《建筑防排煙工程》 課件全套 王潔 第1-9章 火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生及危害-防排煙系統(tǒng)施工維護(hù)

建筑防排煙工程第一章火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生及危害1.1煙氣的生成和組成1.1.1煙氣的生成1.1.2煙氣的組成1.2煙氣的特性1.2.1煙氣的狀態(tài)參數(shù)1.2.2煙氣的濃度1.2.3煙氣的遮光性1.2.4材料發(fā)煙特性【主要內(nèi)容】1.3煙氣的危害1.3.1能見度方面危害1.3.2呼吸方面危害1.3.3溫度方面危害1.3.4心理方面危害火災(zāi)是在時(shí)間或空間上失去控制的燃燒。燃燒是可燃物與氧化劑發(fā)生的一種劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)，且通常伴隨著熱分解反應(yīng)（熱解是物質(zhì)由于溫度升高而發(fā)生無氧化作用的不可逆化學(xué)分解）。在一定的溫度下，燃燒反應(yīng)的速度并不快，但熱分解的速度很快，此時(shí)的燃燒沒有火焰和發(fā)光現(xiàn)象，但有發(fā)煙現(xiàn)象。火災(zāi)煙氣是火災(zāi)過程中物質(zhì)因熱解和燃燒作用而形成的一種重要產(chǎn)物，其生成與燃燒工況有著密切的關(guān)系。1.1煙氣的產(chǎn)生和組成事故統(tǒng)計(jì)表明：火災(zāi)中80%以上死亡是由煙氣所導(dǎo)致。除了極少數(shù)情況外，幾乎所有火災(zāi)中都會(huì)產(chǎn)生大量煙氣?；馂?zāi)煙氣生成與燃燒工況密切相關(guān)1.1.1煙氣的產(chǎn)生完全燃燒產(chǎn)物中煙氣成分主要取決于可燃物的組成和燃燒條件，大多為二氧化碳、水、二氧化氮、五氧化二磷或鹵化氫等，有毒有害物質(zhì)相對(duì)較少。不完全燃燒產(chǎn)物主要是一氧化碳、有機(jī)磷、醇、醚、多環(huán)芳香烴等有機(jī)化合物，多為有毒有害物質(zhì)。除了處于燃料控制下的初期增長階段以及可燃物幾乎消耗殆盡的減弱階段，建筑火災(zāi)的燃燒常常屬于不完全燃燒。煙氣包含：完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物。1.1.1煙氣的產(chǎn)生煙氣定義美國消防工程師協(xié)會(huì)編寫的《消防工程師手冊(cè)》（SFPE）：燃燒產(chǎn)物的煙霧氣溶膠或凝結(jié)相成分，煙氣主要組成包括煙灰、半揮發(fā)性有機(jī)化合物和固體無機(jī)化合物購車的微顆粒成分，以及非常易揮發(fā)的有機(jī)化合物、揮發(fā)性有機(jī)化合物、液態(tài)和氣態(tài)無機(jī)化合物組成的非顆粒成分。美國試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)（ASTM）：某種物質(zhì)在燃燒或分解時(shí)散發(fā)出的固態(tài)或液態(tài)懸浮微粒和高溫氣體。美國消防協(xié)會(huì)中庭建筑煙氣控制設(shè)計(jì)指南（NFPA92B）：在上述基礎(chǔ)上增加“以及混合進(jìn)去的任何空氣”。1.1.2煙氣的組成火災(zāi)煙氣由三類物質(zhì)組成：①熱解和燃燒所生成的氣（汽）體；②熱解和燃燒所生成懸浮微粒；③由于卷吸而進(jìn)入的空氣。1.1.2煙氣的組成1.熱解和燃燒所生成的氣（汽）體①有機(jī)化合物（碳、氫、硫、磷等元素）：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、水蒸氣（H2O）、二氧化硫（SO2）和五氧化二磷（P2O5）等。少量氫氣（H2）和碳?xì)浠衔铮–xHy）。②高分子合成材料：游離基③發(fā)生、發(fā)展和熄滅各階段中煙氣組成不同。1.1.2煙氣的組成2.熱解和燃燒所生成的懸浮微粒①煙顆粒：游離碳（炭黑粒子）、焦油類粒子和高沸點(diǎn)物質(zhì)的凝縮液滴等。②陰燃：熱分解的揮發(fā)分產(chǎn)物；白色、青白色③有焰燃燒：碳顆粒（大部分）、灰分；黑色1.1.2煙氣的組成3.由于卷吸而進(jìn)入的空氣煙氣中只有很小部分來源于燃燒產(chǎn)物，而大部分是這種卷吸作用進(jìn)入的空氣。1.1.2煙氣的組成1.2.1煙氣的狀態(tài)參數(shù)（壓力、溫度、密度）

1.壓力一般著火房間內(nèi)煙氣的平均相對(duì)壓力Pys為10～15Pa，在短時(shí)可能達(dá)到的峰值為35～40Pa。煙氣的絕對(duì)壓力Py為：由于Pys相對(duì)P0可忽略不計(jì)，故1.2煙氣的特性1.2.1煙氣的狀態(tài)參數(shù)2.溫度著火房間內(nèi)最高溫度也不同，低則達(dá)500～600℃，高則達(dá)800～1000℃。地下建筑火災(zāi)中煙氣溫度可高達(dá)1000℃以上。混合后煙氣溫度：摻混后煙氣溫度經(jīng)驗(yàn)公式：煙氣絕對(duì)溫度：1.2煙氣的特性1.2.1煙氣的狀態(tài)參數(shù)3.密度利用理想氣體方程PM=ρRT推導(dǎo)煙氣的比容Vy或密度ρy對(duì)于火災(zāi)煙氣來說，Py≈P0，故煙氣密度為：在平原地區(qū)，可用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Pb≈P0。煙氣的密度一般比空氣稍大，但兩者差值最大也不超過3%。1.2煙氣的特性1.有毒氣體的濃度任何一種有毒氣體的分體積Vi占煙氣總體積Vy的比例，稱為該有毒氣體在煙氣中的體積分?jǐn)?shù)ri百分濃度%百萬分濃度ppm1.2.2煙氣的濃度2.煙粒子的濃度質(zhì)量濃度、顆粒濃度和光學(xué)濃度質(zhì)量濃度顆粒濃度光學(xué)濃度1.2.2煙氣的濃度設(shè)由光源射入測(cè)量空間的光束強(qiáng)度為I0，該光束由測(cè)量空間L射出后的強(qiáng)度為I，則比值I/I0稱為該空間內(nèi)煙氣透射率。透射率倒數(shù)的常用對(duì)數(shù)稱為煙氣的光學(xué)密度。光束經(jīng)過的距離是影響光學(xué)密度的重要因素。單位長度光學(xué)密度D0（m-1）1.2.3煙氣的遮光性光源光敏元件穩(wěn)定電源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖1-4煙氣遮光性測(cè)量裝置示意圖LI0I根據(jù)Beer-Lambert定律，有煙情況下的受光器處光強(qiáng)度I可表示為：Kc稱為煙氣的減光系數(shù)。據(jù)此，減光系數(shù)可表示為：描述煙的遮光性也可用百分遮光度B（%）：1.2.3煙氣的遮光性在相同的距離l和一定的光源強(qiáng)度I0下，受光器處的光強(qiáng)I下降，透射率降低，減光系數(shù)Kc增大，百分遮光度B增大，單位光學(xué)密度D0和光學(xué)密度D增大，說明了空間內(nèi)煙氣的遮光性增強(qiáng)，煙粒子濃度增大；反之，受光器處的光強(qiáng)I上升，透射率增大，減光系數(shù)Kc減小，百分遮光度B減小，單位光學(xué)密度D0和光學(xué)密度D減小，說明了空間內(nèi)煙氣的遮光性變?nèi)?，煙粒子濃度減小。煙氣的遮光性與煙氣的光學(xué)密度可以相互轉(zhuǎn)換，它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1-3。1.2.3煙氣的遮光性表1-3

煙氣遮光性與光學(xué)密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系透射率（I/I0）百分減光度（B/%）長度（L/m）單位光學(xué)密度（D0/m-1）減光系數(shù)（Kc/m-1）1.000任意000.90101.00.0460.10510.00.00460.01050.60401.00.2220.51110.00.0220.05110.30701.00.5231.2010.00.05230.120.10901.01.002.3010.00.100.230.01991.02.004.6110.00.200.46各種可燃物在不同溫度下，其發(fā)煙性能也各不相同。少數(shù)純?nèi)剂希ㄈ缫谎趸?、甲醇、甲醛、乙醚等）燃燒的火焰不發(fā)光，且基本上不產(chǎn)生固態(tài)或液態(tài)懸浮微粒。大分子燃料燃燒時(shí)的發(fā)煙量卻比較顯著。在自由燃燒情況下，固體可燃物（如木材）和部分經(jīng)過氧化的燃料（如乙醇、丙酮等）的發(fā)煙量比生成這些物質(zhì)的碳?xì)浠衔铮ㄈ缇垡蚁┖途勐纫蚁┑陌l(fā)煙量少得多。發(fā)煙量：單位質(zhì)量可燃材料所產(chǎn)生的煙量。發(fā)煙速度：單位質(zhì)量的可燃物在單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)煙量。1.2.4材料發(fā)煙特性木材類在溫度升高時(shí)，發(fā)煙量有所減少。這主要是由于分解出的碳質(zhì)微粒在高溫下又重新燃燒，且溫度升高后減少了碳質(zhì)微粒的分解所致。高分子有機(jī)材料能產(chǎn)生大量的煙氣。表1-1各種材料在不同溫度下的發(fā)煙量（Kc=0.5m-1）材料名稱發(fā)煙量/（m3/g）300℃400℃500℃松4.01.80.4杉木3.62.10.4普通膠合板4.01.00.4難燃膠合板3.42.00.6硬質(zhì)纖維板1.42.10.6鋸木屑板2.82.00.4玻璃纖維增強(qiáng)塑料6.24.1聚氯乙烯4.010.4聚苯乙烯12.610.0聚氨酯（人造橡膠之一）14.04.0表1-2各種材料在不同溫度下的發(fā)煙速度[m3/(s·g)]木材類在加熱溫度超過350℃時(shí)，發(fā)煙速度一般隨溫度的升高而降低。高分子有機(jī)材料則恰好相反。高分子材料的發(fā)煙速度比木材要大得多，因?yàn)楦叻肿硬牧系陌l(fā)煙系數(shù)大，且燃燒速度快之故。【KTV火災(zāi)】材料名稱加熱溫度（℃）225230235260280290300350400450500550針樅0.720.800.710.380.170.17杉0.170.250.280.610.720.710.530.130.13普通膠合板0.030.190.250.260.931.081.101.070.310.24難燃膠合板0.010.090.110.130.200.560.610.580.590.220.20硬質(zhì)板0.761.221.190.190.260.27微片板0.630.760.850.190.150.12苯乙烯泡沫板A1.582.685.926.908.96苯乙烯泡沫板B1.242.363.565.344.46聚氨酯5.011.515.016.5玻璃纖維增強(qiáng)塑料0.501.03.00.50聚氯乙烯0.104.57.509.70聚苯乙烯1.04.951.97火災(zāi)煙氣危害：能見度、呼吸、溫度、心理方面危害。前兩種危害直接威脅到人的生命安全，是造成火災(zāi)時(shí)人員傷亡的主要因素。1、能見度方面危害能見度：是指人們?cè)谝欢ōh(huán)境下剛好能看到某個(gè)物體的最遠(yuǎn)距離。能見度的影響主要有兩方面：一、是煙氣的減光性使能見度降低，疏散速度下降；二、是煙氣有視線遮蔽及刺激效應(yīng)，會(huì)助長驚慌狀況，擾亂疏散秩序。主要由煙氣的濃度決定，同時(shí)還受到煙氣的顏色、物體的亮度、背景的亮度以及觀察者對(duì)光線的敏感程度等因素的影響。1.3煙氣的危害式中V——能見度（m）；Kc——減光系數(shù)（m-1）；R——比例系數(shù)，反映了特定場(chǎng)合下各種因素對(duì)能見度的綜合影響；D0——單位長度光學(xué)密度（m-1）。

大量火災(zāi)案例和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，即便設(shè)置了事故照明和疏散標(biāo)志，火災(zāi)煙氣仍可導(dǎo)致人們辨識(shí)目標(biāo)和疏散能力的大大下降。（1-9）能見度與減光系數(shù)和單位光學(xué)密度有如下關(guān)系：圖1-2發(fā)光標(biāo)志的能見度與減光系數(shù)的關(guān)系白色煙氣是陰燃產(chǎn)生的，黑色煙氣是明火燃燒產(chǎn)生的。通過白色煙氣的能見度較低，可能是由于光的散射率較高。他建議對(duì)于疏散通道上的反光標(biāo)志、疏散門以及有反射光存在的場(chǎng)合，R取2~4；對(duì)自發(fā)光標(biāo)志、指示燈等，R取5~10。由此可知，安全疏散標(biāo)志最好采用自發(fā)光標(biāo)志。Jin（金）對(duì)自發(fā)光標(biāo)志和反光標(biāo)志在不同煙氣情況下的能見度進(jìn)行了測(cè)試。圖1-4在刺激性與非刺激性煙氣中人的行走速度煙氣對(duì)眼睛的刺激作用也會(huì)影響能見度。在刺激性的煙氣中，人的眼睛睜時(shí)間、行走速度將降低，能見度低于非刺激性的煙氣。Jin（金）對(duì)暴露于刺激性煙氣中人的能見度和移動(dòng)速度與減光系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。表1-6給出了人可以耐受的能見度極限值。小空間通常功能分區(qū)簡單，進(jìn)入其中的人對(duì)內(nèi)部構(gòu)造可能熟悉起來比較容易，而且小空間到達(dá)安全出口的距離短，能見度的要求就相對(duì)低一些；大空間內(nèi)功能分區(qū)復(fù)雜，人員流動(dòng)性大，對(duì)疏散設(shè)施不容易熟悉，尋找安全出口需要看得更遠(yuǎn)，因此能見度要求更高。故在疏散安全設(shè)計(jì)上，通常采用最小能見度為10m。表1-6人員可以耐受的能見度極限值參數(shù)小空間大空間光學(xué)密度/m-10.20.08能見度/m510為保證安全疏散的極限視距[V]，必然有一個(gè)極限的減光系數(shù)[Ks]，即如表1-7所示。由表可見，在任何情況下都能保證安全疏散的煙氣光學(xué)濃度[D0]為0.1m-1左右。表1-7保證安全疏散的極限消光系數(shù)[Ks]值m-1

光源標(biāo)志型式對(duì)建筑物熟悉者對(duì)建筑物不熟悉者發(fā)光型標(biāo)志燈或窗1～20.17～0.33反射型指示燈或門0.4～0.80.07～0.132、呼吸方面危害大氣中環(huán)境氧氣濃度人體癥狀21％活動(dòng)正常17~21％高山癥，肌肉功能會(huì)減退10~17%尚有意識(shí)，但顯現(xiàn)錯(cuò)誤判斷力，神態(tài)疲倦本身不易察覺10%導(dǎo)致失能9.6%人們無法進(jìn)行避難逃生6~8%呼吸停止，在6~8分鐘內(nèi)發(fā)生窒息（Asphyxiation）死亡（1）缺氧部分火災(zāi)試驗(yàn)顯示，在許多情況下任一毒害氣體尚未到達(dá)致死濃度之前，最低存活氧氣濃度或最高呼吸溫度已先行到達(dá)。當(dāng)空氣中含氧量降低到15%時(shí)，人的肌肉活動(dòng)能力下降降到10%～14%時(shí)，人就四肢無力，智力混亂，辨不清方向降到6%～10%時(shí)，人就會(huì)暈倒。所以，對(duì)于處在著火房間內(nèi)的人們來說，氧氣的短時(shí)致死濃度為6%。（2）中毒燃燒材料來源氣體產(chǎn)生種類所有高分子材料一氧化碳、二氧化碳羊毛、皮革、聚氨酯、尼龍含氮高分子材料氰化氫、一氧化氮、二氧化氮、氨羊毛、硫化橡膠、含硫高分子材料等二氧化硫、二硫化碳、硫化氫聚氯乙烯、含鹵素阻燃劑的高分子材料、聚四氟乙烯硫化氫、氟化氫、溴化氫聚烯類及許多其他高分子烷、烯聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等苯酚醛樹脂酚、醛木材、紙張、天然原木纖維丙烯醛聚縮醛甲醛纖維素及纖維產(chǎn)品甲酸、乙酸高分子材料熱解及燃燒產(chǎn)生氣體的毒害性成分基本上可分為三類：窒息性或昏迷性成分、對(duì)感官或呼吸器官有刺激性成分、其它異常毒害性成分。

表1-7有機(jī)高分子材料燃燒所產(chǎn)生的有害氣體（2）中毒——COCO人吸入后和血液中的血紅蛋白結(jié)合成為一氧化碳血紅蛋白。當(dāng)CO和血液50％以上的血紅蛋白結(jié)合時(shí)，便能造成腦和中樞神經(jīng)嚴(yán)重缺氧，繼而失去知覺，甚至死亡。即使吸入量在致死量以下，也會(huì)因缺氧而頭痛無力及嘔吐等，導(dǎo)致不能及時(shí)逃離火場(chǎng)而死亡。火災(zāi)死亡統(tǒng)計(jì)資料：大部分罹難者是因吸入一氧化碳等有害氣致死。表1-10CO濃度與暴露癥狀CO暴露濃度（ppm）暴露時(shí)間（min）癥狀50360～480不會(huì)出現(xiàn)副作用的臨界值200120～180可能出現(xiàn)輕微頭疼40050～120頭疼、惡習(xí)60045頭疼、頭昏、惡習(xí)120癱瘓可能失去知覺100060失去知覺160020頭疼、頭昏、惡心32005～10頭疼、頭昏30失去知覺64001～2頭疼、頭昏10～15失去知覺，有死亡危險(xiǎn)128001～3即可出現(xiàn)生理反應(yīng)，失去知覺，有死亡危險(xiǎn)（2）中毒——CO2隨著二氧化碳濃度及暴露時(shí)間的增加，將對(duì)人體造成嚴(yán)重影響。譬如，當(dāng)CO2

濃度在10％時(shí)，人體暴露時(shí)間2分鐘，將導(dǎo)致意識(shí)模糊。CO2濃度(%)對(duì)人體的影響0.556h內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生任何癥狀1~2引起不適感3呼吸中樞受到刺激,呼吸頻率增大,血壓升高4感覺頭痛、耳鳴、目眩、心跳加速5感覺喘不過氣,30min內(nèi)引起中毒6呼吸急促,感覺難受7~10數(shù)分鐘內(nèi)失去知覺,甚至死亡表1-11列出了除CO、CO2外的火災(zāi)煙氣中部分有害氣體允許濃度。表1-11部分有害氣體允許濃度熱分解氣體的來源主要的生理作用短期（10min）估計(jì)致死濃度/ppm木材、紡織品、聚丙烯腈尼龍、聚氨酯以及紙張等物質(zhì)燃燒時(shí)分解出不等量氰化氫，本身可燃，難以準(zhǔn)確分析氰化氫（HCN）：一種迅速致死、窒息性的毒物；在涉及裝潢和織物的新近火災(zāi)中懷疑有此種毒物，但尚無確切的數(shù)據(jù)。350紡織物燃燒時(shí)產(chǎn)生少量的、硝化纖維素和賽璐珞（由硝化纖維素和樟腦制得，現(xiàn)在用量減少）產(chǎn)生大量的氮氧化物二氧化氮（NO2）和其他氮的氧化物：肺的強(qiáng)刺激劑，能引起即刻死亡以及滯后性傷害>200木材、紡織品、尼龍以及三聚氰胺的燃燒產(chǎn)生；在一般的建筑中氨氣的濃度通常不高；無機(jī)物燃燒產(chǎn)物氨氣（NH3）：刺激性、難以忍受的氣味，對(duì)眼、鼻有強(qiáng)烈的刺激作用>1000工程應(yīng)用采用一種有效的簡化處理方法來度量煙氣中燃燒產(chǎn)物對(duì)人體的危害濃度，通常以一氧化碳濃度為主要的定量判定指標(biāo)，即一氧化碳濃度小于0.25%（2500ppm）時(shí)，人員可以安全疏散。（3）塵害火災(zāi)煙氣中懸浮微粒是有害的，危害最大的是顆粒直徑小于10μm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(shí)，長則數(shù)年。尤其是微粒小于5μm的飄塵，由于氣體的擴(kuò)散作用，能進(jìn)入人體肺部，黏附并聚集在肺泡壁上，引起呼吸道疾病和增大心臟病死亡率，對(duì)人體造成直接危害。除此之外，由于火災(zāi)過程中產(chǎn)生的大量煙氣得不到有效并及時(shí)的凈化，這大量污染氣體便會(huì)使城市的PM2.5指數(shù)迅速升高，對(duì)人們的日常生活造成了嚴(yán)重影響，火災(zāi)中產(chǎn)生大量的CO2氣體，會(huì)加劇溫室效應(yīng)。3、溫度方面危害（1）高溫?zé)煔飧邷貢?huì)引致燒傷、熱虛脫、脫水及呼吸道閉塞（水腫），對(duì)于火場(chǎng)內(nèi)及鄰接區(qū)域的人員皆具危險(xiǎn)性。當(dāng)周圍氣體溫度達(dá)到60℃時(shí)，人體尚能忍受一段時(shí)間，不過要視當(dāng)時(shí)人的衣著及個(gè)人體質(zhì)等因素決定承受時(shí)間的長短；若周圍溫度為120℃時(shí)，人體只能承受十幾分鐘；當(dāng)火場(chǎng)溫度達(dá)175℃時(shí)，只要一分鐘人的皮膚就會(huì)受到嚴(yán)重的傷害。表1-13是不同溫度下人體可耐受時(shí)間，目前工程應(yīng)用認(rèn)為安全的煙氣溫度應(yīng)在60℃以下。溫度/℃405060708090可忍受時(shí)間/min604635262015表1-13不同溫度下人體可耐受時(shí)間（2）熱輻射人體對(duì)煙氣層等火災(zāi)環(huán)境的輻射熱的耐受極限是2.5kW/m2，處于這個(gè)程度的輻射熱灼傷幾秒鐘之內(nèi)就會(huì)引起皮膚強(qiáng)烈疼痛，輻射熱為2.5kW/m2的煙氣相當(dāng)于上部煙氣層的溫度達(dá)到180~200℃。而對(duì)于較低的輻射熱流，人員可以忍受5min以上。對(duì)于很短的曝火時(shí)間，例如快速通過一個(gè)發(fā)生火災(zāi)的封閉空間的敞開門洞所需的時(shí)間，甚至可以忍受10kW/m2輻射熱流。熱輻射強(qiáng)度<2.5kW/m22.5kW/m210kW/m2忍受時(shí)間>5min30s4s表1-14人體對(duì)輻射熱的耐受極限人類無法存活指標(biāo)人類危害忍受臨界值溫度和含水量<60℃，水分飽和100℃，水分含量<10%180℃，水分含量<10%耐受時(shí)間>30min12min1min（3）熱對(duì)流火場(chǎng)中人員呼吸的空氣已經(jīng)被火源和煙氣加熱，吸入的熱空氣主要通過熱對(duì)流的方式與人體尤其是呼吸系統(tǒng)換熱。試驗(yàn)表明，呼吸過熱的空氣會(huì)導(dǎo)致熱沖擊（即高溫情況下導(dǎo)致人體散熱不暢出現(xiàn)的中暑癥狀）和呼吸道灼傷。研究表明火場(chǎng)中可吸入空氣的溫度不高于60℃才認(rèn)為安全。

表1-12人體對(duì)熱對(duì)流的耐受極限火災(zāi)煙氣的遮光性、毒性、高溫等都對(duì)人的感官有刺激作用，使人在逃離火場(chǎng)過程中會(huì)產(chǎn)生一些特定的心理反應(yīng)。

表1-16人員疏散心理反應(yīng)特征及其對(duì)人員疏散的影響程度4、心理方面危害心理反應(yīng)特征特征說明與人員疏散的關(guān)系沖動(dòng)僥幸沖動(dòng)心理是由于外界環(huán)境的刺激引起的，受情緒左右，需要激情推動(dòng)；僥幸心理是人們?cè)谔厥猸h(huán)境下的一種趨利避害的投機(jī)心理。兩者密切聯(lián)系，相互影響火災(zāi)環(huán)境的外在刺激使人們?nèi)菀桩a(chǎn)生沖動(dòng)的想法，可能在僥幸心理的支配下做出過激決策，應(yīng)避免這種情況的出現(xiàn)躲避心理當(dāng)察覺火災(zāi)等異常現(xiàn)象時(shí)，為確認(rèn)而接近，但感覺危險(xiǎn)時(shí)由于反射性的本能，馬上向遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的方向逃跑起火車廂內(nèi)人員因危險(xiǎn)而往兩側(cè)疏散時(shí)，將造成人群移動(dòng)的困難與混亂習(xí)慣心理對(duì)于經(jīng)常使用的空間如走廊、樓梯、出入口等，有較深切的了解及安全感，火災(zāi)時(shí)寧可選擇較危險(xiǎn)但熟悉的路徑應(yīng)加強(qiáng)人員應(yīng)急疏散培訓(xùn)和教育鴕鳥心態(tài)在危險(xiǎn)接近且無法有效應(yīng)對(duì)時(shí)，出現(xiàn)判斷失誤的概率增加且具有逃往狹窄角落方向的行動(dòng)發(fā)生于地下空間內(nèi)火災(zāi)，人們躲進(jìn)封閉空間企圖逃避危險(xiǎn)服從本能人員在遭遇緊急狀況時(shí)，較容易服從指示行事，但指令的內(nèi)容必須非常簡潔空間內(nèi)的緊急事故安撫與引導(dǎo)廣播，為避難疏散成功的重要因素寄托概念對(duì)于事物過于沉迷，忽略緊急事故發(fā)生，即使事故發(fā)生也很難轉(zhuǎn)移其注意力，一般發(fā)生在消費(fèi)性場(chǎng)所一般具有餐飲及床鋪的長途旅行列車較易發(fā)生角色概念人們認(rèn)為花錢消費(fèi)應(yīng)得到一定服務(wù)，即使發(fā)生事故狀況，仍需由員工服務(wù)指導(dǎo)避難，多屬于消費(fèi)性角色依賴行為在事故狀態(tài)不明的情況下，期待工作人員主動(dòng)告知應(yīng)該如何做火災(zāi)中人的復(fù)雜心理嚴(yán)重影響人的反應(yīng)。人員行為反應(yīng)特征主要是指疏散中人們表現(xiàn)出來的行為共性。

表1-17人員疏散行為反應(yīng)特征及其對(duì)人員疏散的影響程度4、心理方面危害行為特征特征說明與人員疏散的關(guān)系歸巢行為當(dāng)人遇到意外災(zāi)害時(shí)為求自保，會(huì)本能地折返原來的途徑，或以日常生活慣用的途徑以求逃脫造成主出入口擁塞，避難時(shí)間增長從眾行為人員在遭遇緊急狀況時(shí)，思考能力下降，會(huì)追隨先前疏散者(Leader)或多數(shù)人的傾向若有熟悉環(huán)境的誘導(dǎo)人員，可減少避難時(shí)混亂及傷亡向光行為由于火災(zāi)黑煙彌漫、視線不清，人們具有往稍亮方向移動(dòng)的傾向(火焰亮光除外)疏散路徑上明亮的緊急出口、指引標(biāo)識(shí)等設(shè)施，可安撫群眾且加快疏散速度往開闊處移動(dòng)行為越開闊的地方其障礙可能越少，安全性也可能較高，生存的機(jī)會(huì)也可能較多通道的入口處留設(shè)較開闊的空間潛能發(fā)揮行為危險(xiǎn)狀態(tài)常能激發(fā)出人們的潛能，排除障礙而逃生緊急情況下潛能的激發(fā)有助于順利疏散綜上所述，火災(zāi)煙氣對(duì)人的危害主要表現(xiàn)為能見度、毒性和溫度，因此工程中評(píng)價(jià)火災(zāi)中人員安全的判據(jù)也一般從溫度、毒性氣體的濃度、能見度等方面進(jìn)行討論。

表1-18人員安全判據(jù)指標(biāo)1.3煙氣的危害項(xiàng)目人體可耐受的極限能見度清晰高度下方，能見度臨界指標(biāo)為10m煙氣中疏散的溫度清晰高度下方人體直接接觸的煙氣溫度小于60℃煙氣的毒性清晰高度下方，小于0.25%（2500ppm）輻射危害清晰高度以上的煙氣層的熱輻射強(qiáng)度不得對(duì)人體構(gòu)成危險(xiǎn)（一般煙氣溫度為180℃）復(fù)習(xí)題1.

火災(zāi)煙氣的組成成分？2.煙氣遮光性的定義？它與能見度的關(guān)系如何？3.煙氣的相關(guān)特征參數(shù)有哪些？4.火災(zāi)煙氣的危害性主要體現(xiàn)在哪些方面？第二章火災(zāi)煙氣的流動(dòng)2.1煙氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力2.1.1熱浮力引起的煙氣運(yùn)動(dòng)2.1.2熱膨脹引起的煙氣運(yùn)動(dòng)2.1.3煙囪效應(yīng)引起的煙氣運(yùn)動(dòng)2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)2.1.5通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引起的煙氣運(yùn)動(dòng)2.1.6電梯活塞效應(yīng)2.2煙氣的擴(kuò)散路線內(nèi)容梗概2.3著火房間及走廊內(nèi)煙氣流動(dòng)2.3.1煙氣羽流2.3.2頂棚射流2.3.3煙氣層沉降2.3.4走廊內(nèi)煙氣流動(dòng)2.4豎井中煙氣流動(dòng)2.4.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井2.4.2具有上下側(cè)向開口的豎井2.4.3具有連續(xù)側(cè)向開縫和一個(gè)上部側(cè)向開口的豎井2.4.4頂部水平開口的豎井2.1煙氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力1、浮力2、煙囪效應(yīng)3、膨脹力4、外界風(fēng)5、空調(diào)系統(tǒng)6、電梯活塞效應(yīng)煙氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力建筑火災(zāi)過程中，在熱浮力的作用，煙氣從火焰區(qū)直接上升到達(dá)樓板或者頂棚，然后會(huì)改變流動(dòng)方向沿頂棚水平擴(kuò)散。由于受冷空氣摻混以及樓板、頂棚等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的阻擋，水平方向流動(dòng)擴(kuò)散的煙氣溫度逐漸下降并向下流動(dòng)。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(duì)流流動(dòng)，火越燒越旺。。2.1.1熱浮力引起的煙氣流動(dòng)熱浮力作用下著火房間內(nèi)煙氣的自然對(duì)流2.1.2熱膨脹引起的煙氣運(yùn)動(dòng)溫度升高引起的氣體膨脹是影響煙氣流動(dòng)的重要因素。忽略燃料燃燒所增加的質(zhì)量，再假設(shè)煙氣的熱性質(zhì)與空氣相同，則煙氣流出與空氣流入的體積流量之比可表達(dá)為絕對(duì)溫度之比：式中，Vout——從著火房間流出的煙氣體積流量，m3/s；Vin——流入著火房間的空氣流量，m3/s；Tout——從著火房間流出煙氣的絕對(duì)溫度，K；Tin——流入著火房間空氣的絕對(duì)溫度，K。若流入空氣溫度為20℃，當(dāng)煙氣溫度為250℃時(shí)，煙氣熱膨脹的系數(shù)為1.8；當(dāng)煙氣溫度為500℃時(shí)，熱膨脹的系數(shù)為2.6；當(dāng)煙氣溫度達(dá)到600℃時(shí)，其體積約膨脹到原體積的三倍。由此可見，火災(zāi)燃燒過程中，從體積流量來說，因膨脹產(chǎn)生了大量體積煙氣。若著火房間的門窗開著，由于流動(dòng)面積較大，燃?xì)馀蛎浺鸬拈_口處的壓差較小可忽略。如果著火房間門窗關(guān)閉，并假定其中有足夠多的氧氣支持較長時(shí)間的燃燒，則，燃?xì)馀蛎浺鸬膲翰顚⑹篃煔馔ㄟ^各種縫隙向非著火區(qū)流動(dòng)。2.1.3煙囪效應(yīng)煙囪效應(yīng)：在建筑的豎直通道中，由于溫度差的存在使得自然對(duì)流循環(huán)加強(qiáng)，促使煙氣流動(dòng)的效應(yīng)。正煙囪效應(yīng)：當(dāng)建筑物內(nèi)部溫度較高，室外溫度較低時(shí)，豎井通道（樓梯間、電梯井、強(qiáng)弱電橋架等）中存在一股上升氣流。逆煙囪效應(yīng)：內(nèi)部溫度＜室外溫度，豎井通道內(nèi)氣流向下。煙囪效應(yīng)是建筑火災(zāi)中煙氣流動(dòng)的主要因素。正煙囪效應(yīng)作用：火災(zāi)發(fā)生在中性面下，煙氣將隨建筑物中空氣流入豎井，并沿豎井上升。煙氣流入豎井后，井內(nèi)氣溫升高，產(chǎn)生的浮力作用增大，豎井內(nèi)上升氣流加強(qiáng)。一旦煙氣上升到中性面以上，煙氣便可由豎井流出，進(jìn)入建筑物上部各樓層，然后隨氣流通過各樓層的外墻開口排至室外。如果樓層間的縫隙可以忽略，則中性面以下的樓層，除了著火層外都將沒有煙氣進(jìn)入；如果樓層上下之間存在縫隙，則著火層所產(chǎn)生的煙氣將向上一層滲漏，中性面以下樓層的煙氣將隨空氣進(jìn)入豎井向上流動(dòng)?；馂?zāi)發(fā)生在中性面上，由正煙囪效應(yīng)引起的空氣流從豎井進(jìn)入著火層能夠阻止煙氣流進(jìn)豎井。當(dāng)樓層間存在縫隙時(shí)，如果著火層的燃燒強(qiáng)烈，熱煙氣的浮力克服了豎井內(nèi)的煙囪效應(yīng)，則煙氣仍可進(jìn)入豎井繼而流入上層樓層。著火房間中的煙氣將隨著建筑物中的氣流通過外墻開口排至室外。逆煙囪效應(yīng)作用：火災(zāi)發(fā)生在中性面上，火災(zāi)開始階段煙氣溫度較低，煙氣將隨著建筑物中空氣流入豎井，煙氣流入豎井后雖然使井內(nèi)的氣溫有所升高，但仍然低于外界空氣溫度，豎井內(nèi)氣流方向朝下，煙氣被帶到中性面以下，然后隨氣流進(jìn)入各樓層中。隨著火災(zāi)發(fā)展，高溫?zé)煔膺M(jìn)入豎井后將導(dǎo)致井內(nèi)氣溫高于室外氣溫，浮力作用克服了豎井內(nèi)的逆煙囪效應(yīng)，則煙氣在豎井內(nèi)轉(zhuǎn)而向上流動(dòng)。2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)風(fēng)的存在對(duì)建筑物將產(chǎn)生壓力，這種壓力會(huì)影響建筑屋內(nèi)的煙氣流動(dòng)，因素包括：風(fēng)向風(fēng)速建筑物高度幾何外形鄰近建筑物一般說來，風(fēng)朝建筑物吹過來會(huì)在建筑物的迎風(fēng)側(cè)產(chǎn)生較高的滯止壓力，這可增強(qiáng)建筑物內(nèi)的煙氣向下風(fēng)向的流動(dòng)。2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)風(fēng)級(jí)風(fēng)級(jí)名稱風(fēng)速/（m/s）地面動(dòng)態(tài)0無風(fēng)0~0.2靜，煙直上1軟風(fēng)0.3~1.5煙能表示方向，樹葉略有搖動(dòng)2輕風(fēng)1.6~3.3樹葉微響，旗子開始搖動(dòng)，人臉部感到有風(fēng)3微風(fēng)3.4~5.4樹上有細(xì)樹枝搖動(dòng)不停，旗子展開4和風(fēng)5.5~7.9小樹枝搖動(dòng)，地面上灰塵和紙屑被吹起5勁風(fēng)8.0~10.7有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸水面有小波6強(qiáng)風(fēng)10.8~13.8大樹枝搖動(dòng)，舉傘困難，電線呼呼作響7疾風(fēng)13.9~17.1全樹搖動(dòng)，迎風(fēng)步行感到不便8大風(fēng)17.2~20.7折毀小樹枝，迎風(fēng)步行感到阻力很大9烈風(fēng)20.8~24.4小房子被破壞，屋頂平瓦移動(dòng)10狂風(fēng)24.5~28.4陸地上少見，能把樹木拔起，把建筑物摧毀11暴風(fēng)28.5~32.6陸地上少見，摧毀力很大，造成嚴(yán)重災(zāi)害12臺(tái)風(fēng)32.7~36.9陸地上絕少見，摧毀力極大2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)風(fēng)速隨著高度的變化情況為：靠近地面的風(fēng)速較小，隨著高度的增加，風(fēng)速相應(yīng)增大，始時(shí)，風(fēng)速增大得很快，后來逐漸減緩：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的風(fēng)速或?qū)崪y(cè)的風(fēng)速值的具體測(cè)定位置與所設(shè)計(jì)的建筑物的具體位置的地面狀態(tài)加以修正，即：設(shè)計(jì)建筑物的位置風(fēng)速測(cè)定位置ψ值開闊地開闊地1.0市區(qū)1.2市區(qū)開闊地0.8市區(qū)1.0表2-2風(fēng)速修正系數(shù)2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)風(fēng)的動(dòng)壓：風(fēng)由于受到建筑物阻擋而造成建筑物四周氣流靜壓發(fā)生升高或降低的現(xiàn)象稱為風(fēng)壓作用，若以遠(yuǎn)處未受干擾的氣流的壓力為基準(zhǔn)，靜壓升高，風(fēng)壓為正，稱為正壓；靜壓降低，風(fēng)壓為負(fù)，稱為負(fù)壓。2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)在某一風(fēng)向下，建筑物外圍上任一點(diǎn)的風(fēng)壓為：表2-3建筑物外墻面的風(fēng)壓系數(shù)值風(fēng)向夾角風(fēng)壓系數(shù)k值迎風(fēng)面背風(fēng)面00.75-0.4150.75-0.5300.72-0.48450.45-0.5600.28-0.48750-0.590-0.4-0.4建筑物在風(fēng)力作用下的壓壓系數(shù)分布

2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)風(fēng)壓對(duì)建筑物外墻開口處壓力分布的影響2.1.4外界風(fēng)作用下的煙氣運(yùn)動(dòng)（a）風(fēng)壓為正時(shí)（迎風(fēng)）（b）風(fēng)壓為負(fù)時(shí)（背風(fēng)）無外界風(fēng)時(shí)，著火房間的開口處在中性層以下外部空氣流入，中性層以上室內(nèi)煙氣流出。在有外界風(fēng)的情況下，且建筑物房間外墻面開口位于迎風(fēng)側(cè)，即開口受到的風(fēng)壓為正壓時(shí)，外墻面開口的中性層因正壓作用而升高；在有外界風(fēng)的情況下，且建筑物房間外墻面開口位于背風(fēng)側(cè)，即開口受到的風(fēng)壓為負(fù)壓時(shí)，外墻面開口的中性層因負(fù)壓作用而降低。在高層建筑發(fā)生火災(zāi)往往出現(xiàn)外窗玻璃破碎這種情況下，若破碎的外窗處于正迎風(fēng)面，大量外界新鮮空氣在高風(fēng)壓的作用下進(jìn)入高層建筑內(nèi)部，將驅(qū)動(dòng)整個(gè)高層建筑內(nèi)熱煙氣迅速流動(dòng)，使火災(zāi)迅速蔓延，給建筑內(nèi)人員的安全疏散及消防人員的滅火作戰(zhàn)帶來極大影響。若破碎的外窗處于背風(fēng)面，則外部風(fēng)壓在高層建筑背風(fēng)面產(chǎn)生的強(qiáng)大負(fù)壓會(huì)將熱煙氣從高層建筑內(nèi)抽出，為建筑內(nèi)人員的安全疏散贏得寶貴時(shí)間。

2.1.5通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引起的煙氣流動(dòng)在火災(zāi)情況下，即使風(fēng)機(jī)不開動(dòng)，采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)（HeatVentilationandAirCondition，簡稱HVAC系統(tǒng)）的管道也能成為煙氣流動(dòng)的通道。在前面所說的幾種力（尤其是煙囪效應(yīng)）的作用下，煙氣將會(huì)沿管道流動(dòng)，從而促使煙氣在整個(gè)樓內(nèi)蔓延。

防止措施：關(guān)閉HVAC防火閥和風(fēng)機(jī)，切斷著火區(qū)與其他部位的聯(lián)系。

2.1.6電梯活塞效應(yīng)當(dāng)電梯在電梯井中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠使電梯井內(nèi)出現(xiàn)瞬時(shí)壓力變化，稱為電梯的活塞效應(yīng)。當(dāng)電梯向下運(yùn)動(dòng)時(shí)將會(huì)使其下部的空間向外排氣，其上部的空間向內(nèi)吸氣，而電梯向上運(yùn)動(dòng)時(shí)氣流運(yùn)動(dòng)則正好相反。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電梯的活塞效應(yīng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)影響電梯附近空間和房間的煙氣流動(dòng)方向和速度。著火房間→室外著火房間→相鄰上層房間→室外著火房間→走廊→樓梯間→上部各樓層→室外煙氣蔓延路徑2.2煙氣的擴(kuò)散路線2.3著火房間及走廊內(nèi)

煙氣流動(dòng)

2.3.1煙氣羽流燃燒表面上方不太遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)存在連續(xù)的火焰面，稱為連續(xù)火焰區(qū)；在往上的一定區(qū)域內(nèi)火焰則是間斷出現(xiàn)的，稱為間歇火焰區(qū)?；鹧鎱^(qū)的上方為燃燒產(chǎn)物（煙氣）的羽流區(qū)，其流動(dòng)完全由浮力效應(yīng)控制，一般稱其為浮力羽流，或稱煙氣羽流。

2.3.2頂棚射流當(dāng)羽流與頂棚相遇時(shí)，熱煙氣在徑向進(jìn)行擴(kuò)展，形成頂棚射流。

2.3.2頂棚射流多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為頂棚高度H的5%~12%，而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在頂棚以下頂棚高度H的1%處。

2.3.2頂棚射流對(duì)于頂棚下建筑橫梁之間和走廊中煙氣的受限流動(dòng)，其最大溫度為

2.3.3煙氣層沉降

2.3.4走廊內(nèi)煙氣流動(dòng)1.著火房間擴(kuò)散到走廊中的煙氣流動(dòng)特點(diǎn)煙氣在上層流動(dòng)，空氣在下層流動(dòng)，分層流動(dòng)狀態(tài)能保持40~50m的流程；但若流動(dòng)過程中遇到外部氣流干擾時(shí)，如室外空氣送進(jìn)或排氣設(shè)備排氣時(shí)，則層流狀態(tài)將變成紊流狀態(tài)。煙氣層的厚度在20-30m的流程內(nèi)能維持不變。

2.3.4走廊內(nèi)煙氣流動(dòng)2.著火房間蔓延到走廊中的煙氣量外窗打開、門關(guān)閉的情況下

2.3.4走廊內(nèi)煙氣流動(dòng)2.著火房間蔓延到走廊中的煙氣量外窗關(guān)閉、門打開的情況下，大量氣擴(kuò)散到走道中，嚴(yán)重影響人員疏散安全如果門窗同時(shí)打開，大部分煙氣將通過窗孔的上部排至窗外，擴(kuò)散到走道中的煙氣量仍較少2.4壓力中性面本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容2.4.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井2.4.2具有上下側(cè)向開口的的豎井2.4.3具有連續(xù)側(cè)向開縫和一個(gè)上部側(cè)向開口的

豎井2.4.4頂部水平開口的豎井2.4.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井，從其頂部到底部有連續(xù)的寬度相同的側(cè)向開縫與外界連通。由于豎井內(nèi)溫度高于豎井外溫度，則由正煙囪效應(yīng)而引起的該豎井內(nèi)氣流狀況如圖2-19。圖2-19與外界具有連續(xù)開縫豎井的氣流狀況2.3.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井由于中性面處豎井內(nèi)外壓力相等，所以我們不妨假設(shè)此處壓力為p0。在距中性面N上方垂直距離h處的豎井內(nèi)外壓力分別為：pin=p0+ρinghpout=p0+ρoutgh兩式相減2.3.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井∵豎井內(nèi)外壓差變化遠(yuǎn)小于絕對(duì)大氣壓力patm（Pa），因此，可以用patm和豎井內(nèi)外氣體溫度來表示氣體密度，則式（2-18）可寫為∴孔口流動(dòng)——流量平方根法則當(dāng)煙氣從出口向外蔓延時(shí)，其流動(dòng)遵從流體孔口流動(dòng)規(guī)律。與開口壁的厚度相比，開口面積很大的孔洞（如門窗洞口）的氣體流動(dòng)，叫做孔口流動(dòng)，如圖2-20。

圖2-20孔口處的氣流

2.2煙氣等效流通面積從開口面積為A的出口噴出的氣流發(fā)生縮流現(xiàn)象，流體發(fā)生縮流后的截面面積變?yōu)锳’。故引入收縮系數(shù)a,則a=A’/A，由流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)得知取值一般為0.62~0.64，一般圓形薄壁小孔口的a=0.62~0.64。那么通過孔口處的容積流量Q（m3/s）為：

Q=aAv

（2-20）2.2煙氣等效流通面積根據(jù)伯努利方程（不考慮孔口入口處的縮流阻力和孔口內(nèi)的摩擦阻力）：

（2-21）則將（2-15）代入（2-14），煙氣總流量Q、開口兩側(cè)總壓差△p=

p1-p2，和流通面積A之間的關(guān)系式為

（2-22）對(duì)于多數(shù)煙氣控制計(jì)算來說，可以假定通過某一孔口的煙氣溫度不變和收縮系數(shù)相同。下面分別討論各種情形下等效流通面積的計(jì)算。2.4.1具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井從h處起向上取微元高dh，設(shè)w為豎井的寬度。根據(jù)流量平方根法則，通過該微元面積向外排出的氣體質(zhì)量流量為則從豎井中性面至上緣之間的開口面積中排出的氣體質(zhì)量流量為同理，可以得到從豎井中性面至下緣之間的開口面積中流入的空氣質(zhì)量流量為式中，a——豎井的流量系數(shù)；

ρout——外界空氣的密度，kg/m3；

ρin——室內(nèi)空氣的密度，kg/m3。順便指出，大開口房間的壓力中性面與上述具有連續(xù)側(cè)向開縫的豎井類似?；馂?zāi)發(fā)展過程中，中性面位置的變化過程如下列圖a--d所示火災(zāi)初期，室內(nèi)氣體分為上部熱煙氣層和下部冷空氣層，因而室內(nèi)壓力分布由兩段斜率不同的直線組成，下半段直線與室外壓力分布線平行，室內(nèi)外壓力分布線沒有交點(diǎn)，不存在壓力中性面；隨著火災(zāi)的發(fā)展，熱煙氣層逐漸變厚，室內(nèi)壓力分布線上半段隨之變長，并與室外壓力分布線相交，交點(diǎn)所在的水平面即為壓力中性面；發(fā)生轟然后，室內(nèi)氣體不再分層，壓力分布線成為一條直線。2.4.2具有上下側(cè)向開口的豎井圖2-15具有上下雙開口豎井的氣流狀況這種類型的豎井與上節(jié)具有連續(xù)側(cè)向開縫豎井的不同在于：兩個(gè)側(cè)向開口間的距離比開口本身的尺寸大得多，這樣可忽略沿開口自身高度的壓力變化，也就省去了積分的麻煩。但分析方法與上節(jié)相類似。由于中性面處豎井內(nèi)外壓力相等，所以我們不妨假設(shè)此處壓力為p0。在豎井下部開口處，豎井內(nèi)外壓力分別為：p1in=p0+ρingHN

（1）p1out=p0+ρoutgHN

（2）則豎井下部開口處的內(nèi)外壓力差：

（3）在豎井上部開口處，豎井內(nèi)外壓力分別為：p2in=p0+ρing（H-HN）

（4）p2out=p0+ρoutg（H-HN）

（5）則豎井上部開口處的內(nèi)外壓力差：

（6）根據(jù)流量平方根法則，當(dāng)Tin>Tout時(shí)，通過下部流入口流進(jìn)室內(nèi)的空氣質(zhì)量流量為通過上部排出口流出的氣體質(zhì)量流量為由于流量連續(xù)，即min=mout，故兩邊平方，根據(jù)理想氣體定律移項(xiàng)整理得

開口形式相同，則a1=a22.4.2具有上下側(cè)向開口的豎井（1）火災(zāi)溫度越高，即Tin越大，HN

越小，即中性面下移。（2）下部開口面積A1越大，HN

越小，即中性面下移，有利于對(duì)外排煙。所以，在進(jìn)行自然排煙設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大豎井底部的開口面積，這樣有利于上層的對(duì)外排煙。中性面位置計(jì)算公式：中性面位置與上下開口面積、豎井內(nèi)氣體溫度及外界空氣溫度有關(guān)。2.4.3具有連續(xù)側(cè)向開縫和一個(gè)上部側(cè)向開口的豎井這種情況相當(dāng)于連續(xù)側(cè)向開縫和側(cè)向開口兩種情況的綜合。故計(jì)算方法也是以上兩種的綜合。Hv--------上部開口中心到地面的高度Hn--------中性面高度圖2-16具有一個(gè)上開口及連續(xù)開縫豎井的氣流狀況流出房間的煙氣質(zhì)量是由門孔中性面至上緣之間的開口面積中流出的煙氣質(zhì)量與由上部開口流出的煙氣質(zhì)量之和，即：同理，可以得到從窗孔中性面至下緣之間的開口面積中流入的空氣質(zhì)量流量為當(dāng)Av不等于0時(shí)，此式可進(jìn)一步整理為：根據(jù)質(zhì)量守恒，聯(lián)立以上兩式，消去相同的項(xiàng)，并將理想氣體定律關(guān)于密度和溫度的關(guān)系（）代入，得：對(duì)于較大的開口，比值w/Av趨近于零，上式中的第一、三項(xiàng)接近于零，于是得到HN=Hv，這樣中性面就位于上部開口處。顯然，由上述方程決定的中性面位置受流動(dòng)面積影響較大，而受溫度影響較小。無論開口在中性面上部還是下部，其位置將位于方程（2-55）所給的無開口時(shí)的高度與開口高度Hv之間。wH/Av的值越小，中性面的位置就越接近于Hv。受壓差的影響，水平天窗處流動(dòng)方向有單向和雙向?；馂?zāi)時(shí)室內(nèi)壓力高于室外，水平開口處僅存在單向流動(dòng)。某房間頂部有一排煙口，發(fā)生火災(zāi)后其煙氣運(yùn)動(dòng)如下圖。圖2-18頂部自然排煙口的煙氣流動(dòng)2.4.4頂部水平開口的豎井上部開口下部開口煙氣和空氣的質(zhì)量流量：根據(jù)質(zhì)量平衡，即進(jìn)入著火房間的空氣流量等于流出頂部排煙口的煙氣流量，得又由理想氣體定律中性面高度可用溫度參數(shù)表達(dá)復(fù)習(xí)題1.火災(zāi)煙氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力有哪些？2.煙囪效應(yīng)的含義及其對(duì)煙氣流動(dòng)的影響？3.煙氣并聯(lián)氣流通路等效流通面積的推導(dǎo)？4.具有連續(xù)開縫和一個(gè)上側(cè)開口的豎井的壓力中性面計(jì)算公式的推導(dǎo)？第三章火災(zāi)煙氣的控制3.1火災(zāi)煙氣控制基本策略3.2防煙方式3.2.1非燃化防煙3.2.2密閉防煙3.2.3隔斷或阻擋防煙3.2.4機(jī)械加壓防煙3.3排煙方式3.3.1自然排煙3.3.2機(jī)械排煙教學(xué)要求3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法3.4.3防煙分區(qū)的劃分構(gòu)件煙氣控制措施對(duì)ASET和RSET都有影響。對(duì)著火區(qū)域進(jìn)行排煙，可以降低煙氣溫度和有毒有害氣體的濃度，延長ASET；同時(shí)，排煙也能提高火場(chǎng)能見度，加快人員疏散速度，從而縮短RSET。由此可見，建筑防排煙工程是保障火災(zāi)時(shí)人員安全的重要消防技術(shù)之一。3.1火災(zāi)煙氣控制基本策略3.2.1建筑材料非燃化非燃化是指建筑材料、室內(nèi)家具材料、各種管道及其保溫絕熱材料由非燃材料或難燃材料制成。3.2防煙方式3.2.2密閉防煙密閉防煙是采用耐火性和密封性較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)將房間封閉起來，并對(duì)進(jìn)出房間的氣流加以控制。原理：杜絕新鮮的空氣流入，使著火房間內(nèi)的燃燒因缺氧而自行熄滅適用：防火分隔容易劃分得很細(xì)的場(chǎng)所，如地下管廊。住宅、公寓、旅館，廚房。優(yōu)點(diǎn)：不需要?jiǎng)恿湍苓_(dá)到很好效果。缺點(diǎn)：門窗經(jīng)常處于關(guān)閉狀態(tài)，使用不方便，而且發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果房間內(nèi)有人需要疏散，房門打開時(shí)將引起漏煙。3.2防煙方式3.2.3阻礙防煙阻礙防煙是在煙氣擴(kuò)散流動(dòng)的路線上設(shè)置某些耐火性能好的阻礙結(jié)構(gòu)（如防火卷簾、防火門、防火閥、擋煙垂壁等）把煙氣阻擋在某些限定區(qū)域，防止煙氣繼續(xù)擴(kuò)散。3.2防煙方式擋煙垂壁位置： 通常設(shè)置在煙氣擴(kuò)散流動(dòng)路線上煙氣控制區(qū)域的分界處，有時(shí)也在同一防煙分區(qū)內(nèi)采用，以便和排煙設(shè)備配合進(jìn)行更有效的排煙。有效高度： 擋煙垂壁從頂棚向下的下垂高度h0一般距頂棚面要在50cm以上，稱為有效高度。擋煙垂壁的作用機(jī)理

當(dāng)室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，所產(chǎn)生的煙氣由于浮力作用而聚積在頂棚下面，隨時(shí)間的推移，煙層越來越厚。只有當(dāng)擋煙垂壁的有效高度h0大于煙層厚度h時(shí)，煙氣才能成功地被阻擋在垂壁和墻壁所包圍的區(qū)域內(nèi)而不能向外擴(kuò)散。

那么，是不是只要擋煙垂壁的有效高度h0大于煙層厚度h,煙氣不向外擴(kuò)散呢？

答案是否定的。有時(shí)，即使h0大于h，當(dāng)煙氣流動(dòng)高于一定速度時(shí)，由于反浮力壁面射流的形成，煙層可能克服浮力作用而越過擋煙垂壁的下緣繼續(xù)水平擴(kuò)散。所以要想擋煙垂壁起作用，擋煙垂壁的h0必須大于煙氣層厚度h或大于煙氣層厚度h與其下降高度Δh之和。3.2.4機(jī)械加壓防煙機(jī)械加壓防煙是在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，對(duì)著火區(qū)以外的區(qū)域進(jìn)行加壓送風(fēng)，使其保持一定的正壓，以防止煙氣侵入的防煙方式。3.2防煙方式采用位置：疏散通道（前室和樓梯間）避難層（間）避難走道等部位加壓防煙的機(jī)理使用風(fēng)機(jī)在防煙分隔物的兩側(cè)造成壓力差從而抑制煙氣（控制煙氣蔓延最基本的方法）直接利用空氣流阻擋煙氣（對(duì)有較大開口的擋煙物而言）空氣氣流（普遍用于門口與走廊）加壓（當(dāng)擋煙物只有很小的縫隙時(shí)）空氣凈化（被保護(hù)區(qū)域）加壓防煙的機(jī)理

1、加壓

通過建筑結(jié)構(gòu)縫隙、門縫以及其它流動(dòng)路徑的空氣體積流率正比于這些路徑兩端壓差的n次方。對(duì)于除極窄的狹縫以外的所有流動(dòng)路徑，均可取n=0.5。根據(jù)伯努利方程，可以近似地計(jì)算出通過門縫等的空氣泄漏量：

式中，W——空氣泄漏量，m3/sA——流動(dòng)面積，m2，通常等于流動(dòng)路徑的截面積；?P——流動(dòng)路徑兩端的壓差，Pa；

ρ——流動(dòng)空氣的密度，kg/m3；

C——流動(dòng)系數(shù)，它取決于流動(dòng)路徑的幾何形狀及流動(dòng)的湍流度等，其值通常在0.6~0.7的范圍內(nèi)。取C為0.65，ρ為1.2kg/m3，則上述方程可表示為：式中系數(shù)Kf

=0.839。于是得空氣的體積流量與壓差和縫隙面積關(guān)系圖。利用這個(gè)關(guān)系圖也可確定空氣體積流率。例如，關(guān)閉的門周圍縫隙的面積為0.01m2，兩邊壓差為2.5Pa時(shí)空氣體積流量約為0.013m3/s。當(dāng)壓差增至75Pa時(shí)空氣體積流量增至0.073m3/s。

2、空氣氣流從理論上而言，合理利用空氣氣流能夠有效地阻止煙氣向任何空間蔓延。托馬斯（Thomas）提出了阻止煙氣侵入走廊所需臨界氣流速度的經(jīng)驗(yàn)公式：式中，Vk——阻止煙氣擴(kuò)散的臨界氣流速度，m/s；E——走廊中的能量進(jìn)入速率，取其為火源熱釋放速率中的對(duì)流換熱部分Qc；W——走廊的寬度，m；

——上游空氣密度(冷空氣)，kg/m3；Cp——下游氣體的比熱，kJ/kg·C；T——下游氣體的絕對(duì)溫度，K；k——量級(jí)為1的常數(shù)；g——重力加速度，m/s2。

考慮到距火區(qū)較遠(yuǎn)處物性參數(shù)在流動(dòng)截面上的分布近似均勻，取

=1.3kg/m3，Cp=1.005kJ/kg·C，T=300K，g=9.81m/s2和k=1，則臨界氣流速度為：系數(shù)kv取0.292。此公式適用于火區(qū)在走廊以及煙氣通過敞開的門、透氣窗和其它開口進(jìn)入走廊的情況。但是，它不適用于水噴淋作用下的火災(zāi)情況，因?yàn)檫@時(shí)上游空氣和下游氣體之間的溫差很小。圖2-29（下頁）給出了上式的圖解.機(jī)械加壓防煙的優(yōu)點(diǎn)（1）確保疏散通道的絕對(duì)安全。（2）降低對(duì)建筑物某些部位的耐火極限要求。（3）便于舊式建筑物的防排煙技術(shù)改造。但這種防煙方式也存在一定的問題，當(dāng)正壓值過高時(shí)，會(huì)影響疏散通道防火門的開啟。目前對(duì)加壓區(qū)域所維持的正壓值要求各國有所不同，一般為25～50Pa。3.3.1自然排煙

定義：利用火災(zāi)熱煙氣流的浮力和外部風(fēng)壓作用，通過建筑開口將建筑內(nèi)的煙氣直接排至室外的排煙方式，其實(shí)質(zhì)是熱煙氣和冷空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。

方式：專門設(shè)置在側(cè)墻上部或屋頂?shù)呐艧熆冢瑢Ｓ玫呐艧熦Q井。3.3排煙方式圖3-9（a）是利用可開啟的外窗進(jìn)行排煙。如果外窗不能開啟或無外窗，可以專設(shè)排煙口進(jìn)行自然排煙。專設(shè)的排煙口也可以是外窗的一部分，但它在火災(zāi)時(shí)可以人工開啟或自動(dòng)開啟。開啟的方式也有多樣，如可以繞一側(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或繞中軸轉(zhuǎn)動(dòng)等。

窗戶自然排煙的典型形式圖3-9（b）是利用豎井排煙。各層房間設(shè)排煙風(fēng)口與排煙豎井相連接，當(dāng)某層起火有煙時(shí)，排煙風(fēng)口自動(dòng)或人工打開，熱煙氣即可通過豎井排到室外。這種排煙方式實(shí)質(zhì)上是利用煙囪效應(yīng)的原理。在豎井的排出口設(shè)避風(fēng)風(fēng)帽，還可以利用風(fēng)壓的作用。但是由于煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的熱壓很小，而排煙量又大，因此需要豎井的截面和排煙風(fēng)口的面積都很大。豎井排煙的典型形式3.3.1自然排煙優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、經(jīng)濟(jì)，不需要專門的排煙設(shè)備及動(dòng)力設(shè)施；運(yùn)行維修費(fèi)用低，排煙口可以兼做平時(shí)通風(fēng)換氣使用，避免設(shè)備的閑置；對(duì)于頂棚較高的房間（中庭），若在頂棚上開設(shè)排煙口，自然排煙的效果很好。

3.3排煙方式3.3.1自然排煙缺點(diǎn)：（1）自然排煙的效果不穩(wěn)定?；馂?zāi)時(shí)煙氣溫度隨時(shí)間發(fā)生變化、室外風(fēng)向和風(fēng)速隨季節(jié)變化、高層建筑的熱壓作用隨季節(jié)發(fā)生變化。3.3排煙方式圖3-10自然排煙時(shí)煙氣倒灌現(xiàn)象

3.3.1自然排煙缺點(diǎn)：（2）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有特殊要求。排煙的房間必須靠室外或在樓層頂部；房間的進(jìn)深不宜過長，避免煙氣流動(dòng)路徑過長，熱浮力下降，煙氣在流動(dòng)過程中發(fā)生沉降，導(dǎo)致煙氣滯留室內(nèi)，不能從排煙口流出；排煙口的有效排煙面積要達(dá)到一定比例，有時(shí)會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)和功能，如，有明確要求作分隔的房間采用自然排煙，必須設(shè)置外窗或排煙口，會(huì)帶來諸如隔聲、防塵、防雨等問題。3.3排煙方式3.3.1自然排煙缺點(diǎn)：（3）存在火勢(shì)蔓延至上層的可能性。由外窗或排煙口向外排煙時(shí)，當(dāng)煙氣排出時(shí)的溫度很高，如果煙氣中含有大量未燃盡的可燃物質(zhì)，則煙氣排至室外后會(huì)形成火焰。因?yàn)榛鹧嫠闹苎a(bǔ)氣條件不同，靠近外墻面的火焰內(nèi)側(cè)，空氣得不到補(bǔ)充，造成負(fù)壓區(qū)，致使火焰有撲向墻壁面的貼壁現(xiàn)象。3.3排煙方式3.3.1自然排煙缺點(diǎn)：（3）存在火勢(shì)蔓延至上層的可能性。為了防止火焰或煙氣蔓延到上部樓層而引起火災(zāi)擴(kuò)大，可以在建筑結(jié)構(gòu)上采用以下措施：①建筑外墻上、下層開口之間設(shè)置高度不小于1.2m的實(shí)體墻或挑出寬度不小于1.0m、長度不小于開口寬度的防火挑檐；當(dāng)室內(nèi)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，上、下層開口之間的實(shí)體墻高度不小于0.8m。②當(dāng)上、下層開口之間設(shè)置實(shí)體墻有困難時(shí)，可設(shè)置防火玻璃墻，且高層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不低于1.00h，多層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不低于0.50h。③建筑幕墻與煤層樓板、隔墻處的縫隙采用防火封堵材料封堵。3.3排煙方式3.3.2機(jī)械排煙

1、定義：機(jī)械排煙是借助機(jī)械力作用強(qiáng)迫送風(fēng)或排氣的手段來排除火災(zāi)煙氣的一種方式。

圖2-30機(jī)械集中排煙方式使用這種方式需要在進(jìn)煙管口處形成相當(dāng)大的負(fù)壓，否則難以將煙氣吸過來。如果負(fù)壓程度不夠，在室內(nèi)遠(yuǎn)離進(jìn)煙管口區(qū)域的煙氣往往無法排出。若煙氣生成量較大，煙氣仍然會(huì)沿著門窗上部蔓延出去。另外，由于這種方式下風(fēng)機(jī)直接接觸高溫?zé)煔?，所以?yīng)當(dāng)能耐高溫，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在進(jìn)煙管中安裝防火閥，以防煙氣溫度過高而損壞風(fēng)機(jī)。綜合評(píng)價(jià)：這種排煙方式的設(shè)計(jì)、安裝都比較方便，因此成為目前采用最多的機(jī)械排煙方式。a）機(jī)械排煙-自然進(jìn)風(fēng)方式：在需要排煙的上部安裝某種排煙風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)可使進(jìn)煙管口處形成低壓，從而使煙氣排出。而房間的門、窗等開口便成為新鮮空氣的補(bǔ)充口。優(yōu)點(diǎn)：全面通風(fēng)排煙方式的防排煙效果良好，運(yùn)行穩(wěn)定，且不受外界氣象條件的影響。缺點(diǎn)：使用兩套風(fēng)機(jī)，其造價(jià)較高，且在風(fēng)壓的配合方面需要精心設(shè)計(jì)，否則難以達(dá)到預(yù)定的排煙效果。

a）機(jī)械排煙-機(jī)械進(jìn)風(fēng)方式：一般稱這種方式為全面通風(fēng)排煙方式，使用這種方式時(shí)，通常讓送風(fēng)量略小于排煙量，即讓房間內(nèi)保持一定的負(fù)壓，從而防止煙氣的外溢或滲漏。3.3.2機(jī)械排煙

2、優(yōu)點(diǎn)：

能夠克服自然排煙受外界氣象條件以及高層建筑熱壓作用的影響，不受外界條件的影響；能保證有穩(wěn)定的排煙量，排煙效果比較穩(wěn)定，特別是火災(zāi)初期，能有效地保證非著火層或區(qū)域的人員疏散和物資轉(zhuǎn)移的安全。

3.3.2機(jī)械排煙

2、缺點(diǎn)：

（1）排煙效果與火災(zāi)發(fā)展密切相關(guān)火災(zāi)的情況錯(cuò)綜復(fù)雜，某些場(chǎng)合下，火災(zāi)進(jìn)入猛烈發(fā)展階段，煙氣大量產(chǎn)生，可能出現(xiàn)煙氣的生成量短時(shí)內(nèi)超過風(fēng)機(jī)排煙量的情況，這時(shí)排煙風(fēng)機(jī)來不及把所生成的煙氣完全排除，使著火房間內(nèi)形成正壓，從而使煙氣擴(kuò)散到非著火區(qū)中去，因此防煙效果大大降低。這就是說，機(jī)械排煙方式在火災(zāi)初期行之有效，在火災(zāi)猛烈發(fā)展階段可能失效。為保證機(jī)械排煙在整個(gè)火災(zāi)過程中絕對(duì)有效，就需大大增大排煙風(fēng)機(jī)的容量，這將使設(shè)備投資增高。

3.3.2機(jī)械排煙

2、缺點(diǎn)：

（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度較大距離排煙口一段距離后，排煙口的抽吸效果急速下降，此時(shí)較遠(yuǎn)距離的煙氣就無法被排出，而加大排煙風(fēng)速會(huì)造成“吸穿效應(yīng)”，即吸氣氣流穿透了煙氣層，排煙口吸進(jìn)了大量的煙氣層以下的空氣，煙氣層吸穿會(huì)導(dǎo)致機(jī)械排煙效率下降。因此，為保證系統(tǒng)的有效排煙，要求設(shè)計(jì)人員需要具備較深厚的煙氣控制理論功底和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3.3.2機(jī)械排煙

2、缺點(diǎn)：

（3）系統(tǒng)設(shè)備和設(shè)施要求較高著火房間內(nèi)的煙氣溫度可能高達(dá)600~1000oC，要求排煙風(fēng)機(jī)和排煙管道承受如此高的溫度是不可能的。

排煙風(fēng)機(jī)與排煙管道的連接部件應(yīng)能在280℃時(shí)連續(xù)30min保證其結(jié)構(gòu)完整性；排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足280℃時(shí)連續(xù)工作30min的要求，排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)與風(fēng)機(jī)入口處的排煙防火閥連鎖，當(dāng)該閥關(guān)閉時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)能停止運(yùn)轉(zhuǎn)；排煙管道的設(shè)置和耐火極限也應(yīng)滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。。

3.3.2機(jī)械排煙

2、缺點(diǎn)：

（4）建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用高完整的機(jī)械排煙系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、管道排煙口、閥門和控制裝置等，加上設(shè)計(jì)與施工，需要較大的初期投資；同時(shí)，為了能夠正常使用，平時(shí)也要定期保養(yǎng)維護(hù)。因此，在系統(tǒng)的整個(gè)生命周期，需要較高的費(fèi)用。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，防煙、排煙兩者是一個(gè)有機(jī)的整體，是煙氣控制的兩個(gè)方面。在建筑防排煙工程中，上述各種防煙和排煙的方式往往不是單一的應(yīng)用，而是多種方式的綜合應(yīng)用，這種綜合性應(yīng)用的結(jié)果，往往比采用單一方式的效果更好。圖3-16為機(jī)械加壓防煙與機(jī)械排煙兩種組合形式。

圖3-16機(jī)械加壓防煙與機(jī)械排煙組合示意（a）樓梯間及其前室分別機(jī)械加壓送風(fēng)，房間和走道機(jī)械排煙（b）樓梯間自然通風(fēng)，前室機(jī)械加壓送風(fēng)，房間和走道機(jī)械排煙3.4.1防煙分區(qū)的劃分1.防火分區(qū)防煙分區(qū)是在建筑防火分區(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)行劃分的。防火分區(qū)是指在建筑內(nèi)部采用防火墻、樓板及其他防火分隔設(shè)施分隔而成，能在一定時(shí)間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部空間。

3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分1.防火分區(qū)3.4防煙分區(qū)名稱耐火等級(jí)允許建筑高度或?qū)訑?shù)防火分區(qū)的最大允許建筑面積（m2）備注高層民用建筑一、二級(jí)按本規(guī)范第5.1.1條確定1500對(duì)于體育館、劇場(chǎng)的觀眾廳，防火分區(qū)的最大允許建筑面積可適當(dāng)增加單、多層民用建筑一、二級(jí)按本規(guī)范第5.1.1條確定2500三級(jí)5層1200-四級(jí)2層600-地下或半地下建筑（室）一級(jí)-500設(shè)備用房的防火分區(qū)最大允許建筑面積不應(yīng)大于1000m23.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)定義防煙分區(qū)是指在建筑內(nèi)部屋頂或頂板、吊頂下采用具有擋煙功能的構(gòu)、配件分隔成具有一定蓄煙能力的局部空間。儲(chǔ)煙倉是位于建筑空間頂部，由擋煙垂壁、梁或隔墻等形成的用于蓄積火災(zāi)煙氣的空間。

3.4防煙分區(qū)（a）密閉式吊頂?shù)膬?chǔ)煙倉示意圖（b）無吊頂或通透式吊頂?shù)膬?chǔ)煙倉示意圖3.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)劃分原則（1）防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)。

3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)劃分原則（2）每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不宜超過相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)劃分原則（3）通常應(yīng)按樓層劃分防煙分區(qū)。（4）特殊用途的場(chǎng)所應(yīng)單獨(dú)劃分防煙分區(qū)。對(duì)有特殊用途的場(chǎng)所，如疏散樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室，作為疏散和撲救的主要通道，應(yīng)單獨(dú)劃分防煙分區(qū)。對(duì)于一些重要的、大型的、復(fù)雜的高層建筑，尤其是超高層建筑，為了保證建筑物內(nèi)所有人員在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能安全疏散脫險(xiǎn)，往往設(shè)置了專門的避難間或避難層，不論面積多大，都應(yīng)單獨(dú)劃分防煙分區(qū)，并應(yīng)有良好的防排煙設(shè)施。

3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)劃分原則通過擋煙垂壁等劃分防煙分區(qū)，實(shí)際上是在建筑的上部構(gòu)成了若干個(gè)儲(chǔ)煙倉，這些儲(chǔ)煙倉將煙氣聚攏起來，便于其內(nèi)部的排煙設(shè)施進(jìn)行排煙。儲(chǔ)煙倉的厚度取決于隔煙設(shè)施的深度，因此擋煙垂壁等擋煙分隔設(shè)施的深度不應(yīng)小于儲(chǔ)煙倉厚度。當(dāng)采用自然排煙方式時(shí)，儲(chǔ)煙倉的厚度不應(yīng)小于空間凈高的20%，且不應(yīng)小于500mm；當(dāng)采用機(jī)械排煙方式時(shí)，不應(yīng)小于空間凈高的10%，且不應(yīng)小于500mm。同時(shí)儲(chǔ)煙倉底部距地面的高度應(yīng)大于安全疏散所需的最小清晰高度，最小清晰高度應(yīng)由計(jì)算確定。

3.4防煙分區(qū)3.4.1防煙分區(qū)的劃分2.防煙分區(qū)劃分原則對(duì)于有吊頂?shù)目臻g，吊頂開孔不均勻或開孔率小于或等于25%時(shí)，吊頂內(nèi)空間高度不得計(jì)入儲(chǔ)煙倉厚度。

3.4防煙分區(qū)3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法（1）按用途劃分對(duì)于建筑物的各個(gè)部分，按其不同的用途，如廚房、衛(wèi)生間、起居室、客房及辦公室等，來劃分防煙分區(qū)比較合適，也較方便。國外常把高層建筑的各部分劃分為居住或辦公用房、疏散通道、樓梯間及其前室、停車庫等防煙分區(qū)。但是按此種方法劃分防煙分區(qū)時(shí)，應(yīng)注意對(duì)通風(fēng)空調(diào)管道、電氣配管、給排水管道等穿墻和樓板處，用不燃燒材料填塞密實(shí)。

3.4防煙分區(qū)3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法（2）按面積劃分

3.4防煙分區(qū)表3-2公共建筑、工業(yè)建筑防煙分區(qū)的最大允許面積及其長邊最大允許長度空間凈高H/m最大允許面積/m2長邊最大允許長度/mH≤3.0500243.0＜H≤6.0100036H＞6.0200060m；具有自然對(duì)流條件時(shí)，不應(yīng)大于75m3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法（2）按面積劃分

3.4防煙分區(qū)不同凈高建筑防煙分區(qū)最大允許面積及長邊最大允許長度對(duì)于工業(yè)建筑，在采用自然排煙系統(tǒng)時(shí)，其防煙分區(qū)的長邊長度尚不應(yīng)大于建筑內(nèi)空間凈高的8倍3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法（3）按方向劃分

3.4防煙分區(qū)盡可能根據(jù)房間的不同用途沿垂直方向按樓層劃分防煙分區(qū)。對(duì)于建筑高度超過100m的超高層建筑，可以把高層建筑按15~20層分段，一般是利用不連續(xù)的電梯井在分段處錯(cuò)開，樓梯間也做成不連續(xù)的，這樣處理能有效地防止煙氣無限制地向上蔓延3.4.2防煙分區(qū)的劃分方法（4）特殊劃分

3.4防煙分區(qū)1）公共建筑、工業(yè)建筑中的走道寬度不大于2.5m時(shí)，其防煙分區(qū)的長邊長度不應(yīng)大于60m，當(dāng)把建筑內(nèi)的走道作為一個(gè)防煙分區(qū)時(shí)，其長邊長度與走道的寬度有關(guān)，當(dāng)寬度不大于2.5m時(shí)，防煙分區(qū)的長邊長度不應(yīng)大于60m。2）當(dāng)空間凈高大于9m時(shí)，防煙分區(qū)之間可不設(shè)置擋煙設(shè)施。這一條主要針對(duì)的是高大空間，如航站樓、高鐵候車大廳、會(huì)展中心、大型廠房等。3）汽車庫防煙分區(qū)建筑面積不宜大于2000m2，且防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)。設(shè)置排煙設(shè)施的建筑內(nèi)，為了防止煙氣通過豎向的通道迅速向建筑上部蔓延，在敞開樓梯和自動(dòng)扶梯穿越樓板的開口部應(yīng)設(shè)置擋煙垂壁等設(shè)施。復(fù)習(xí)題簡述火災(zāi)煙氣控制基本策略。防煙和排煙的方式主要有哪些？自然排煙和機(jī)械排煙有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？防煙分區(qū)劃分原則是什么？列出至少三種防煙分區(qū)的劃分構(gòu)件。4建筑防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四章建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1防煙系統(tǒng)的設(shè)置部位4.1.1自然通風(fēng)系統(tǒng)的選擇4.1.2機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的選擇 4.2防煙系統(tǒng)設(shè)施4.2.1自然通風(fēng)設(shè)施4.2.2機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)施4.3機(jī)械加壓送風(fēng)量計(jì)算4.3.1查表法4.3.2計(jì)算法4.4防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4.4.1自然通風(fēng)設(shè)計(jì)要求4.4.2機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4.4.3機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施設(shè)計(jì)要求4.5防煙系統(tǒng)運(yùn)行與控制4.5.1運(yùn)行方式4.5.2余壓閥的設(shè)定4.5.3余壓值的設(shè)定4.1防煙系統(tǒng)的設(shè)置部位防煙系統(tǒng)定義：通過采用自然通風(fēng)方式，防止火災(zāi)煙氣在樓梯間、前室、避難層（間）等空間內(nèi)積聚，或通過采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式阻止火災(zāi)煙氣侵入樓梯間、前室、避難層（間）等空間的系統(tǒng)。防煙系統(tǒng)分類：自然通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)4.1防煙系統(tǒng)的設(shè)置部位防煙系統(tǒng)設(shè)置部位：防煙樓梯間及其前室消防電梯間前室或合用前室避難走道的前室避難層（間）4.1防煙系統(tǒng)的設(shè)置部位公共建筑、廠房、倉庫建筑高度≤50m，住宅建筑高度≤100m，當(dāng)其防煙樓梯間的前室或合用前室符合下列條件之一時(shí)，樓梯間可不設(shè)防煙系統(tǒng)：前室或合用前室采用敞開的陽臺(tái)、凹廊前室或合用前室具有不同朝向的可開啟外窗，且獨(dú)立前室兩個(gè)外窗面積分別不小于2.0m2，合用前室兩個(gè)外窗面積分別不小于3.0m24.1.1自然通風(fēng)系統(tǒng)的選擇自然通風(fēng)系統(tǒng)是以熱壓和風(fēng)壓作用的、不消耗機(jī)械動(dòng)力的、經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。受風(fēng)壓影響大。適用范圍：建筑高度≤50m的公共建筑、工業(yè)建筑

和

建筑高度≤100m的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨(dú)立前室、共用前室、合用前室（除共用前室與消防電梯前室合用外）及消防電梯前室封閉樓梯間（靠外墻設(shè)置）：①地下僅為一層，且地下最底層的地坪與室外出入口地坪高度差小于10m；首層有直接開向室外的門或有≥1.2m2的可開啟外窗。②封閉樓梯間地上每五層內(nèi)可開啟外窗的有效面積≥