、煙囪效應(yīng)影響自然排煙。冬季火災(zāi)初期會(huì)從通風(fēng)口向室內(nèi)吸入空氣。夏季火災(zāi)時(shí),若空調(diào)處在開啟狀態(tài),則有下降氣流產(chǎn)生,導(dǎo)致煙氣自上而下的傳播。
故而高層建筑還是選用機(jī)械防排煙工作方式為好。
。ㄈ、使用豎井排煙。利用煙囪效應(yīng)的物理特征,用開放式豎井排煙。此項(xiàng)排煙方法效果不錯(cuò),但是在設(shè)立豎井的時(shí)候,比較占用空間,一般不容易被采用。
(四)用通風(fēng)空調(diào)排煙。
通風(fēng)空調(diào)加壓送風(fēng)可以充分利用原來設(shè)施,節(jié)省投資?照{(diào)排煙可以分成未著火區(qū)排煙和著火區(qū)排煙兩 辦法。未著火區(qū)排煙,是向未著火的區(qū)域送風(fēng),使該區(qū)域形成正壓,防止煙氣向此處蔓延。著火區(qū)排煙,是把送風(fēng)口改作排煙口。
因?yàn)榛馂?zāi)初始期煙氣少、溫度低,尚未構(gòu)成未著火區(qū)域的威脅,通風(fēng)空調(diào)應(yīng)當(dāng)作為排煙使用。隨著煙氣增加,溫度提升,要改為向未著火區(qū)送風(fēng)。當(dāng)溫度高到相當(dāng)程度,著火區(qū)域通風(fēng)空調(diào)閥門關(guān)閉,通風(fēng)空調(diào)排煙立即停止。
。ㄎ澹┰O(shè)計(jì)加壓送風(fēng)的防煙系統(tǒng)
設(shè)計(jì)此中系統(tǒng)的具體部位,要由建筑物的具體情況而定,一般要設(shè)計(jì)在如下條件中:無自然排煙功能的樓梯間,無自然排煙功能的前室、消防電梯室、封閉式避難間等等。
。┦褂门棚L(fēng)機(jī)排煙
憑借機(jī)械強(qiáng)制地把室內(nèi)煙氣排出去,排煙效果好壞,要憑排煙口位置和排煙口形式來決定。用此種排煙方式進(jìn)行排煙在設(shè)計(jì)與使用上,應(yīng)當(dāng)分劃出防煙區(qū),有效地對(duì)隔墻、擋煙垂壁進(jìn)行利用。
除此之外,加強(qiáng)防煙宣傳;對(duì)火災(zāi)等異常情況發(fā)生時(shí),人員的心理狀態(tài)和行動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析,制定出合理的疏散計(jì)劃;根據(jù)樓層、人員情況,配備出合理的避難器材也很有必要。
總結(jié):
作為高層建筑消防系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,其火災(zāi)防排煙的設(shè)計(jì)對(duì)于保障高層建筑中的人身及財(cái)產(chǎn)安全,具有非同尋常的現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行,且能結(jié)合建筑具體情況,確定出合理的排煙方式,以期達(dá)到排煙設(shè)計(jì)簡單有效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的效果,滿足消防系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)需求。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉春玲,張哲,張振英.高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)及防火涉及要求[J].鐵道建筑,2008,(12):66 68
[2] 楊洪濤,周靜,孟智.高層建筑設(shè)置排煙系統(tǒng)的重要性[J].低溫建筑技術(shù),2008,2(98):28—29.
[3] 林賢光.關(guān)于超高層建筑建設(shè)一些問題的探討[J].上海消防,2004,(9):58—59.
[4]霍然,胡源,李元洲.建筑火災(zāi)安全工程導(dǎo)論[M].合肥:中國科技大學(xué)出版社,2006.