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地下建筑火灾烟气有着怎样的特点呢?

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地下建筑火灾烟气有着怎样的特点呢?

发布日期:2019-05-28 作者: 点击:

  随着经济的发展和人口的增长,城市的土地使用逐渐变得稀缺。人类不断扩大生存空间。一方面,它们已发展成为高层建筑,并建造了许多高层或超高层建筑。另一方面,他们已经搬到了地下空间。开发,建设各种用途的地下建筑物。如果两种特殊建筑物发生火灾,将对人们的生命和财产造成巨大破坏和损失。表1列出了2001年和2002年高层建筑和地下建筑物的火灾伤亡和财产损失情况。


  根据该表,尽管地下建筑物火灾的数量仅为高层建筑火灾数量的1/8,但死亡人数几乎是高层建筑物的1/4,火灾损失达到1/5高层建筑。在分析地下建筑火灾烟气特点的基础上,结合地下建筑火灾烟气控制的现状和存在的问题,对地下建筑火灾烟气控制方法进行了综述,并提出了一些建议。


  一,地下建筑物的烟雾特征


  地下建筑的概念通常指的是建筑物,其高度超过地面水平超过2米,建在岩石和土壤层中的比。一般可分为附加施工,单施工和隧道工程。附属建筑是指建在高层或多层建筑物上的地下(如地下商场,酒店,电影院,停车场等)。有单层和多层建筑,甚至多达四层;单一的地下工程主要是人民防空工程;地下隧道主要是地下铁路和公路隧道。


  首先,火是烟熏和闷烧。地下建筑处于封闭状态,空气流通不畅,入口和出口少,供气不足。火灾发生后,大量物质在燃烧条件下无法获得足够的空气,从而影响燃烧速度和燃烧充分性。烟雾量与可燃物的物理化学性质,燃烧状态和供气程度有关,而地下建筑物一般供气不足,因此阴燃时间较长,因此烟雾量较大。 2002年4月智利北部一座卡拉马城的地下建筑闷烧了4个月。


  二是烟气的窒息性、减光性、恐怖性。地下建筑内各种可燃物燃烧时产生的大量烟气和有毒气体(一氧化碳、二氧化碳和其他有毒气体)难以排出,热烟气流错综复杂,不仅严重遮挡视线,使能见度大大降低,影响疏散速度,还会使人产生恐惧心理,极易造成群死群伤事故。2003年2月18日,韩国大邱地铁发生火灾,由于列车内部装修地板、墙壁为氮化塑料,顶部为聚氨脂材质,燃烧后产生了大量的有毒气体。人们吸入有毒气体后,咽部损伤严重,呼吸衰竭致死,共造成192人死亡,148人受伤。

地下建筑火灾烟气有着怎样的特点呢?

  三是易发生轰燃。由于地下空间的相对封闭性,温度升高,高温热烟气流的体积膨胀快,压力增加快,热烟气流积聚,极易产生轰燃。1987年伦敦国王十字地铁火灾中,起火6分钟后发生了轰燃,给灭火带来极大危险。


  四是热灼伤性。由于地下建筑的排烟排热性差,阴燃时间长,内部空间温度上升快,温度瞬间可高达800~900℃,甚至高达千度以上,人员吸入热烟气后会严重灼伤气管,呼吸衰竭致死[2]。


  二、研究地下建筑火灾烟气控制的意义


  据统计表明火灾伤亡者中多因烟气毒害所致,因CO中毒窒息死亡或被其它有毒烟气熏死者占火灾总死亡人数的40%~50%,而被烧死的人中,多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。例如:1999年12月26日,吉林省长春市夏威夷大酒店地下一层的洗浴中心发生火灾,共造成20人死亡,其中18人窒息死亡。因此了解和掌握地下建筑火灾中烟气流动规律,有效控制烟气流动对保障人民生命财产安全意义重大。


  三、性能化设计对地下建筑火灾烟气控制提出更高的要求


  目前我国只有一部《人民防空工程建筑设计防火规范(GBJ98-87)》尚可作为地下建筑防火设计可遵循的规范性文件。但由于每座建筑的结构、用途及内部可燃物的种类、数量和分布情况均不一样,按照规范统一规定的设计参数所做出的设计方案并不能满足各个建筑的防火设计要求。目前许多人防工程被开发利用为商场、旅店、车库等,远远超过了设计的使用范围。因此,处方式规范和处方式设计方法在客观性和科学性上存在着相当大的局限性,需要根据具体场所的火灾发展特性和烟气流动规律来设置有针对性的防排烟措施。能否针对具体建筑开展合理的性能化防火设计完全取决于对该类建筑火灾和烟气流动规律的深入理解。


  四、加强地下建筑烟气控制的对策分析


  在目前的《人民防空工程建筑设计防火规范(GBJ98-87)》中,主要通过以下几个方面对地下建筑的防火防烟进行规定。


  一是装修材料方面。(1)疏散走道、封闭楼梯间、防烟楼梯间等人员疏散的部位,其墙和顶部的装修应采用非燃材料。其他部位的装修不应采用可燃材料。严禁使用塑料类制品作装修材料(塑料壁纸除外)。(2)管道穿越防火墙、楼板及设有防火门的隔墙时,应用非燃材料将管道周围的空隙紧密填塞。(3)通过防火墙或设有防火门的隔墙下的地沟,应将防火墙或隔墙伸至地沟底板。当风道通过防火墙或设有甲级防火门的隔墙时,应采取阻火措施。(4)变形缝(包括沉降缝、伸缩缝)的表面装饰层不应采用可燃材料。


  二是防火防烟分区方面。(1)人防工程内应采用防火墙划分防火分区,且防火墙上不应开设门窗洞口,当必须开设时,应设甲级防火门窗。(2)每个防火分区的最大允许使用面积不应超过400平方米(本规范另有规定者除外)。当设有自动灭火设备时,最大允许使用面积可增加一倍;局部设置时,增加的面积可按该局部面积的一倍计算。电影院、礼堂的观众厅,防火分区最大允许使用面积不应超过1000平方米。当设有自动灭火设备时,其最大允许使用面积也不得增加。(3)对于地下建筑,每个防烟分区的使用面积不应大于400平方米(当顶棚高度在6米以上时,可不受此限)。对于单层的地下建筑,一般按面积进行水平分区,而对于多层的地下建筑,除了水平分区外,还应进行垂直分区。(4)防排烟分区不允许跨越防火分区。(5)地下建筑应单独划分防烟分区,不能同其地上建筑部分划分在同一防烟分区内。(6)需设排烟设施的走道,净高不超过6m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚突出不小于0.5m的梁划分防烟分区,梁或垂壁底至室内地面的高度不应小于1.8m。


  三是自动消防设施方面。(l)使用面积超过1000平方米的商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、丙类生产车间、丙类和丁类物品库房等应设置自动喷水灭火设备和火灾自动报警系统。(2)电影院和礼堂的舞台、放映室、观众厅、休息室等火灾危险性较大的部位应设置火灾自动报警系统,其中超过800个座位的观众厅,且吊顶下表面至观众席地面高度不超过8米时,舞台面积超过200平方米时应设置自动喷水灭火系统。(3)代替防火墙的防火卷帘,其上部应设水幕保护。


  第四是反放电烟系统的设计方面。 (1)当走道或房间采用机械行烟时,烟风扇的风量负责一个反烟分区行烟,应根据烟的反零区域计算,不能少于每平方米超过60m3/h,但烟风扇的最小排风量烟的空气量不应小于7200m3/h;当它负责两个或多个反烟分区烟时,应根据每平方米不小于120m3/h的最大反烟分区计算。 (2)当走道或房间采用自然行烟时,烟端口的总面积(使用光窗口井行烟时窗口行烟的有效面积)不应小于2%反烟分区的区域。 (3)反零点烟楼梯间及其前室应独立机械加压。 (4)必须在烟的每个区域中设置行烟,并且应将其放置在天花板或墙壁上的行烟的有效部分中,并且距离烟区域中最远点的水平距离不应超过30m。行烟应在手动或自动关闭时关闭。行烟扇区和行烟端口应配备链接。当任何行烟端口打开时,行烟风扇应自动启动。 (5)行烟风扇应使用离心风机,并应在烟气体温度280°C下连续工作30min。行烟在风扇入口处,应设置一个当烟温度超过280°C时自动关闭的防火阀,并与烟风扇联锁。 (6)使用金属风管时,机械排放口烟和加压供气管道的风速不应超过20m/s;当它是非金属风道如混凝土,内表面光滑时,不应超过15m/s。 烟端口的风速不应超过10m/s;供气口的风速不应超过15m/s。 (7)行烟端口,行烟阀门,行烟管道必须由不燃材料制成,与可燃物的距离不应小于15cm。


  五,加强地下建筑物烟气体控制建议和前景


  地下建筑火灾中的烟气体与人们的生命安全直接相关。从目前的规范来看,中国地下烟天然气控制仍然存在严重缺陷。这是一个迫切需要解决的矛盾。未来的发展将是性能的方向,但从目前的规范到性能还有很长的路要走。现有的实验结果初步揭示了地下建筑火灾中烟气流的基本规律,但由于实验研究的数量和获得的少量数据,仍然无法完全满足基于性能的防火需求。地下建筑设计研究。因此,作者建议应从以下几个方面开展更详细的工作:


  1.地下通风和空调系统与消防系统相连。当发现火灾时,房间内的空调系统关闭,通道内的常闭机械排风扇和加压鼓风机打开,防止烟气体通过室内中央空调扩散,确保正向烟楼梯间的压力状态。


  2.建立地下应急疏散系统,确保人员可以通过楼梯或滑梯更深地疏散到地面,然后通过专用的地下通道到达外面,以避免由烟气流和撤离引起的火灾危险人员的方向。


  3,开展地下建筑火灾实验研究,改进火灾烟气流模型,优化程序设计,建立丰富的火灾数据库,不断修订和完善现有规范,满足基于性能的防火设计需求。地下建筑物。


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