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高层建筑和地下建筑通风与防排烟.pdf

1.1.4高展建筑火灾特点

数高层建筑安全疏散主要靠楼梯，而楼梯间内一且窜人烟气，就会严重影响疏散。这些， 都是高层建筑的不利条件。 （3）扑救难度大。高层建筑高达几十米，甚至超过二三百米，发生火灾时从室外进行 扑救相当困难：一般要立足于自救：即主要靠室内消防设施，但由于目前我国经济技术条 件所限，高层建筑内部的消防设施还不可能很完善，尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统 扑救为主，因此，扑救高层建筑火灾往往遐到较大困难。例如：热辐射强，烟雾浓，火势 向上蔓延的速度快和途径多，消防人员难以堵截火势蔓延：扑救高层建筑缺乏实战经验， 指挥水平不高；高层建筑的消防用水量是根据我国目前的技术、经济水平，按一般的火灾 规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水量显然不足，需要利用消防车向高楼供 水，建筑物内如果没有安装消防电梯，消防队员因攀登高楼体力不够，不能及时到达起火 层进行扑救，消防器材也不能随时补充，均会影响扑救。 （4）火险隐患多。一些高层综合性的建筑，功能复杂，可燃物多，消防安全管理不 严，火险隐患多，如有的建筑设有百货营业厅，可燃物仓库，人员密集的礼堂、餐厅等； 有的办公建筑，出租给十几家或几十家单位使用，安全管理不统一，潜在火险隐患多，一 且起火，容易造成大面积火灾。火灾实例证明，这类建筑发生火灾，火势蔓延更快，扑 救、疏散更为困难，容易造成更大的损失。高层建筑本身建筑面积大，功能复杂，使用单 位多，人员集中，内部装修易燃材料多，火灾隐患多。

SC/T 6001.3-2011 渔业机械基本术语 第3部分：水产品加工机械1. 2建筑火灾的蔓延

，1建筑火灾的蔓延方式 台燃烧表面的火焰，将可燃材料燃烧：并使火灾延开来。火焰蔓延速度主要取决 专热的速度。火焰蔓延速度可由下式求得

门框之上的亮窗玻璃被破坏，导致烟火涌入内走廊。一般耐火建筑可达10001100℃高 温。这时，火灾分区内外的压差更大，遇到冷空气，使之温度降低，压差减少，失去浮 力，流动速度就会降下来。若在走廊里放可燃、易燃物品，或者走廊里有可燃吊顶等，被 高温烟火点燃，火灾就会在走廊里蔓延，再由走廊向其他空间传播。 除了在水平方向对流蔓延外，火灾在竖向管井也是由热对流方式蔓延的。 （3）热辐射 热辐射是相邻建筑之间火灾蔓延的主要方式之一。建筑防火中的防火间距，主要是考 虑防止火焰辐射引起相邻建筑着火而设的间隔距离。要搞清楚火焰辐射对火灾乾延的机 理，首先必须搞清楚两个问题，即，点燃可燃材料所需的辐射强度是多少？建筑物发生火 灰时能够产生多大的辐射强度？ 在建筑物中，经常采用木材或类似木材的可燃的构件、装修或家具等，因此，本材 在建筑中是主要的火灾荷载。世界各国都特别注意对木材火灾的研究。工业发达国家把 12.6kW/m作为木材点燃的临界辐射强度。在这一辐射强度下烘烤20min，无论在室内 还是在室外，火场飞散的小火星就可引燃木材。而引起木材自燃的临界辐射强度是 33.5kW/m²。 1.2.2建筑火灾的蔓延途径 建筑内某一房间发生火灾，当发展到轰燃之后，火势猛烈，就会突破该房间的限制， 当向其他空间蔓延时，其途径有：未设适当的防火分区，使火灾在未受任何限制的条件下 蔓延扩大；防火隔墙和房间隔墙未砌到顶板底皮，导致火灾在吊顶空间内部蔓延；由可燃 的门、窗及可燃隔墙向其他空间蔓延；电梯竖向蔓延；非防火、防烟楼梯间及其他竖井末 做有效防火分隔而形成竖向变延，现代外窗形成的竖向变延，通风管道等及其周围缝隙造 成火灾蔓延等等。 1.2.2.1火灾在水平方向的蔓延 （1）未设防火分区 对于主体为耐火结构的建筑来说，造成水平蔓延的主要原因之一是：建筑物内未设水 平防火分区，没有防火墙及相应的防火门等形成控制火灾的区域空间。例如，某医院大 楼，每层建筑面积2700m，未设防火墙分隔，也无其他的防火措施，三楼着火，将该楼 层全部烧毁，由于楼板是钢筋混凝土板，火灾末向其他层蔓延。又如，东京新日本饭店 于1982年2月8日因一旅客在9层客房内吸烟引起火灾，由于未设防火分隔，大火烧毁 了第9层、第10层，面积达4360m²，死亡32人，受伤34人，失踪30多人。再如，美 国内华达州拉斯维加斯市的米高梅饭店发生火灾，由于未采取严格的防火分隔措施，甚至 对4600m的大赌场也没有采取任何防火分隔措施和挡烟措施，大火烧毁了大赌场及许多 公共用房，造成84人死亡，879人受伤的严重后果。 （2）洞口分隔不完善 对于耐火建筑来说，火灾横向蔓延的另一原因是洞口处的分隔处理不完善。如，户门 为可燃的木质门，火灾时被烧穿；铝合金防火卷帘无水幕保护，导致卷帘被熔化；管道穿 孔处未用不燃材料密封等等。 在穿越防火分区的洞口上，一般都装设防火卷帘或钢质防火门，而且多数采用自动关 闭装置。然而，发生火灾时能够自动关闭的比较少。这是因为，卷帘箱一般设在项榭内

1.3.1建筑火灾的发展过程与消防 建筑火灾，是指建筑内某一空间燃烧起火，进而发展到某些防火分区或整个高层 火灾。在某一防火分区或建筑空间，可燃物在刚刚着火、火源范围很小时，由于建

间相对于火源来说，一般都比较大，空气供应充足，所以，燃烧状况与开散的空间基本相 同。随着火源范围的扩大，火焰在最初着火的可燃物上燃烧，或者引燃附近的可燃物，当 防火分区的墙壁、屋顶等开始影响燃烧的继续发展时，一般说来，就完成了一个发展阶 段，即火灾初期。建筑防火分区火灾一般可分为三个时间区间，即火灾初期、旺盛期和衰 减期2]。 （1）初期火灾（轰燃前） 防火分区内的可燃物，因某种原因被引起燃烧，一边消耗分区内的氧气，一边扩大燃 烧范围。若燃烧范围进一步扩大，火灾温度就会急剧上升，并发生轰燃。在火灾的初起阶 段，虽然火灾分区的平均温度低，但在燃烧区域及其周围的温度较高。在局部火焰高温的 作用下，使得附近可燃物受热分解、燃烧，火灾规模扩大，并导致火灾分区全面燃烧，一 般把火灾由初期转变为全面燃烧的瞬间，称为轰燃（Flashover）。轰燃经历的时间短暂 它的出现，标志着火灾由初期进入旺盛期，火灾分区内的平均温度急剧上升。 当火灾分区的局部燃烧形成之后，由于受可燃物的燃烧性能、分布状况、通风状况、 起火点位置、散热条件等的影响，燃烧发展一般比较缓慢，并会出现下述情况之一： 1）当最初着火物与其他可燃物隔离放置时：着火源燃尽，而并未延及其他可燃物 导致燃烧熄灭。此时，只有火警而未成灾。 2）在耐火结构建筑内，若门窗密闭，通风不足时，燃烧可能自行熄灭；或者受微弱 通风量的限制，火灾以缓慢的速度燃烧。 3）当可燃物与通风条件良好时，火灾能够发展到整个分区，出现轰燃现象，使分区 内的所有可燃物表面都出现有焰燃烧。 初期火灾时，着火分区的平均温度低，而且燃烧速度较低，对建筑结构的破坏也比较 低。初期火灾的持续时间，即火灾轰燃之前的时间，对建筑物内人员的疏散，重要物资的 抢救，以及火灾扑救，都具有重要意义。若建筑火灾经过诱发成长，一且达到轰燃，则该 分区内未逃离火场的人员，生命将受到威胁。 在评价某一分区的火灾危险性时，轰燃之前的时间是一个重要因素。这段时间延缓得 越长，就会有更长的时间发现和扑灭火灾，并可以使人员安全撤离。 从防火的角度来看，建筑物耐火性能好，建筑密闭性好，可燃物少，则火灾初期燃烧 缓慢，甚至会出现室息灭火、有“火警”而无火灾的结果。从灭火角度来看，火灾初期燃 烧面积小，只用少量水就可以把火扑灭，因而是扑敷火灾的最好时机。为了及早发现并及 时扑灭初期火灾，对于重要的建筑物，最好能够安装自动火灾报警和自动灭火设备。 （2）旺盛期火灾（轰燃后） 轰燃是建筑火灾发展过程中的特有现象，是指房间内的局部燃烧向全室性火灾过渡的 现象。 轰燃后，空气从破损的门窗进入起火分区，使分区内产生的可燃气体与未完全燃烧的 可燃气体一起燃烧。此后，火灾温度随时间的延长而持续上升，在可燃物即将烧尽时达到 最高。 室内火灾经过轰燃后，整个房间立即被火焰包围，室内可燃物的外露表面全部燃烧起 来。由于轰燃之际，门、窗玻璃已经破坏，为火灾提供了比较稳定的、充分的通风条件，所 以，在此阶段的燃烧将发展到最大值，并且可产生高达1100℃左右的高温。在此高温下，

控制起火是防止或减少火灾损失的第一个关键环节，为此应当了解各类可燃材料的着 火性能，将其控制在危险范围之外。在防火设计过程中，不仅需要严格控制建筑物内的火 灾荷载密度，而且必须重视材料的合理选用，对那些容易着火的场所或部位采用难燃材料 或不燃材料。而通过阻燃技术改变某些可燃或易燃材料的燃烧性能也是一种基本的阻燃手 设。 火灾自动探测报警是防治火灾的另一关键环节。该系统可在火灾初期发挥作用。在发 生火灾的早期，准确地探测到火情并迅速报警，不仅可为人员的安全疏散提供宝贵的报警 信息，而且可通过联动以启动有关的消防设施来扑灭或控制早期火灾。自动喷水灭火系统 是一种当前广泛应用的自动灭火设施，它可及时将火灾扑灭在早期或将火灾的影响控制在 限定范围内，并能有效保护室内的某些设施免受损坏。对于某些使用功能或存储物品比较 特殊的场合，还应根据具体情况选择其他适用的灭火系统。 对于太型建筑、高层建筑和地下建筑等现代建筑来说，使用自动消防系统对控制火灾

的增长具有特别重要的意义。这些建筑中往往都有较大的火灾荷载，且火灾发展迅速：单 纯依靠外来消防队扑灭火灾，往往会延误时机，加强建筑物的火灾自防自救能力已成为现 代消防的基本理念。自动火灾探测和灭火系统是实现这种功能的两种基本手段。由于火灾 的类型不同，扑灭火灾的具体技术也有较大的差别。在一些特定的场合应当选用与该场合 相适应的灭火系统。 在建筑火灾中，防止烟气的蔓延是一个极为重要的问题，主要是因为烟气可对楼内人 员的安全构成严重威胁。因此，必须在烟气达到对人员构成危险之前就将他们撤离到安全 地带。有效控制烟气的蔓延还是迅速灭火的基本条件，对于保护财产也具有重要意义。建 筑物内的许多设施受到烟熏后，它们的工作性能也会受到极大的影响，例如电子仪器、通 讯设备、生化材料等。 许多建筑火灾经常可以发展到轰燃阶段，在这种情况下保住建筑物整体结构的安全便 成了火灾防治的主要目标，为此应当保证建筑物的构件具有足够强的耐火性能，认真核算 相关构件的耐火极限是防火安全工程的又一重要方面。 建立良好的消防蓝控中心或通信指挥中心是实现多种消防技术综合集成的关键一环， 缺乏强有力的统一管理和控制，难以保证各类消防系统的有效协同运作。此外，消防队接 到报警后的快速反应也具有重要意义，对于轰燃后的大火，一般需要专业的消防队来扑 救。他们到达火场的时间越快，就越有利于控制火灾。因此，加强消防通信和指挥系统、 提高消防队伍的快速反应能力是增强城市防火安全的重要方面。 1.3.2建筑防火综合措施 防火对策可分为两类，一类是“积极”防火对策，即采用预防起火、早期发现（如设 火灾探測报警系统）、初期灭火（如设白动喷水灭火系统）等措施，尽可能做到不失火成 灾。采用这类防火对策为重点进行防火，可以减少火灾发生的起数，但却不能排除遭受重 大火灾的可能性。另一类是“消极”防火对策，即采用以耐火构件划分防火分区、提高建 筑结构耐火性能、设置防排烟系统、设置安全疏散楼梯等措施，尽量不使火势扩大并疏散 人员和财物。以“消极”防火对策为重点进行防火，虽然会发生火灾，但却可以减少发生 重大火灾的概率。“消极”防火对策和“积极”防火对策的自的是一致的，都是为了减轻 火灾损失，保证人员的生命安全3。 现行《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等规范规定了建筑设计 防火应采用的技术措施，其按工种概括起来有以下四大方面： 1）建筑防火； 2）消防给水、灭火系统； 3）采暖通风和空调系统防火、防排烟系统； 4）电气防火，火灾自动报警控制系统等。 （1）建筑防火 建筑设计防火的主要内容有； 总平面防火。它要求在总平面设计中，应根据建筑物的使用性质、火灾危险性、地 形、地势和风向等因素，进行合理布局，尽量避免建筑物相互之间构成火灾威胁和发生火 灾爆炸后可能造成的严重后果，并且为消防车顺利扑救火灾提供条件。 建筑物耐火等级。划分建筑物耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中

3）可控制火势蔓延扩大。试验情况表明，有效的防烟分隔及完善的排烟设施不但能 排除火灾时产生的大量烟气，又能排除一场火灾中70%～80%的热量，起到控制火势蔓 延的作用。 4）电气防火，火灾自动报警控制系统 设计要求是根据建筑物的性质，合理确定消防供电级别，做好消防电源、配电线路 设备的防火设计，做好火灾事故照明和疏散指示标志设计，采用先进可靠的火灾报警控制 系统。此外，对建筑物还要设计安全可靠的防雷装置

1.4.1烟的性质 1.4.1.1烟的浓度 烟是指空气中浮游的固体或液体烟粒子，其粒径在0.01~10um之间。而火灾时产生 的烟，是一种混合物，包括：1）可燃物热解或燃烧产生的气相产物，如未燃燃气、水蒸 气、CO2、CO及多种有毒或有腐蚀性的气体；2）由于卷吸而进人的空气，3）多种微小 的固体颗粒和液滴。 火灾中的烟气浓度，般有质量度、粒子浓度和光学浓度三种表示法。 （1）烟的质量浓度 单位容积的烟气中所含烟粒子的质量，称为烟的质盘浓度，即

ts ( mg/m²)

式中m。容积V。的烟气中所含烟粒子的质量，mg； V一烟气容积，m3。 （2）烟的粒子浓度 单位容积的烟气中所含烟粒子的数目，称为烟的粒子浓度。 （3）烟的光学浓度 当可见光通过烟层时烟粒子使光线的强度减弱。光线减弱的程度与烟的浓度有函数关 系。光学浓度就是由光线通过烟层后的能见距离，求出减光系数Cs来表示的。 在火灾时，建筑物内充入烟和其他燃烧产物，影响火场的能见距离，从而影响人员的 安全疏散，阻碍消防队员接近火点救入和灭火，因此，这里主要讨论烟的光学浓度。 设光源与受光物体之间的距离为L（m），无烟时受光物体处的光线强度为I。（cd）： 有烟时光线强度为I（cd），则根据朗伯一比尔定律得：

建筑材料燃烧时产生烟的浓度和裘观密度差

各种材料产生的烟（Cs二0.5）

各种材料的发烟速度［m/（s·g

反光型饰面材料的能见距离D（m）

发光型标志的能见距离D（m）

发光型标志的能见西高

一氧化碳对人体的彩响程度

（2）烟气中毒。木材制品燃烧产生的醛类、聚氯乙烯燃烧产生的氢氣化合物都是刺激 主很强的气体，甚至是致命的。例如烟中含有5.5ppm（百万分率）的丙烯醛时，便会对 上呼吸道产生刺激症状；如在10ppm以上时：就能起肺部的变化，数分钟内即可死亡 它的允许浓度为0.1ppm，而本材燃烧的烟中丙烯醛的含量已达50ppm左右，加之烟气

流散时有毒气体允许浓照

缺妞对人体的影哟程庭

（4）室息。火灾时人员可能因头部烧伤或吸人高温度烟气而使口腔及喉头肿胀，以致 引起呼吸道阻塞室息。此时，如不能得到及时抢救，就有被烧死或被烟气毒死的可能性。 在烟气对人体的危害中，以一氧化碳的增加和氧气的减少影响最大。但在实际上，起 火后这些因素往往是相互混合地共同作用于人体的，一般说来，比它的单独作用更具危险 性。 1.4.2.2对疏散的危害 在着火区域的房间及疏散通道内，充满了含有大量一氧化碳及各种燃烧成分的热烟， 甚至远离火区的部位及其上部也可能烟雾弥漫。这对入员的疏散带来了极大的困难。烟气 中的某些成分会对眼和奠、喉产生强烈刺激，使人们视力下降且呼吸困难。浓烟能造成 极为紧张的慈怖心理状态，使人们失去行动能力甚至采取异常行动。 除此之外，由于烟气集中在疏蔬散通道的上部空间，通常使人们掩面弯腰地摸索行走 速度既慢又不易找到安全出口，甚至还可能走回头路。火场的经验表明，人们在烟中停留 +二分钟就可能昏倒，四五分钟即有死亡的危险。 由上述可见，烟气对安全疏散具有非常不利的影响，因此，对疏散通道进行防排烟设 计具有极为重要的意义。 1.4.2.3对扑救的危害 消防似员在进行灭火与数援时，同样要受到烟气的威胁。烟不仅有引起消防队员中 、案息的可能性，还会严重妨碍他们的行动

弥漫的烟雾影响视线，使消防队员很难找到起火点，也不易辨别火势发展的方向，灭 火工作难以有效地开展。同时，烟气中某些燃烧产物还有造成新的火源和促使火势发展的 危险；不完全燃烧产物可能继续燃烧，有的还能与空气形成爆炸性混合物；带有高温的烟 气会因气体的热对流和热辐射而引燃其他可燃物。上述情况导致了火场的扩大，给扑救工 作加大了难度。

1.5.1火源上的火焰气流

Z = Z0(2/5)

式中Z一一火源之上或假设点热源上方的高度，m； Q一一火源发热速度，kW； △T。一一上升气流的中心轴与其周围的温度差，K Uo一上升气流中心轴处的流速，m/s。 在紊流区，温度与流速在水平方向的分布成正态分布。在室内初期火灾中，顶棚下形 成的烟层高度为间歇火焰或紊流区，所以，预测烟层下降问题时，这些区段的特性是十分 重要的。 1.5.1.2火灾蔡流 火灾紊流的上升烟流量，对烟层下降有较大影响的紊流区段，在高度乙（m）处紊流 流量 mp(kg/s)，可由下式表示：

pag Q1/3 25/3 (CpT 1/3 mp=Cm Q/3(Z+Z.)5/3

1.5.1.3假设点热源

1.5.2开口处的烟气流动

：开口内外之差 侧开口处流量：

中α一 流量系数，αA称为有效面积。对于门、窗洞口，一般α一0.7左右

1.5.2.2烟的密度与压力

即使非常浓的烟气，与同温同压的空气的密度相比，差别也只有百分之儿。所以， 近似地认为烟的密度与空气的密度相同。 在建筑物的防烟设计中，烟气流动的动力，是建筑物内的气压差。与大气压相比，气 压差是很微小的。因此，假设烟的密度不随高度而变化。而近似地将烟气密度看作绝对温 度T（K）的函数：

设某一基准高度处的绝对压力为P.，离开基准高度Z（m）上方的一点的压力P为：

退据上述假定，密度不随高度变化，则有

1.5.2.3压力差与中性带

武中P一 基准高度处的压力（Pa），下标分别 代表房间编号，则此两房间的压力差 AP:

某一基准高度（一般设地平面或一层地而）处的静压力，可用高度来表示。在此，两个房 间的压力相同（△P=0）之高度，称为中性带，在两个房间之间有开口的情况下，根据在中性 带上下的位置关系，其烟气流动的方向是相反的。中性带的高度Z。（m）由下式求出

在门洞等纵长开口处，当两个房间有温差时，其压力差是不同的，烟气流动随 筒而不同。 以中性带为基准面，测定高度h处的压力差AP，为：

开口宽为BGB/T 28288-2012 足部防护 足趾保护包头和防刺穿垫，p1>p时，中性带以上的H范围内房间2向房间1的流量m，取微小 h 的积分, 有 A,二Bdh，则:

更侧有温差时的流量计算

1.5.3建筑物内烟气流动特性

式中H一上下开口之间的垂直距离，m； Z.一一下部开口与中性带的垂直距离，m。在稳定状态下，空间内的压力满足质量 守恒定律，即 m,二m., 因此可得,

中性带位置与流量的关系，可由下式求得，

(aA2)"0s H (αA,)(aA,)"paD.

FZ/T 73034-2021 半精纺毛针织品1. 5. 3. 3前室的防烟效果

在楼梯间、消防电梯间等竖井处设置的前室，是供疏散入员临时躲避烟气威胁的场

1.6.1火灾房间烟层下降的预测模型