地下建筑火灾中的烟气危害与火场排烟技术

梁方军

摘要：文章简述了地下建筑的火情危险性，分析了其现场的排烟科技相关的内容。

关键词：地下建筑；火灾扑救；排烟

当火情发生的时候，物质燃烧就会出现烟雾，同时其中还有毒素，都会危及到人的生命。在火情之中，烟雾是最为严重的要素，在众多的实际案例中，我们发现，导致人死亡的要素中，以烟雾居多。如某国从1979～1990年对火灾死亡人数有着较详细的分类统计，详见表1。

通过分析我们发现，在所有的死亡中，由于烟雾导致的大约占到十分之七，同时这个比例还在不断的上升。我们都知道地下的区域不同于地表，它存在于岩体中，首先不论是其构造亦或是空间等都不如地上的条件好，其次，其受到建筑布局的影响，进出口的开口很麻烦。第三，不具有优秀的自然通风特征，一般是借助设备来进行。最后，无法实现自然采光，一般是借助人工形式的。所以，当其出现火情之后，其烟雾的影响要较地表更为严重。

1 此类建筑中烟气的严重性特征

1.1 这类区域非常的窄小，而且是密闭的，使得火情出现的时候，其烟雾量非常大，而且烟雾会在短时间中充斥在整个区域之中。在这种情况中，材料燃烧出现的热量以及烟雾会因为空间是闭合的，而使得烟雾留在建筑中，不能够扩散掉。而且，也因为其空间是密闭的，当灾情出现的时候，外在的气体无法进入其中，此时燃烧不充分，就更加的容易导致烟雾现象。因为空间封闭，同时面积不大，烟雾在短时间中就会充满整个房屋，较之于地上的空间来讲，危害性更加的严重。

1.2 由于其相对闭合，而且规模不大，使得其自身的温度会在短时间中上升

烟雾无法释放出来，容易导致热量积累，气温增加的非常迅速，会非常容易的就开始大规模的燃烧。当灾情出现之后，其室温会快速的增加。而火灾后，产生的火风压随着烟气温度的升高而加大，反过来火风压又会推动烟气流动，造成火灾危害区域的扩大，导致火势加剧。分析发现，这种建筑比地表的更加的容易发生轰燃反应。公安部四川消防科研所承担的“九五”国家科技公关课题“地下商业街烟气流动特性研究”，在进行等值500kg火灾荷载的实体火灾实验中均出现了“轰然”现象；其中一次实验在点火后不至7分钟就出现了“轰然”，造成火灾房间空气体积积聚膨胀，CO、CO2等有害气体的浓度迅速增加，火灾温度上升很快。

1.3 其烟雾释放影响到群众的撤退

当灾情发生的时候，其进出口就会是人们撤退的关键区域，一些地方还是烟雾的释放区域。此时，烟雾的扩散和人们的撤退是朝着一个方向进行的，烟雾的流速要高于人的速率，导致撤退工作无法顺利的进行。除此之外，其中的采光不是很好，所以当灾情出现的时候，加之烟气的笼罩，人们根本的分不清方向，无法撤退。如阿塞拜疆巴库地铁火灾就是烟气对人员疏散造成极大伤亡的典型案例，发生火情的列车是位于隧道中的，人们的撤离距离非常的长，在烟雾中无法辨别方向，使得很多人都丧失了生命。

2 其烟雾的流动趋势和发展特征

当发生火情的时候，烟雾和附近的墙体接触变冷，同时因为冷气流的存在，导致其气温变低，浓度下降，而且会向着横向发展。当其温度非常高的时候，其流速就很快，和附近的气体的反映就不是很强烈。相反的，当气温非常低的时候，和附近的其他的融汇就会更加的强烈。火灾实验表明，烟气从洞室进入通道后，是以层流状态沿拱顶流动的，烟气下降后，受通道内的空气流影响。而形成紊流状态。从烟气在通道内的流动状态可知，在发烟地点附近排烟最好，其次是在烟气的层流区排出。如过烟雾流到进出口中的话，许多烟雾就会顺着这些区域而扩撒。

当其发生火情之后，其空间压会伴随着气温的增大而变化，当火情很严重的时候，就会出现火风压。它的发生会导致之前的通风体系受到影响，导致它的气流方向发生变化，使得火情加剧。原本安全的区域突发性的出现火情，此时安全区域的群众也会受到影响。此时灭火材料不能进入到其中发挥作用。

3 关于其排烟科技

通过分析地下建筑火情的危害性特征，合理的释放烟雾，能够显著的提升场地的可见性，对于尽快的应对火情，减少救助失败有着非常好的意义。

3.1 关于排烟措施

为提升可见性，降低毒气的影响，合理的控制住火情的发展，提升救助的效率，工作者应该使用有效的排烟方法，常见的方法有如下的一些：

3.1.1 自然排烟：通过排烟口、排烟管道口及出入口，利用空气自然对流排出烟尘。不过在现场中，其功效并不是非常好，速率不快，一般不将其当成是主要的方法。

3.1.2 机械排烟：利用强制动力形成空气对流进行排烟。它的效果非常好，尤其是在开始阶段，可以确保发生火情的区域的压力变小，保证烟雾不会发展到别的方向，可以确保没有着火的区域进行撤退工作。它的措施有两大类。一种是利用配置的排烟机、排烟车实施移动式排烟，方式上既可确定一个远离火源的通道，即未选用为进攻的通道实施排烟，也可在距火源较近的通道，即作为选用进攻的通道实施送风。这不仅可以通过其他出口驱散烟雾，为内攻人员送上新鲜空气，更能在送风软管的一定范围区间内形成一个正压无烟的安全地带，作为抢险人员轮换休息地带。在实施移动排烟时，输出口要尽可能放在室外，送风时吸风口必须吸到新风，所以在纵深距离长条件下排烟，可采用排烟机、车接力，效果更好。二是利用其固定排烟设备排烟。固定式排烟系统由防烟垂壁、防火防烟门、排烟风机、排烟管道、排烟口、自动控制设备等组成。相对来说，固定式排烟系统更加及时、有效，它不仅能在发现火灾的第一时间开始排烟，而且一个设计优良的机械在火灾时能排出80%的热量，使火场温度大大降低，从而对人员安全疏散和火灾扑救起到重要的作用。

3.1.3 喷雾水排烟：利用雾状水降温除尘，喷雾射流产生的负压区起到驱烟作用。试验表明，喷雾水排烟，压力在0.7～0.8兆帕，喷雾角在60度时效果最佳。此法适用于两个或数个出入口的地下建筑，可从进风口或两侧出入口夹攻驱赶烟雾。在火场自然排烟速度慢、效果不佳，又无机械排烟手段的情况下，可集中二、三支喷雾水枪进行排烟排热作业，效果很好。

3.1.4 泡沫排烟：利用高位泡沫迅速充满空间，以达到除尘排烟的目的。

3.1.5 化学排烟药剂：利用药剂与烟气混合，形成无毒沉降物而达到排烟目的。

3.2 排烟作业时的注意事项

在这种建筑中，由于火情比较的特殊，所以在排烟的时候要关注如下的内容：

3.2.1 当排烟的时候，要选取合适的机会和措施以及位置，以此来避免由于排烟影响火情发展方向，干扰到灭火活动。

3.2.2 根据空气受热膨胀产生浮力的道理，冷空气留在下面，热空气悬浮在上面的规律，最好是把排烟口设置在着火区的下风方向，排烟效果的最好位置是距离顶部下表面高度1米以内的范围，所以排烟机尽量要高。

3.2.3 一般排烟只是适合用到开始时间段和之后的时间段，在中间过程中，其特征不是非常的明显。

3.2.4 送风排烟不适用于地下空间气体火灾扑救，强制送风的结果可能会导致可燃气体发生爆炸。

4 结束语

通过上面的叙述，我们得知在地下建筑的火情救助工作中，场地的状态非常的混乱，必须结合具体情况，采取优秀的排烟方法，才可以合理的应对火情，降低不利现象。

参考文献

[1]赵国凌.防排烟工程

[2]沈耀宗，李金文，黄扬起.特种火灾扑救和抢险救援.

[3]周竹虚.国内外地下空间火灾实例.