浅议超高层建筑火灾防排烟管理

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1、浅议超高层建筑火灾防排烟管理　　摘要：针对现代超高层建筑火灾的危害特点，阐述了防排烟设计在超高层建筑防火设计中的重要性，分析了超高层建筑火灾烟气蔓延的影响因素，提出了超高层建筑火灾防排烟的措施。中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：随着我国现代城市化进程的加快和城市建设的蓬勃发展，超高层建筑正在不断涌现，特别是在大型城市，很多已经成为城市现代化程度的重要标志之一。超高层建筑由于其体型巨大、功能复杂、人员物资相对集中，稍有不慎即可酿成火灾。近年来，高层、超高层建筑火灾事故呈明显上升趋势，群死群伤事故时有发生，给国家和人

2、民的生命财产造成了极大的损失。而据统计资料显示，在各类的火灾事故中，绝大多数的人员伤亡都是因烟气窒息、中毒不能及时安全疏散所致。因此如何做到火灾发生时及时排除烟气并有效的防止烟气进入安全疏散通道，保证人员在较好的能见度下进行安全疏散，同时使消防人员更有效的开展灭火救援工作，最大限度的减少高层民用建筑火灾事故中的人员伤亡，科学地进行防排烟设计、施工、管理尤为重要。超高层建筑火灾特点1、火灾迅速蔓延扩大8超高层建筑一旦起火，建筑内的楼梯间，管道井、电缆井、风道等各种竖井，烟囱效应十分显著。据实测，火灾时的烟气水平流速为0.3-

3、0.8m／s，垂直流速为2-4m／s。这表明在无阻挡的情况下，对200m高的建筑，垂直方向不到1min，烟气可到达顶部。超高层建筑所承受的风力也是火灾蔓延的主要因素。建筑物越高，风速也大，火灾蔓延越迅速。据实测，在正常风压状态下，建筑物高10m处的风速为5m／s，90m高处的风速为15m／s，相应在300-400m处，风力将更大，可达到30m／s以上。风力通常能使微弱的火源变得十分危险，可使蔓延可能性很小的火势迅速扩大成灾。2、火灾隐患因素多越高层建筑功能复杂，设备繁多，装修量大，存在大量引火物和点火源。同时，其电气化和自

4、动化程度高，用电设备多，用电量大，漏电、短路等故障几率增加，容易形成点火源。另外，由于人员密集，人为因素引发的火灾几率也会相应增加。3、人员疏散困难，伤亡惨重超高层建筑层数多，垂直疏散距离长，疏散到地面上的时间较长。如果楼梯设计不合理，烟火窜入后，人员根本无法疏散，往往会造成巨大的伤亡事故。4、火灾扑救难度大8（1）进攻困难。一方面缺少地面消防行的展开的场地；另一方面，外部灭火进攻受到限制。通常配备的消防云梯仅达53m，若超高层建筑上部楼层发生火灾，消防队员则无法进行外攻。（2）登高困难。50m以下楼层发生火灾，消防队员可

5、利用消防云梯车登高，在50m以上部位发生火灾，则存在登高困难。（3）供水困难。超高层建筑发生火灾，灭火用水量大，经灭火演练测试，三辆大功率消防车串联，通过水泵结合器供水，高度智能达到160m，而水带供水，高度只有150m。（4）排烟困难。火灾发生时，因受登高设备和玻璃幕墙的限制以及风向风力的影响，难以破拆玻璃窗进行自然排烟。采用机械排烟系统，也会受到风力、气压等气候条件的影响，难以实现设计理想的排烟效果。二、超高层建筑火灾烟气流动的影响因素1、高温引起的烟气膨胀高温引起的气体膨胀是影响烟气流动较为重要的因素。根据气体膨胀定

6、律和有关试验表明，当火势达到旺盛时期时，着火区域相对大气压可高达10-20Pa，温度达到700℃时，烟气体积会膨胀3倍。压力急剧升高，迫使烟气从着火部位向建筑物的其他部位扩散，蔓延。2、烟囱效应8烟囱效应是超高层建筑发生火灾时，烟气向上蔓延的主要因素。超高层建筑室内空气温度通常比室外温度高，有与外界相通的开口时，由于内外界压差，空气通常体现为下进上出的流动模式，即室外空气从下部开口进入室内，而室内空气从上部开口流出室外，这种现象被称为正热压作用。在低处外部压力大于内部压力，而高处则相反。在中间某一高度，内外压力相等，即存在

7、一个中性压力面。烟囱效应随建筑物的内外压力差以及建筑物高度的增加而增加，火灾发生在较低层时，烟囱效应对竖井和较高层的烟污染的影响尤为显著，此时烟从底层上升到高层内的潜力更大。由烟囱效应造成的压力差和气流分布，以及中性压力面位置，取决于超高层建筑内分隔物的开口对气流的限制程度。3、室外风力的影响室外风向、风速对超高层建筑烟气的流动有显著影响。实验表明，迎风面的墙面要经受向内的压力，而背风面的两侧墙面则有向外的压力，而且迎风面的压力最大。由于风向的影响会使建筑物的中性面位置发生变化，正的风压力促使中性面上升，负的风压力促使中性

8、面下降。风力越大，中性面位置受到的影响越大。如果火灾发生在中性面以下的房间时，烟气会通8过竖井向上蔓延到中性面以上的整个楼层，此时的危险性很大；若火灾发生在迎风面中性面以上房间时，在火灾规模较小时，烟气几乎不会蔓延而直接排出室外，火灾较大时，将影响到迎风面着火点以上的楼层及背风面中性面以上相关楼层。当火