高层建筑火灾烟气的流动与控制探析

“烟气控制研究”资料合集目录一、高层建筑火灾烟气流动规律及烟气控制研究二、含救援站特长隧道火灾特性及烟气控制研究三、中庭火灾烟气流动与烟气控制研究四、高层建筑多因素作用下火灾发展机理和烟气控制研究五、高层建筑火灾烟气流动规律及烟气控制研究六、地下娱乐建筑烟气扩散CFD模拟与烟气控制研究高层建筑火灾烟气流动规律及烟气控制研究随着城市化进程的加快，高层建筑的数量不断增加，然而高层建筑火灾事故也屡见不鲜。

火灾烟气是火灾蔓延和危害的主要因素之一，因此，研究高层建筑火灾烟气的流动规律及烟气控制措施显得尤为重要。

本文旨在探讨高层建筑火灾烟气流动规律和烟气控制措施，为高层建筑的火灾防治提供理论支持。

高层建筑火灾烟气的流动规律受到多种因素的影响，如建筑结构、通风系统、火源位置、火灾荷载等。

通过对这些影响因素的分析，可以揭示高层建筑火灾烟气的流动规律。

在火灾过程中，烟气在火源上方形成高温高压的气体团，随着火势的发展，高温烟气团逐渐向上扩散，遇到建筑物的阻挡后，会向下沉降或者沿建筑物蔓延。

火灾烟气的流动还受到空气对流、风速风向等因素的影响。

针对高层建筑火灾烟气的流动规律，可以采取一系列烟气控制措施。

合理设计建筑结构，优化通风系统，可以有效地减缓烟气的扩散速度。

设置防火分区和防火墙，可以限制火灾蔓延的范围。

安装自动喷水灭火系统和消防器材，可以及时有效地控制火势。

组织合理的疏散路线和方式，可以减少人员伤亡。

这些措施在高层建筑火灾防治中具有重要意义。

本文对高层建筑火灾烟气的流动规律和烟气控制措施进行了深入探讨。

通过分析，明确了高层建筑火灾烟气的流动规律及影响因素，并提出了针对性的烟气控制措施。

这些措施对于高层建筑的火灾防治具有重要的理论和实践意义。

然而，高层建筑火灾烟气流动规律及烟气控制研究仍需进一步深入。

未来研究可以以下几个方面：1）利用数值模拟方法对高层建筑火灾烟气的流动规律进行精细化研究；2）开展实验研究，对不同结构类型、不同火源位置、不同楼层高度的建筑进行火灾烟气流动规律的测试；3）进一步研究自动喷水灭火系统、消防器材等现有灭火设备的性能和优化方案，提高灭火效率；4）探讨如何将智能化技术应用于高层建筑火灾防治，实现火势监测、自动报警、自动灭火等一体化功能。

高层建筑火灾中烟雾的危害及控制高层建筑发生火灾, 烟雾是阻碍人们逃生和进行灭火行动, 导致人员死亡的主要原因之一。

现代化的高层民用建筑, 可燃装饰、陈设较多, 还有相当多的高层建筑使用了大量的塑料装修、化纤地毯和用泡沫塑料填充的家具, 这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气和热量, 同时要消耗大量的氧气。

据英国对火灾中造成人员伤亡的原因统计表明, 由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的40％～50％, 而被烧死的人当中, 多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。

因此, 了解和掌握高层建筑火灾中的烟雾流动规律, 控制烟雾扩散是高层建筑消防安全系统中十分重要的问题。

一、烟雾的危害及对灭火的影响烟雾是物质在燃烧反应过程中热分解生成的含有大量热量的气态、液态和固态物质与空气的混合物。

它是由极小的炭黑粒子完全燃烧或不完全燃烧的灰分及可燃物的其他燃烧分解产物所组成。

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。

在完全燃烧的条件下, 物质燃烧产生的烟雾成分以二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等为主；在不完全燃烧条件下, 不仅有上述燃烧生成物, 还会有醇、醚等有机化合物。

含炭量多的物质, 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, 产生大量的游离的炭粒子, 常呈黑色或灰黑色。

烟雾的流动扩散速度与烟雾的温度和流动方向有关。

烟雾在水平方向的扩散流动速度, 一般为0.3米/秒～0.8米/秒。

烟气在垂直方向的扩散流动速度较大, 通常为1米/秒～5米/秒。

在楼梯间或管道井中, 由于烟囱效应产生的拔力, 烟气流动的速度可达6米/秒～8米/秒。

烟雾对人体的危害主要是因燃烧产生的有毒气体所引起的窒息和对人体器官的刺激, 以及高温作用。

高层建筑火灾中烟雾的危害及控制（二）引言：高层建筑的火灾是一种极其危险的事故, 对人员生命安全和财产造成极大的威胁。

浅析火灾烟气的流动及控制2015级，安全工程，***摘要：随着我国现代化建设的飞速发展，高层建筑在全国一些大中型城市像雨后春笋般地蓬勃发展起来，随之而来的高层建筑火灾也越来越多，火灾中所产生的烟气会对受灾人群及扑救人员造成伤害，所产生的烟囱效应对高层建筑火灾的危害越来越明显，是导致人员伤亡的重要原因，因此要达到在火灾初期阶段最大程度降低人员和财产损失的目的，就必须深入了解研究火灾烟气的特征、流动规律，并以此为依据对火灾烟气的产生和运动进行控制。

关键词: 火灾烟气；流动状态；烟囱效应，防排烟系统有燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的可见的固体和液体微粒称为烟或烟粒子。

含有烟粒子的气体称为烟气。

在火灾发展过程中产生的烟气称为火灾烟气，火灾烟气是建筑火灾中导致人员伤亡的主要因素之一，因此火灾烟气的控制是建筑防火性能化设计的重要内容，与人员安全疏散设计密切相关，开展火灾烟气控制系统的性能化设计必须了解火灾烟气特征及流动规律。

1 火灾烟气的组成火灾烟气的组成成分取决于可燃物的化学组成和燃烧条件，大部分可燃物都属于有机化合物，主要由碳、氧、氢、硫、磷、氮等元素组成。

其中碳、氢、氧、硫、磷等燃烧时分别生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、二氧化硫和五氧化二磷等产物。

氮在燃烧过程中不起反应而呈游离状态析出，氧在燃烧过程中被消耗掉了。

可燃物在不完全燃烧时，会同时生成完全燃烧产物和不完全燃烧产物。

含碳多的物质在缺氧条件下燃烧时还将产生大量的碳粒子。

1.1 单质燃烧产物一般单质在空气中完全燃烧，其产物为构成该单质的元素的氧化物，如碳、氢、硫等。

1.2 化合物燃烧产物在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外，还会生成未完全燃烧产物。

分子化合物会热裂解，并进一步燃烧，其中一氧化碳为最典型的未完全燃烧产物。

1.3 木材燃烧产物木材的主要成分是纤维素，木材受热之后发生裂解，生成不完全燃烧产物，在２００℃左右开始，主要生成二氧化碳、水蒸汽、甲酸、乙酸、一氧化碳及各种可燃气体等。

高层建筑火灾中烟雾的危害及控制措施高层建筑火灾中烟雾的危害及控制措施随着城市的快速发展，高层建筑的数量也在不断增加。

然而，高层建筑火灾是一种极具破坏性的灾难，其中烟雾是导致伤亡和财产损失的主要原因之一。

烟雾可以迅速弥漫整个建筑，阻碍人员疏散，影响救援工作，并且会产生有害气体，对人的健康造成重大威胁。

因此，控制高层建筑火灾中的烟雾是非常重要的。

本文将探讨高层建筑火灾中烟雾的危害，并介绍一些控制烟雾的措施。

高层建筑火灾中的烟雾有很多危害。

首先，烟雾会阻碍人员疏散。

在火灾发生时，人们往往会感到恐慌和迷茫，烟雾的存在会让人迷失方向，导致无法迅速逃生。

而且，烟雾中的有害气体会使人失去清醒和判断能力，进一步加剧了人员疏散的困难。

其次，烟雾还影响了救援工作的进行。

烟雾会使得火灾现场变得模糊不清，使消防人员难以发现火源和确定火灾的范围。

同时，烟雾还会降低能见度，使救援人员在执行任务时受到严重阻碍。

这样一来，火灾的扑灭工作变得更加困难和危险。

此外，烟雾还会释放有害气体，对人的健康造成威胁。

在高层建筑火灾中，燃烧物质会产生一系列有害气体，如一氧化碳、二氧化硫和氰化物等。

这些有害气体会对呼吸系统、神经系统和心血管系统造成损害，甚至导致中毒和死亡。

为了控制高层建筑火灾中的烟雾，需要采取以下措施。

首先，建筑物的设计和建造应遵循防火规范和安全标准。

建筑材料应具有良好的阻燃性能，电气设备应定期维护和检查，消防设施应齐全有效。

此外，建筑物应设置合适的疏散通道和出口，确保人员能够迅速安全地逃生。

其次，需要进行有效的烟雾控制措施。

烟雾控制系统通常包括烟雾探测器、烟雾隔离和排烟系统等。

烟雾探测器可以及时发现火灾并发出警报，触发疏散程序。

烟雾隔离系统可以阻止烟雾的扩散，并创造一段相对安全的环境给人员疏散。

排烟系统可以将烟雾排出建筑物，减少有害气体和烟雾的对人体的危害。

此外，提高人员的火灾安全意识也是很关键的。

高层建筑的管理者和员工应定期进行火灾逃生演练，并提供相应的培训和宣传。

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。

高层建筑火灾烟气控制和人员疏散营救概述：高层建筑火灾是一种特殊且危险的火灾形式，由于建筑高度的限制、烟气扩散的特点以及人员疏散的困难，给火灾扑灭和人员安全造成了很大的挑战。

因此，高层建筑火灾的烟气控制和人员疏散营救至关重要。

本文将重点探讨高层建筑火灾烟气控制和人员疏散营救的重要性、相关措施与技术，以及应对策略。

一、高层建筑火灾烟气控制的重要性高层建筑火灾烟气是造成火灾致命的主要原因之一。

火灾烟气中含有大量的有害物质，如一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。

这些有害气体不仅能引起窒息和中毒，还能使火场变得黑暗、热量蒸发，使疏散通道变得不可见，极大地影响了人员的疏散和营救工作。

高层建筑火灾烟气控制的目标是减少火灾烟气的产生和蔓延，为人员疏散创造良好的条件。

关键措施包括：一是采取有效的防火措施，减少火灾的发生；二是在火灾发生后，通过合理的烟气控制手段，控制烟气扩散的速度和范围；三是确保建筑内的通风系统能够正常运行，提供清洁的空气供人员逃生。

二、高层建筑火灾烟气控制的技术措施1.消防设施的设置：高层建筑应该配备完善的消防设施，如自动喷水灭火系统、自动报警系统、气体灭火系统等，以及应急照明、疏散指示灯等。

这些设施的设置可以在火灾发生后迅速采取措施，减少火灾蔓延的速度，控制火势，为人员疏散争取宝贵的时间。

2.烟气排出系统：高层建筑的烟气应该及时、快速地排放出去，以减少烟气对人员疏散的影响。

烟气排放系统可以采用烟气排烟通道、排烟风机等设备。

通过合理地设计和布置这些设备，可以将大量的烟气及时排放出去，保持疏散通道的通畅。

3.通风系统：通风系统在高层建筑火灾中起着至关重要的作用，它能够提供清洁的空气供人员逃生。

通风系统应该合理布置，确保疏散通道的通风和换气。

在火灾发生时，通风系统应该能够自动启动，并及时将有害气体排出。

4.隔热材料的选择：高层建筑的外墙、隔墙等结构材料应该选择具有良好的隔热性能，并且能够抵抗燃烧。

这样可以有效地减少火灾的烟气和火焰蔓延的速度，为人员疏散创造条件。

高层建筑消防电梯井烟气蔓延及控制分析摘要：高层建筑一旦发生火灾，火灾蔓延快、疏散路线长，将造成严重的人员伤亡和财产损失。

为解决高层建筑人员疏散困难的问题，国内外都有专家学者提出消防电梯疏散这一理念。

虽然我国现有消防法规定，火灾时电梯不能用于人员疏散，但是若能保证疏散过程中电梯的安全性，采用电梯和楼梯综合疏散方式将缩短疏散时间。

电梯安全性的保证包括很多方面，比如电梯供电设施、防烟系统等。

本文主要对电梯井加压送风安全防烟方面进行了研究分析。

关键词：高层建筑，消防电梯井, 烟气蔓延, 烟气控制前言全球各国每年发生的火灾事故次数不断增加，涉及的火灾类型有天然气管道火灾、油罐起火爆炸、森林大火、建筑火灾等等，其中建筑火灾涉及各个功能的建筑类型，比如商业楼、家具厂、居民楼、高层建筑等。

在各类事故中，火灾事故是损失最严重和救援最困难的事故之一，而其中高层建筑火灾问题尤为突出。

世界各国对高层建筑定义不同，在我国超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。

随着城市用地逐渐紧张，建筑规模不断扩大，高层建筑、超高层建筑如雨后春笋般出现，高层建筑在减少用地的同时也给防灾问题上带来了难题。

现高层建筑事故发生的数量和频率不断增加，由于其内部竖井多、火灾荷载大、人员密集的特点使得一旦发生火灾，火势将迅速蔓延，人员疏散困难，因此将造成严重的人员伤亡和财产损失。

一、高层建筑火灾特点高层建筑因功能复杂、楼层多、竖井多、人员密集等特点使得其火灾危险性比普通建筑大，其主要表现在:1、火灾、烟气蔓延影响因素多高层建筑楼层高、竖井多，因此在发生火灾时，受到的影响因素复杂，如竖井的烟囱效应、电梯轿厢活塞效应、外环境风力影响等，使得火灾烟气迅速从着火层蔓延至其他楼层。

2、功能复杂，起火因素多很多高层建筑是集多种功能为一体，涉及商店、娱乐区、办公间、设备间等，功能越多，起火因素越复杂，且高层建筑用电量大、装修复杂，一旦因短路漏电等问题形成点火源，极易引发火灾，造成巨大损失。

高层建筑中的火烟控制综述高层建筑中的火烟控制是保障建筑物内人员安全的重要系统。

火灾发生时，火烟控制系统通过一系列设备和措施来控制火势和烟气的蔓延，增加人员疏散的时间窗口，减少火灾造成的损失和人员伤亡。

火烟控制系统主要包括以下几个方面的内容：火灾自动报警、消防给水系统、防烟排烟系统、消防通信系统和疏散照明系统。

首先，火灾自动报警系统是火烟控制系统的基础。

它通过火灾探测器、报警按钮等设备实时监测建筑物内的火灾情况，并发出警报信号。

当火灾发生时，火灾自动报警系统会及时通知消防部门，同时触发其他火烟控制设备的运行。

消防给水系统是火烟控制系统的另一个关键组成部分。

它主要由消防水泵、消火栓、喷淋系统等设备组成。

消防给水系统可以提供大量的水源供应，用于灭火和控制火势蔓延。

在火灾发生时，消防给水系统能够迅速供水，保证灭火的效果。

防烟排烟系统是火烟控制系统中的重要环节。

它通过安装在建筑物内的排烟风机、排烟阀门等设备，将烟气有效排出室外，确保建筑物内的通风良好。

同时，防烟排烟系统还能生成压差，阻止烟气进入安全通道，保障人员的疏散通道畅通。

消防通信系统是火烟控制系统中的重要组成部分。

它通过安装在建筑物内的呼叫器、广播系统等设备，实现建筑物内部的紧急通讯。

在火灾发生时，消防通信系统能够及时传递指示和信息，帮助人员疏散和灭火。

疏散照明系统是火烟控制系统中的另一个重要环节。

它通过照明设备和应急照明装置，确保火灾发生时建筑物内的人员能够迅速找到安全出口。

疏散照明系统还能自动开启，并提供足够的光亮，方便人员逃生和应对紧急情况。

除了以上几个方面的内容，高层建筑中的火烟控制还包括其他一些补充措施。

例如，安装自动喷水灭火系统可以在火灾发生时自动喷水灭火，减少火势蔓延的速度。

同时，安装建筑物外的避雷针可以预防雷击事故引发火灾。

此外，高层建筑还应配备逃生楼梯和紧急出口，确保人员在火灾发生时能够及时逃生。

总之，高层建筑中火烟控制是非常重要的，涉及到建筑物内人员的生命安全。

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。

高层建筑火灾烟气控制研究摘要：本文从高层建筑火灾烟气特点、危害、流动的影响因素出发，详细论述了高层建筑的几种烟气控制技术，对工程实践中烟气控制技术的一些常见问题进行了详细地剖析，分析了问题产生的原因，指出了克服纠正这些问题的办法。

关键词：高层建筑；火灾；烟气控制高层建筑发生火灾，烟气是阻碍人们逃生、进行灭火行动和导致人员死亡的主要原因之一。

统计资料表明，火灾中死亡的人数大约80%是由于吸入有毒烟气而致死的。

因此，了解和掌握高层建筑火灾中的烟气流动规律，控制烟气扩散是高层建筑防、灭火系统十分重要的问题。

1．火灾烟气的特点及危害烟气是物质在燃烧反应过程中热分解生成的含有大量热量的气态、液态和固体物质与空气的混合物。

烟气对人体的危害主要是燃烧生成的有毒气体所引起的窒息和中毒1。

同时，由于烟气的遮光作用，使火场能见度降低，对疏散和救援带来很大的不便。

烟气的扩散速度与烟气温度和流动方向有关，烟气在水平方向扩散流动速度一般为0.3 m/s～0.8 m/s,烟气在垂直方向的扩散流动速度较大，通常为1m/s～5m/s，在楼梯间和管道井中，由于烟囱效应，烟气流动速度可达6m/s～8m/s。

2．高层建筑火灾的烟气流动规律建筑物烟气流动的形成，是由于火场产生的热量以及温度差造成气体密度差而形成的效应。

其中火场产生的热压是烟气流动的主要原因。

2.1气体膨胀因素的影响温度升高而引起的气体膨胀是影响烟气流动较为重要的因素。

根据气体膨胀规律可知，发生火灾时，在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内的其他部分。

在转移过程中形成相当大的压力，会迫使烟气从着火层往上或往下向建筑物其他部分扩散、流动。

2.2建筑物内通风空调系统的影响建筑物内通风、空调系统对建筑物内压力的影响，取决于供、排风的平衡状况。

如果建筑某部位的供风超过排风，那里便出现正压，空气就从那里流向其他部分2。

反之，在排风超过供风的部位，则出现相反的情况。

第1章绪论1.1研究目的和意义随着城市人口的迅速增长，超高层建筑不断增加。

超高层建筑中存在电梯井、楼梯井、管道井、电缆井等多种竖向通道，一旦发生火灾，在烟囱效应、活塞效应、热烟浮力以及室外风的共同作用下，这些竖井将会极大地促进火势及烟气的蔓延，从而造成严重的危害。

据统计美国、德国对火灾中造成人员伤亡的原因的统计资料表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被有毒烟气熏死的死者占火灾中死亡总人数的70%-80%，因此，开展对超高层建筑火灾烟气在竖向通道中的蔓延规律和控制措施的研究，以有效减少超高层建筑火灾事故的发生和蔓延，减少生命财产损失。

超高层建筑内存在很多不同结构的的竖向通道。

一旦发生火灾，烟气进入竖井后，竖井将成为烟气蔓延的主要途径。

烟气的迅速蔓延，会危及超高层建筑内其他楼层安全，严重的人员伤亡和财产损失就不可避免。

所以，迅速的进行火灾扑救的有效途径可以通过设计合理的通风和防排烟设施，控制火灾烟气在超高层建筑内的肆意蔓延来实现。

所以，深入的进行分析竖井结构内的火灾烟气驱动力及烟气运动过程，并掌握火灾烟气驱动力及烟气运动的原理，从而动态的分析超高层建筑不同的竖井结构，为超高层建筑实际防火设计及人员疏散提供理论基础和实践指导依据。

因此，本课题所开展的超高层建筑火灾烟气在竖向通道中的蔓延规律和控制措施的研究具有重要的实际意义。

1.2 研究内容针对竖井实验平台对烟囱效应影响、热烟浮力影响、室外风影响、等情况进行数值模拟，在试验中得结论如下:在烟囱效应的影响下竖井内外温差将逐渐增大，一旦维持竖井内外温差的外界热源不复存在，烟囱效应将急速消退，同时若内外温差相差很小时，正烟囱效应中的气体流动较逆烟囱效应的慢，在烟气扩散前期起主导作用是热烟浮力，当温度继续升高后，温差在竖井内外出现，这时起主导作用的变为烟囱效应;竖井内烟气扩散同时也会受周围风的极大影响，竖井内的烟气扩散的风向影响的次序为:背风面小于侧面，而侧面又小于迎风面。

高层建筑消防防火排烟设计探索我国社会经济的快速发展，带动了建筑行业的蓬勃发展，同时城市在发展过程中，为了有效利用土地和空间资源，使高层建筑日趋增多，但高层建筑也面临一些问题，特别是对于火灾事故的有效防范和紧急救援，在火灾事故发生时，高层建筑内易产生烟雾，烟雾窒息威胁人的生命，所以对于高层建筑消防防火排烟设计就显得尤为重要，本文就高层建筑消防的防火排烟设计进行了探讨，以供相关部门参考。

标签：高层建筑;消防;防火排烟;设计方法前言高层建筑的特点是人员众多，密集度高，为火灾事故中人员撤离和救援增加了难度。

目前，消防救援工具和设备还不能够充分满足高层建筑灭火和救援的需求，因此需要设计师在对高层建筑消防防火排烟设计时，必须把消防设计进行全面规划，同时还要对火灾、消防知识、和高层建筑火灾特点进行了解和分析，从而设计出安全、完善、科学的高层建筑消防排烟系统。

一、高层建筑火灾特点与普通建筑相比，高层建筑火灾传播速度快，疏散困难、扑救难度大。

首先，从内部结构来看，电梯井道、通风口、垃圾道等竖向管井等多处，自上而下都是透明的，容易造成火势向上蔓延。

如果高层建筑发生火灾，根据高层建筑内部结构，部分火势会迅速上升，短时间内可形成较大火灾。

第二，如果建筑物内有大量可燃物，则更容易随着燃烧面积的扩大而引起火灾，形成立体火势。

快速救援需要一定的时间，高层火灾增加了火灾救援的难度;此外，化工品燃烧分解产生大量的有毒气体同时还会产生大量烟尘及水蒸气等，导致人中毒伤亡，整个高层建筑灭火难度增大。

针对高层建筑防火排烟设计中存在的缺陷，存在监理制度有待完善、人员综合素质有待提高、所用设备材料有待优化等问题。

本文提出了几点相关建议。

二、高层建筑消防防火排烟设计探索路径（1）高层建筑消防设计对排烟方式进行科学规划高层建筑的消防防火排烟系统在整个消防系统中是一个独立的分支，它由消防控制中心直接参与控制，此系统的组成包含了风管、风井、排烟风机、送风风机、联动系统、阀门等。

（建筑工程管理）高层建筑火灾中烟雾的危害及控制高层建筑火灾中烟雾的危害及控制陈绍宾任冬高层建筑发生火灾，烟雾是阻碍人们逃生和进行灭火行动，导致人员死亡的主要原因之壹。

现代化的高层民用建筑，可燃装饰、陈设较多，仍有相当多的高层建筑使用了大量的塑料装修、化纤地毯和用泡沫塑料填充的家具，这些可燃物于燃烧过程中会产生大量的有毒烟气和热量，同时要消耗大量的氧气。

据英国对火灾中造成人员伤亡的原因统计表明，由于壹氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死者壹般占火灾总死亡人数的40％～50％，而被烧死的人当中，多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。

因此，了解和掌握高层建筑火灾中的烟雾流动规律，控制烟雾扩散是高层建筑消防安全系统中十分重要的问题。

壹、烟雾的危害及对灭火的影响烟雾是物质于燃烧反应过程中热分解生成的含有大量热量的气态、液态和固态物质和空气的混合物。

它是由极小的炭黑粒子完全燃烧或不完全燃烧的灰分及可燃物的其他燃烧分解产物所组成。

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。

于完全燃烧的条件下，物质燃烧产生的烟雾成分以二氧化碳、壹氧化碳、水蒸气等为主；于不完全燃烧条件下，不仅有上述燃烧生成物，仍会有醇、醚等有机化合物。

含炭量多的物质，于氧气不足的条件下燃烧时，有大量的炭粒子产生。

通常，烟雾于低温时，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，产生大量的游离的炭粒子，常呈黑色或灰黑色。

烟雾的流动扩散速度和烟雾的温度和流动方向有关。

烟雾于水平方向的扩散流动速度，壹般为0.3米/秒～0.8米/秒。

烟气于垂直方向的扩散流动速度较大，通常为1米/秒～5米/秒。

于楼梯间或管道井中，由于烟囱效应产生的拔力，烟气流动的速度可达6米/秒～8米/秒。

烟雾对人体的危害主要是因燃烧产生的有毒气体所引起的窒息和对人体器官的刺激，以及高温作用。

火灾时，由于燃烧要消耗大量的氧气，使空气中的氧浓度显著下降，人长时间呆于这种低氧的环境中，就会造成呼吸障碍、失去理智、痉挛、脸色发青，甚至窒息死亡，建筑物内当火灾燃烧旺盛时，仍会产生大量的二氧化碳，当人员接触10％～20％浓度的二氧化碳后，会引起头晕、昏迷、呼吸困难，甚至神经中枢系统出现麻痹，使人失去知觉，导致死亡。

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。

一、烟气的扩散路线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，烟气在其内的流动扩散一般有三条路线：第一条，也是最主要的一条是着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外;第二条是着火房间→室外;第三条是着火房间→相邻上层房间→室外。

二、烟气流动的驱动力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。

烟囱效应和火风压不同，它能影响全楼。

3.外界风的作用三、烟气蔓延的途径1.孔洞开口蔓延2.穿越墙壁的管线和缝隙蔓延3.闷顶内蔓延由于烟火是向上升腾的，因此顶棚上的入孔、通风口等都是烟火进入的通道。

闷顶内往往没有防火分隔墙，空间大，很容易造成火灾水平蔓延，并通过内部孔洞再向四周的房间蔓延。

4.外墙面蔓延在外墙面，高温热烟气流会促使火焰蹿出窗口向上层蔓延。

一方面，由于火焰与外墙面之间的空气受热逃逸形成负压，周围冷空气的压力致使烟火贴墙面而上，使火蔓延到上一层;另一方面，由于火焰贴附外墙面向上蔓延，致使热量透过墙体引燃起火层上面一层房间内的可燃物。

高层建筑火灾烟气控制和人员疏散营救现代化的高层民用建筑使用了大量可燃材料装饰，配有大量家电和家具，这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气和热量。

这些烟气是阻碍人们逃生和进行灭火行动，导致人员死亡的主要原因之一。

据统计表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的40％～50％，而被烧死的人当中，多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。

因此，了解和掌握高层建筑火灾中的烟气流动规律，控制烟气扩散，有效的组织营救和人员疏散是高层建筑火灾扑救中的首要问题。

一、烟气流动规律建筑物内烟气流动的形成，是由于风和各种通风系统造成的压力差，以及由于温度差造成气体密度差而形成的烟囱效应，其中温差和温度变化是烟气流动最为重要的因素。

1、建筑物内通风、空调系统对建筑物内压力的影响，取决于送风和排风的平衡状况。

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

反之，在排风超过供风的部位，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气流动。

2、气体膨胀。

温度升高而引起的气体膨胀是影响烟气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，就会迫使烟气从着火层向上、向下以及水平方向流动。

3、烟囱效应。

烟囱效应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使空气从高层建筑的某一部位的低处进入，穿过建筑物向上流动，然后从建筑物的高处流出，这种现象称为正热压作用。

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，内外压力相同，即存在一个中性压力面。

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动的限制程度。