防排煙工程基礎(chǔ)知識

一.煙氣的基礎(chǔ)知識

煙氣是物質(zhì)燃燒和熱解的產(chǎn)物;馂(zāi)過程所產(chǎn)生的氣體,剩余空氣和懸浮在氣體中的微粒的總和稱為煙氣。

影響煙氣的成分和性質(zhì)的因素。

煙氣的成分和性質(zhì)首先取決于發(fā)生熱解和燃燒的物質(zhì)本身的化學(xué)組成,其次還與燃燒條件有關(guān)。

對于正常的燃燒工況,燃燒條件得到良好的保證,燃燒進行得比較完全,所生成的氣體都不能再燃燒,這種燃燒稱為完全燃燒,其燃燒產(chǎn)物稱為完全燃燒產(chǎn)物。

對于非正常的燃燒工況,沒有良好的燃燒條件,燃燒進行的很不完全,稱為不完全燃燒,相應(yīng)的燃燒產(chǎn)物稱為不完全燃燒產(chǎn)物。建筑物發(fā)生火災(zāi)時就屬于這種情況。由于火災(zāi)時參與燃燒的物質(zhì)比較復(fù)雜,尤其是發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境千差萬別,所以火災(zāi)煙氣的組成相當(dāng)復(fù)雜。

火災(zāi)煙氣的危害性

火災(zāi)煙氣會造成嚴重危害,其危害性主要有毒害性,減光性和恐怖性;馂(zāi)煙氣的危害性可概括為對人們生理上的危害和心理上的危害兩方面,煙氣的毒害性和減光性是生理上的危害,而恐怖性則是心理上的危害。

(一)火災(zāi)煙氣的毒害性

首先,煙氣中含氧量往往底于人們生理正常所需要的數(shù)值,當(dāng)空氣中含氧量降低到15%時,人的肌肉活動能力下降;降到10-14%時,人就四肢無力,智力混亂,辨不清方向;降到6-10%時,人就會暈倒。所以對處在著火房間內(nèi)的人們來說,氧的短時致死濃度為6%。而實際的著火房間中氧的最低濃度可達到3%左右,可見在發(fā)生火災(zāi)時人們要是不及時逃離火場是很危險的。

其次,煙氣中含有各種有毒氣體,而且這些氣體的含量已超過人們生理正常所允許的最高濃度,造成人們中毒死亡。

第三,煙氣中懸浮微粒也是有害的。危害最大的顆粒直徑小于10微米的飄塵,它們?nèi)庋劭床灰姡荛L期漂浮在大氣中,少則數(shù)小時,長則數(shù)年微粒小于5微米的瓢塵,由于氣體擴散作用,能進入人體肺部粘附并聚集在肺泡壁上,引起呼吸道病和增大心臟病死亡率,對人造成直接危害。

第四,火災(zāi)煙氣具有較高的溫度,這對人們也是一個很大的危害,在著火房間內(nèi),煙氣溫度可高達數(shù)百度,在地下建筑中,火災(zāi)煙氣溫度可高達一千度以上。人們對高度煙氣的忍耐性是有限的。在65攝氏度時,可短時忍受;在120攝氏度時15分鐘內(nèi)將產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。

總之,火災(zāi)生成煙氣的毒害性可歸納為八個字,即缺氧、毒害、塵害、高溫。

(二)火災(zāi)的減光性

可見光波的波長為0.4-0.7微米,一般火災(zāi)煙氣中煙粒子粒徑為幾微米到幾十微米,即煙粒子的粒徑大于可見光的波長,這些煙粒子對可見光是不透明的,即對可見光有完全的遮蔽作用,當(dāng)彌蔓時,可見光因受到煙粒子的遮蔽而大大減弱,能見度大大降低,這就是煙氣的減光性。

(三)火災(zāi)煙氣的恐怖性

發(fā)生火災(zāi)時,特別是發(fā)生爆燃時,火焰和煙氣沖出門窗空洞,濃煙滾滾,烈火熊熊,使人產(chǎn)生了恐怖感,常常給疏散造成混亂局面,使有的人失去活動能力,有的甚至失去理智,驚慌失措。所以,恐怖性的危害也是很大的。

防排煙的方式

一、防煙方式

防煙方式歸納起來有非燃化防煙、密閉防煙、阻礙防煙和加壓送風(fēng)防煙幾種方式。

(一)非燃化防煙

防煙的基本作法首先是非燃化。非燃化防煙是從根本上杜絕煙源的一種防煙方式。關(guān)于非燃化的問題,各國都制定了專門的法規(guī)或規(guī)范,對包括建筑材料,室內(nèi)家具材料以及各種管道及其保溫絕熱材料在內(nèi)的各種材料的燃化都作了明確的規(guī)定,特別是對那些特殊建筑、大型建筑、地下建筑等許多場所,要求是非常嚴格的。非燃燒材料的特點是不容易發(fā)煙,即不燃燒且發(fā)煙量很少,所以非燃材料可使火災(zāi)時產(chǎn)生的煙氣量化大大減少,煙氣光學(xué)濃度大大降低。

(二)密閉防煙方式

對發(fā)生火災(zāi)的房間實行密閉防煙也是防煙的一種基本方式,其原理是采用密封性能很好的墻壁等將房間封閉起來,并對進出房間的氣流加以控制。當(dāng)房間一旦起火時,一般可杜絕新鮮的空氣流入,使著火房間內(nèi)的燃燒因缺氧而自行熄滅,從而達到防煙滅火的目的。

這種方式一般適用于防火分區(qū)容易分得很細的住宅、公寓、旅館等,并優(yōu)先采用容易發(fā)生火災(zāi)的房間,如灶房等。這種方式的優(yōu)點是不需要動力,而且效果很好。缺點是門窗等經(jīng)常處于關(guān)閉狀態(tài)使用不方便,而且發(fā)生火災(zāi)時,如果房間內(nèi)友人需要疏散,仍將引起漏煙。

(三)阻礙防煙方式

在煙氣擴散流動的路線上設(shè)置各種阻礙以防止煙氣繼續(xù)擴散的方式稱為阻礙防煙方式。這種方式常常用在煙氣控制區(qū)域的交界處,有時在同一區(qū)域內(nèi)也采用。防煙卷簾、防火門、防火閥、防煙垂壁等都是這種阻礙結(jié)構(gòu)。

(四)加壓防煙方式

在建筑物發(fā)生火災(zāi)時,對著火區(qū)以外的區(qū)域進行加壓送風(fēng),使其保持一定的正壓,以防止煙氣侵入的防煙方式稱為加壓防煙。因為加壓區(qū)域和非加壓區(qū)域之間有若干常規(guī)的擋煙物,如墻壁]樓板及門窗等,擋煙物兩側(cè)的壓力差可有效地防止煙氣通過門窗周圍的縫隙和圍護結(jié)構(gòu)縫隙滲漏過來,如果4-10所示。發(fā)生火災(zāi)是,由于疏散和撲救的需要,加壓區(qū)域之間的門總是要打開的,或者是在疏散期間打開,或者是在整個火災(zāi)期間打開。如果敞開門洞處的氣流速度方向與煙氣流向相反,因達到一定值時,仍能有效阻止煙氣,即阻止煙氣由非加壓的著火區(qū)流動。

加壓防煙方式的優(yōu)點是能有效地防止煙氣侵入所控制的區(qū)域,而且由于送入大量的新鮮空氣,特別適合于作為疏散通道的樓梯間,電梯間及前室的防煙。

二、排煙方式:

(一)自燃排煙方式

自然排煙是利用火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣流的浮力和外部風(fēng)力作用通過建筑物的對外開口把煙氣排至室外的排煙方式的實質(zhì)是熱煙氣和冷空氣的對流運動。在自然排煙中,必須有冷空氣的進口和熱煙氣的排出口。煙氣排出口可以是建筑物的外窗,也可以是專門設(shè)置在側(cè)墻上部的排煙口。對高層的建筑來說,曾一度采用專用的通風(fēng)排煙豎井,在平常,由于建筑物內(nèi)空氣溫度一般比室外高,產(chǎn)生浮力,使氣流上升,便于房間排氣。發(fā)生火災(zāi)時,由于室內(nèi)溫度叫大幅度上升,室內(nèi)外溫差較大,形成煙囪效應(yīng),成為排煙的一種動力,國外常稱為煙塔排煙方式。

這種方式由于利用了豎井的“煙囪效應(yīng)”,產(chǎn)生抽風(fēng)力,所以排煙效果好,它不受室外條件的影響,而且設(shè)備簡單,不需要動力,如果考慮了豎井的耐熱問題,可排除教高溫度的煙氣,因此得到了一定的應(yīng)用。這種方式的主要缺點是占地面積大。

(二)機械排煙方式

1.全面通風(fēng)排煙方式

在對房間利用排煙機進行機械排煙的同時,利用送風(fēng)機進行機械送風(fēng),這種方式稱為全面通風(fēng)排煙方式。由于這種機械排煙方式給控制區(qū)送入了大量的新鮮空氣,為避免產(chǎn)生助燃的影響,它不適用于應(yīng)用在著火區(qū)的,可用于非著火的有煙區(qū),系統(tǒng)運行時可使系統(tǒng)的送風(fēng)量稍大于排煙量,使控制區(qū)顯微正壓。這種方式的優(yōu)點是防煙排煙效果好,而且穩(wěn)定,不受任何氣象條件的影響從而確?刂茀^(qū)域的安全,缺點是需要送、排風(fēng)兩套機械設(shè)備。投資較高。耗電量也較大。

2.負壓機械排煙方式

利用排煙機把著火房間中產(chǎn)生的煙氣通過排煙口排到室外的排煙方式稱為負壓排煙方式。在火災(zāi)發(fā)展初期,這種排煙方式能使著火房間內(nèi)壓力下降,造成負壓,煙氣不會像其它區(qū)域擴散。但火災(zāi)猛烈發(fā)展階段,由于煙氣大量產(chǎn)生,排煙機如來不及把其完全排除,煙氣就可能擴散到其它區(qū)域中去。另外排煙機要求能承受高溫?zé)煔,而且還需要設(shè)防火閥,在超溫時自動關(guān)閉停止排煙。所以,不僅初投資高,而且日常維護管理費用也高。