建筑物發(fā)生火災后,煙氣在建筑物內(nèi)不斷流動傳播,不僅導致火災蔓延,也引起人員恐慌,影響人員疏散與消防人員對火災進行撲救。為了幫助設計人員正確設計防排煙系統(tǒng),采取相應措施降低煙氣的危害,有必要研究煙氣的的流動規(guī)律。在不同燃燒階段煙氣流動狀態(tài)是不同的:火災初期,煙氣比重小,在熱壓作用下向上升騰,遇到天棚轉(zhuǎn)化為水平方向流動,此時呈層流狀態(tài)流動。當遇到梁或擋煙垂壁時煙氣折回在空間上部聚集,當煙氣厚度超過梁或擋煙垂壁豎向尺寸時,繼而越過梁或擋煙垂壁繼續(xù)擴散,這一階段煙氣流動速度約為0.3m/s;轟燃前,煙氣擴散速度約0.5~0.8m/s;轟燃時,煙氣被噴出的速度每秒可高達數(shù)十米。煙氣流動狀態(tài)在豎直方向與水平方向也是不同的,在豎直方向的擴散速度:火災初期,煙氣上升速度達到1~2m/s;在熱壓作用下煙氣迅速上升,最盛時達到3~5m/s;轟燃時達到9m/s。
煙氣流動規(guī)律具體有下面三點:流動方向總是由壓力高處流向壓力低處;煙氣流動速度在燃燒的不同階段是不同的;煙氣流動速度在豎直方向較水平方向上大得多。
火災是一種多發(fā)性災難,它導致巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。建筑物一旦發(fā)生火災,就有大量的煙氣產(chǎn)生,這是造成人員傷亡的主要原因?;馂牡娜紵^程通常是一個不完全燃燒過程。一般的有機物燃燒過程大致分成兩個階段:(1)在一定溫度下,材料分解出游離碳和揮發(fā)性氣體;(2)游離碳和可燃成分與氧氣劇烈化合,并放出熱量。在不完全燃燒時,煙氣是懸浮的固體碳粒、液體碳粒和氣體的混合物。其中懸浮的固體碳粒和液體碳粒稱為煙粒子,簡稱煙。在溫度較低的初燃階段主要是液態(tài)粒子,呈白色和灰白色;溫度升高后,游離碳微粒產(chǎn)生,呈黑色。煙粒子的粒徑一般為0.01~10μm,是可吸入顆粒物。煙氣的主要化學成分有CO2、CO、水蒸氣及其他氣體,如氰化氫(HCN)、氨(NH3)、氯(Cl)、氯化氫(HCl)、光氣(COCl2)等。
建筑火災煙氣是造成人員傷亡的主要原因,因為煙氣的有害成分或缺氧使人直接中毒或窒息死亡;煙氣的遮光作用又使人逃生困難而被困于火災區(qū);煙氣的高溫危害會導致金屬材料強度降低,進而導致結(jié)構(gòu)倒塌,人員傷亡。煙氣不僅造成人員傷亡,也給消防隊員撲救帶來困難。因此,火災發(fā)生時應當及時對煙氣進行控制,并在建筑物內(nèi)創(chuàng)造無煙(或煙氣含量極低)的水平和垂直的疏散通道或安全區(qū),以保證建筑物內(nèi)人員安全疏散或臨時避難和消防人員及時到達火災區(qū)撲救。在高層建筑中,疏散通道的距離長,人員逃生更困難,對人生命威脅更大,因此在這類建筑物中煙氣的控制尤為重要。
鍋爐的煙氣流量就是鍋爐每小時產(chǎn)生的煙氣量(燃燒產(chǎn)生的廢氣量)。單位是Nm³/h,即“標準立方米每小時”。鍋爐的煙氣流量的計算公式為:式中,V--排煙量(m3/s);ρo--環(huán)境溫度下氣體的密...
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選擇催化還原法 用NH3作還原劑將NOx催化還原為N2;煙氣中的氧氣很少與NH3反應,放熱量小 選擇性非催化還原法 在高溫和沒有催化劑的情況下,通過煙道氣流中產(chǎn)生的氨自由基與NOx反應;煙氣中的氧參與...
煙氣控制的主要目的是在建筑物內(nèi)創(chuàng)造無煙或煙氣含量極低的疏散通道或安全區(qū)。煙氣控制的實質(zhì)是控制煙氣合理流動,也就是不使煙氣流向疏散通道、安全區(qū)和非著火區(qū),而向室外流動。 煙氣控制須遵循以下原則:通過劃分防火分區(qū)和防煙分區(qū)防止火勢蔓延和煙氣擴散控制煙氣擴散范圍;通過將一定量空氣送入房間或通道內(nèi),使室內(nèi)保持一定壓力以阻止煙氣擴散到房間內(nèi)加壓送風防煙;在敞開的門洞處保持一定流速,通過控制氣流的流向來阻止煙氣擴散到疏散通道加壓送風防煙;通過熱壓、風壓作用或排煙風機作用將煙氣從著火房間排除,保證著火房間為負壓,以阻止煙氣向其他房間或區(qū)域擴散進行疏導排煙。
發(fā)達國家的高層建筑已有較長的歷史,有著豐富的煙氣控制經(jīng)驗,并反映在建筑法規(guī)或防火規(guī)范中。我國在1978年以后,高層建筑迅速發(fā)展,建筑防火防煙越來越被重視,因此制定了《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95),簡稱《高規(guī)》,于1982年頒布試行,經(jīng)修改后于1995年正式頒布實施。對于非高層建筑(包括居住建筑、公共建筑、工業(yè)廠房、倉庫和城市交通隧道等)的煙氣控制執(zhí)行《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016-2006),簡稱《建規(guī)》。
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單室火災煙氣流動規(guī)律的數(shù)值模擬——本文利用商業(yè)計算流體軟件PHOENICS,分別對自然通風、空調(diào)送風、自然排煙、機械排煙等四種常見的建筑通風狀態(tài)下的客房進行煙氣流動規(guī)律的模擬研究,得出:火災后,自然排煙和機械排煙在一定程度上都能將著火房間的煙氣、熱量...
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從緊靠建筑的坡地對煙氣流動的作用、煙氣分布特性等方面分析不同坡度的坡地對建筑煙氣流動的影響,得到不同樓層窗口溫度變化及著火層室內(nèi)煙氣層高度變化。提出此類建筑火災煙氣的控制方法、工程實踐中存在的問題,提出提高建筑消防安全性的措施。
火災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。火災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)生不可恢復的損傷。
總之,火災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)火災的減光性
可見光波的波長為0.4-0.7微米,一般火災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)火災煙氣的恐怖性
發(fā)生火災時,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。
火災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?;馂臒煔獾奈:π钥筛爬閷θ藗兩砩系奈:托睦砩系奈:煞矫?,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?,能長期漂浮在大氣中,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)生不可恢復的損傷。
總之,火災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)火災的減光性
可見光波的波長為0.4-0.7微米,一般火災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)火災煙氣的恐怖性
發(fā)生火災時,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。
批準號 |
59578048 |
項目名稱 |
建筑物火災煙氣流動性狀預測 |
項目類別 |
面上項目 |
申請代碼 |
E0810 |
項目負責人 |
嚴治軍 |
負責人職稱 |
副教授 |
依托單位 |
重慶大學 |
研究期限 |
1996-01-01 至 1998-12-31 |
支持經(jīng)費 |
7(萬元) |