2020一級注冊消防工程師考點:建筑火災的煙氣蔓延
2020年一級注冊消防工程師備考已開始,在一級注冊消防工程師考試的3個科目中,《消防安全技術實務》是《消防安全技術綜合能力》和《消防安全案例分析》的基礎,所以建議大家先從《消防安全技術實務》開始復習!接下來,建設工程教育網(wǎng)小編為大家分享知識點“建筑火災的煙氣蔓延”,希望對大家的備考有幫助!
建筑火災的煙氣蔓延
(一)煙氣的擴散路線
當高層建筑發(fā)生火災時,煙氣在其內(nèi)的流動擴散一般有3條路線:
第一條,也是最主要的一條是:
著火房間——走廊——樓梯間——上部各樓層——室外;
第二條是:著火房間——室外;
第三條是:著火房間——相鄰上層房間——室外。
1.著火房間內(nèi)的煙氣流動
火災過程中,由于熱浮力作用,燃燒產(chǎn)生的熱煙氣從火焰區(qū)直接上升到達樓板或者頂棚,然后會改變流動方向沿頂棚水平擴散。由于受冷空氣摻混以及樓板、頂棚等建筑圍護結構的阻擋,水平方向流動擴散的煙氣溫度逐漸下降并向下流動。逐漸冷卻的煙氣和冷空氣流向燃燒區(qū),形成了室內(nèi)的自然對流流動,火越燒越旺,如圖1一2—1所示。著火房間內(nèi)頂棚下方逐漸積累形成穩(wěn)定的煙氣層。
逐漸冷卻的煙氣和冷空氣流向燃燒區(qū),形成了室內(nèi)的自然對流,火越燒越旺,如圖所示。
著火房間內(nèi)的自然對流
描述室內(nèi)煙氣流動特點和規(guī)律涉及幾個重要的概念,包括煙氣羽流、頂棚射流、煙氣層沉降,以下作簡單介紹
(1)煙氣羽流。在一般的建筑房間內(nèi),內(nèi)部物品多為固體。當可燃固體受到外界條件的影響開始燃燒時,首先發(fā)生陰燃。當達到一定溫度并且有適合的通風條件時,陰燃便轉變?yōu)槊骰鹑紵?。明火出現(xiàn)后,可燃物迅速燃燒。燃燒中,火源上方的火焰及燃燒生成的流動煙氣通常稱為火羽流,如圖1一2—2所示
在燃燒表面上方附近為火焰區(qū),它又可以分為連續(xù)火焰區(qū)和間歇火焰區(qū)。而火焰區(qū)上方為燃燒產(chǎn)物即煙氣的羽流區(qū),其流動完全由浮力效應控制,一般稱其為煙氣羽流或浮力羽流。由于浮力作用,煙氣流會形成一個熱煙氣團,在浮力的作用下向上運動,在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發(fā)生摻混。
(2)頂棚射流。當煙氣羽流撞擊到房間的頂棚后,沿頂棚水平運動,形成一個較薄的頂棚射流層,稱為頂棚射流。由于它的作用,使安裝在頂棚上的感煙探測器、感溫探測器和灑水噴頭產(chǎn)生響應,實現(xiàn)自動報警和噴淋滅火。圖1一2—3所示為無限大頂棚以下的理想化頂棚射流。
當頂棚射流的熱煙氣通過頂棚表面和邊緣的開口排出,可以延緩熱煙氣在頂棚以下積聚。熱煙氣羽流經(jīng)撞擊頂棚后形成頂棚射流流出著火區(qū)域。由于熱煙氣層的下邊界會水平卷吸環(huán)境空氣,因此熱煙氣層在流動的過程中逐漸加厚,空氣卷吸使頂棚射流的溫度和速度降低。另外,當熱煙氣沿頂棚流動時,與頂棚表面發(fā)生的熱交換也使得靠近頂棚處的煙氣溫度降低。
研究表明,假設頂棚距離可燃物的垂直高度為H,多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為距離頂棚以下高度h的5%~12%,而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在距離頂棚以下高度h的1%處。頂棚射流的最大溫度和最大速度值是估算火災探測器和噴頭熱響應的重要基礎。
(3)煙氣層沉降。隨著燃燒持續(xù)發(fā)展,新的煙氣不斷向上補充,室內(nèi)煙氣層的厚度逐漸增加。在這一階段,上部煙氣的溫度逐漸升高、濃度逐漸增大,如果可燃物充足,且煙氣不能充分地從上部排出,煙氣層將會一直下降,直到浸沒火源。由于煙氣層的下降,使得室內(nèi)的潔凈空氣減少,煙氣中的未燃可燃成分逐漸增多。如果著火房間的門、窗等開口是敞開的,煙氣會沿這些開口排出。根據(jù)煙氣的生成速率,并結合著火房間的幾何尺寸,可以估算出煙氣層厚度隨時間變化的狀況發(fā)生火災時,應設法通過打開排煙口等方式,將煙氣層限制在一定高度內(nèi)。否則,著火房間煙氣層下降到房間開口位置,如門、窗或其他縫隙時,煙氣會通過這些開口蔓延擴散到建筑的其他地方。
2.走廊的煙氣流動(略)
3.豎井中的煙氣流動(略)
