高层建筑火灾烟气流动规律分析及烟气控制措施

车出现在杭州，高度可达到 １０１ｍ，约 ３５层楼的高度；世界上先进 室内的可燃物品也使用不燃材料或难燃材料的橱柜存放，此外在
２．２ 火势蔓延迅速
高层建筑内部垂直的通道很多，如电梯竖井，管道竖井，电缆 竖井，一旦发生火灾，如果防火分隔或防火处理措施不当，竖井就 会成为火势蔓 延 的 途 径，烟 囱 效 应 就 会 通 过 这 些 竖 井 很 容 易 形 成。火势就会很快向上蔓延到楼层的其他部位。加之外部的风 力也会使火灾向相邻的建筑物扩散。
２．３ 功能复杂，火灾荷载大，起火因素多
高层建筑一般具有很多的使用功能。很多高层建筑集餐饮、 娱乐、宾馆于一体。为 满 足 这 些 功 能，高 层 建 筑 需 要 进 行 大 量 的 装修。而装修材料内部含有大量的可燃物，使整个建筑物的火灾 荷载增大。并且建筑物内用电设备很多，用电量大，漏电、短路时 有发生容易形成点火源。建筑物内电路复杂，在安装、使用、维修 过程中也易形成潜在的点火源。如果在用电过程中乱拉电线，随 意增加用电荷载，就会增大火灾危险性。
３．３ 烟气的沉降
对于高层建 筑 火 灾，烟 气 除 了 会 在 建 筑 物 内 横 向 和 竖 向 流 动，还会因建筑结 构 的 阻 挡 而 向 下 扩 散，即 烟 气 的 沉 降。 资 料 显 示，对于高层建筑 居 民 楼 的 火 灾 荷 载 条 件 下，着 火 房 间 的 烟 气 降 至 ８０ｃｍ的时间一般不会超过 ３ｍｉｎ，所以房间一旦着火就会伴随 着烟气的侵袭。这不仅使得房间的能见度降低，还使得携带并辐 射大量热量的空气中含氧量减少，形成缺氧环境，并伴随着有毒、 有害和腐蚀性的物质，从而威胁到生命及财产安全。
中图分类号：ＴＵ９９８．１
文献标识码：Ａ
１ 概述
当前高层建筑 的 增 多 在 给 城 市 带 来 繁 华 的 同 时，也 因 其 结 构复杂、功能多样、人 员 密 集、施 救 困 难 等 诸 多 原 因 增 加 了 消 防 安全隐患，一旦发生火灾，往往火势很猛，烟雾很大，经常会造成 群死群伤的严重后果［１］。２０１５年 ７月 １１日，湖北武汉紫荆嘉苑
第２０４５１卷９年第 １３期月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＪＶａｏｎｌ．． ４５２Ｎ０１ｏ９．３
·２３３·
文章编号：１００９６８２５（２０１９）０３０２３３０２
高 层 建 筑 火 灾 烟 气 流 动 规 律 分 析 及 烟 气 控 制 措 施★
２ 高层建筑火灾特点
上升过程和烟气与空气的混合过程都在不断的吸入新鲜的空气，
２．１ 人员疏散困难
由于高层建筑内部功能齐全，空间结构多变，人员来往复杂， 垂直距离远，并且 在 发 生 火 灾 时，唯 一 可 以 利 用 的 疏 散 通 道 只 有 楼梯这样的竖向 通 道，因 此，被 困 人 员 在 一 个 短 的 时 间 内 很 难 疏 散到安全区域。当高层建筑发生火灾时，建筑内部的装修材料燃 烧会产生大量的 烟 气，这 使 得 人 员 的 视 线 距 离 缩 短，看 不 清 安 全 出口或者安全疏散标志，容易造成严重的人员伤亡事故。
烟气在高层 建 筑 竖 向 流 动 时，其 运 动 过 程 受 到 两 种 机 制 控 制，第一种是“烟囱效应”；第二种是湍流混合机制。具体就是竖 井内烟气的流动是由两部分组成：先是烟气从着火空间溢出后进 入竖井，沿着竖井的侧壁上升，最后到达顶部，并通过竖井的上部 开口流出室外；与 此 同 时 在 烟 气 的 上 升 过 程 中，竖 井 内 的 空 气 又 与烟气进行混合，就形成大量的涡旋流动。在垂直空间中烟气的
且烟气与空气的混合过程中的混合气体也慢慢下沉，外部的新鲜 风流就通过竖井底部开口流进垂直的着火空间。
３．２ 烟气的横向流动
高层建筑火灾烟气的横向流动时，对流作用是主要的原因之 一。火灾发生后，热气流的迅速向上翻腾和新的冷空气的不断向 下补充，从而形成 热 对 流 现 象。随 着 着 火 区 域 的 不 断 扩 大，温 度 不断上升，将会形 成 强 烈 的 热 对 流。在 热 对 流 的 作 用 下，热 气 流 在上升过程中热流量不断增加，当遇到障碍物或者阻碍时烟气会 向四周扩散，这将导致火灾的蔓延扩大。其烟气膨胀的速度不断 加快，使得横向 空 间 充 满 烟 气 的 时 间 越 短。 当 横 向 空 间 充 烟 后， 烟气又通过建筑物左右及上下的渗漏进入建筑内未充烟的空间， 从而引起整个建筑物的充烟甚至着火，使得火灾扩大蔓延。
右，再高就会因 体 力 不 支 而 失 去 战 斗 力。建 筑 物 一 旦 发 生 火 灾， 火势会很快向上蔓延，几只消防水枪控制不住火势。因此扑救高 层建筑火灾往往难度较大。
３ 高层建筑火灾的烟气流动规律分析 ３．１ 烟气的竖向流动
大火，住 宅 楼 电 缆 竖 井 线 路 老 化 发 生 自 燃，造 成 人 员 伤 亡； ２０１７年 ６月 １４日凌晨英国伦敦大火，造成多人遇难。从国内外 大量火灾案例表明，绝 大 部 分 的 火 灾 事 故 中 的 人 员 伤 亡 都 是 由 于吸入火灾过程中产生的有毒有害烟气造成的 。 ［２，３］ 因此对高 层建筑火灾烟气流 动 规 律 进 行 分 析、探 究 烟 气 控 制 的 方 法 等 就 显得尤为重要。
４ 高层建筑火灾烟气控制方式
２．４ 扑救难度大
４．１ 防烟方式
高层建筑高达几 十 米，甚 至 超 过 二 三 百 米，现 在 的 消 防 设 备
防烟的方式主要有不燃化防烟、密闭防烟和机械加压送风系
远不能满足高层建筑对高度的要求。目前，国内最高的消防云梯 统防烟。不燃化防烟不仅是采用不燃材料或难燃材料，而且建筑
何勇军１ 郭 蓉２
（１．四川警察学院，四川 泸州 ６４６０００； ２．泸州职业技术学院，四川 泸州 ６４６０００）
摘 要：对高层建筑火灾的特点进行了论述，分析了高层建筑火灾烟气流动的规律，提出了高层建筑防排烟的措施，对高层建筑火
灾烟气控制系统的设计提供理论基础。

关键词：高层建筑，烟气流动规律，烟气控制