消防防烟与排烟

防烟与排烟1烟气控制目的建筑内的烟气控制系统目的：在撤离时间内，利用大空间的出口保持有序的环境；控制并减少烟在火区向附近空间扩散；在火区内外提供有利条件，使之有助于应急反应人员进行搜索和救援行动及探明和控制火势；有利于保护生命和财产；火灾后使烟气散去。烟控系统：指包括可以单独或合并用于改变烟气扩散的所有方法的工程系统。烟层：聚积的浓烟形成的实质性热障。人体对温度的承受能力。火场温度达到49-50°C时，会使人的血压迅速下降，导致循环系统衰竭。如果吸入的气体温度超过70°C，就会使气管、支气管内黏膜充血长出水泡，毛细血管破坏，以致血液不能循环，组织坏死，特别是会导致脑神经中枢破坏而死亡。据统计在人体很快吸热的情况下，它超过了从体内蒸发出来附在人体表面的湿气的消耗，引起虚脱进而丧失逃生的能力。燃烧产物产生的很高的热能，会引起热对流或热辐射，引起新的火点，或将许多可燃物加温到着火点以上，分解出大量可燃性气体，当有大量空气补进时，会使可燃物迅速着火而形成燃爆，使火势扩大蔓延。2火场高温及烟气危害1火场高温及烟气危害2烟，火灾烟气是火灾发生过程中因热解和燃烧作用形成的产物，可燃物在燃烧时散发的含有瓦斯的液体微粒子和固体的煤烟颗粒等形成的悬浮物。烟气对人的眼睛有很大的刺激作用，使眼睛充血流泪，严重的还会造成剧烈疼痛，影响人的视线。另外，烟气积聚使能见度下降，影响人们的疏散速度。烟气的温度刚离开火焰时可达1000°C，从密闭起火房间流出的烟气温度为600--700°C，房间内着火时烟气向上的速度为2—3m/s，当烟气充满房间上部时以0.5—1m/s的速度水平扩散，随着扩散距离增大，温度下降，烟粒子下沉。一般认为烟层下降至地面1.5米，即会造成能见度下降，威胁人身安全。火场高温及烟气危害3烟囱效应随建筑物的内部温度差以及建筑物高度的增加而增加，在火灾发生于较低层时，烟囱效应对竖井和较高层的烟污染的影响尤为显著，因此此时烟从低层上升至高层内的潜力更大。火灾时，由于燃烧放出大量热量，室内温度快速升高，建筑物的烟囱效应更加显著，使火灾的蔓延更加迅速。火场上大多数可燃物质含有碳，当供给的空气充足时，碳燃烧并生成二氧化碳，但当空气不足时，便形成危险的一氧化碳。而燃烧区的空气通常是不充足的。火灾初起阶段，燃烧产物中不仅有水蒸气、二氧化碳，而且还有不完全燃烧生成的一氧化碳等其他有害气体，其中一氧化碳的含量在浓烟中可高达1%。一氧化碳吸入人体后与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，严重阻碍血液携氧及解离能力，形成低氧血症，引起组织缺氧及碳酸蓄积，形成内窒息。一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧大200--300倍，而碳氧血红蛋白的离解又比氧合血红蛋白慢3600倍。大量的一氧化碳一旦进入血液，就会干扰氧的传递，导致内组织中毒，所以当空气中一氧化碳含量达到1%时，人呼吸数次后就会失去知觉，1-2分钟内即可死亡。火场高温及烟气危害4空气中正常二氧化碳浓度为0.03%，而火灾现场则大大超过这一浓度。根据实验，二氧化碳在高浓度时有显著毒性。实验条件为低氧（5%）状态下，用含量为11%二氧化碳即可使实验动物于60分钟内全部死亡，而单纯在低氧（5%）的气体中，仅能使1/10的动物死亡。在正常含氧（20%左右）的状况下，随着二氧化碳浓度升高。动物死亡率也随着增加。这足以证实二氧化碳是有毒的，甚至在含氧浓度较高的情况下，也会引起中毒，而低氧时中毒影响更为严重。在现代的装饰材料中，大量使用聚氯乙烯物质。当聚氯乙烯在温度达到200°C--300°C时即有一半会分解放出氯化氢，而氯化氢在500ppm时就有剧烈的刺激性，在短时间内便能致人于死地。这是由于氯化氢通过刺激眼、上呼吸道黏膜而使上呼吸道破坏，形成机械窒息。如果燃烧的是泡沫塑料及化纤织物的原料、中间品，还会产生光气、氯气、氰化氢等剧毒气体，吸入人体内会发生中毒、窒息等后果。火场高温及烟气危害53烟气控制在大空间内发生的火灾产生的烟可假定为呈悬浮状，沿着火上方的烟缕上升并聚积在天花板上或因温度不同而分层。该空间将开始充斥烟雾，而且烟层界面不断下降。烟层界面下降的速度取决于烟从烟缕被输送到烟层的速度。水喷淋可以减弱热释放速率和空气输入烟层的速度，自动灭火系统用于限制火灾的规模，将因此限制烟的产生。在火源附近启动喷头使烟冷却，导致烟的悬浮力降低。启动喷头的可能性取决于火的热释放率和天花板的高度。对一般的火灾而言，在合理的时间和空间里，喷头的启动最可能在较低的天花板高度下发生，即2.4m至7.6m。从而导致烟层下降而可见度有所减弱。烟气控制烟层下降到附近空间的平面时，为防止烟从中庭或商业街扩散到附近空间，可通过具体的烟障或逆气流实现。为使排烟有效，必须不断补充空气。补气速率不得大于排烟速率，并位于烟层界面以下，使中庭或商业街与附近空间形成一定压力。烟控目标：将烟层界面维持在事先定好的高度、在所有安全出口和进口处和安全区进口通道维持有序环境，使使用人员有足够的时间到达出口或安全区、限制烟从着火区/烟区扩散到其他可能是出口、出口通道、安全区或通行空间的区域、提供足够的能见度，使消防人员接近火区，确定火区并灭火、在一定时间内排放聚积在大面积里的烟、限制烟层的温度。4防排烟系统的一般规定建筑中的防烟可采用机械加压送风防烟方式或可开启外窗的自然排烟方式。建筑中的排烟可采用机械排烟方式或可开启外窗的自然排烟方式。防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室应设置防烟设施。5应设置排烟设施的场所11丙类厂房中建筑面积大于300m2的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32.0m的高层厂房中长度大于20.0m的内走道；2占地面积大于1000m2的丙类仓库；3公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300m2的地上房间；公共建筑中长度大于20.0m的内走道；4中庭；应设置排烟设施的场所25设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200m2或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；6总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；7其他建筑中地上长度大于40.0m的疏散走道。6系统设置机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。当合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的有关要求。机械加压送风管道、排烟管道和补风管道内的风速应符合下列规定：采用金属管道时，不宜大于20.0m/s；采用非金属管道时，不宜大于15.0m/s。7系统管道的要求防烟与排烟系统中的管道、风口及阀门等必须采用不燃材料制作。排烟管道应采取隔热防火措施或与可燃构件保持不小于150mm的距离。排烟管道的厚度应按现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的有关规定执行。8自然排烟宜设置自然排烟设施的场所：按前文规定应设置排烟设施且具备自然排烟条件的场所。除建筑高度超过50m的厂房（仓库）外，按前文规定应设置防烟设施且具备自然排烟条件的场所。9自然排烟口设置自然排烟设施的场所，其自然排烟口的净面积应符合下列规定：防烟楼梯间前室、消防电梯间前室，不应小于2.0m2；合用前室，不应小于3.0m2。靠外墙的防烟楼梯间，每5层内可开启排烟窗的总面积不应小于2.0m2。中庭、剧场舞台，不应小于该中庭、剧场舞台楼地面面积的5%。其它场所，宜取该场所建筑面积的2%～5％。作为自然排烟的窗口宜设置在房间的外墙上方或屋顶上，并应有方便开启的装置。自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30.0m。10前室采用自然排烟方式的防烟设施当防烟楼梯间前室、合用前室采用敞开的阳台、凹廊进行防烟，或前室、合用前室内有不同朝向且开口面积符合规定的可开启外窗时，该防烟楼梯间可不设置防烟设施。10机械防烟应设置机械防烟设施的场所：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间。不具备自然排烟条件的消防电梯间前室或合用前室。设置自然排烟设施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。机械排烟方式一般都是利用排风机把着火区域中产生的高温烟气通过排烟口强制排至室外。机械排烟的根本作用在于能及时而有效地排除着火层或着火区域的烟气，为受灾人员的疏散和物资财产的转移在时间上和空间上创造条件。据有关资料介绍，一个设计优良的机械排烟系统在火灾中能排出80%的热量，使火灾温度大大降低，因此对人员安全疏散和灭火起到重要作用。机械排烟方式和系统组成机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种方式。局部排烟方式局部排烟方式是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟。局部排烟方式投资大，而且排烟风机分散，维修管理麻烦，所以很少采用。如采用时，一般与通风换气要求相结合，即平时可兼作通风排风使用。集中排烟方式集中排烟方式是将建筑物划分为若干个区，在每个区设置排烟风机，通过排烟风道排烟。机械排烟方式根据补风形式的不同，机械排烟又可分为两种方式：机械排烟-自然进风与机械排烟-机械进风，图（a）及（b）分别表示了这两种方式。1—排烟风机；2—通风机；3—排烟口；4—进（送）风口；5—门；6—走廊；7—火源；8—火灾室机械排烟方式和系统组成机械排烟系统是由挡烟壁（活动式或固定式挡烟垂壁，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口（或带有排烟阀的排烟口）排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。机械排烟方式和系统组成排烟口发生火灾时，建筑物内所产生的烟气排向室外或烟道的出口称为排烟口。排烟口装于烟气吸入口处，平时处于关闭状态，只有在发生火灾时才根据火灾烟气扩散蔓延情况予以开启。开启动作可手动或自动，手动又分为就地操作和远距离操作两种。温度熔断动作温度通常为280℃。排烟口动作后，可通过手动复位装置或更换温度熔断器予以复位，以便重复使用。机械排烟方式和系统组成排烟口排烟口的种类排烟口有板式和多叶式两种（1）板式排烟口。如图所示，板式排烟口的开关形式为单横轴旋转式，其手动方式为远距离操作装置。机械排烟方式和系统组成（2）多叶式排烟口。如图所示，多叶式排烟口的开关形式为多横轴旋转式，其手动方式为就地操作和远距离操作两种。机械排烟方式和系统组成排烟防火阀排烟防火阀是与感烟火灾探测器联锁的阀门，即通过能够探知火灾初期发生的烟气的感烟火灾探测器来开启阀门，是由电动机或电磁机构驱动的自动阀门，在这种阀门上加易熔合金的温度熔断器，利用重力作用和弹簧机构的作用关闭，可起到防火作用的自动阀门。机械排烟方式和系统组成排烟防火阀设置要求排烟防火阀一般安装在排烟支管上，平时关闭，发生火灾时，烟感探头发出火警信号，控制中心通过DC24V电压将阀门迅速打开排烟；也可手动使阀门打开，手动复位。当烟道内烟气温度达到280℃时，温度熔断器动作，排烟防火阀自动关闭；温度熔断器更换后，可手动复位。阀门开启后，可发出电讯号至消防控制中心。根据要求，还可以与其他设备联锁。机械排烟方式和系统组成排烟风机排烟风机的种类：用于排烟的风机主要有离心风机和轴流风机，并应在其机房入口处设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。另外，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有能自动切换装置，排烟风机应耐热，变形小，使其在排出280℃烟气时连续工作30min仍能达到设计要求。机械排烟方式和系统组成排烟风机排烟风机可采用普通钢制离心通风机。机械排烟方式和系统组成排烟风机消防排烟轴流风机消防排烟轴流风机在烟气温度280℃时，可连续运行30min以上，≤150℃可长时间连续运行。可配单速或双速电机，满足平时排风和消防时高温排烟的目的。机械排烟方式和系统组成机械排烟系统控制程序不设消防控制室的机械排烟控制程序图（a）中，排烟口和排烟风机联锁，属基本的控制程序图；图（b）中，当火灾报警器动作后，活动挡烟垂壁动作，并有信号到值班室，同时排烟口和排烟风机启动。机械排烟系统控制程序设有消防控制室的机械排烟控制程序图（a）中，火灾报警器动作后，排烟口、排烟风机、通风及空气调节系统的通风机均由消防控制室集中控制；图（b）中，火灾报警器动作后，消防控制室仅控制排烟口，由排烟口联动排烟风机、通风机及空气调