淺析火災(zāi)煙氣的流動(dòng)及控制

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1、課程論文成績(jī):評(píng)語(yǔ):任課教師簽字:年月曰淺析火災(zāi)煙氣的流動(dòng)及控制2015級(jí),安全工程,***摘要:隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,高層建筑在全國(guó)一些大中型城市像雨后春筍般地蓬勃發(fā)展起來(lái),隨之而來(lái)的高層建筑火災(zāi)也越來(lái)越多,火災(zāi)中所產(chǎn)生的煙氣會(huì)對(duì)受災(zāi)人群及撲救人員造成傷害,所產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)對(duì)高層建筑火災(zāi)的危害越來(lái)越明顯,是導(dǎo)致人資傷亡的重要原因,因此要達(dá)到在火災(zāi)初期階段最大程度降低人員和財(cái)產(chǎn)損失的目的,就必須深入了解研究火災(zāi)煙氣的特征、流動(dòng)規(guī)律,并以此為依據(jù)對(duì)火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。關(guān)鍵詞:火災(zāi)煙氣;流動(dòng)狀態(tài);煙囪效應(yīng),防排煙系統(tǒng)有燃燒或熱解

2、作用所產(chǎn)生的懸浮在氣相中的可見(jiàn)的固體和液體微粒稱(chēng)為煙或煙粒子。含有煙粒子的氣體稱(chēng)為煙氣。在火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣稱(chēng)為火災(zāi)煙氣,火災(zāi)煙氣是建筑火災(zāi)中導(dǎo)致人員傷亡的主要因素之一,因此火災(zāi)煙氣的控制是建筑防火性能化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,與人員安全疏散設(shè)計(jì)密切相關(guān),開(kāi)展火災(zāi)煙氣控制系統(tǒng)的性能化設(shè)計(jì)必須了解火災(zāi)煙氣特征及流動(dòng)規(guī)律。1火災(zāi)煙氣的組成火災(zāi)煙氣的組成成分取決于可燃物的化學(xué)組成和燃燒條件,大部分可燃物都屬于有機(jī)化合物,主要由碳、氧、氫、硫、磷、氮等元素組成。其中碳、氫、氧、硫、磷等燃燒時(shí)分別生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣、二氧化硫和五氧化二磷等產(chǎn)物

3、。氮在燃燒過(guò)程中不起反應(yīng)而呈游離狀態(tài)析出,氧在燃燒過(guò)程中被消耗掉了??扇嘉镌诓煌耆紵龝r(shí),會(huì)同時(shí)生成完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物。含碳多的物質(zhì)在缺氧條件下燃燒時(shí)還將產(chǎn)生大量的碳粒子。1.1單質(zhì)燃燒產(chǎn)物一般單質(zhì)在空氣中完全燃燒,其產(chǎn)物為構(gòu)成該單質(zhì)的元素的氧化物,如碳、氫、硫等。1.2化合物燃燒產(chǎn)物在空氣屮燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外,還會(huì)生成未完全燃燒產(chǎn)物。分子化合物會(huì)熱裂解,并進(jìn)一步燃燒,其屮一氧化碳為最典型的未完全燃燒產(chǎn)物。1.3木材燃燒產(chǎn)物木材的主要成分是纖維素,木材受熱之后發(fā)生裂解,生成不完全燃燒產(chǎn)物,在2oor左右開(kāi)始,主要生成二氧化碳、

4、水蒸汽、甲酸、乙酸、一氧化碳及各種可燃?xì)怏w等。1.4合成高分子材料燃燒產(chǎn)物高分子材料在受熱中會(huì)伴有熱裂解,并產(chǎn)生有毒或有刺激氣體,如氯化氫、氮氧化物、氰化氫等。2火災(zāi)煙氣的危害2.1火災(zāi)煙氣的毒害性研宄表明,火災(zāi)死亡的人員中有50%是吸入有毒物質(zhì)引起的?;馂?zāi)煙氣中含有大量有毒成分,如CO、HCH、SO2、NO2等,這些氣體對(duì)人體的傷害都很大,如CO2,作為主要的燃燒產(chǎn)物之一,在火場(chǎng)中濃度可達(dá)15%,它最主要的生理作用是刺激人的呼吸中樞,導(dǎo)致呼吸急促,煙氣吸入量增加。再比如CO,是火災(zāi)中傷害性最強(qiáng)的主要燃燒產(chǎn)物之一,其毒性在于對(duì)血液中的血紅蛋白

5、的高親和性,其對(duì)血紅蛋白的親和力比氧高出250倍,能夠阻礙人體血液中氧氣的輸送,引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調(diào)節(jié)障礙等。2.2火災(zāi)煙氣的高溫火災(zāi)煙氣具有較高的溫度,這對(duì)人也是一個(gè)很大的危害。人體皮膚溫度約為45°C時(shí)就會(huì)有痛感,吸入150°C或者更高溫的熱煙氣將引起人體內(nèi)部的灼傷。2.3火災(zāi)煙氣的減光性火災(zāi)煙氣中的煙粒子對(duì)可見(jiàn)光是不透明的,其直徑只冇幾微米到幾十微米,對(duì)可見(jiàn)光冇完全的遮蔽作用。當(dāng)煙氣擴(kuò)散彌漫吋,可見(jiàn)光因受到煙粒子的遮蔽而大大減弱,使能見(jiàn)度大大降低。同吋,煙氣中的冇些氣體,如HCH、NH3、SO2等等,對(duì)人的眼睛有不同程

6、度的刺激作用。使人們?cè)谑枭⑦^(guò)程中視力無(wú)法達(dá)到正常視程,進(jìn)而影響疏散速度。2.4火災(zāi)煙氣的恐怖性火災(zāi)發(fā)生時(shí)常常濃煙密布,特別是轟然發(fā)生后火焰和煙氣將沖出門(mén)窗,烈焰熊熊,濃煙滾滾,使人們驚慌失措,恐怖萬(wàn)分,亂作一團(tuán),這樣也會(huì)影響到人們的疏散速度,造成更大的傷亡。3火災(zāi)煙氣的流動(dòng)火災(zāi)時(shí),隨著可燃物的不斷燃燒,大量的煙和熱隨之產(chǎn)生,形成了熾熱的煙氣流。由于浮力的驅(qū)動(dòng),使煙氣攜帶高溫在建筑A處于流動(dòng)狀態(tài)。浮力越大,流動(dòng)速度也越快。3.1煙氣在房間內(nèi)的流動(dòng)在著火房間屮,從起火點(diǎn)上升的煙氣和火源上方的火焰形成火羽流,火羽流豎直擴(kuò)散遇到頂棚后,便向四周水平擴(kuò)

7、散,形成頂棚羽流;遇到墻壁或障礙物向K降,形成墻羽流。隨著火災(zāi)的發(fā)展,煙層不斷由下向上,再由上向下積聚,向室外或走廊擴(kuò)散。如果門(mén)窗一直緊閉,煙氣層將繼續(xù)堉厚。隨著壓力增加到極限,門(mén)窗上的玻璃將在熱應(yīng)力的作用卜*破碎,高溫?zé)煔鈱拈T(mén)窗洞門(mén)噴射而出,形成窗門(mén)射流,如圖1。圖1煙氣在房間內(nèi)的流動(dòng)3.2煙氣在走廊內(nèi)的流動(dòng)走廊內(nèi)的煙氣,開(kāi)始即貼附在天棚下流動(dòng),由于受到冷卻及與周?chē)諝獾幕旌?,煙氣層則逐漸加厚,靠近天棚和墻面的煙氣易冷卻,先沿墻面下降,隨著流動(dòng)路線(xiàn)的增長(zhǎng)和周?chē)諝饣旌献饔玫募觿?,煙氣逐漸下降而失去浮力,最后只在走廊中心剩下一個(gè)圓筒形空洞,

8、如圖2。開(kāi)始積聚/i?:頂棚附近隨科冷卻逐步卜降圖2擴(kuò)故到墻面卜‘降煙氣在走廊內(nèi)的流動(dòng)只剩屮心部位3.3煙氣在高層建筑中的流動(dòng)建筑物火災(zāi)過(guò)程中,建筑物內(nèi)部的溫度往往

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