扑救地下建筑火灾中移动式排烟设备的有效运用

2024-04-11张家银

中国设备工程 2024年2期

张家银

（徐州市云龙湖风景名胜区消防救援大队，江苏徐州 221006）

近年来，人们对建筑消防工作的重视度显著提高，即使陆续开展了各种建筑消防工作，地下建筑的火灾事故还屡见不鲜，造成了人员伤亡，也带来了较大的经济损失。当下建筑火灾扑救中存在烟雾浓度高的问题，增大了人员窒息风险，为了更安全、高效地实施火灾扑救、应急救援，消防部队需合理配备移动式排烟设备，通过该设备实现送风与排烟，降低火灾救援难度。技术进步的过程中相关人员需合理应用新技术完善移动式排烟设备的功能，提升设备性能，发挥设备在火灾扑救中的功能、性能优势。

1 移动式排烟装备的特点

很多建筑火灾救援中，都需借助移动式排烟设备，针对地下建筑火灾排烟工作，一般可选择移动式排烟机、消防水枪、排烟消防车，但具体的工作中可根据火灾现场的建筑结构特点、火势大小、烟雾情况等来选择。

1.1 移动式排烟机

目前，市场上的移动式排烟机存在动力源方面的差异，以此为基准来细分，移动式排烟机包含电动式、内燃机式、水力式几种。

电动式排烟机的动力源为火场内电源或消防车自带电源，由于该设备内配备电动机，由电动机来实现驱动。根据这类排烟机的使用情况，具有体积小、质量小、启动方便的特征，可在遭遇建筑地下火灾时快速进入排烟状态，转速大、排烟量大、低噪声、操作简单，但电动式排烟机也存在不足，在现场无电源的情况下很难发挥其功能优势，利用普通电机时考虑到安全性，严禁在易燃易爆场所使用。

内燃机式排烟机有汽油机式、柴油机式两种，如在地下建筑火灾救援中选择的是汽油机式排烟机，其自动动力源，整个设备的结构简单，且具有高度的灵活性，在火场中配备这一设备时，排烟方面的移动较为便捷，可为救援创造安全条件。现阶段，消防工作中，大部分消防部队均配备的是汽油机式排烟机，虽其在结构、排烟方面具有优越性，但使用中汽油泄漏、熄火事故的出现频次较高，再加上设备的防爆性不足，还会诱发一定的安全事故。柴油机式排烟机的防爆性能优越，但其设备结构复杂、整体质量大，移动不便。

水力式排烟机以水轮机为动力驱动装置，在该装置作用下将所用压力水经由消防水带提供给消防车、手抬泵和其他供水装置。如扑救地下建筑火灾时配备这一类排烟机，可为火灾扑救工作带来较大的便捷，因为压力水的获取容易。

如从风机型式角度分析移动式排烟机，包含离心式、轴流式两种，前一类型的排烟机的风压大，单位时间内所能提供的风量相对较少，但功率较大，体积大、设备结构复杂，一般用于远距离送风；后一类排烟机的风压小，单位时间内能提供的风量多、功率小，适用范围广。

1.2 消防水枪

火场灭火时，消防人员还能利用消防水枪来实现，从其原理分析，消防水枪下通过改变水枪出口形式，可使压力水产生对应的消防射流，兼具灭火、冷却、稀释、洗消、排烟等功能。在消防工作中利用消防水枪，排烟的灵活性高，但排烟量相对小，不需高压远距离送风排烟的火场环境下均可选择该装置。

1.3 排烟消防车

扑灭地下建筑火灾时，排烟消防车也相对适用，该车辆设备的特殊性就在于存在机械排烟系统或高倍数发泡系统，在实际的应用中，不仅能在火灾内起到排烟排毒的作用，还能将火场温度显著降低，使消防人员可顺利进入火场，扑灭火势并救援被困人员。技术发展的过程中，国内排烟消防车的排风量大大提高，不同型号排烟消防车的排风量各有不同，但保持在30000～240000m3/h不等。排烟消防车在火灾救援领域的应用较广，如人防工程、地下车库、地铁等地下场所的排烟、通风中，这一专有设备为救援工作创造了较大的便捷。

2 移动式排烟设备在地下建筑火灾中的应用研究

2.1 机械防烟

地下建筑处于地下相对密闭的空间内，一旦发生了火灾事故，烟雾很能扩散，增加了救援难度，如建筑中配备的固定防排烟设备设施存在异常，在房间、走廊、楼梯处将弥漫大量烟雾，被困人员无法认清方向找到应急通道，消防人员无法顺利进入火场展开救援工作。面对当下建筑火灾的这一情况，移动式风机相对有效，可将其布置在恰当位置能快速加压并送风，降低火场内的烟气浓度。

如为地下楼梯间的加压送风任务，有关人员可在楼梯间门口布置移动式排烟风机，给门洞创造内鼓风条件，使楼梯间产生垂直风，确保风力作用下此处的烟气可经由顶部排烟窗口扩散到空气，或者如建筑附近发生了火灾事故，有关人员需立即关闭排烟窗口，阻止烟气进入楼梯间。通廊式地下建筑的结构构成相对复杂，火灾扑灭和救援中同样存在较大难题，如出现了火灾事故，消防人员需立即在着火楼层走廊一端布设特定型号的移动式风机，通过高速气流来控制烟气的扩散。

市场上的部分建筑，在设计与施工中设置有避难层，如高层的固定机械加压送风系统受到内外部因素影响无法正常发挥作用，就可利用以上方式通风排烟。

2.2 正压送风排烟

火场中配备移动式排烟机创造正压送风能避免火势的扩大，为救援创造理想条件。但正压送风排烟阶段，相关人员却需要关注烟气的扩散方向，为被困人员创造逃生通道，并使消防员免受烟气影响，在无烟气流环境下组织救援任务。但利用移动式排烟设备正压送风时却需要注意很多方面：（1）提前分析灭火救援排烟、防止送风扩大火势的特点，如火场中存在盲目送风扩大火势的风险，相关人员需及时中断正压送风排烟。地下建筑火灾出现的早期阶段，火势蔓延缓慢，烟气呈现分层性特征，有一定的人员逃生条件，但如在此时启动移动式排烟，可能使火场内的火势受到排烟气流干扰，导致人员在逃生过程中无法区分方向。（2）选定或重新设置地下建筑内部排烟区域内的排风口，使火场烟雾顺着排风口被排放于地面，降低地下空间内的烟气浓度、危害程度。从这一角度不仅要避免排风口被堵使排烟空间风压异常大而无法正常排烟，还需考虑排风过多、内部压力异常低的情况。（3）移动式排烟设备不与送风管配套创造正压通风条件的情况下，有关人员不仅要分析移动式排烟设备的标定风量、引射风量，还要通过二者总和计算整个通风截面中的风速大小，确保平均风速值能使通风截面有正压送风条件。

相同尺寸量级的水力排烟设备与其他类型的排烟设备的标称风量虽有一定差异，但差值微乎其微，反而在引射风量上的差值较大，水力排烟设备的引射风量异常高。主要是因为水力排烟设备喷射的是雾状水射流，在喷射的瞬时有较高的速率，在大射流截面、射流长度下能迅速引射空气，引射能力显著。而其余排烟设备的空气射流速度存在明显衰减，引射能力差。即使冲击水轮式排烟机利用水喷雾，其喷射流量异常小，引风能力很难达到要求。因此，在允许水渍损失的条件下，相关人员为促进灭火救援，需合理配备水力排烟装备，通过引射风量来封堵截面。

发生地下建筑火灾事故时，如要利用移动排烟设备创造正压送风排烟条件，或者要阻挡烟气扩散到更大空间，必须关注该设备在引射空气方面的优越性，结合地下建筑的出入口布置位置、大小等，将排烟设备布局在合理位置，使排烟设备与开口的距离符合要求。

2.3 负压机械排烟

地下建筑火灾中应用移动式排烟设备时同样可创造负压机械排烟条件，具体的操作中，相关人员需将移动式排烟设备布置在排烟口，随后通过抽的方式将火场内的烟气排放到外部环境。火灾发生的早期阶段，火势小，烟气少，如直接选择负压机械排烟方法，可大大降低火场压力，营造负压条件，抑制烟气向其他空间、方向的扩散。火灾发生的后期阶段，如早期未及时控制火势，导致火势迅速蔓延，整个火场内的烟气浓度高，无论选用何种排烟设备，均无法达到快速、有效排烟的目的，甚至随着时间的延长，火场附近的其他空间内也会存在较多的烟气。

面对上述情况，消防员进入现场的首要任务就是通过喷雾水流来实现排烟，当然，在有条件的情况下，也需配备排烟车和移动式排烟风机实现协同排烟，在不同设备的高度配合下，使火场内的烟气被顺利排放到其余空间，虽然这一方式对排烟有一定作用，但也存在一定的不足，就是很难保持补风量与排烟量的平衡状态，一旦补风量过大，将导致烟气向其他空间扩散，导致其他空间内发生火灾事故；补风量过小无法创造对流条件，烟气排放不畅。

从以上几个方面综合分析，利用移动式排烟设备进行负压排风时，主要需关注以下方面：（1）与正压送风排烟相结合；（2）负压排烟条件下存在高温烟气，此烟气对排烟设备有一定影响，在实际的工作中需配备耐高温排烟设备；（3）合理选择排烟设备布置位置，一般需将其安放于排风口出口，如不得不将排烟设备布置于烟雾区内，相关人员需准备较长的排风管，促进烟气排放，但因为风管内流动的烟气温度较高，为发挥风管作用，需保障风管良好的耐高温性能。

2.4 多功能消防水枪和水驱动排烟机的应用

针对喷雾水流排烟，此方式下需充分考虑火场的实际情况，主要可选用以下方式：（1）室外单支喷雾水枪喷雾排烟，操作过程中，必须保障喷雾面一面门、窗的全封闭，在门或窗的对面墙壁上破拆一个口，使喷雾水在烟尘之间构成压力空间，由另一侧开口完成排烟。（2）室外多支喷雾水枪组合实现排烟，如单层建筑的空间大，配备2支或者3支喷雾水枪，使排烟过程中这些水枪喷射的水流能相互组合，及时将烟气排出此空间。（3）室内多支喷雾水枪立体组合，如为高空间、大跨度的厂房、地下车库等单层建筑，在排烟过程中需进入室内配备消防梯等工具，保持横向与竖向的并列并实现全部空间的封闭处理，交叉喷射使烟气经由对面开口排到外部空间。如为低高度、大跨度的地下通道、人防工程等单层建筑，进入室内完成横向组合排烟的效果更佳。绝大部分的地下建筑，其空间大，火灾发生期间的烟雾扩散困难，仅配备小型排烟装置无法构成大截面正压送风、负压排烟，如配备的排烟设备数量偏少，将很难导致最佳的排烟效果，不利于火灾救援。为此，在现阶段的条件下面对地下建筑火灾事故，相关人员需大力研发新型移动式消防水力排烟推车装置。

2.5 排烟消防车的应用

排烟消防车为一种专用消防设备，其设备规模庞大，在汽车地盘上配备有主风机，在该设备工作时由汽车动气驱动风机运行，创造负压抽吸排烟、正压送风排烟。在消防应急救援中为发挥该设备的功能优势，相关人员需根据建筑特点、火势大小、烟气浓度等合理配备该消防车。

3 排烟过程中应注意的问题

扑救地下建筑火灾时，排烟为关键任务，为达到最佳的排烟效果，主要需关注以下方面：（1）开启门窗排烟的过程中应以开花、雾状水流作为掩护，以避免出现爆燃事故，与此同时，要避免排烟口热气流引燃附近建筑、可燃物，特别要关注着火建筑周围的建筑物、可燃物分布等，在排烟的同时做好相应的防护，阻断火势蔓延通道。（2）空气在受热后不仅会发生膨胀现象，也会产生一定的浮力，该作用力下冷空气停留于下面，热空气处于上面，为此需关注排烟口位置，一般需将其布置于火点下风侧。（3）部分排烟设备无风管，利用此设备实施负压排烟时，相关人员需关注实际情况布置排烟口、排烟机，且需保障排烟机与排烟口的距离符合标准，过大或者过小都不利于排烟工作。（4）火灾初期与后期的排烟工作更有利于火灾救援，能取得良好的排烟效果，如火势猛烈，排烟效果很难达到预期。（5）楼梯间的加压送风排烟阶段，风机产生的空气锥必须覆盖于全部楼梯间口，其严格控制风机正压值。