随著(zhe)人們生活水平的提高,在現今的建築内,各種(zhǒng)室内用品及家具利用合成(chéng)材料的數量和品種(zhǒng)越來越多,不僅熱釋放速率在随其變化,其燃燒産生的有害氣體也變得更爲複雜,因此,火災煙氣對(duì)人的生命安全威脅是最大的。

 

    火災煙氣的危害性有三個方面(miàn):毒害性、減光性、恐怖性。當煙氣溫度過(guò)高時也會(huì)對(duì)人的生命造成(chéng)極大危害,據研究,人在70°C的高溫煙氣中隻有短時的忍耐時間。近二、三十年來,防排煙(或稱煙氣控制SmokeControl)問題已成(chéng)爲國(guó)際消防界和建築設計領域重點關注的問題。

 

    擋煙垂壁在80年代開(kāi)始廣泛應用,80年代初加拿大國(guó)家研究院建造了世界上首座高層建築火災試驗塔,主要進(jìn)行高層建築的機械防排煙的研究,因而,北美成(chéng)爲全世界機械防排煙的研究中心之一。機械防排煙技術非常适用于多層大型建築(如購物中心)、高層建築、地下建築、無窗建築,如世界最高建築馬來西亞吉隆坡的雙塔采用了機械正壓送風和排煙的煙控方式。它可以不受建築結構形式的限制和環境、氣象條件的影響。該系統需要配備與其功能(néng)相适應的風口、風閥、送風排煙管道(dào)、風機和啓閉聯動系統等,試驗研究和實際火災證明其防排煙效果是非常好(hǎo)的,對(duì)保證疏散通道(dào)安全,協助消防隊員撲滅火災起(qǐ)到了非常重要的作用,雖然該方法費用較高,占用建築空間較多,目前還(hái)無其它方法可以完全代替,是目前公認的最爲安全有效的控煙方法。現在絕大部分高層建築、地下商業建築都(dōu)采用機械防排煙技術作爲主要的消防安全措施。由于中庭式建築在20世紀80年代被(bèi)建築師們越來越多的采用,20世紀90年代中庭及大空間建築的防排煙問題受到重視,在這(zhè)些建築中專家們開(kāi)始傾向(xiàng)采用機械防排煙技術。

 

    防排煙工程的目的是要防止火災産生大量的煙氣,阻止煙氣的迅速蔓延,确保人員的安全疏散和改善撲救條件。爲達上述目的,現代防排煙技術及方法主要有:設置機械排煙、送風系統,進(jìn)行機械排煙或正壓送風防煙;對(duì)建築進(jìn)行防煙分隔或建立防煙封閉避難區;設計自然通風口,利用煙氣的熱浮力特性采用自然排煙;對(duì)建材和家具進(jìn)行阻燃、消煙處理;利用噴灑化學(xué)消煙劑或水霧等進(jìn)行消除煙氣中有毒成(chéng)份及煙塵粒子,提高能(néng)見度。

 

    1.1機械防排煙系統現狀

 

    機械排煙方法是用風機將(jiāng)起(qǐ)火建築内的煙氣通過(guò)排風風機和管道(dào)抽送出建築外,以減少或消除建築内的煙氣,阻止煙氣蔓延。機械正壓送風則是對(duì)建築物内的防煙保護區(封閉空間),如安全疏散防煙樓梯間、避難間等,進(jìn)行加壓送風,使保護區的空氣壓力高于其它區域(有煙氣的區域),形成(chéng)一個正壓差,以此抵禦火災煙氣因熱浮力特性産生的壓力,使煙氣不能(néng)流向(xiàng)保護區。

 

    機械防排煙技術最早起(qǐ)源于20世紀50年代的英國(guó),國(guó)際上是從20世紀60年代開(kāi)始研究,70年代采

 

    1防排煙技術的發(fā)展現狀

 

    從美國(guó)暖通工程師協會(huì)(ASHRAE)的在研項目和2000年—2001年計劃研究項目看,中庭及大空間建築的防排煙是其工作的重點。

 

    近年來國(guó)際上在機械防排煙技術方面(miàn)主要的工作有:(1)火災煙氣運動規律及其數學(xué)模化研究,美國(guó)、加拿大、日本、英國(guó)、澳大利亞以及北歐等國(guó)都(dōu)在廣泛開(kāi)展火災煙氣運動規律的研究。煙氣流動特性和規律是防排煙的理論基礎,根據流體力學(xué)的原理,煙氣運動的計算機數學(xué)模化研究也正在深入,以前是以區域和網絡模型爲主,國(guó)外已開(kāi)發(fā)出十幾個模型或程序,如加拿大的IRC,日本的BRI,并不斷改進(jìn)其程序或更新版本。随著(zhe)計算機技術的飛速發(fā)展,今後(hòu)將(jiāng)更多開(kāi)發(fā)以場模化,虛拟現實技術,三維動态仿真的模化軟件。(2)防排煙系統的性能(néng)化設計和評估,傳統的機械防排煙設計方法隻是爲了滿足現有規範的要求,各國(guó)規範采用技術指标又很不一緻,實際工程中很難達到某些要求。目前國(guó)外有些國(guó)家已開(kāi)始對(duì)防排煙系統按性能(néng)化的原理進(jìn)行設計,如考慮安全目标,設計火災場景,疏散分析等,防排煙的性能(néng)化設計研究爲性能(néng)化規範的研究打好(hǎo)基礎。(3)防排煙系統技術參數和設備,對(duì)高層建

 

    築、地下建築、大空間建築的防排煙系統技術參數的研究還(hái)有許多空白點,或現有些參數的試驗研究根據不足,主要圍繞送風壓力,排煙量,風口設置,防排煙區域,開(kāi)口與洩漏特征進(jìn)行研究。防排煙設備主要是研制新型風閥,新型管道(dào)材料及管道(dào)防火保護材料,高溫風機。

 

    我國(guó)的機械防排煙技術研究雖然在20世紀80年代中期才開(kāi)始起(qǐ)步,但近年來發(fā)展很快,特别是在“八五”、“九五”期間對(duì)高層建築樓梯間和地下商業街的控煙技術及煙氣流動特性進(jìn)行了大量的研究,取得了一些重大成(chéng)果,爲有關規範的制修訂和工程防排煙設計提供了可靠的技術依據,建立了有較高水平的一些大型實驗設施,如世界上規模最大的高層建築火災試驗塔(在四川所),地下商業街和商場火災試驗室(在四川所、天津所),大空間火災試驗館(在中國(guó)科技大學(xué))等,而且也使我們比較深刻地了解和認識了火災中煙氣的運動特性及其可能(néng)産生的危害。我國(guó)的火災煙氣運動和防排煙的數學(xué)模化還(hái)處于起(qǐ)步階段,正在開(kāi)發(fā)少量的高層、地下、大空間建築的火災煙氣運動數學(xué)模化。

 

    我國(guó)在防排煙技術領域目前存在的主要問題是:由于我們的起(qǐ)步較晚,“八五”、“九五”期間主要是開(kāi)展一些工程上急需解決的防排煙設計問題的課題研究,缺乏系統全面(miàn)的研究和基礎試驗、基礎理論研究。而國(guó)内外廣泛關注的性能(néng)化防火規範研究,需要大量的基礎試驗數據和試驗、理論模型作支撐,國(guó)外發(fā)達國(guó)家在過(guò)去的二十年時間裡(lǐ)在這(zhè)方面(miàn)曾作了大量工作,我們與之相比還(hái)相當薄弱,這(zhè)直接影響到我國(guó)的性能(néng)化防火規範研究。

 

    1.2其它防排煙技術現狀

 

    1.2.1防煙分隔或建立防煙封閉避難區

 

    建立防煙分區是規範最常使用的手段,使各種(zhǒng)擋煙垂壁相繼出現,如軟質活動擋煙垂壁,玻璃擋煙垂壁。但目前建築空間越來越大,防煙分隔或防煙封閉避難區對(duì)建築的限制使建築設計受到影響,有些大空間無法進(jìn)行分隔,如機場候機樓,對(duì)此國(guó)際上提出了Cabin設計概念(安全島)。1.2.2自然通風排煙技術

 

    該技術簡便易行且較經(jīng)濟,無需較多的維護管理,也是目前較廣泛采用的控煙技術之一,但易受外界環境的影響和建築本身的限制,因而設計要合理,外界風壓的影響要給予充分的考慮,因此國(guó)外開(kāi)發(fā)出了能(néng)自動開(kāi)啓和能(néng)減小外界風力影響的風閥。

 

    1.2.3建築材料和家具的阻燃、消煙處理

 

    目前對(duì)建築材料的消煙處理主要是針對(duì)塑料材

 

    料,衆所周知由于塑料爲有機物,并含有各種(zhǒng)有機、無機物助劑,燃燒時會(huì)産生大量的有毒成(chéng)份,如HCl,HCN等,塑料燃燒産生的煙氣的剌激性和減光性都(dōu)非常強,目前常用抑煙劑主要有金屬氧化物、無機鹽,如Al(OH)3,ZnO,B2O3。

 

世界上主要工業國(guó)家都(dōu)對(duì)消煙機理和新型消煙助劑的研究非常重視。

 

    我國(guó)目前已發(fā)布《建築材料燃燒或分解煙密度試驗方法》建築材料燃燒或熱解發(fā)煙量的GB8627-88,《測定方法雙室法》材料産煙毒性GB/T16173-1996,《分級》GA132-1996,《電線電纜燃燒試驗方法--煙濃度試驗方法》GB1765.1-1999等标準,這(zhè)些标準方法與國(guó)際标準或美國(guó)标準基本等同。這(zhè)些标準的實施對(duì)控制建築材料的煙氣生成(chéng)量和毒性起(qǐ)到了巨大的推動作用。

 

    1.2.4化學(xué)消煙技術

 

    理論上火災煙氣中有毒成(chéng)份爲一些酸性物質或可溶于水的物質,煙霧的本質是一種(zhǒng)氣溶膠,因此向(xiàng)煙氣噴灑能(néng)中和酸性物質的化學(xué)藥劑或水,以消除煙氣中的大量有毒物質,或使氣溶膠凝聚消除煙氣的減光性。國(guó)内外都(dōu)已研究出一些消煙劑,但受效果、噴灑技術和成(chéng)本的限制還(hái)未能(néng)真正進(jìn)入實用階段。

 

    2.1防排煙規範

 

    我國(guó)現階段在使用防排煙技術時遇到的主要問題有二:防排煙系統産品質量和有效的維護管理;沒(méi)有統一的防排煙系統工程設計和施工驗收規範。在現有的防火設計規範中關于防排煙的設計規定不完全協調。因此非常有必要盡快制訂适用所有種(zhǒng)類建築的防排煙設計規範和施工驗收規範。

 

    美國(guó)NFPA92A《煙氣控制系統推薦實施規範》,英國(guó)BS5588第四部份《利用加壓送風保護疏散通道(dào)的防排煙工程規範》,BS7346《煙和熱控制系統部件》标準,歐盟也正在制定相應的統一規範。現在一般情況下國(guó)内外對(duì)生命安全的保障要求都(dōu)高于對(duì)财産的保障要求,美國(guó)NFPA規範的主線就是圍繞生命安全保障(見美國(guó)NFPA101)。

 

    防排煙技術也應圍繞性能(néng)化規範要求,開(kāi)展性能(néng)化的防排煙設計技術和規範研究。2.2防排煙工程設計

 

    由于我國(guó)在火災煙氣流動基礎理論及數學(xué)模化研究,防排煙的實體火災試驗研究方面(miàn)與發(fā)達國(guó)家有較大差距,因此應加強這(zhè)些方面(miàn)的研究,建(下轉21頁)

 

    設備的漏電電流。根據筆者實際經(jīng)驗,可以采用以下方法來确定漏電斷路器的額定漏電動作電流I△n:

 

    a)對(duì)于照明回路和居民生活用電的單相回路,額定漏電動作電流I△n>電路最大電流/2000;

 

    b)對(duì)于三相三線或三相四線的動力線路或動力照明混合線路,額定漏電動作電流I△n>電路最大電流/1000。

 

    例如:電源進(jìn)線總電流爲40A的用戶,則I△n>40/2000=20mA,用戶可選取漏電斷路器的額定漏電動作電流爲30mA。

 

    如果被(bèi)保護線路裝有變頻電梯、變頻水泵、變頻空調等設備,線路中會(huì)存在高次諧波,當高次諧波成(chéng)分過(guò)大時,其對(duì)地容抗將(jiāng)變小,洩漏電流增大,容易引起(qǐ)漏電斷路器誤動作,此時可選取額定漏電動作電流整定值較大的漏電斷路器。另外,如線路中存在瞬态電壓擾動,可選取帶有濾波裝置的漏電斷路器,以防止漏電斷路器誤動作。

 

    3漏電斷路器的安裝與使用

 

    漏電短路器應安裝在室内,避免雨淋和灰塵。一般情況下,周圍空氣溫度上限值不超過(guò)+40°C,下限值不低于-5°C;安裝地點的大氣相對(duì)濕度不應超過(guò)90%,周圍空氣溫度爲+40°C時,濕度不超過(guò)50%,因此,漏電斷路器不能(néng)安裝在浴室和衛生間等場所。安裝地點應遠離磁場,外磁場在任何方向(xiàng)不應超過(guò)地磁場的5倍。

 

    漏電斷路器的接線應符合下列規定:

 

    a)漏電斷路器的接線,應與低壓配電系統保護接地型式相對(duì)應;

 

    b)負載側的中性線,不得與其他回路共用;

 

    c)标有負載側和電源側接線端子,應按規定接線,不能(néng)接反,且嚴禁在電源側與負載側的接線端子上跨接導線;

 

    d)嚴禁PEN線(中性線與保護接地合一)穿過(guò)漏電斷路器的零序電流互感器。

 

    在正常使用過(guò)程中,用戶每月需在通電的情況下,按動測試按鈕一次,檢查漏電斷路器動作是否可靠。漏電斷路器失靈時,應及時更換。

 

    總之,合理選擇漏電斷路器的額定漏電動作電流值,正确使用漏電斷路器,可在線路和設備發(fā)生接地故障時斷開(kāi)電源,從而防止火災的發(fā)生。

 

    立國(guó)家級火災煙氣流動特性基本參數的數據庫,作爲現行規範制修訂的依據,也可作爲性能(néng)化設計的開(kāi)發(fā)和驗證的有力支撐條件,爲此要加大對(duì)現有試驗設施的改造,建立國(guó)家級火災試驗重點實驗室。

 

    解決目前工程和規範中急需要解決的重大問題,如防排煙系統與通風換氣系統的一體化問題;機械送風、排煙系統與自動噴水系統的互補性問題。如在美國(guó)和加拿大的規範中規定:當安裝有自動灑水系統時,正壓送風樓梯間的壓力可從25Pa減小到12.5Pa,幾乎減小一半;同樣(yàng)集中送風與均勻送風的效能(néng)比較、應用範圍研究在工程上也有重大意義。2.3防排煙系統的産品

 

    風機管道(dào)方面(miàn)今後(hòu)主要需開(kāi)發(fā)耐高溫的排煙風機,火場移動式排煙通風系統,用于排煙系統與通風換氣系統一體化的可變速風機;新型耐火隔熱的排煙管道(dào)研究。目前全國(guó)生産排煙閥的企業有近百家,生産各類排煙管道(dào)的企業有一百多家,生産風機的企業有幾十家,但缺少規模和新産品開(kāi)發(fā)。英國(guó)公司開(kāi)發(fā)的擋煙垂壁幾乎達2h耐火功能(néng),軟質擋煙垂壁最大垂度達12m,可進(jìn)行這(zhè)類新型擋煙垂壁的研究。應開(kāi)發(fā)能(néng)在起(qǐ)火時根據風向(xiàng)自動判斷開(kāi)啓的排煙通風口,能(néng)與消防控制系統配合的高可靠性的防火排煙閥。要開(kāi)發(fā)高效實用的消煙劑,在消煙理論與工程應用技術上有所進(jìn)展。制定和完善防排煙系統有關産品的檢驗标準。