2021年一級消防工程師考試高頻考點學(xué)習(xí):建筑火災(zāi)煙氣的流動過程
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建筑火災(zāi)煙氣的流動過程
火災(zāi)發(fā)生在建筑內(nèi)時,煙氣流動的方向通常是火勢蔓延的一個主要方向。500℃以上熱煙所到之處,遇到的可燃物都有可能被引燃。
(一)煙氣流動的路線及特點
1.著火房間內(nèi)的煙氣流動
描述室內(nèi)煙氣流動特點和規(guī)律涉及幾個重要的概念,包括煙氣羽流、頂棚射流、煙氣層沉降?! 。?)煙氣羽流。燃燒中,火源上方的火焰及燃燒生成的流動煙氣通常稱為火羽流。而火焰區(qū)上方為燃燒產(chǎn)物即煙氣的羽流區(qū),其流動完全由浮力效應(yīng)控制,一般稱其為煙氣羽流或浮力羽流。由于浮力作用,煙氣流會形成一個熱煙氣團,在浮力的作用下向上運動,在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發(fā)生摻混。
(2)頂棚射流。當(dāng)煙氣羽流撞擊到房間的頂棚后,沿頂棚水平運動,形成一個較薄的頂棚射流層,稱為頂棚射流。由于它的作用,使安裝在頂棚上的感煙探測器、感溫探測器和灑水噴頭產(chǎn)生響應(yīng),實現(xiàn)自動報警和噴淋滅火。
研究表明,假設(shè)頂棚距離可燃物的垂直高度為 H, 多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為距離頂棚以下高度 H 的 5% - 12% ,而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在距離頂棚以下高度 H 的 1%處。 頂棚射流的最大溫度和最大速度值是估算火災(zāi)探測器和噴頭熱響應(yīng)的重要基礎(chǔ)。
(3)煙氣層沉降。
發(fā)生火災(zāi)時,應(yīng)設(shè)法通過打開排煙口等方式,將煙氣層限制在一定高度內(nèi)。否則,著火房間煙氣層下降到房間開口位置,如門、 窗或其他縫隙時,煙氣會通過這些開口蔓延擴散到建筑的其他地方。
3.豎井中的煙氣流動
走廊中的煙氣除了向其他房間蔓延外,還要向樓梯間、電梯間、豎井、通風(fēng)管道等部位擴散,并迅速向上層流動。
對于開口截面積較大的建筑,相對于浮力所引起的壓差而言,氣體在豎井內(nèi)流動的摩擦阻力可以忽略不計,由此可認(rèn)為豎井內(nèi)氣體流動的驅(qū)動力僅為浮力。
(二)煙氣流動的驅(qū)動力
1.煙囪效應(yīng)
當(dāng)建筑物內(nèi)外的溫度不同時,室內(nèi)外空氣的密度隨之出現(xiàn)差別,這將引發(fā)浮力驅(qū)動的流動。豎井是發(fā)生這種現(xiàn)象的主要場合,在豎井中,由于浮力作用產(chǎn)生的氣體運動十分顯著,通常稱這種現(xiàn)象為煙囪效應(yīng)。在火災(zāi)過程中,煙囪效應(yīng)是造成煙氣豎向流動的主要因素。
2.火風(fēng)壓
火風(fēng)壓是指建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時,在起火房間內(nèi),由于溫度上升,氣體迅速膨脹,對樓板和四壁形成的壓力。
火風(fēng)壓的影響主要在起火房間,如果火風(fēng)壓大于進風(fēng)口的壓力,則大量的煙火將通過外墻窗口,由室外向上蔓延;
若火風(fēng)壓等于或小于進風(fēng)口的壓力,則煙火便全部從內(nèi)部蔓延,當(dāng)它進入樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等豎向孔道以后,會大大加強煙囪效應(yīng)。
煙囪效應(yīng)和火風(fēng)壓不同,它能影響全樓。
3.外界風(fēng)
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