建筑火灾烟气控制浅谈.doc

建筑火灾烟气控制浅谈摘要:本文首先对建筑火灾烟气流动过程进行了分析,介绍了着火房间内外的压力分布情况,着火房间门窗开启时的气体流动情况以及烟囱效应,进而分析烟气的质量生成率、温度及分布情况、风和建筑通风系统对烟气流动的影响情况,最后对提出了烟气控制的几种方式,并分析比较。关键词:建筑火灾,烟气流动,烟气控制1建筑火灾烟气流动的分析建筑物内烟气的流动在不同燃烧阶段表现是不同的。在火灾发生初期,烟气由于其温度高且密度小,便会伴随着火焰向上升腾,遇到顶棚后,则转为水平方向的层流流动。试验研究表明,这种层流状态可保持40-50m。烟气沿着顶棚流动时,如遇到梁或者挡烟垂壁就会反向流动,并逐渐在顶棚聚集,直到烟气的厚度超过挡烟物体时,就会绕过挡烟物体流到其他的空间。此阶段,。轰然发生前,-,此时烟气层厚度已充满走廊高度的一半。轰燃发生时,烟气的喷出速度可达每秒数十米。当然,烟气在垂直方向上的流动也是很迅速的。实验证明,烟气在垂直方向上的流动速度要比水平方向流动速度快很多,一般可达3-5m/s。烟气的流动通常遵循由压力高的地方向压力低的地方流动这个基本规律,倘若房间内为负压,那么烟气就会通过通风口进入室内。。阴影区域为着火房间内外的隔墙,阴影区域右侧为着火房间,左侧为室外,相应的气体温度分别为tn,tw,相应的密度分别为ρn,ρw,房间高度,即从地面到顶棚的垂直距离为H0。下面是以地面为基准面,来分析垂直方向上着火房间内外的压力分布情况。图1着火房间内外压力分布令着火房间内外地面上的静压力分别为P1n,P1w,则距地面垂直距离为h处的室内外的静压力分别为室内P=ΔP1-ρngh室外P=ΔP1-ρwgh地面上室内外的压力差为ΔP1=P1n-P1w距地面h处的室内外压差为ΔPh=ΔP1+ρw-ρngh顶棚上的室内外压差为ΔP2=ΔP1+ρw-ρngH研究结果证明,在垂直于地面的某一高度位置上,必然会出现室内外压力相等的情况,即室内外压力差为0,通过该位置的水平面就是该着火房间的中性面(层),令中性面距地面的高度为h1,则有:ΔPh1=ΔP1+ρw-ρngh1=0当火灾发生时,室内的温度必然会高于室外的温度,即tn>tw,所以(ρn-ρw)>0。因此,就会得到:1在中性层以下,即h<h1ΔPh=ΔP1+ρw-ρngh<ΔP1+ρw-ρngh1ΔPh<02在中性面以上,即h>h1ΔPh=ΔP1+ρw-ρngh>ΔP1+ρw-ρngh1ΔPh>0由此可见,在中性面以下时,室外空气的压力始终比着火房间内气体的压力高,这样空气就会由室外流入室内;而在中性面以上时,室外空气的压力始终比着火房间内气体的压力低,这样烟气就会从室内流向室外。,由于着火房间内外气体存在温差,再加上门窗自身高度的影响,就会形成显著的热压效应,中性层就会在门窗的某一高度上出现。下面对着火房间开一个窗的情况进行分析。如图2所示,着火房间外墙有一窗孔开启,窗孔高度为Hc,宽度为Bc。,室内外气体温度分别为tn,tw,中性层N到窗孔上、下沿的垂直距离分别为h2,h1。在中性层以上距中性层垂直距离h处,室内外压力差为:ΔPh=