導(dǎo)語(yǔ)：中庭建筑火災(zāi)排煙措施一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)分析，火災(zāi)過(guò)程中造成人員致死的主要原因是煙氣和熱，占火災(zāi)中死亡人數(shù)的75%～95%。因此，研究探討建筑火災(zāi)中煙氣在建筑內(nèi)部的流動(dòng)特性，對(duì)進(jìn)行合理的建筑防火、防排煙設(shè)計(jì)，控制火災(zāi)的蔓延擴(kuò)大，減少傷亡及財(cái)產(chǎn)損失具有重大指導(dǎo)意義。

（一）中庭建筑的定義

《民用建筑防排煙設(shè)計(jì)規(guī)程》中給出的中庭的定義為：三層或三層以上、且短邊不小于6m的大容積空間，即稱為中庭。

（二）中庭建筑火災(zāi)中煙氣層的形成

中庭建筑的煙氣流動(dòng)不同于普通建筑，有其自身的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性。煙氣在上升過(guò)程中會(huì)卷吸大量周圍冷空氣，并可能導(dǎo)致以下兩方面的后果：一方面，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫氣體上升到火焰上方形成煙羽流，煙羽流受熱浮力驅(qū)動(dòng)上升，在上升過(guò)程中，不斷卷吸周圍的空氣，在浮力、膨脹力和“煙囪效應(yīng)”等作用下,煙氣上升到頂棚，進(jìn)而沿頂棚四周向下擴(kuò)散填充，形成煙氣層。隨著火災(zāi)的發(fā)展，煙氣層厚度不斷增加，當(dāng)煙氣層下降到其它層頂棚以下時(shí)，熱煙氣就會(huì)逐漸蔓延到著火層以上各層。另一方面，煙氣在中庭的上升過(guò)程中，由于層高較高，隨著高度的增加，煙氣通過(guò)上部墻壁開(kāi)口、縫隙、建筑導(dǎo)熱構(gòu)件等散熱很大，煙氣溫度逐漸降低，其上浮力越來(lái)越小，上升到一定高度后可能會(huì)出現(xiàn)“層化”現(xiàn)象，即在火災(zāi)初期火場(chǎng)溫度較低，同時(shí)煙氣在上升過(guò)程中被不斷卷入的低溫空氣冷卻，部分下落，在未達(dá)到頂部空間時(shí)就橫向擴(kuò)展，逐步停止上升，從而在中庭的中間或稍底位置，在熱對(duì)流的作用下形成混合氣流，致使煙流方向倒轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)證明，相當(dāng)多的煙氣在上升到22m后，再上升的速度已相當(dāng)緩慢，常常無(wú)法到達(dá)中庭建筑頂部而懸浮在中庭中部偏高處形成煙氣層。

（三）中庭建筑火災(zāi)條件下煙氣的流動(dòng)特性

通過(guò)對(duì)煙氣層的受力分析，不難看出，中庭建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，懸浮的煙氣層將受到兩個(gè)力的作用：一是本身重力，二是上浮力。二力平衡的支撐面則是“中性面”。“中性面”對(duì)人的危害作用是很大的。中性面的主要特征是：在中性面的范圍內(nèi)，既不進(jìn)風(fēng)，又不排氣。人處在中性面范圍內(nèi)將很難生存。中性面越低，對(duì)人的危害越大。“中性面”的基本含義是室內(nèi)壓力等于室外壓力的一個(gè)理論分界面。一般情況下，中性面以下空間，空氣從外部通過(guò)門窗、縫隙等向內(nèi)部滲入；中性面以上空間，空氣則由內(nèi)部向外部滲出。而處在中性面范圍內(nèi)的空氣卻幾乎是不流動(dòng)的。中庭建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙氣量越大，其本身重力越大，中性面越低；反之，煙氣排出量越大，煙氣重力越小，中性面越高。中庭建筑底部開(kāi)口越多（大），進(jìn)入的空氣量越多，燃燒越猛，煙氣溫度越高，上浮力越大，中性面越高；反之，下部開(kāi)口越少（小），進(jìn)入的空氣量越少，物質(zhì)燃燒越不完全，產(chǎn)生的溫度越低，煙氣的上浮力越小，中性面越低。再次，外部風(fēng)力對(duì)中庭建筑內(nèi)部的煙氣中性面也有較大的影響。上部迎風(fēng)面若開(kāi)口，大量空氣被壓入，煙氣層下移，中性面下降。因此，上部迎風(fēng)面開(kāi)口，不僅不利于排煙，反而促使煙氣向下運(yùn)動(dòng)，中性面降低，對(duì)人員的危害也就越大。

（四）中庭建筑排煙存在的主要問(wèn)題

1.中庭建筑空間高大，機(jī)械排煙效率低，難以達(dá)到控制煙氣層降低的要求實(shí)驗(yàn)證明，排除空間較高建筑內(nèi)的煙氣比排除空間較低建筑內(nèi)的煙氣要困難得多。對(duì)大空間中庭建筑頂部排煙而言，較低的中庭建筑可以直接在屋頂設(shè)天窗進(jìn)行自然排煙，較高的中庭建筑往往不能進(jìn)行自然排煙，其機(jī)械排煙效率也隨其高度的增加而降低。其主要原因是：上部空氣溫度比下部空氣溫度高。一般情況下，這個(gè)差值隨著中庭建筑高度的增加而增大。從而導(dǎo)致其內(nèi)部煙氣層比貼近屋頂?shù)目諝鈱拥臏囟鹊停陔x屋頂一定距離處，煙氣層便失去了浮力作用，煙氣層將很難上升到屋頂，并且上升到一定高度轉(zhuǎn)而下沉。另外，目前一些中庭建筑設(shè)置的排煙機(jī)，從其實(shí)際動(dòng)作看，排出的除煙氣外，還有大量滲入空氣。且建筑高度越高，滲入的空氣量越大，煙氣將被大量空氣稀釋，大大減少了排煙機(jī)的排煙量，降低了排煙效率。

2.排煙口設(shè)置不合理，煙氣難以有效通過(guò)排煙口而排出據(jù)調(diào)查，中庭建筑的排煙口都是按目前《高規(guī)》的要求，設(shè)置在頂棚或靠近頂棚的墻面上。若按這一規(guī)定設(shè)置排煙口，對(duì)大空間中庭建筑來(lái)說(shuō)，是難以達(dá)到排煙要求的。因?yàn)榇罂臻g中庭建筑內(nèi)的煙氣層不可能到達(dá)其頂部，因而也就不可能接近排煙口，煙氣也就難以高效通過(guò)排煙口而排出。

（五）中庭建筑火災(zāi)中的排煙對(duì)策

1.設(shè)置伸縮式排煙管道的活動(dòng)排煙口，插入煙層內(nèi)機(jī)械排煙。大空間中庭建筑本身的建筑特點(diǎn)及發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣的流動(dòng)特點(diǎn)告訴我們，對(duì)中庭建筑僅設(shè)簡(jiǎn)單的自然排煙方式是不夠的，應(yīng)在自然排煙方式的前提下，采取特有的機(jī)械防排煙方式。即：帶有“伸縮式排煙管道的排煙口”設(shè)置在大空間中庭建筑頂部，火災(zāi)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)、自動(dòng)按鈕，位于大空間中庭建筑頂部的排煙口下移，伸入到下部煙層內(nèi)進(jìn)行排煙，把煙氣層底面高度控制在對(duì)人員沒(méi)有危害的高度。

2.設(shè)置軟質(zhì)活動(dòng)式擋煙重壁與水幕聯(lián)合系統(tǒng)，將煙氣團(tuán)有效地控制在一定的空間內(nèi)，建立中庭中上部防煙分區(qū)，為實(shí)施有效機(jī)械排煙創(chuàng)造條件。軟質(zhì)活動(dòng)式擋煙垂壁，平時(shí)卷縮在中庭建筑頂部；火災(zāi)時(shí)，通過(guò)自動(dòng)、手動(dòng)按鈕，使軟質(zhì)活動(dòng)式擋煙垂壁下降至有效防排煙的高度。同時(shí)，水幕系統(tǒng)開(kāi)啟，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

3.對(duì)于中庭式大空間建筑這類特殊建筑，只設(shè)置一種探測(cè)器是無(wú)法滿足要求的，必須對(duì)火災(zāi)中出現(xiàn)的多種物理現(xiàn)象進(jìn)行多參量復(fù)合監(jiān)測(cè)，以降低誤報(bào)警。因此，中庭式大空間建筑可以在與其相連的各個(gè)樓層頂棚上設(shè)置感煙探測(cè)器和CO氣體探測(cè)器，由于CO是火災(zāi)煙氣的主要產(chǎn)物，也是危害人員生命的主兇，當(dāng)可見(jiàn)煙氣被發(fā)現(xiàn)時(shí)，CO可能早就擴(kuò)散到人員所在區(qū)域，在火災(zāi)案例中，常有當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)濃煙時(shí)，有人已經(jīng)因吸入CO而無(wú)力逃生；在中庭墻壁的適當(dāng)位置布置線型紅外光束感煙探測(cè)器，在中庭高度1/2的墻上和頂棚布置煙霧圖象探測(cè)器和火焰圖象探測(cè)器。裝有熱像儀的圖象探測(cè)器，其紅外攝像頭接收物體表面發(fā)射的紅外能量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后由圖像處理器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)予以存儲(chǔ)并在顯示器上顯示出來(lái)。圖象探測(cè)器可以在大空間、大面積、多粉塵、高濕度及室外環(huán)境中使用，可對(duì)火災(zāi)現(xiàn)象中的圖象信息作出快速反應(yīng)并提供直觀的火災(zāi)信息。

4.排煙口的流速、尺寸和布置位置在很大程度上影響排煙的效果。排煙口的流速不宜過(guò)大，否則會(huì)卷吸大量的空氣，降低排煙的效果，排煙口的流速不宜大于10m/s。在排煙通道中，條縫形排煙口對(duì)整個(gè)排煙口都是有效的，而矩形排煙口則不容易排掉通道兩則的煙氣。通常排煙口的最小面積一般不小于0.04m2。在設(shè)置排煙口的時(shí)候，注意應(yīng)使排煙方向與人員疏散方向相反。同時(shí)，排煙口的布置位置應(yīng)考慮建筑地區(qū)的常年風(fēng)向以及風(fēng)頻，或在不同的方向設(shè)置排煙口，防止排煙口的設(shè)置方向與常年風(fēng)向相反，致使出現(xiàn)煙氣倒流現(xiàn)象，影響煙氣順利排出。

總之，掌握火災(zāi)中煙氣的流動(dòng)特性，設(shè)置有效的排煙系統(tǒng)，就是為了：①維持一定高度的冷空氣層，為人員安全疏散和消防隊(duì)員進(jìn)行有效的滅火戰(zhàn)斗及救援提供必要的條件；②控制煙氣流動(dòng)，為人員的安全疏散提供可靠的安全疏散通道；③推遲發(fā)生轟燃的時(shí)間或避免發(fā)生轟燃；④防止或減少煙氣對(duì)財(cái)產(chǎn)造成的損失；⑤盡可能地減少煙氣對(duì)建筑構(gòu)件的破壞。