地下建筑火场排烟对策研究

刘旺鹏

摘 要：随着我国城市化水平的不断推进，地面建筑物密度不断增加，建筑用地也越来越紧张，房地产商开始把目光放在拓展地下建筑上。当前地下建筑火灾成为城市火灾防控的重点，地下建筑火灾救援较为困难，使得地下建筑防火成为消防救援队伍重点研究的内容。因此，本文探讨了地下建筑的火灾特点，分析了火灾烟气毒害性，研究了地下建筑火场排烟的对策。

关键词：地下建筑;消防;火场排烟

中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）10-0181-02

0 引言

从大量的火灾实践中可以看出，在发生火灾时，烟气是阻碍人们火场逃生的主要因素，也是造成人员死亡的最大因素。根据统计，在建筑火灾中大约有七成以上人数是因为烟气中毒后晕倒死亡的。尤其是地下建筑能见度低、照明条件差，烟气流动更加复杂。近些年来，全国各地的消防救援队伍在进行防火演练时多次选择在地下建筑物，以地下建筑火灾作为演练对象，足以表明我国消防工作对于地下建筑防火的意识。本文就如何进行地下建筑火场排烟开展讨论。

1 地下建筑的火灾特点

1.1 火情探测困难

由于地下建筑处在地面以下的位置，一旦发生火灾，进火场救援的消防人员无法直接观测到地下建筑的起火点位置和燃烧的情况，有着“看不到”和“进不去”两个难题，就算是可以进入到地下进行侦查，由于能见度低，也很难准确判断起火的位置、火势蔓延的方向与燃烧范围等情况，为火情侦察带来了很大困难。

1.2 进入火场困难

由于地下建筑的排烟口比较少，进出口是烟气和热气的主要排出口，烟气的流转方向和消防救援人员进入火灾现场的方向相反，尤其是高温浓烟聚集涌出的状况下，烟气会封锁出入口，阻碍消防救援人员进入建筑内部并接近着火点。

1.3 通讯指挥困难

因为在发生火灾时会出现断电和信号屏蔽，地下建筑对通讯设备的干扰性大，许多通讯设备会在火场中无法发挥作用，难以实现与地面的通信联络，为指挥员及时掌握火场情况、进行正确决策和指挥带来不便。

1.4 难以有效控制火情

由于大多数的地下建筑内部通道往往曲折狭长，供水的距离较远。并且有些疏散通道上会堆放着大量的物品，阻碍水带的铺设与消防器材的运送，水枪的射流会因为角度偏离造成距离不够，或者无法击中着火点，难以达到灭火的目的，在这种情况下，消防力量往往需要很多的时间进行器材转移，很难全面展开扑救行动。

2 火灾烟气毒害性分析

火灾产生的烟气中包含各样的有毒气体（比如：一氧化碳、氰化氢、二氧化碳、苯、醛等），并且这些气体含量已经远远超过了人们生理所能承受的最高浓度，大大增加人员中毒死亡的危险。另外，烟气中所包含的悬浮颗粒也是对人体有害的，它可以进入人体的肺部并且黏附在肺泡壁上，引起急性呼吸道疾病并增加患心脏疾病的死亡率，对人可以造成直接伤害[1]。

发生火灾时会大量燃烧密闭空间中的氧气，当空气中的含氧量降到15%时，人体的肌肉活动能力便会下降，当下降到10%～14%时，人体便会变得四肢无力，并出现智力混乱并且辨不清方向。当空气中含氧量下降到6%～10%時，人便会晕倒，所以对于身处在着火房间中人来说，氧气的短时致死浓度是6%，但是在实际中的着火空间里的氧气最低浓度可以达到3%左右。火灾的烟气温度最高可达几百度，在密闭性比较高的空间里（比如地下室）其温度最高可达千度，人体对高温烟气的忍受能力是有限度的，气温达到65℃时，人体可以短时忍受;气温达到120℃时，超过15min会对人体造成无法恢复的损伤;气温超过170℃时，可以短暂忍受五分钟;当气温达到170℃时，只可以忍受1min，当温度更高时，人体连1min也无法忍受，身体会产生强烈的疼痛感，出现肌肉痉挛、休克等现象。火灾烟气对光有着比较强的遮蔽作用，可见光波的波长仅为0.4μm～0.7μm，但是在一般火灾中烟气的烟粒子的直径为几微米到几十微米。当烟气弥漫时，可见光会因为烟粒子的遮挡大大减弱，大大降低了能见度，同时烟气中的有害气体会对眼睛造成强烈的刺激，影响人们逃离火场的速度[2]。火灾现场的大量浓烟会让人们产生恐惧感，给火灾逃生造成混乱。

3 地下建筑火场排烟的对策

3.1 自然排烟

自然排烟方式是指利用火灾产生的烟气气流的浮力与外部的气象状况，借助建筑物的向外开口将烟气排放至室外，或者利用建筑物自身的排烟竖井、通道或者普通的电梯间，从顶部排烟口把热气流排出的方式，使用这种排烟方式要具备冷空气进口与热烟气排出口，也就是要有热空气和冷空气的对流运动。烟气的排出口可以是建筑物外窗，也可能是设置侧墙上的排烟口。在火灾初期，由于烟气和外部空气温度差比较小，自然排烟进行得比较缓慢。在火灾发展阶段，由于温度差和密度差太大，自然排烟进行得比较快。可以采取降低进风口或者是提高排烟口的位置以加大两者间的高度差，有效促进自然排烟，为此，将排烟口设置在地下建筑物的顶部或者顶部的侧墙上部。另外由于室外风向和风速不同，排烟效果也会相差较大，进风口要设立在地下建筑物的出入口和通风口的上风方向，排烟口要设立在下风方向[3]。

3.2 人工排烟

人工排烟主要是通过人为干预把建筑物的烟气经过热压和空气对流排到室外。在进行排烟前要深入内部查明：（1）起火点位置、燃烧物质、烟火蔓延的主要途径和方向;（2）现场被困人员数量、所在位置以及疏散救人路线;（3）有无易燃易爆物品、毒害品;（4）地下建筑深度、与其他建筑连通情况;（5）自动报警和自动喷水灭火系统是否发挥作用;（6）检测有毒气体成分与浓度、空气含氧量和现场温度。

要对现场进行研判，具体内容包括：（1）根据观察出入口烟雾流动方向、浓度和风向，确定进攻入口和排烟出口;（2）根据被困人员位置、数量和营救路线情况，确定搜救组数量和疏散路线;（3）根据火势蔓延情况，确定人员器材编成、灭火组数量、进攻的路线和阵地位置;（4）根据着火部位防火分区面积、防火分区数量，地下建筑深度、以及与其他建筑连通情况，划分战斗区段;（5）根据有无易燃易爆、毒害品情况，确定战术措施及防护等级。

人工排烟具体几种做法[4]：（1）破拆门窗，这是最简单的排烟方法。当建筑物突发火灾时，室内的烟气温度远远高于室外的空气温度，此时因为内外气压差的作用，室内产生的烟气会通过门窗向外排。在破拆门窗时应该选择处于上风方向的下门窗与处于下风方向的上门窗，借用风力加速其横向排烟。（2）破拆外墙排烟。根据自然排烟原理，在进行破拆时应该选择在房间的外墙上部并靠近屋顶的位置。由于排烟口的上下端和屋顶的距离不一样，并且防烟风区隔墙和垂壁的结构不一样，开口达到的有效面积也不一样，在房间外墙进行破拆排烟口时，开口的上缘不能太靠近屋顶，下端不可以低于屋顶80cm，如果房间内有设置防烟垂壁，开口不可以低于垂壁的下端。（3）喷雾水流排烟。根据地下室的密闭情况，可以采取室内使用多只水枪进行立体组合排烟，对于空间比较大的地下建筑，比如地下停车场场等，可以进入室内然后利用消防梯等工具，横、竖并列把上下左右的空间全部密闭，并且交叉喷射让烟气从对面的开口部位排出。（4）高倍泡沫排烟。在室内使用这种方法因为使用量小，水渍的损失也少，可以同时起到排烟、灭火、降温的效果。

3.3 机械排烟

机械排烟主要是通过机械作用力，强制排风、送风等手段达到排除火场烟气的目的，这种方式全部使用机械力作用。主要包括建筑固定排烟设备、移动排烟设备、以及排烟消防车等。表1所示，现场指挥员应充分利用消防控制室进行火情侦察，通过“两屏、三器、两柜”，掌握火势发展变化和建筑消防设施动作情况，实施灾情研判和决策指挥。当没有风或者地下空间过于狭窄时，机械排烟的排烟效果是最好的，由于空间有限，在一端排烟的时候，另外一段必然会进风，增加地下建筑内的空间流动，可以达到有效的排烟效果。

4 结语

灭火战斗是一项实践性强、对灭火技术的综合运用要求比较高的专业学科。地下建筑突发火灾时，由于有毒物质、浓烟过于集中，以及温度高、能见度差等原因，消防救援人员和救援车辆很难接近或者是进入，这個时候就必须采用科学、合理的手段协助消防人员进入火场，所以，排出烟尘是其中至关重要的方面，只有这样，才能有效地扑灭地下建筑火灾。

参考文献

[1] 张建成.大型商业综合体消防安全与消防设计探讨：以南平万达广场为例[J].河南建材，2020（4）：135-137.

[2] 陈文东，陈卓宇.集立体空间和复合功能的园林式消防建筑：韶关市公安消防局新指挥中心及消防站概念设计方案构思[J].华中建筑，2019（8）：53-56.

[3] 张健，宋志刚，李全旺，等.木结构建筑群火灾蔓延危险建筑的识别及防火改造效果评价[J].工程力学，2020（4）：60-69.

[4] 何吉春，李庆明，张鹏，等.谢桥矿1242（3）大采高超长工作面收作期间综合防火技术[J].煤矿安全，2019（7）：84-87.