第六章 建筑火灾烟气流动

地下建筑火灾中的烟气流动分析与对策作者：饶俊翟帅来源：《消防界》2022年第02期摘要：文章通过对地下建筑火灾中烟气的产生、流动特性及烟气对人员安全疏散的影响进行分析，提出几种解决地下建筑火灾中烟气流动所带来问题的方法，使之向灭火、疏散、救援等有利的方向发展。

关键词：地下建筑;烟气流动;分析与对策从近年来的火灾事例中可以发现，烟气是阻碍人员逃生，导致人员伤亡的主要原因之一。

对于地下建筑而言，一旦发生火灾，温度上升很快，火灾蔓延迅速，由于缺氧而呈现不充分燃烧，会产生大量含有一氧化碳等有毒物质的浓烟，特别是当地下建筑机械防排烟设施没有充分发挥作用时，使大量浓烟聚集于室内，严重影响人员的疏散，甚至使人员中毒窒息死亡。

因此，应该对地下建筑火灾中烟气的产生和流动特性进行分析，充分利用烟气流动的特点，采取措施使其在火灾中有利于烟气的排出和人员的安全疏散。

一、地下建筑发生火灾时的烟气成分（一）烟气成分烟气的组成成分和数量取决于可燃物的化学组成和燃烧时的温度、氧的供给等燃烧条件，由极小的炭黑粒子完全燃烧或不完全燃烧后的成分及可燃物的其他燃烧分解产物所组成。

含碳量多的物质，在氧气不足的条件下燃烧时，有大量的炭粒子产生。

通常，烟雾在低温时，即阴燃阶段，以液滴粒子为主，烟气发白或呈青白色。

当温度上升至起火阶段时，因发生脱水反应，产生大量的游离碳粒子，常呈黑色或灰黑色。

在地下建筑火灾中，由于供氧不足，发生不完全燃烧，有毒气体增加，烟气浓度增加。

（二）烟气生成量和烟羽流火灾中地下建筑的烟气生成量取决于烟羽流的流量，燃烧产生的热烟气由于浮力的作用上升，并在火焰上方形成的烟羽流。

烟羽流的质量流量主要是由可燃物的质量损失速率、燃烧所需的空气量及上升过程中卷吸的空气量三部分组成。

（三）烟羽流的质量流量计算在进行排烟问题计算时，首先应知道保持着火房间冷空气层高度不变时的羽流质量流量，在考虑火灾最大热释放速率条件下，对烟气流动问题进行适当简化，从而得出烟气排放的质量流量与通风口面积、烟气温度、房间高度及冷空气层高度之间关系的数学表达式。

火灾烟气流动规律引言火灾是一种常见的灾害，不仅会造成财产损失，还可能导致人员伤亡。

在火灾中，烟气是最主要的危险因素之一。

了解火灾烟气的流动规律对于有效地进行火灾预防和应急处理至关重要。

本文将详细介绍火灾烟气的流动规律，并探讨其影响因素和应对措施。

火灾烟气的流动规律火灾烟气的流动规律可以分为两个方面：上升流和水平扩散。

上升流在火场发生时，由于燃烧物质产生的高温和大量的热量释放，空气被加热并膨胀，形成上升流。

上升流是火灾烟气向上运动的主要驱动力。

上升流受到多种因素的影响，包括以下几点： 1. 火源温度：火源温度越高，上升流速度越快。

2. 燃料类型：不同材料燃烧所产生的热量和烟气的密度各不相同，从而影响上升流的速度和方向。

3. 火场尺寸：火场尺寸越大，上升流越强烈。

水平扩散除了上升流，火灾烟气还会在水平方向上扩散。

这主要取决于以下因素： 1. 烟气密度：烟气密度越大，水平扩散能力越差。

2. 通风条件：通风条件对于火灾烟气的水平扩散起着重要作用。

如果有良好的通风条件，烟气会更容易被排出建筑物或火场。

影响火灾烟气流动规律的因素火灾烟气的流动规律受到多种因素的影响，下面我们来详细介绍几个主要因素：温度差异温度差异是导致火灾烟气产生上升流的主要原因之一。

由于火源释放出的高温空气比周围环境温度高，形成了温度梯度。

这种温度差异导致了空气密度变化，从而产生了上升流。

空间几何形状建筑物的空间几何形状对火灾烟气的流动规律起着重要影响。

狭长通道会加速烟气的流动速度，而宽敞的房间则会减缓烟气的流动速度。

通风条件通风条件是影响火灾烟气水平扩散的重要因素。

如果建筑物具有良好的通风系统，能够及时排出大量的烟气，从而减少了火灾蔓延和扩大的可能性。

燃料类型和堆放密度不同类型的燃料在燃烧时会产生不同密度和温度的烟气。

堆放密度也会影响火灾烟气流动规律。

高密度堆放的物品会导致更多的热量积聚和更慢的上升流速度。

应对火灾烟气流动规律的措施了解火灾烟气的流动规律可以帮助我们采取相应措施来预防和处理火灾。

防排烟工程答题第一章火灾烟气的组成与危害1、火灾烟气的定义（识记）含有烟粒子的气体称为烟气。

火灾烟气是火灾时所生成的气体和悬浮在其中的烟粒子的总称。

2、完全燃烧的定义对于正常的燃烧工况，环境的供热条件、空间时间条件和供氧条件得到良好的保证，燃烧进行得比较完全，所生成的产物都不能再燃烧，这种燃烧称为完全燃烧，其燃烧产物称为完全燃烧产物。

3、烟粒子的浓度种表示方法。

（1）质量浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的质量，称为烟粒子的质量浓度。

（2）颗粒浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的颗粒数，称为烟粒子的颗粒浓度。

（3）光学浓度烟粒子的光学浓度用减光系数表示，减光系数的大小，代表了烟粒子浓度的大小。

减光系数越大，即烟的浓度越大，光强度越小；距离越远，光强度越小4、火灾烟气的毒害性表现在哪几个方面？火灾烟气的危害性可概括为缺氧、中毒、减光、尘害和高温。

5、造成火场减光的原因是什么？烟气中烟粒子的粒径大于两倍的可见光波长，这些烟粒子对可见光是不透明的，即对可见光具有遮蔽作用。

火场中烟气的存在，可见光因受到烟粒子的遮蔽而大大减弱，会严重影响火场的能见度，从而影响人员的安全疏散，阻碍消防队员接近着火点救人和灭火。

同时，加上烟气中的有些气体对人眼有极大的刺激性，如 HCL、NH3、HF、S02、Cl2 等，从而使人们在疏散过程中的行进速度显著降低，这就是烟气的减光性。

一、有毒气体的浓度（领会）容积浓度表示法有百分浓度(%)和百万分浓度( ppm)两种，即Vi---火灾烟气中有毒气体的分容积(m3)；V ---火灾烟气的总容积( m3)。

二、烟粒子的浓度（一）质量浓度m s---烟气中所含烟粒子的质量( mg)；Vy-----火灾烟气的容积(m3)。

（二）颗粒浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的颗粒数，称为烟粒子的颗粒浓度 n。

，即能见距离（领会）当能见距离降到3m 以下时，逃离火场就十分困难能见距离与减光系数之间的经验关系式。

高层建筑火灾的烟雾流动规律高层建筑火灾的烟雾流淌规律1、建筑物内通风、空调系统对建筑物内压力的影响，取决于供风和排风的平衡状况。

假如各处的供风和排风是一样的，那么该系统对建筑物内的压力不会产生影响，假如某部位的供气超过排气，那里便消失增压，空气就从那里流向其他局部。

反之，在排气超过供气的部位，则消失相反的现象。

因此，建筑物内通风、空调系统可以根据某种预定而有益的方式设计，以掌握建筑物内的烟雾流淌。

2、气体膨胀。

温度上升而引起的气体膨胀是影响烟雾流淌较为重要的因素。

依据气体膨胀定律，可推算出着火期间着火区域内的气体体积将扩大3倍，其中2/3气体将转移到建筑物的其他局部。

而且膨胀过程发生相当快速，并造成相当大的压力，这些压力假如不实行措施减弱，就会迫使烟从着火层往上和往下向建筑物其他局部流淌。

3、烟囱效应。

当室内空气温度高于室外时，由于室内外空气容重的不同而产生浮力。

建筑物内上部的压力大于室外压力，下部的压力小于室外压力。

当外墙上有开口时，通过建筑物上部的开口，室内空气流向室外；通过下部的开口，室外空气流向室内。

这种现象，就是建筑物的烟囱效应。

它是由高层建筑物内外空气的密度差造成的，高层建筑的外部温度低于内部温度而形成的压力差将空气从低处压入，穿过建筑物向上流淌，然后从高处流出建筑物，这种现象被称为正热压作用。

在低处外部压力大于内部压力，在高处则相反，在中间某一高度，内外压力一样，即存在一个中性压力面。

烟囱效应随建筑物的内外温度差以及建筑物高度的增加而增加，在火灾发生于较低层时，烟囱效应对竖井和较高层的烟污染的影响尤为显著，由于此时烟从低层上升至高层内的潜力更大。

由烟囱效应造成的压力差和气流分布，以及中性压力面的位置，取决于建筑物内分隔物的开口对气体流淌的限制程度。

火灾时，由于燃烧放出大量热量，室内温度快速上升，建筑物的烟囱效应更加显著，使火灾的扩散更加快速。

因此烟囱效应对建筑物的空气的流淌起着重要作用。

烟气的性质、流动和控制烟气的产生与性质火灾烟气(smob)是一种混合物，包括：(1)可燃物热解或燃挠产生的气相产物，如未燃撒气、水蒸汽、c02、co及多种有毒或有腐蚀性的气体；(2)由于卷吸而进入的空气；(3)多种微小的固体颗粒和液滴。

目前普遍认为，烟气的这种定义方式包括的范围比某些常见定义宽，而且指明了讨论烟气时不能把其中的颗粒与气相产物分割开来。

另一种常见的定义是“烟气是可燃物燃烧所产生的可见挥发产物”。

显然这样说明问题不如前者清楚。

除了极少数情况外，在所有火灾中都会产生大量烟气。

由于遮光性、毒性和高温的影响，火灾烟气对人员构成的威胁最大。

烟气的存在使建筑物内的能见度陈低，这就延长了人员的疏散时间，使他们不得不在高温并含有多种有毒物质的燃烧产物影响下停留较长时间。

若烟气蔓延开来，即使人员处于距起火点较远的地方也会受到影响。

燃烧造成的氧浓度降低也是一种威胁，不过通常这种影响在起火点附近比较明显。

统计结果表明，在火灾中85％以上的死亡者是死于烟气的影响，其中大部分是吸入了烟尘及有毒气体(主要是CO) 昏迷后而致死的。

因此研究火灾中烟气的产生、性质、测量方法及烟气的运动与控制等都具有重要的意义。

火灾燃烧可以是阴燃，也可是有焰骸烷，两种情况下生成的烟气中都含有很多颗粒。

但是颗粒生成的模式及颗粒的性质大不相同。

碳素材料阴燃生成的烟气与该材料加热到热分解温度所得到的挥发份产物相似。

这种产物与冷空气混合时可浓缩成较重的高分子组份，形成含有碳粒和高沸点液体的薄雾。

在静止空气条件下，颗粒的中间直径Dm(反映颗粒的大小的参数)约为l四，并可缓慢地沉积在物体表面，形成油污。

有焰憾烧产生的烟气颗粒则不同，它们几乎全部由固体颗粒组成。

其中一小部分颗粒是在高热通量作用下脱离固体的灰分，大部分颗粒则是在氧浓度较低的情况下，由于不完全燃烧和高温分解而在气相中形成的碳颗粒。

即使原始燃料是气体或液体，也能产生固体颗粒。

这两种类型的烟气都是可燃的，一旦被点燃就可能转变为爆炸，这种爆炸往往发生在一些通风不畅的特殊场合。

火灾烟气流动规律概述火灾烟气流动规律是研究火灾中产生的烟气在室内或其他封闭环境中的流动行为。

了解烟气的流动规律对于火灾预防和安全疏散具有重要意义。

本文将深入探讨火灾烟气的流动过程、影响因素以及相关安全措施。

烟气流动在火灾中，燃烧产生的烟气是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。

烟气中含有大量有毒气体和悬浮颗粒物，其流动特性对于火场疏散、安全通道设计和消防设备等具有重要影响。

烟气流动是通过自然对流、强制对流和辐射传热三种方式进行的。

自然对流是由于烟气的密度较大，受重力作用产生的流动。

强制对流是通过通风设备或其他外部力量施加的压力差而产生的流动。

辐射传热是由于烟气中的热辐射导致气体的热膨胀，进而产生流动。

影响因素火源特性火源的温度、火势大小和燃烧物质的种类直接决定了烟气的温度、密度和化学成分。

火源的高温会导致烟气的密度减小，从而影响烟气的上升速度和流动方向。

空间布局室内的空间布局对于烟气流动具有重要影响。

通风口的位置和尺寸、隔墙的高度和材料等都会影响烟气的扩散和聚集。

狭小的空间容易造成烟气的堆积，增加火灾蔓延的速度和危险程度。

烟囱效应烟囱效应是指烟气在烟道或狭窄通道中由于热膨胀产生的向上流动。

烟囱效应可以加速烟气的排放和通风，但同时也会产生副作用，如将火灾扩散到其他区域或通风不足导致烟雾滞留。

外部环境外部环境的气流、温度和气压都会对烟气的流动产生影响。

风向和风速决定了烟气的传播方向和速度。

温度差异引起的气流变化也会改变烟气的流场分布。

安全措施火灾预防火灾预防是最有效的安全措施之一。

合理使用电器、防止短路、定期检查火灾隐患、配备灭火设备等都能有效减少火灾的发生。

此外，引入火灾报警系统和自动喷水灭火系统也能在火灾初期及时控制火势。

安全疏散火灾疏散的关键是及时有效地将人员从火场中撤离。

建筑物的设计应考虑易于疏散的通道和紧急出口。

在火灾发生时，正确进行疏散演练，提高员工和居民的火灾应急意识和自救能力。

通风设备通风设备是控制烟气流动的重要手段之一。

高层建筑火灾的烟雾流动规律en sure the safety status, and unify the overall pla n objectivesOrga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing,编制：____________________审核：____________________时间：____________________高层建筑火灾的烟雾流动规律简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。

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高层建筑火灾的烟雾流动规律1 '建筑物内通风、空调系统对建筑物内压力的影响，取决于供风和排风的平衡状况。

如果各处的供风和排风是相同的，那么该系统对建筑物内的压力不会产生影响,如果某部位的供气超过排气，那里便出现增压，空气就从那里流向其他部分。

反之，在排气超过供气的部位，则出现相反的现象。

因此，建筑物内通风、空调系统可以按照某种预定而有益的方式设计，以控制建筑物内的烟雾流动。

2、气体膨胀。

温度升高而引起的气体膨胀是影响烟雾流动较为重要的因素。

根据气体膨胀定律，可推算出着火期间着火区域内的气体体积将扩大3倍，其中2/3气体将转移到建筑物的其他部分。

而且膨胀过程发生相当迅速，并造成相当大的压力，这些压力如果不采取措施减弱，就会迫使烟从着火层往上和往下向建筑物其他部分流动。

3、烟囱效应。

当室内空气温度高于室外时，由于室内外空气容重的不同而产生浮力。

建筑物内上部的压力大于室外压力，下部的压力小于室外压力。

当外墙上有开口时，通过建筑物上部的开口,室内空气流向室外；通过下部的开口,室外空气流向室内。

建筑火灾烟气流动规律与控制技术消防0901 黄锦林 1208081009一、火灾与火灾烟气1、火灾（1）火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。

在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。

人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。

所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。

（2）火灾根据可燃物的类型和燃烧特性，分为A、B、C、D、E、F六类。

A类火灾：指固体物质火灾。

这种物质通常具有有机物质性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。

如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等火灾。

B类火灾：指液体或可熔化的固体物质火灾。

如煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾。

C类火灾：指气体火灾。

如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾。

D类火灾：指金属火灾。

如钾、钠、镁、铝镁合金等火灾。

E类火灾：带电火灾。

物体带电燃烧的火灾。

F类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾。

（3）扑救措施扑救A类火灾可选择水型灭火器、泡沫灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器，卤代烷灭火器。

扑救B类火灾可选择泡沫灭火器(化学泡沫灭火器只限于扑灭非极性溶剂)、干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器。

扑救C类火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。

扑救D类火灾可选择粉状石墨灭火器、专用干粉灭火器，也可用干砂或铸铁屑末代替。

扑救E类带电火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。

带电火灾包括家用电器、电子元件、电气设备(计算机、复印机、打印机、传真机、发电机、电动机、变压器等)以及电线电缆等燃烧时仍带电的火灾，而顶挂、壁挂的日常照明灯具及起火后可自行切断电源的设备所发生的火灾则不应列入带电火灾范围。

扑救F类火灾可选择干粉灭火器。

2、火灾烟气（１）定义美国试验与材料学会(ASTM)给烟下的定义：某种物质在燃烧或分解时散发出的固态或液态悬浮微粒和高温气体。

2021消防知识点：建筑火灾的烟气蔓延建筑发生火灾时，烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向。

一般，500℃以上热烟所到之处，遇到的可燃物都有可能被引燃起火。

烟气扩散途径烟气扩散流动速度与烟气温度和流动方向有关。

烟气在水平方向的扩散流动速度较小，在火灾初期为0.1～0.3m/s，在火灾中期为0.5～0.8m/s。

烟气在垂直方向的扩散流动速度较大，通常为1～5m/s。

在楼梯间或管道竖井中，由于烟囱效应产生的抽力，烟气上升流动速度很大，可达6～8m/s，甚至更大。

当高层建筑发生火灾时，通常有三条烟流和扩散路径：第一条也是最重要的一条是消防室→ 走廊→ 楼梯→ 上层→ 户外的第二个是消防室→ 户外的第三个是消防室→ 相邻的楼上房间→ 户外的烟气流动的驱动1.烟囱效应当建筑物内外的温度不同时，室内外空气的密度随之出现差别，这将引发浮力驱动的流动。

竖井是发生这种现象的主要场合，在竖井中，由于浮力作用产生的气体运动十分显著，通常称这种现象为烟囱效应。

在火灾过程中，烟囱效应是造成烟气向上蔓延的主要因素。

2.火灾风压火风压是指建筑物内发生火灾时，在起火房间内，由于温度上升，气体迅速膨胀，对楼板和四壁形成的压力。

火风压的影响主要在起火房间，如果火风压大于进风口的压力，则大量的烟火将通过外墙窗口，由室外向上蔓延;若火风压等于或小于进风口的压力，则烟火便全部从内部蔓延，当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道以后，会大大加强烟囱效应。

烟囱效应不同于火灾和风压。

它会影响整个建筑。

3.外界风的作用烟雾传播的途径1.孔洞开口蔓延2.管道穿墙及缝隙扩展3.闷顶内蔓延随着烟花向上升起，天花板上的检修孔和通风口是烟花进入的通道。

闷热的屋顶往往没有防火隔墙，空间大，容易引起火灾水平蔓延，并通过内部孔洞扩散到周围房间。

4.外墙面蔓延在外墙上，高温热烟会使火焰跳出窗户并蔓延到上层。

一方面，由于火焰和外墙之间的空气被加热并逸出形成负压，周围冷空气的压力使烟花粘在墙上并扩散到上层；另一方面，由于火焰粘附在外墙并向上传播，热量通过墙壁点燃火灾层上层房间中的可燃物。